专利名称：电子触发器及hid灯的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种电子触发装置，尤其涉及一种电子触发器及HID灯。
背景技术：
HID (高强度气体放电)灯是一种新型的高效率的电光源，具有较高的发光效率和接 近理想光源(如日光)的色温，已经广泛应用于汽车、工商业及影视舞台照明等多种场合。
现有技术中，典型的HID灯启动时的伏安特性如图1所示，在灯触发后，灯电流下降， 端电压上升，呈现负阻特性，需要在供电电网和灯之间接入一个电子镇流器来限制灯启动 时的冲击电流。
电子镇流器的电路框图如图2所示，PFC电路为典型的Boost型功率因数校正电路，以 提高输入端的功率因数；DC-DC变换器为Bnck型降压电路，保证灯的平稳启动以及为灯的稳 态工作提供恒功率控制；DC-AC变换器为全桥逆变电路，为了抑制灯高频工作时的声谐振， 输出一个低频的交流方波功率信号来驱动HID灯。
在HID灯启动时，需要用触发器在灯两端施加一个幅值很高的触发电压，使灯中填充 的气体电离放电。
现有技术中的电感式触发器的电路结构如图3所示，当开关S闭合时，交流信号加到第
一变压器L的原边，第一变压器L的副边对第六电容Ce快速充电，当第六电容Ce的电压达到
气隙开关SG的击穿电压时，气隙开关SG导通，第六电容Ce和第二变压器T2的原边组成串联谐 振电路，由于谐振频率很高，第五电容C5相当于短路，第二变压器T2的副边产生的高压全部 加在灯泡的两个电极之间，使气体电离放电，实现灯的触发。当开关S断开时，触发电路不 工作，电子镇流器输出一个低频恒功率信号实现HID灯的稳态工作。 上述现有技术至少存在以下缺点
由于第一变压器L工作在低频状态，电感式触发器的体积和重量较大，在对体积和重 量有特殊要求的中小功率等应用场合，其庞大体积和重量限制电感式触发器的应用。此 外，当开关S受到干扰多次动作时，灯会出现多次触发，这会加速灯的两个电极的电离损 耗，减少了灯的工作寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种重量轻、体积小，且工作状态稳定的电子触发器及HID灯。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的电子触发器，包括第一变压器、第二变压器，所述第一变压器的原边接收电 压信号，所述第二变压器的副边输出触发电压，所述第一变压器的原边串联有第一电容， 且所述第一变压器的原边与所述第一电容之间构成谐振电路，所述谐振电路设有电子开 关，所述电子开关连接有芯片，所述芯片通过输出高频脉冲信号控制所述电子开关的开关 状态。
本发明的HID灯，该HID灯连接有上述的电子触发器。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的电子触发器及HID灯，由于电 子触发器的第一变压器的原边串联有第一电容，并构成谐振电路，谐振电路设有电子开 关，电子开关由芯片输出的高频脉冲信号控制开关状态，进而实现对触发器触发状态的控 制。重量轻、体积小，且工作状态稳定。
图1为现有技术中的HID灯启动的伏安特性曲线示意图； 图2为现有技术中的电子镇流器的电气原理图； 图3为现有技术中的电感式触发器的电气原理图； 图4为本发明的电子触发器的电气原理图； 图5为本发明的电子触发器第一级等效电路原图； 图6为本发明的电子触发器第二级等效电路原图； 图7为本发明的电子触发器简化的第二级等效电路原图8为本发明的电子触发器第三级等效电路原图。
具体实施例方式
本发明的电子触发器，其较佳的具体实施方式
如图4所示，包括第一变压器L、第二变
