高压气体放电灯启动系统

摘要

本发明是一种高压气体放电灯启动系统，电感镇流器（ZLQ1）的中间抽头2脚连接到第一继电器（JD1），电感镇流器（ZLQ1）的输出引脚3与第一继电器（JD1）相连；第一继电器（JD1）的公共引脚3分别与变压器（BYQ1）的副边3脚以及第二继电器（JD2）相连；第二继电器（JD2）的公共引脚3与功率因数补偿电容（C0）一端相连，功率因数补偿电容（C0）另一端连接交流电源输入端口（II）。利用电感镇流器必须有的功率因数补偿电容，与电感镇流器中间抽头分出的合适电感量，产生串联谐振，电容谐振高电压加于灯泡两端。并在灯泡两极间，跟随灯泡电压交流正负极方向变化，高压触发放电，将灯点亮，实现了灯泡热启动。

权利要求

1.一种高压气体放电灯启动系统，包括交流电源输入端口（II）、启动器控制系统（III）和灯泡连接电路（VI），其特征在于：还包括功率因数补偿及启动高压转换电路（IV）和点灯高压触发电路（V）；功率因数补偿及启动高压转换电路（IV）包括电感镇流器（ZLQ1）、第二继电器（JD2）、第一继电器（JD1）和功率因数补偿电容（C0）；电感镇流器（ZLQ1）输入引脚1和第二继电器（JD2）的2脚分别连接交流电源输入端口（II）；电感镇流器（ZLQ1）的中间抽头2脚连接到第一继电器（JD1）的2脚，电感镇流器（ZLQ1）的输出引脚

3与第一继电器（JD1）的1脚相连；第一继电器（JD1）的公共引脚3分别与灯泡连接电路（VI）中的变压器（BYQ1）的副边3脚以及第二继电器（JD2）的1脚相连；第二继电器（JD2）的公共引脚3与功率因数补偿电容（C0）一端相连，功率因数补偿电容（C0）另一端连接交流电源输入端口（II）；第一继电器（JD1）的公共引脚3还分别与点灯高压触发电路（V）中的第四二极管（D4）阳极、第五二极管（D5）阴极、第二电容（C2）的一端相连；功率因数补偿电容（C0）另一端还分别与点灯高压触发电路（V）中的第三二极管（D3）阳极、第六二极管（D6）阴极和第三电容（C3）的一端相连；第二电容（C2）的另一端分别与第二电阻（R2）的一端及第三二极管（D3）的阴极相连；第五二极管（D5）的阳极分别与第五电容（C5）的一端、变压器（BYQ1）的原边1脚、第一放电管（FDG1）的一端相连，第一放电管（FDG1）的该一端还与变压器（BYQ1）的原边1脚相连；第一放电管（FDG1）的另一端分别与第二电阻（R2）的另一端、第四电容（C4）的一端相连；变压器（BYQ1）的原边2脚分别与第二放电管（FDG2）的一端、第六二极管（D6）的阳极、第四电容（C4）的另一端相连；第二放电管（FDG2）的另一端分别与第五电容（C5）的另一端、第三电阻（R3）的一端相连，第三电阻（R3）的另一端分别与第三电容（C3）的另一端、第四二极管（D4）的阴极相连；第三电容（C3）的一端分别与第六二极管（D6）的阴极、第三二极管（D3）的阳极、功率因数补偿电容（C0）的另一端及交流电源输入端口（II）相连；变压器（BYQ1）副边4脚与灯泡（DP1）一端相连；灯泡（DP1）的另一端与交流电源输入端口（II）相连。

2.如权利要求1所述的高压气体放电灯启动系统，其特征在于：还包括第一电阻（R1），它的一端与第一继电器（JD1）的公共引脚3及变压器（BYQ1）的副边3脚相连；它的另一端分别与第四二极管（D4）阳极、第五二极管（D5）阴极和第二电容（C2）的一端相连，第一电阻（R1）的所述另一端还与第二继电器（JD2）的1脚相连。

