专利名称：电子镇流器及气体放电装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种电子镇流器及气体放电装置。
背景技术：
气体放电光源是发光辐射光源中应用最多的一种光源，它利用气体放电发光的原 理，即电流通过气体媒介放电过程中，由气体媒介质辐射出可见光的原理而制成。气体放 电灯灯包含了下列这些种类的电灯水银灯、金属卤化灯、高压钠灯、低压钠灯，以及较少见 的短弧氙气灯。这些气体放电灯种类的发光元件是一颗置于耐高温灯管内的陶瓷电弧放电 管，并有超过3W/cm2 (19. 4W/in. 2)的发光能力。 气体放电灯的电弧管两端电极由电子镇流器产生触发高压脉冲使光源启动点燃， 其伏一安特性曲线为负斜率，即光源电流上升，而光源电压却下降。在恒定电源条件下，为 了保证光源稳定地工作，电路中必须串联一具有正阻特性的电路元件来平衡这种负阻特 性，稳定工作电流，该元件称为镇流器或限流器。 图l示出了现有的带有电子镇流器气体放电灯结构示意图，其包括电磁兼容 (EMI)滤波器、全桥整流器、功率因数校正器(APFC)、单片机、半桥逆变器和故障检测、气体 放电灯，其中EMI滤波器用于阻止镇流器产生的噪声传回电源线，全桥整流器用于将交流 电源转换为直流电源，功率因数校正器APFC电路控制交流电输入电流与电压，产生经过调 节的直流母线电压。单片机实现频率调制控制实现气体放电灯的启辉、恒功率控制、故障检 测等功能，气体放电灯管电极上的电压是由半桥逆变器和CL谐振电路控制的，更精确地控 制半桥逆变器的脉宽调制信号就能够更好地控制输出电压。因此，更好地控制输出电压也 就能实现对输出功率的控制，单片机中的P丽模块能够提供更高或更精确的分辨率，同时 具有更好的线性频率控制，特别是在30kHz 120kHz范围内。这样就既可以保证在启动时 提供足够的脉冲电压点亮气体放电灯，同时又可在稳定状态时提供稳定的工作电流。通过 编程软件控制频率抖动技术，可实现更精细的频率步进幅度，提高频率分辨率从而实现动 态频率抖动控制更好地控制数字电子镇流器的输出功率达到调光节能的功能。 目前国内外无论是数字控制还是模拟控制调光电子式镇流器在配套点燃气体放 电灯时，无论光源是新光源还是光衰老化光源在工作是时都采用恒功率控制技术，即输出 功率与额定值相符合，由于气体放电灯的工作特性是在光源开始老化时灯管电压升高，电 子式镇流器的恒功率控制原理是当管电压上升时管电流就减少，这样灯的输出功率就可始 终控制在额定范围内，比如灯管电压100V，灯管电流4A，此时输出功率为400W，当管电压 上升至120V时，管电流就下降为3. 34A，输出功率仍为400W，故称此工作原理为恒功率工 作。而此时气体放电灯光衰老化之后其支撑的实际发出的光通量已经大大降低，当其通过 额定功率的输入反而会加快气体放电灯的老化，与此同时老化光源仍然消耗同样的电能造 成浪费。
实用新型内容鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种电子镇流器及气体放电装 置，通过对气体放电灯光衰造成的光通量下降进行功率自动控制实现节能和延长光源寿命。 为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电子镇流器，包括 用于检测气体放电灯光衰变化量的光衰采样模块； 以及用于根据光衰变化量为气体放电灯匹配所对应实际功率值的单片机，所述单 片机与光衰采样模块电连接； 以及用于匹配的实际功率值调节所述气体放电灯上的输出功率的半桥逆变器，所 述半桥逆变器与单片机电连接。 相应的，本实用新型实施例还提供了一种气体放电装置，包括电子镇流器以及与 电子镇流器电连接的气体放电灯，所述电子镇流器包括 用于检测气体放电灯光衰变化量的光衰采样模块； 以及用于根据光衰变化量为气体放电灯匹配所对应实际功率值的单片机，所述单 片机与光衰采样模块电连接； 以及用于匹配的实际功率值调节所述气体放电灯上的输出功率的半桥逆变器，所 述半桥逆变器与单片机电连接。 