压器L，第一变压器L的原边接收电压信号并耦合到副边；第一变压器L的副边将电压信号
的能量逐级传递到第二变压器T2的原边，并有第二变压器T2的副边输出触发电压。
具体第一变压器L的原边串联有第一电容d，且第一变压器L的原边与第一电容d之间
构成谐振电路，谐振电路设有电子开关Q，电子开关Q连接有芯片IP，芯片IP通过输出高频
脉冲信号控制电子开关Q的开关状态。
芯片IP接收外部的低频方波信号(如电子镇流器输出的低频方波信号)，并根据低频方波信号的电压高低决定输出或停止输出高频脉冲信号，具体是当低频方波信号的电压 高于设定的阈值时，芯片IP输出高频脉冲信号；当低频方波信号的电压低于设定的阈值 时，芯片IP停止输出高频脉冲信号。
在应用于HID灯的启动中，当HID灯刚开始启动时，电子镇流器输出的低频方波信号电 压较高，芯片IP输出高频脉冲信号，触发器工作，输出触发电压，实现对HID灯的启动；当 HID灯正常工作时，电子镇流器输出的低频方波信号电压较低，芯片IP停止输出高频脉冲信 号，触发器不工作，停止输出触发电压。
外部的低频方波信号首先可以通过整流电路整流后再输入到芯片IP;还可以再通过稳 压管降压电路降压后输入到芯片IP。
具体低频方波信号通过整流电路后，输出的正极和负极可以分别与第一变压器L的原 边与第一电容d之间构成的谐振电路连接，其中正极与谐振电路之间设有限流电阻R。限流 电阻R的值大于化/d，式中Li为第一变压器L原边电感的值；d为第一电容d的值。
稳压管降压电路包括两个稳压二极管，两个稳压二极管串联之后连接于整流电路输出 的正极和负极之间，两个稳压二极管之间的连接点与芯片IP的输入端连接，实现芯片IP输 入电压的稳压、降压。
第一变压器L的副边与第二变压器T2的原边之间通过半波倍压整流电路连接，具体半 波倍压整流电路包括第三电容C3、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2。其中，第 三电容C3与第二变压器T2的原边连接形成谐振电路，并在该谐振电路上设有气隙开关SG;第 一二极管D1与第三电容C3并联；第二二极管D2连接于第一二极管D1与第三电容C3之间；第 二电容C2连接于第一二极管D1与第一变压器T1的副边之间。
第三电容C3的容值远大于第二电容C2的容值，可以大于或等于第二电容C2的容值的10倍。
本发明的HID灯，其较佳的具体实施方式
是，该HID灯连接有上述的电子触发器，实现 对HID灯的启动。
本发明HID灯用电子触发器的工作原理是
当灯未启动时，电子镇流器中的DC-AC变换器相当于空载，输出一个300VRMS的低频方 波交流电压，该方波交流电压经过整流后的直流电压VDC经稳压管降压后使芯片IC输出一个 高频驱动脉冲信号控制电子开关Q，当电子开关Q断开时，直流电压VDC经限流电阻R，第一 变压器L的原边向第一电容d充电。第一电容d的初始电压为零，相当于短路；第一变压器 L的原边电感L的电流初值为VDC/R，由于限流电阻R (1K)比较大，远大于4L/d (L产20uH、 00.033u)，故电路为过阻尼振荡，可以简化为电容充电电路；当电子开关Q
5闭合时，第一变压器T,的原边和第一电容d构成串联谐振回路，通过磁场耦合将能量传递到 第一变压器L的副边，由第一二极管D,、第二二极管D2、第二电容C2与第三电容C:,构成了一
个半波倍压整流电路，当加在第三电容C3两端的电压达到气隙开关SG的击穿电压时，气隙 开关SG导通，第三电容C3和第二变压器T2的原边构成串联谐振回路，通过磁场耦合将能量传 递到第二变压器T2的副边来触发HID灯。
当灯启动后，进入稳态工作时，灯两端交流方波电压很低(〈100VRMS)，经整流并经 稳压管降压后使芯片IC停振，整个触发器电路停止工作，由电子镇流器给HID灯输出一个低 频交流方波功率信号。