3.如权利要求1或2所述的高压气体放电灯启动系统，其特征在于：还包括控制系统电源产生电路（I）；功率因数补偿电容（C0）的所述另一端还分别与控制系统电源产生电路（I）中的第一二极管（D1）阳极、第二二极管（D2）阴极、稳压管（DW1）阴极、三极管（Q1）的集电极相连；第一二极管（D1）的阴极分别与第一电容（C1）的一端及启动器控制系统（III）相连；第一电容（C1）的另一端、三极管（Q1）的发射极、稳压管（DW1）的阳极、第二二极管（D2）的阳极分别与交流电源输入端口（II）相连；三极管（Q1）的基极还与启动器控制系统（III）相连。

说明书

高压气体放电灯启动系统

[0001] 技术领域

[0002] 本发明涉及一种高压气体放电灯启动系统。

[0003] 背景技术

[0004] 高压气体放电灯（金卤灯、钠灯、氙气灯）用于电感镇流器电路，灯泡启动比较难，尤其在灯泡点亮工作一段时间后，灯泡温度很高，这时启动更为困难。现在通行的电感镇流器启动器，尚不能解决高温下灯启动的问题，这在许多场合使用极不方便。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种高压气体放电灯启动系统，用以克服现有电感镇流器启动器的缺陷。所要解决的技术问题是，第一、通过高压触发放电，实现灯泡冷、热启动。第二、通过脉宽调制形成直流电源，并供控制系统使用，从而在实现灯泡冷热启动的前提下，使启动器成本降低。

[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

[0007] 一种高压气体放电灯启动系统，包括交流电源输入端口、启动器控制系统和灯泡连接电路，其特征在于：还包括功率因数补偿及启动高压转换电路和点灯高压触发电路；功率因数补偿及启动高压转换电路包括电感镇流器、第二继电器、第一继电器和功率因数补偿电容；电感镇流器输入引脚1和第二继电器的2脚分别连接交流电源输入端口；电感镇流器的中间抽头2脚连接到第一继电器的2脚，电感镇流器的输出引脚3与第一继电器的1脚相连；第一继电器的公共引脚3分别与灯泡连接电路中的变压器的副边3脚以及第二继电器的1脚相连；第二继电器的公共引脚3与功率因数补偿电容一端相连，功率因数补偿电容另一端连接交流电源输入端口。

[0008] 第一继电器的公共引脚3还分别与点灯高压触发电路中的第四二极管阳极、第五二极管阴极、第二电容的一端相连；功率因数补偿电容另一端还分别与点灯高压触发电路中的第三二极管阳极、第六二极管阴极和第三电容的一端相连；第二电容的另一端分别与第二电阻的一端及第三二极管的阴极相连；第五二极管的阳极分别与第五电容的一端、变压器的原边1脚、第一放电管的一端相连，第一放电管的该一端还与变压器的原边1脚相连；第一放电管的另一端分别与第二电阻的另一端、第四电容的一端相连；变压器的原边2脚分别与第二放电管的一端、第六二极管的阳极、第四电容的另一端相连；第二放电管的另一端分别与第五电容的另一端、第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端分别与第三电容的一端、第四二极管的阴极相连；第三电容的另一端分别与第六二极管的阴极、第三二极管的阳极、功率因数补偿电容的一端及交流电源输入端口相连；变压器副边4脚与灯泡一端相连；灯泡的另一端与交流电源输入端口相连。

[0009] 还包括第一电阻，它的一端与第一继电器的公共引脚3及变压器的副边3脚相连；它的另一端分别与第四二极管阳极、第五二极管阴极和第二电容的一端相连，第一电阻的所述另一端还与第二继电器的1脚相连。