实施本实用新型实施例，具有如下有益效果通过电子式镇流器能够自动实现对 气体放电灯的功率调节，在光衰情况下气体放电灯无需工作在额定功率下，从而节约了能 源，为实现照明节能智能化管理提供了硬件支持，根据气体放电灯自身工作特性及工作环 境影响产生的过早光衰及老化，直接导致了光源的提前报废，并造成了资源浪费及对环境 的污染，在现有技术多节能的基础上大大延长了光源的寿命。
图1为现有的带有电子镇流器的气体放电灯的结构示意图； 图2为本实用新型实施例中带有电子镇流器的气体放电灯的结构示意图。
具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 气体放电灯以其光效高、寿命长、显色性好等优点而备受瞩目，但受现有技术的 制约及气体放电灯外部工作环境及内部工作环境的影响，100%的气体放电灯并未能达到 设计寿命就提前报废了，这对有限的社会资源造成极大的浪费的同时还加大了对环境的污 染，由于现有技术中采用恒功率控制方法，导致气体放电灯越用光效越低同时越用越费电。 本实用新型通过开发与其配接的高性能数字光衰功率控制电子式镇流器，解决了根据气体 放电灯自身工作特性及工作环境影响产生的过早光衰及老化导致的光源提前报废对资源 浪费及对环境污染的问题。在多节能的基础上大大延长了光源的寿命，在节约了资源同时 降低了对环境的污染。[0020] 图2中示出了本实用新型实施例中的带有电子镇流器气体放电灯的结构示意图， 其包括了电磁兼容滤波器、全桥整流器、功率因数校正器、半桥逆变器、单片机(MCU)、光衰 采样模块和气体放电灯，其中 光衰采样模块主要是用于检测气体放电灯光衰变化量；具体的，可以根据检测所 述气体放电灯所在的管电压变化量；或者检测所述气体放电灯所在的管电流变化量；或者 检测所述气体放电灯所在的逆变电压频率变化量等方式来实现，光衰采样模块与单片机电 连接。 单片机(MCU)主要是用来根据光衰采样模块检测到的光衰变化量为气体放电灯 输出匹配所对应的实际功率值； 具体的，该单片机(MCU)根据所述检测到的光衰变化量按照比例降低所述气体放
电灯上的输出功率，根据所述输出功率为所述气体放电灯匹配所对应的实际功率；这里的
按照比例降低气体放电灯上的输出功率可以根据光衰变化情况来建立合适的比例关系，使
其匹配的实际功率与气体放电灯所对应的实际发出的光通量相差不大。 或者，该单片机(MCU)根据所述检测到的光衰变化量在预设的特征库中为所述气
体放电灯输出匹配所对应的实际功率，该预设的特征库中存储有气体放电灯光衰变化量以
及与所述光衰变化量所对应的所述气体放电灯所对应的实际输出功率值。该预设的特征库
中的数据可以是根据气体放电灯特性采样后而完成的一系列数据的采集运算，比如在光衰
变化情况下，气体放电灯管压每上升5伏或者10V时，其所对应的实际发出的光通量。 半桥逆变器主要是根据单片机(MCU)匹配的实际功率值来调节气体放电灯上的
输出功率，其与单片机电连接。 具体的，该半桥逆变器可以根据匹配的实际功率值调节输出到气体放电灯)上的 输入电压、电流、或者同时调节电压和电流。 气体放电灯电子镇流器的工作频率一般工作在高频30KHz-120KHz左右，启动时 灯管(峰-峰值)通常超过500V 4kV的启动触发电压，而在稳定工作后灯管电压(有效 值)却在100V-170V左右(国家标准)，电子镇流器半桥高频逆变器输出的灯电压及频率信 号的和幅度都极不稳定，随着灯管和器件发热会发生显著变化，采用常规的峰值检波检测 电路或平均值检波电路等方法来检测灯管电压的有效值会有较大的误差，因此，光源光衰 信号的采集精度设计是本实用新型的重点和难点。