下面对本发明的触发器的理论分析及主要参数的设计方法进行详细的阐述 为分析简便，假设时间的起点设置为电子开关Q断开的瞬间，第一级充电等效电路如 图5所示，其中i 为输入端限流电阻与第一变压器Tl的原边A的绕线电阻及第一电容G的
串联等效电阻之和。整流后的直流电压^通过^和^对G线性充电，q的端电压u,呈指 数上升，电感^相当于短路，输出电压W近似为零。在经过时间^之后，
(0
u"^)二^;"(1—e wq)，其中t。为电子开关Q的断开时间。
当电子开关Q闭合时，第二级等效电路如图6所示，其中《为第一变压器T1的原边A的 绕线电阻与第一电容^的串联等效电阻及开关Q的导通电阻之和；^为变压器T1的副边^ 的绕线电阻与第二电容q的串联等效电阻之和。实际电路中，A〈lohm很小， A〉100ohm， A约等于几十个uH， ^约等于几十个mH， ^约等于几十nF， ^约等于几百 个pF， q约等于几千个pF，所以第一变压器L的原、副边的两个二阶电路均满足R2〈4L/C的 自由谐振条件，故当开关Q由断开变为闭合状态时，ei、 A及《和q、 ^及^构成两个 二阶串联自由谐振电路，电容G的端电压初值为u^。)，由于q《ioq，故图6所示的等 效电路可以进一步简化为图7所示的等效电路。
如图7所示的电路方程如式(1)所示
<formula>formula see original document page 6</formula>初值为<formula>formula see original document page 7</formula>当满足谐振条件(^q = AG)时，能量传输效率？ =1 ;
<formula>formula see original document page 7</formula>同时，当耦合系数<formula>formula see original document page 7</formula>"时，输出电压"2")最大，
实际工程中，常采用n二l， k二0.6的耦合变压器。
第三电容q上的最大输出电压<formula>formula see original document page 7</formula>第三级等效电路如图8所示，其中A为第二变压器T2的原边^的绕线电阻及第三电容 q的串联等效电阻及气隙开关SG的导通电阻之和，第一变压器T1的副边^通过倍压整流电 路向电容q充电，当电容q的电压达到气隙开关SG的饱和击穿电压时，SG相当于短路，电 容^、 ^及^构成二阶串联谐振电路，C4为HID灯两个电极之间的等效电容，电路方程如
式(2)所示:
<formula>formula see original document page 7</formula>式(2)
同以上分析类似，可以得到要使能量传输效率最大，第二变压器T2的原副边也需要 满足谐振条件《3= 4即^3^=^4^，为达到最大输出电压，耦合系数k二0.6。
HID灯用触发器制作工艺的好坏对整个电路性能的影响很大，在制作过程中，应该合
理的确定各个参数值，使之能够满足灯的启动特性要求，同时又能最大限度的延长灯的寿
命。根据仿真结果和实验数据，对本发明的HID灯用触发器制作过程中，尽量做到
1) 电路布线时，尽量縮短各种引线长度，以减小杂散电感和导线电阻的损耗，提高
输出电压；
2) 应使电子开关Q的驱动占空比尽量小(具体实施例的样机中驱动占空比设为1.3% ， 频率14KHz)，使得第一电容d的端电压m尽可能充到输入电压的最大值，另外，为减小线路损耗，电容Q和C:,应选择低ESR电阻的高频电容，(样机使用WIMA FKP系列聚丙乙烯膜 电容，tan厶^10'10—4@100i://z).