[0010] 还包括控制系统电源产生电路；功率因数补偿电容的所述另一端还分别与控制系统电源产生电路中的第一二极管阳极、第二二极管阴极、稳压管阴极、三极管的集电极相连；第一二极管的阴极分别与第一电容的一端及启动器控制系统相连；第一电容的另一端、三极管的发射极、稳压管的阳极、第二二极管的阳极分别与交流电源输入端口相连；三极管的基极还与启动器控制系统相连。

[0011] 本发明的积极效果在于：第一、本发明利用电感镇流器必须有的功率因数补偿电容，与电感镇流器中间抽头分出的合适电感量，产生串联谐振，电容谐振高电压加于灯泡两端。并在灯泡两极间，跟随灯泡电压交流正负极方向变化，高压触发放电，将灯点亮，实现了灯泡热启动。第二、本发明利用补偿电容的限流作用，在其下设有稳压管，在旁并联三极管，使三极管连续开关，根据控制系统用电量的需要，进行脉宽调制，形成直流电源，供控制系统使用，从而在实现灯泡冷热启动的前提下，使启动器成本大幅度降低，达到了经济实用的目的。

[0012] 附图说明

[0013] 图1是本发明的基本电路原理图。

[0014] 图2是本发明的优化电路原理图。

[0015] 具体实施方式

[0016] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

[0017] 如图1所示，本实施例的系统由交流电源输入端口II，启动器控制系统III，功率因数补偿及启动高压转换电路IV，点灯高压触发电路V和灯泡连接电路VI组成。

[0018] 220AC交流电源中的电源火线L分别连到第二继电器JD2的2脚和电感镇流器ZLQ1输入引脚1。电感镇流器ZLQ1的中间抽头2脚连接到第一继电器JD1的2脚，电感镇流器ZLQ1的输出引脚3与第一继电器JD1的1脚相连。第一继电器JD1的公共引脚3与灯泡DP1连接电路中变压器BYQ1的副边3脚相连；第一继电器JD1的公共引脚3还分别与点灯高压触发电路中的第四二极管D4阳极、第五二极管D5阴极、第二电容C2的一端以及第二继电器JD2的1脚相连。第二继电器JD2的公共引脚3与功率因数补偿电容C0一端相连，功率因数补偿电容C0另一端分别与点灯高压触发电路中的第三二极管D3阳极、第六二极管D6阴极和第三电容C3的一端相连，功率因数补偿电容C0的所述另一端还与交流电源输入端口的220AC交流电源中的零线N相连。

[0019] 第二电容C2的另一端分别与第二电阻R2的一端及第三二极管D3的阴极相连。第五二极管D5的阳极分别与第五电容C5的一端、变压器BYQ1的原边1脚、第一放电管FDG1的一端相连，第一放电管FDG1的该一端还与变压器BYQ1的原边1脚相连。第一放电管FDG1的另一端分别与第二电阻R2的另一端、第四电容C4的一端相连。变压器BYQ1的原边2脚分别与第二放电管FDG2的一端、第六二极管D6的阳极、第四电容C4的另一端相连。第二放电管FDG2的另一端分别与第五电容C5的另一端、第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端分别与第三电容C3的一端、第四二极管D4的阴极相连。第三电容C3的另一端分别与第六二极管D6的阴极、第三二极管D3的阳极、功率因数补偿电容C0的一端及零线N相连。

[0020] 变压器BYQ1副边4脚与灯泡DP1一端相连；灯泡DP1的另一端与交流电源输入端口220AC交流电源中的零线N相连。

[0021] 下面叙述本实施例的工作原理。

[0022] 首先交流电源输入端口II接通220V交流电后，启动器控制系统III通过控制功率因数补偿及启动高压转换电路IV中的第二继电器JD2的触点1与该继电器公共触点3相接触，又使第一继电器JD1的触点2与该继电器的公共触点3相接触，这样就使功率因数补偿电容C0直接与电感镇流器ZLQ1中间抽头相连，这样交流220AC电源通过火线L端、电感镇流器ZLQ1输入端1脚及该镇流器中间抽头2脚形成的电感L12，及功率因数补偿电容C0到达220AC零线N之间的电路，该电路在220AC交流作用下，L12与C0之间形成串联谐振，从而功率因数补偿电容C0两端形成高电压，通过VI部分灯泡连接部分中变压器BYQ1副边，将高电压加到灯泡DP1两端形成灯电压。

