一種小功率金鹵燈用電子鎮流器設計

本文介紹一種小功率(35W左右)金鹵燈用電子鎮流器的設計方案，其采用有源功率因數校正技術(shù)使功率因數接近于1.這大大減小了鎮流器中同線(xiàn)路功率因數有關(guān)的損耗。該電子鎮流器工作頻率為44kHz左右，用小型低耗的變壓器構成一種獨特的起動(dòng)電路，可產(chǎn)生6000V的脈沖電壓，足以點(diǎn)亮金鹵燈。

1引言

高強度氣體放電燈，如汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，在室外照明中已獲得了廣泛的應用。這類(lèi)燈功率大，發(fā)熱量大，所用的鎮流器和觸發(fā)器，通常都和燈管分開(kāi)安裝。但對于功率小，發(fā)熱量低，亮度足夠強，且需要鎮流器、觸發(fā)器同燈管盡量靠近安裝的應用場(chǎng)合，現行的大功率高強度氣體放電燈及其所用的鎮流器就難以滿(mǎn)足此項要求。

本文介紹一種小功率(35W左右)金鹵燈用電子鎮流器的設計方案，其采用有源功率因數校正技術(shù)使功率因數接近于1.這大大減小了鎮流器中同線(xiàn)路功率因數有關(guān)的損耗。該電子鎮流器工作頻率為44kHz左右，用小型低耗的變壓器構成一種獨特的起動(dòng)電路，可產(chǎn)生6000V的脈沖電壓，足以點(diǎn)亮金鹵燈。由于整個(gè)鎮流器線(xiàn)路簡(jiǎn)單，工作效率高，可安裝得緊湊些同金鹵燈構成一體。

2系統設計原理框圖

圖1為該電子鎮流器的原理框圖。來(lái)自電網(wǎng)的220V/50Hz交流電經(jīng)過(guò)整流和功率因數校正后，變成300V左右的直流電壓，經(jīng)過(guò)DC/AC高頻變換器產(chǎn)生44kHz左右的高頻電壓輸出，同時(shí)該直流電壓還供給起動(dòng)電路，它為金鹵燈及鎮流阻抗提供約6000V的起動(dòng)脈沖電壓。從DC/AC變換電路輸出的44kHz高頻電壓接到金鹵燈的管腳1，而從起動(dòng)電路輸出的高壓脈沖接到燈的管腳2.在燈管腳兩端還接著(zhù)濾波電容C30.控制電路為上述電路提供開(kāi)關(guān)控制信號，溫度監控信號和異常狀態(tài)保護信號。

圖1：電子鎮流器的原理框圖

2.1功率因數校正電路設計

圖2為圖1中功率因數校正電路(PFC)的簡(jiǎn)化電路。它對圖1的輸入交流電壓進(jìn)行整流和調節。該PFC電路包括浪涌電流抑制電路，全波整流橋，濾波電路，扼流電感L1，PFC集成塊(N1)，場(chǎng)效應晶體管MOSFET(Q1)，輸出濾波和反饋網(wǎng)絡(luò )以及由若干個(gè)電阻、電容及二極管組成的網(wǎng)絡(luò )。該PFC電路把220V/50Hz交流電壓變成DC電壓，其線(xiàn)路輸入功率因數接近于1.橋式整流電路的輸出從X6處接到控制電路，經(jīng)變換后為其提供12VDC電壓。

圖2：功率因數校正電路PFC

經(jīng)濾波后的直流電壓接到扼流電感L1，該電感和Q1(由芯片N1驅動(dòng))以及濾波電容C1一起把線(xiàn)路輸入功率因數提高到接近于1.

2.2 DC/AC高頻變換電路設計

圖3為DC/AC高頻變換電路。該變換電路中采功率因數校正芯片N1，接收來(lái)自電阻R3和R4連接點(diǎn)處的反饋信號，電阻R3和R4同電容C2一起組成輸出濾波電路，完成諧波校正。經(jīng)濾波后的輸出電壓VCC通過(guò)端子X(jué)2，供給DC/AC變換電路(圖3)。

圖3：DC/AC高頻變換電路

如果出現過(guò)溫或過(guò)流，就被相應的部件檢測出，送到控制電路(圖5)，使電路中的Q5導通，從而使供到集成塊N1及N2上的15VDC電壓切斷，集成塊N1及N2停止工作，最終使整個(gè)系統關(guān)閉。

2.3起動(dòng)電路設計

如下圖4所示的是金鹵燈起動(dòng)電路(也叫觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路)。

圖4：觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路