3) 倍压整流部分中，为达到良好的倍压效果，第三电容C3的容值应远大于第二电容C2 的容值，(具体实施例的样机中C3二1500P， C2=150P);
4) 为达到良好的升压效果，应采用有效的绝缘措施，如在第二变压器T2的原副边加绝 缘套管以及高压输出端子之间添加隔离槽防止高压端放电，最后，整个装置也应用环氧绝 缘树脂灌封以进一步提高系统的可靠性。
本发明的HID灯用电子触发器模型，使第一变压器L和第二变压器T2工作在高频状态， 极大的降低了整个电路的重量和体积，同时可以根据灯的端电压大小自动触发，不会造成 多次触发，提高了系统的稳定性。本发明中，还给出了HID灯用触发器的分段电路模型及数 学分析，使得可以定量的研究其电气特性。实验和仿真结果，均证明了本发明中理论的正 确性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种电子触发器，包括第一变压器、第二变压器，所述第一变压器的原边接收电压信号，所述第二变压器的副边输出触发电压，其特征在于，所述第一变压器的原边串联有第一电容，且所述第一变压器的原边与所述第一电容之间构成谐振电路，所述谐振电路设有电子开关，所述电子开关连接有芯片，所述芯片通过输出高频脉冲信号控制所述电子开关的开关状态。
2、 根据权利要求l所述的电子触发器，其特征在于，所述的芯片接收外部的低频方波 信号，并根据所述低频方波信号的电压高低决定输出或停止输出高频脉冲信号，具体是当所述低频方波信号的电压高于设定的阈值时，所述芯片输出高频脉冲信号； 当所述低频方波信号的电压低于设定的阈值时，所述芯片停止输出高频脉冲信号。
3、 根据权利要求2所述的电子触发器，其特征在于，所述低频方波信号通过整流电路 输入到所述芯片。
4、 根据权利要求3所述的电子触发器，其特征在于，所述低频方波信号通过稳压管降 压电路输入到所述芯片。
5、 根据权利要求4所述的电子触发器，其特征在于，所述低频方波信号通过整流电路 后，输出的正极和负极分别与所述谐振电路连接，所述正极与所述谐振电路之间设有限流 电阻，所述限流电阻的值大于4LVd，式中L为所述第一变压器原边电感的值；d为所述第 一电容的值。
6、 根据权利要求5所述的电子触发器，其特征在于，所述稳压管降压电路包括两个稳 压二极管，所述两个稳压二极管串联之后连接于所述整流电路输出的正极和负极之间，所 述两个稳压二极管之间的连接点与所述芯片的输入端连接。
7、 根据权利要求l所述的电子触发器，其特征在于，所述第一变压器的副边与所述第 二变压器的原边之间通过半波倍压整流电路连接，所述半波倍压整流电路包括第三电容， 所述第三电容与所述第二变压器的原边连接形成谐振电路，并在该谐振电路上设有气隙开 关。
8、 根据权利要求7所述的电子触发器，其特征在于，所述半波倍压整流电路包括第二 电容、第一二极管、第二二极管，所述第一二极管与所述第三电容并联；所述第二二极管 连接于所述第一二极管与所述第三电容之间；所述第二电容连接于所述第一二极管与所述 第一变压器的副边之间。
9、 根据权利要求9所述的电子触发器，其特征在于，所述第三电容的容值大于或等于 所述第二电容的容值的10倍。
10、 一种HID灯，其特征在于，该HID灯连接有权利要求1至9任一项所述的电子触发器。
全文摘要
本发明公开了一种电子触发器及HID灯，电子触发器包括第一变压器、第二变压器，第一变压器的原边与第一电容之间构成谐振电路，谐振电路设有电子开关，电子开关连接有芯片。电子镇流器输出的低频方波信号，依次通过整流电路、稳压管降压电路输入到芯片。当HID灯刚开始启动时，电子镇流器输出的低频方波信号电压较高，芯片输出高频脉冲信号，触发器工作，实现对HID灯的启动；当HID灯正常工作时，电子镇流器输出的低频方波信号电压较低，芯片IP停止输出高频脉冲信号，触发器不工作。使第一变压器和第二变压器工作在高频状态，降低了整个电路的重量和体积，同时可以根据灯的端电压大小自动触发，不会造成多次触发，提高了系统的稳定性。
文档编号H05B41/288GK101309540SQ20081011648
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者张卫平, 强 程 申请人:北方工业大学