[0023] 此时功率因数补偿电容C0又根据C0的正负极交变，分别给V部分点灯高压触发电路中第二电容C2、第三电容C3充电，第二电容C2、第三C3又分别给第四电容C4、第五电容C5充电，当第四电容C4、第五电容C5电压达到第一放电管FDG1、第二放电管FDG2的放电电压后，两放电管分别放电，这样第四电容C4、第五电容C5电压分别加到变压器BYQ1的1脚及2脚之间，经变压器BYQ1变压放大后，加到灯泡DP1两端形成高的击穿电压。由于第四电容C4、第五电容C5充电是随着功率因数补偿电容C0电压正负交变的，因此第一放电管FDG1与第二放电管FDG2的放电，也是随着功率因数补偿电容C0正负极变化交替进行，从而在灯泡DP1两极间触发电压，正好与功率因数补偿电容C0电压方向一致，此时灯泡DP1在功率因数补偿电容C0的谐振高电压作用下，又被同步击穿，所以马上在灯两极之间形成灯电弧，使灯泡点亮。

[0024] 在启动器完成灯泡启动后，III部分启动器控制系统，通过控制IV部分功率因数补偿及启动高压转换电路中，第一继电器JD1中的1脚与该继电器3脚相接触，将电感镇流器ZLQ1恢复到正常的电感值L13；并控制第二继电器JD2的2脚与该继电器3脚相接触，将该部分电路中的功率因数补偿电容C0连接到电感镇流器ZLQ1之前，进行正常的功率因数补偿，使电路进入到正常工作状态。

[0025] 如图2，本实施例的系统由控制系统电源产生电路I，交流电源输入端口II，启动器控制系统III，功率因数补偿及启动高压转换电路IV，点灯高压触发电路V和灯泡连接电路VI组成。

[0026] 220AC交流电源中的电源火线L分别连到第二继电器JD2的2脚和电感镇流器ZLQ1输入引脚1。电感镇流器ZLQ1的中间抽头2脚连接到第一继电器JD1的2脚，电感镇流器ZLQ1的输出引脚3与第一继电器JD1的1脚相连。第一继电器JD1的公共引脚3分别与第一电阻R1的一端及灯泡DP1连接电路中变压器BYQ1的副边3脚相连。第一电阻R1的另一端分别与点灯高压触发电路中的第四二极管D4阳极、第五二极管D5阴极和第二电容C2的一端相连，第一电阻R1的所述另一端还与第二继电器JD2的1脚相连。第二继电器JD2的公共引脚3与功率因数补偿电容C0一端相连，功率因数补偿电容C0另一端分别与点灯高压触发电路中的第三二极管D3阳极、第六二极管D6阴极和第三电容C3的一端相连，功率因数补偿电容C0的所述另一端还分别与控制系统电源产生电路中的第一二极管D1阳极、第二二极管D2阴极、稳压管DW1阴极、三极管Q1的集电极相连。

[0027] 第一二极管D1的阴极分别与第一电容C1的一端及启动器控制系统相连。第一电容C1的另一端、三极管Q1的发射极、稳压管DW1的阳极、第二二极管D2的阳极分别与交流电源输入端口的220AC交流电源中的零线N相连。三极管Q1的基极还与控制系统相连。

