PDF《环形铁心变压器在金卤灯电子镇流器》

第 9卷第 9期2006年 9月电i圣技 石阖POW E R S UP P L Y TE CHNOL OGI ES AND A P P L I C AT I ONS 、 o

1 .

9 No .

9 S e p t e mb e r

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0 6 环形铁心变压器在金卤灯电子镇流器 中的应用 高季荪 ( 东莞广 殿 电子有 限公 司,广东东莞 ,

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7 8 ) 摘要: 介绍 了一种新型金 卤灯用电子镇流器, 它是在现有的 E MC电路 、 全桥整流电路 、 B o o s t 升压 及APFC电路 、 以及 D C / A C逆变电路 的基 础上,增加了频率控 制 电路 , 使DC/AC逆 变电路 按 高频 和低 频来工作 .在 高频. 状态,利用 , J C谐振及 环 形铁 芯 变压 器升 压, 把金卤灯点 亮, 接 着转入 低频. 状 态工作 , 消除 了声 共振 现象;

当工 作在. 状态,灯电流会增加,此时,用环形铁芯变压器的次级 绕组 大 阻抗来 限流 , 使 灯工作 在稳 定状 态 .当电源 电压从

8 5 ~

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0 V 变动 时,50Hz/60Hz,金卤灯的功率变化 仅±1.5%,线路 输入 功率因数 保持在0.98以上 . 当工作 频 率从

5 0H z升到300~

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0 H z , 环 形铁 心 变压 器的体 积 重量 大约缩 小到 原 来的二 分之一 . 关键 词:金属 卤化 物灯;

电子镇 流器;

环形变压 器Ap p l i c a t i o n o f t h e To r o i d a l Co r e Tr a n s f o r m e r i n El e c t r o n i c Ba l l a s t o f M e t a l Ha l i de La m o GAO j i ― s u n ( D e n i s o n F o r c e P o w e r I n d u s t y C o . L t d . , D o n g g u a n G u a n g d o n g

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7 8 , C h i n a ) 中 图分类 号:TM4

6 文献标识 码:B文章编 号:0219―2713(2006)09―0038―040引言 大家 知道 , 气 体放 电灯 ( 日光灯 、 高压钠 灯、高压汞灯 , 金属 卤化物灯等 ) 传统上采用电感式镇流 器(Ballast)和灯管 串接 起来 , 接入电网电压 , 另外单独采 用启 辉器 或 触发 器,以产 生必 要 的高 压(超前顶 峰 式镇流 器 无需触 发器)使灯点 亮.当灯点 亮后,利 用 电感 镇 流器 自身 的 阻抗来 控 制或 限制 灯管电流 , 使灯管稳 定工 作 .这 种 电感镇 流器,一般是采用 硅钢片堆栈 起来 作铁心,缠 绕 漆包 线制 作成.工作频 率一 般是

5 0 H z /

6 0 H z . 这种镇流器 相对 体积 大、笨重 , 且功 耗大 、 效 率低 . 为 了克 服 电感 镇流 器的 缺点 ,人们设法 提高灯的工 作频 率 .这 是 因为 , 工作 频率 提 高一倍 , 镇收稿日期 :

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3 8 流器的体积就 缩小 到原来 的0.707.现在流 行起 来 的电子节能灯 , 其电子镇流器都是通过 A C / D C / A C 变换,把市电50Hz/60Hz交流电压 , 先变成直流电压 , 再 通过 逆变 器变 成 几十 k H z的交流 电压,从而用 铁氧 体磁 芯取 代 了硅钢 片 ,实现 了 电子 镇流 器 的轻量 化,产生 了一 体化 电子 节能 灯,并使 其功 耗降 低,光效提 高.但是,对 于高强度气 体放电(HighIntensityDischarge缩写 HI D) 灯( 高压钠灯 , 高压汞灯, 金属 卤化物灯等 ) , 特别是金属卤化物灯( 金 卤灯 ) 其工 作频率升 高(一般升 高到800H z以上 ) , 灯电弧容 易产生声共振现象. 其表现为灯电弧发生扭曲, 有 时呈 月 芽形 , 有 时摆 动不稳定 , 使灯光闪烁 , 严重时会 引起 电弧管 损坏发 生爆 裂.于是,人们想 出了许 多办 法,也产生了许 多专 利技 术.这些 办法 或者 用来 防止 声共振 的 发生 , 或 维普资讯 http://www.cqvip.com 技木与应用 环形铁 心 变压 器在金 卤灯 电子镇 流器中的应 用―― 者用来减弱 、 抑制声共振的发生. 这些办法一般都 采用了最新 的 电子技 术、集成 电路 和控 制 技术 . 技术难度大 , 造 价高 .

