[實用新型]一種氣體放電燈的電子式鎮流器

無效

• 申請號: 200920071617.7
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號: CN201388329Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 李健全;陳挺;劉烈闖
• 申請（專利權）人: 李健全;陳挺;劉烈闖
• 主分類號: H05B41/282
• 分類號: H05B41/282;H05B41/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種氣體放電燈的電子式鎮流器，特別是涉及一種用于大功率氣體放電燈的電子式鎮流器，具體地說是涉及一種用于大功率氣體放電燈的通過提高頻率并采用感抗方式的雙工作頻率電子式鎮流器。

背景技術

250W以上的大功率氣體放電燈如金鹵燈、鈉燈等的電子式鎮流器因使用場所和其本身的特性，對于其可靠性、穩定性和較高的性能價格比，要求苛刻。它的基本性能應滿足：恒定的輸出功率、功率因數高、溫度適應范圍寬、交流供電方式以防電極極化、不能產生聲共振，啟動瞬間能產生2.5～4kV的點燈觸發電壓、一定的功率余量、對各種故障有判斷和保護功能。采用PWM脈沖調寬型工作原理是很難做到這一點的。

大功率電子式鎮流器在研發上，存在一定的技術難度。從技術路線考慮，在設計成本上，在元器件選擇上，在工藝上，真正能夠兼顧各方面的牽扯和制約，才能拿出適應市場的產品。由于性能價格比的關系，在大功率電子鎮流器技術上，選用性能比較高，價格比較昂貴的電力電子器件，雖然可靠性和穩定性能夠過關，但是提高了成本，價格遠大于電感式鎮流器，缺乏市場競爭能力；選用性能比較低，價格比較便宜的電力電子器件，雖然降低了成本，但由于功率余量小，開關速度低，飽和壓降大，耐壓低，造成損耗大，溫升快，熱積累到一定程度，功率器件損壞了，可靠性和穩定性不能保證。

目前，對大功率金鹵燈、鈉燈電子式鎮流器的研發，人們習慣沿用開關電源的技術思路，采用PWM脈沖調寬方式來控制能量輸出。大功率金鹵燈、鈉燈在點然后，應該在較低的電壓下工作。而PWM脈沖調寬方式，基本上按照交(流)直(流)交(流)的模式運作，220V50HZ電源供電，經整流、濾波變成高壓直流，再通過控制大功率開關管，從高壓直流取電，以脈沖形式提供給負載能量。通過調整脈沖的寬和窄，來控制能量的輸出大小。點燃后的大功率金鹵燈、鈉燈內阻是逐漸降低的，高壓直流是不會降低的，因而必須控制大功率開關管縮小脈沖寬度，才能保證輸出能量的恒定。但是直流高壓值沒變，隨著燈內阻降低，雖然脈沖寬度縮小了，跟隨這個脈沖電壓寬度的瞬時電流依然很大，長時間工作，會對大功率金鹵燈、鈉燈這種氣體放電燈的電極產生危害，加速其老化；而脈沖越窄，其諧波分量也就越多，通過大功率開關管的瞬時電流也增大，會使大功率開關管功耗增大，逐漸的熱積累會使其工作在極限狀態，直至損毀。采用這種技術路線研發的大功率金鹵燈、鈉燈電子式鎮流器可靠性、穩定性往往不夠。

由于上述原因，大功率電子式鎮流器作為產品，在可靠性和穩定性上并沒有真正過關。在照明行業，國內凡以大功率(250W以上)鈉燈或金鹵燈為光源的燈具生產廠家，都習慣沿用電感式鎮流器，一般不用電子式鎮流器。就是小功率的鈉燈或金鹵燈，也很少用電子式鎮流器。

但是電子鎮流器節約電能，節電率可達30％。且成本低，功率因數高，重量輕，能夠節省大量鋼材和有色金屬(銅)。研究此項目有重要的價值，會產生很好的經濟效益和社會效益。

對金鹵燈、鈉燈的性能以及它們工作的物理過程，有比較深刻的理解，是研究金鹵燈、鈉燈電子式鎮流器的先決條件。金鹵燈、鈉燈都是具有負阻特性的氣體放電燈，所謂負阻特性，就是在未點燃時，內阻很大；點燃后，內阻又很小。經用專用精密儀器的測試，觀察和對氣體放電燈放電機理的研究發現，鈉燈、金鹵燈在啟動過程中實際經歷了5個階段：：擊穿(氣體電離階段)——擊穿(氣體電離階段)向輝光放電過渡——輝光放電——輝光放電向弧光的過渡——弧光放電五個放電階段。

金鹵燈、鈉燈的阻抗是不穩定的。從擊穿，擊穿(氣體電離階段)向輝光放電的過渡過程，輝光放電，輝光放電至弧光放電的過渡過程，弧光放電。在前四個階段，其內阻是在不斷變化，趨勢是逐步降低。若供電電壓不變，負載電流會不斷的增大，直至燒毀。這樣就要有一個穩功率電源提供電能。

必須明確，所述的穩功率源應該適應金鹵燈、鈉燈在啟動過渡過程和穩態工作過程的需要。在擊穿(氣體電離階段)時，是高壓小電流，并沒進入穩功率工作，這時功率源輸出功率不能減少，電壓不能降低，否則會熄火。隨之從擊穿階段向輝光放電階段轉移，電流突然加大，這就是燈的啟動電流，這時穩功率源必須跟隨降低電壓，限制電流增加，逐漸進入了輝光放電的階段；在輝光放電的階段，燈內阻趨于穩定，燈電流趨于穩定；在輝光放電向弧光的過渡階段，燈內阻又逐步有所降低，逐步達到一個穩定狀態，燈電流逐步有所增加，逐步達到額定電流。燈進入了弧光放電的比較穩定的工作階段。在經歷了這五個階段，金鹵燈、鈉燈才進入了穩功率工作狀態。