[0028] 第二电容C2的另一端分别与第二电阻R2的一端及第三二极管D3的阴极相连。第五二极管D5的阳极分别与第五电容C5的一端、变压器BYQ1的原边1脚、第一放电管FDG1的一端相连，第一放电管FDG1的该一端还与变压器BYQ1的原边1脚相连。第一放电管FDG1的另一端分别与第二电阻R2的另一端、第四电容C4的一端相连。变压器BYQ1的原边2脚分别与第二放电管FDG2的一端、第六二极管D6的阳极、第四电容C4的另一端相连。第二放电管FDG2的另一端分别与第五电容C5的另一端、第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端分别与第三电容C3的一端、第四二极管D4的阴极相连。第三电容C3的另一端分别与第六二极管D6的阴极、第三二极管D3的阳极及第一二极管D1阳极、第二二极管D2阴极、稳压管DW1的阴极、三极管Q1集电极及功率因数补偿电容C0的一端相连。

[0029] 第一电阻R1还与变压器BYQ1的副边3脚相连。变压器BYQ1副边4脚与灯泡DP1一端相连；灯泡DP1的另一端与交流电源输入端口220AC交流电源中的零线N相连。

[0030] 下面叙述本实施例的工作原理。

[0031] 首先交流电源输入端口II接通220V交流电后，启动器控制系统III通过控制功率因数补偿及启动高压转换电路IV中的第二继电器JD2的触点1与该继电器公共触点3相接触，使第一电阻R1及功率因数补偿电容C0直接相连，控制系统又使第一继电器JD1的触点2与该继电器的公共触点3相接触，使第一电阻R1直接与电感镇流器ZLQ1中间抽头相连，这样交流220AC电源通过火线L端、电感镇流器ZLQ1输入端1脚及该镇流器中间抽头2脚形成的电感L12，及第一电阻R1、功率因数补偿电容C0、稳压管DW1到达220AC零线N之间的电路，该电路在220AC交流作用下，L12与C0之间形成串联谐振，从而功率因数补偿电容C0两端形成高电压，通过电阻R1及VI部分灯泡连接部分中变压器BYQ1副边及I部分控制系统电源产生电路中稳压管DW1，将高电压加到灯泡DP1两端形成灯电压。

[0032] 此时功率因数补偿电容C0又根据C0的正负极交变，分别给V部分点灯高压触发电路中第二电容C2、第三电容C3充电，第二电容C2、第三C3又分别给第四电容C4、第五电容C5充电，当第四电容C4、第五电容C5电压达到第一放电管FDG1、第二放电管FDG2的放电电压后，两放电管分别放电，这样第四电容C4、第五电容C5电压分别加到变压器BYQ1的1脚及2脚之间，经变压器BYQ1变压放大后，加到灯泡DP1两端形成高的击穿电压。由于第四电容C4、第五电容C5充电是随着功率因数补偿电容C0电压正负交变的，因此第一放电管FDG1与第二放电管FDG2的放电，也是随着功率因数补偿电容C0正负极变化交替进行，从而在灯泡DP1两极间触发电压，正好与功率因数补偿电容C0电压方向一致，此时灯泡DP1在功率因数补偿电容C0的谐振高电压作用下，又被同步击穿，所以马上在灯两极之间形成灯电弧，使灯泡点亮。

[0033] 在功率因数补偿电容C0之下，又连接第I部分控制电源产生电路，但通过功率因数补偿电容C0的电流过大，稳压管DW1损耗功率过多，因此在DW1稳压管两端，并联一个开关作用的三极管Q1，进行脉宽调制，这样就使合适电流通过第一二极管D1给第一电容C1充电，形成III部分控制系统的直流电源，并使稳压管DW1所消耗的功率最低，并实现节省成本、简化电路的目的。

[0034] 在启动器完成灯泡启动后，III部分启动器控制系统，通过控制IV部分功率因数补偿及启动高压转换电路中，第一继电器JD1中的1脚与该继电器3脚相接触，将电感镇流器ZLQ1恢复到正常的电感值L13；并控制第二继电器JD2的2脚与该继电器3脚相接触，将该部分电路中的功率因数补偿电容C0连接到电感镇流器ZLQ1之前，进行正常的功率因数补偿，使电路进入到正常工作状态。