1 新型金 卤灯镇流器 的提 出我们在目前 开关电源技 术 的基 础上 ,开发 出 了一 种金 卤灯 电子镇 流器 .该 电子 镇 流器 是按 两 种频 率 工作 : 高频 . 和低 频. . 在高频. 状态,产生高频 高压使金卤灯 点亮,待灯 点亮并稳定 后,(约几秒 后)自动转换 到 低频 状态.既点 亮 了金 卤灯 , 又使金 卤灯稳 定工 作,无声共 振现 象发 生.本电子 镇流器 的 电路 图如图

1 所示 . 它 是在现 有的EMC技术,全桥整流技术 , 开关 电源 B o o s t 升压式有 源功 率 因子校 正(APFC) 技术,和DC/AC逆 变 技术基础 上,增加 了频率控 制 电路 和金 卤灯点亮 及镇流 电路 , 构成 的一种新 型的金 卤灯 镇流器 . 如图1所示 : E MC滤波电路 、 全桥 整流电路 、 B o o s t 升 压一 A P F C电路 、 可编程频率 变换和驱 动DC/AC电路 , 均 为典 型的电路 , 此 处不 再赘 述 .而 以IC(IR2153)为中心的可编程 频率变换和驱 动DC/AC电路 , 可 以通 过改变与 I C ( I R

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5 3 ) 的 引脚

2 、

3 、 4相连的电阻 尺,和电容 器C.的参数 ,使可编程频率变换来驱动 D C / A C电路 , 按所需 的振荡 频 率来 工作 . 为了 自动改变 I C 的工作频率 厂,本系统增加 了可 自动 改变 电阻 尺. , 的阻值 ,或 电容器 C . 容量的控制 电路 在图1中 , 该频 率控 制 电路 由继 电器 J , 电阻尺叭尺I ( ) 、 尺I l 、 尺. ! , 及电解电容 C 和CBB型 电容 C ( 或 电阻 尺m, 图 1中未 标出) 和NPN型 晶 体管 S , 所组成 为使 金 卤灯 点 亮并 正常 工作 ,本 系统增 加了金卤灯点 亮 和镇 流器 电路 , 如图1所示 , 该 电路 由 电感 器L,电容器 C … 升压 变压器T(其初 级绕 组为Ⅳ,次 级绕 组为,电解 电 容器 C 及C.组成.其 中电感 器L用锰 锌铁氧体 为磁 芯,电容 器C.为CBB型 高耐 压 电容 .升压 变 压器 T 采用硅钢带卷绕 成 的环形 铁心 . 为保证 控制 芯片IC!正常工作 ,本系统中还 特 别设 计 了一 个IC的供 电支 路 ,它是 从前 级Boost升压变 压器 T 的次 级绕 线组N2引出,经过 快恢复二极 管D..、电阻尺和电解电容器 C 接到IC的脚

1 V 端.2系统工作原理 如图1所示 ,市电(频率

5 0 H z /

6 0H z ,电压

9 0 ~

2 5 0V) ,通过 E MC滤波电路 ,送到桥式 整流器.经整流 滤波 , 再 经升 压式 有源 功率 因数 校正 电路升压,可得 到约385V直 流 电压 , 用 以供 给后 级 可编 程 频率 变换 和 驱动 D C / A C 电路 、 频率控制 电图1150W电子镇流器电路 图39 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 9卷 第 9期

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0 6年 9月 奄潦技石阚POW ER SUPPL Y TECHNOI OGI ES AND APPLI CATI ONS Yo

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6 路和高强度放电灯点亮及镇流 电路工作. 同时 , 从 升压变器 T . 的次绕组 输 出约

1 6 V 电压 ,经快恢 复二极管 D . . 整 流和降压 电阻 R. j , J J 【

1 刊芯 片IC的脚

1 ( V ) 使IC激活 工作在385V电压 刚接通 瞬间,电........