[發(fā)明專利]無極燈電源電路，及其保護(hù)方法和保護(hù)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010160055.0
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101854766A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃松嶺;邵明松;王贊基;朱建州
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);北京世紀(jì)卓克能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05B41/285
• 分類號: H05B41/285;H02H9/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無極燈電源電路設(shè)計及制造技術(shù)和電源保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無極燈電源電路，及其保護(hù)方法和保護(hù)電路。

背景技術(shù)

無極燈電源，又稱電子鎮(zhèn)流器，為無極燈提供高頻的交流電，以激發(fā)并維持氣體放電，是無極燈的重要組成部分。無極燈電源的工作機(jī)理是：將輸入的市電整流成為直流，通過半橋逆變產(chǎn)生高頻方波電壓，送入諧振網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行濾波，得到無極燈啟動和正常工作所需的高頻交流電。作為第三代光源，無極燈相較于白熾燈和熒光燈的顯著進(jìn)步特征之一是具有很長的使用壽命(正常使用環(huán)境下約40000-60000個小時)。在實際應(yīng)用中，由于工作環(huán)境相對復(fù)雜，戶外和工礦應(yīng)用場合存在雷擊、線內(nèi)過電壓等復(fù)雜的電磁環(huán)境，無極燈電源，尤其是電源逆變環(huán)節(jié)中的MOSFET開關(guān)器件成為易受損環(huán)節(jié)和制約無極燈在這類復(fù)雜電磁環(huán)境下使用壽命的短板。因此，在無極燈電源的設(shè)計過程中，引入有效的保護(hù)電路，特別是針對開關(guān)器件的保護(hù)電路，具有十分重要的意義。

目前主要應(yīng)用的低壓氣體放電無極燈主要采用了2.65MHz的工作頻率，即電源的開關(guān)頻率為2.65MHz，一般使用MOSFET開關(guān)器件進(jìn)行高頻逆變。在如此高的開關(guān)頻率之下，器件的損耗會比較大，結(jié)溫偏高，一旦出現(xiàn)輸入過電壓或輸出端短路(包括電源輸出端子短路、燈漏氣或傳輸線短路等)，就會在MOSFET器件中產(chǎn)生過電壓或過電流，導(dǎo)致器件擊穿燒毀。因此，在對電源，特別是開關(guān)器件進(jìn)行保護(hù)的過程中，應(yīng)針對輸入端產(chǎn)生的過電壓和輸出端產(chǎn)生的過電流兩種情況進(jìn)行有效防護(hù)。

實用新型專利“無極燈電源電路”(申請?zhí)枺?00820042954.9，申請日：2008-01-12)，如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的無極燈電源保護(hù)電路示意圖，其電路輸出端接無極燈耦合器。通過兩個電容串聯(lián)組成諧振電容，并在此二者中間引出異常保護(hù)采樣電壓，通過另外兩個電容的分壓得到二次采樣電壓，二次采樣電壓經(jīng)整流后成為控制電壓。通過一個電阻和一個電容組成延時電路，控制電壓通過電容裝置得到隨時間上升的直流電壓。當(dāng)直流電壓大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓管被擊穿，直流電觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，通過阻塞二極管將控制單片機(jī)的5號引腳接地。檢測到單片機(jī)的5號引腳被接地后，單片機(jī)通過7號引腳向晶閘管控制電路發(fā)出信號，晶閘管控制電路通過引腳使得半橋逆變電路處于截止?fàn)顟B(tài)，停止工作。在正常狀態(tài)下，電壓還未上升到穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，燈就點亮了，燈點亮后諧振電路便失諧，因而穩(wěn)壓管和可控硅一直處于截止?fàn)顟B(tài)，5號引腳處于高阻態(tài)，7號引腳向晶閘管控制電路發(fā)出驅(qū)動信號，使得電路中兩個開關(guān)管處于工作狀態(tài)。所述保護(hù)電路通過采集諧振電容的電壓進(jìn)行動作控制，僅只針對輸出端時對電路進(jìn)行保護(hù)，而對輸入端產(chǎn)生過電壓時沒有控制動作，因此，其保護(hù)能力有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別提出了一種無極燈電源電路，及其保護(hù)方法和保護(hù)電路。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提出了一種無極燈電源電路，包括：輸入端；與所述輸入端相連的輸入開關(guān)；與所述輸入開關(guān)相連的濾波電路，用于電源濾波和浪涌吸收；與所述濾波電路相連的整流電路，用于對所述濾波電路濾波后的工頻輸入電壓進(jìn)行整流和功率因數(shù)校正，得到直流電；與所述整流電路相連的諧振變換電路，用于對所述整流電路產(chǎn)生的直流電就行逆變以獲得高頻方波，并在濾波選頻之后提供給無極燈；和連接在所述濾波電路和所述整流電路之間的第一級聯(lián)開關(guān)，和連接在所述整流電路和所述諧振變換電路之間的第二級聯(lián)開關(guān)，其中，所述輸入開關(guān)、所述第一級聯(lián)開關(guān)和第二級聯(lián)開關(guān)，以及所述諧振變換電路中的開關(guān)管由電源保護(hù)電路控制。

本發(fā)明另一方面還提出了一種無極燈電源電路保護(hù)方法，包括以下步驟：檢測所述無極燈電源電路的工頻輸入電壓和諧振電感電壓；如果所述工頻輸入電壓為過電壓，則關(guān)閉所述輸入開關(guān)、所述第一級聯(lián)開關(guān)和第二級聯(lián)開關(guān)；如果諧振電感電壓為過電壓，則關(guān)閉所述輸入開關(guān)、所述第一級聯(lián)開關(guān)和第二級聯(lián)開關(guān)，并將所述諧振變換電路中的開關(guān)管柵源極短接以關(guān)閉諧振開關(guān)。

本發(fā)明另一方面還提出了一種無極燈電源保護(hù)電路，包括：信號檢測電路，用于檢測所述無極燈電源電路的工頻輸入電壓和諧振電感電壓；前端保護(hù)電路，用于在所述信號檢測電路檢測到所述工頻輸入電壓和諧振電感電壓中任一個為過電壓時，關(guān)閉所述輸入開關(guān)、所述第一級聯(lián)開關(guān)和第二級聯(lián)開關(guān)；和后端保護(hù)電路，用于在所述信號檢測電路檢測到所述工頻輸入電壓和諧振電感電壓中任一個為過電壓時，將所述諧振變換電路中的開關(guān)管柵源極短接以關(guān)閉諧振開關(guān)。