通过对气体放电灯工作状态的观察发现 当气体放电灯的工作环境温度高于100度(指高压气体放电灯)，自身工作温度高于80度 (指低压气体放电灯)时就开始出现光衰现象，当出现光衰现象时管电压及管电流都会出 现变化，既管电压上升管电流下降，从而导致光效下降，导致光源早衰的原因有叁种1、工 作环境温度，2、工作电源电压的变化，3、光源自身质量问题，在实施本实用新型过程中，根 椐气体放电灯的特性来检测光衰时管电压及管电流的变化量来控制气体放电灯的输出功 率，以达到输出功率与光源光衰时的光通量相对应，从而达到节能及延长光源寿命的目的。 在实施本实用新型实施例中，当光源开始发生光衰现象时半桥逆变器输出的管 电压会相应升高，管电流会减少，因此通过光衰采样模块来实现对气体放电灯上的光衰信 号的采样，当气体放电灯的管电压发生变化时，外置的光衰采样模块首先将变化的管电压 (变化范围为110V-160V或160V-200V)通过模块中的电压传感器将采集到的半桥逆变器 输出的管电压经隔离变压器输出后经二极管整流后，将这一直流信号电压输入至测量ic，测量IC将杂乱的灯管光衰电压信号转换为对应的有效值直流电压后输出，测量IC输出的 电压信号在经过两个反向比例放大器放大后输入到MCU的A/D输入通道中，并利用单片机 (MCU)中的一个模数转换器A/D(Analog-to-digital Converter,)通道测量光源发生光衰 时的管电压及电流变化幅度。对采集到的光衰直流电压进行A/D转换再将此变化信息馈送 到MCU中的模拟比较器模块，与可编程比较器参考管电压(如以110V为例进行说明)进行 比较，此信号经放大后经高频隔离变压器用于半桥逆变器脉冲驱动。灯功率的变化主要根 据半桥逆变器的输出电压Vof和输出电流Iof的反馈值决定，即& = Vof X Iof ，当管电压 V超过基准参考电压110V上限时，MCU中的脉冲宽度调制(P丽)器将输出一组占空比(在 一串理想的脉冲序列中(如方波)，正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值)为0. 25的脉 冲信号驱动半桥逆变器开关管栅极，开关管的输出电流就会变小，灯功率就会按比例下降。 每当光衰发生时管压会升高，为了与光衰发生时管压与光通量的变化基本对应，比如当管 压每上升IOV，功率就自动下降20W(控制高压气体放电灯)，或每当管压上升10V功率下降 2W(控制低压气体放电灯)。当管压上升至160V时功率下降120W，管压如继续上升至160V 后保护电路将启动关闭半桥逆变器输出。这样就可以实现当光源在开始发生光衰后光通量 下降时功率也按比例下降从而达到光衰功率的自动闭环控制。 当然，在本实用新型实施例过程中也可以通过检测光衰情况下气体放电灯上的电
流变化情况以及逆变电压的频率变化来实现对气体放电灯输出功率的控制。 实施本实用新型实施例，根据气体放电灯工作特性，气体放电灯寿命后期管压会
逐步升高，这时在传统电感式镇流器电路中，电感式镇流器的输出特性为恒流输出，灯电流
变化很少，使灯功率提高，这会加速光源的老化，进而又使灯管电压进一步提高，如此循环
使光源寿命快速寿终。而使用数字光衰功率控制电子式镇流器时，当气体放电灯管电压提
高时，灯电流下降，灯功率也随之下降，使气体放电灯能获得更长的寿命，同时也起到节能
及保护环境的作用。 以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用 新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的 范围。
权利要求一种电子镇流器，其特征在于，包括用于检测气体放电灯光衰变化量的光衰采样模块；以及用于根据光衰变化量为气体放电灯匹配所对应实际功率值的单片机，所述单片机与光衰采样模块电连接；以及用于匹配的实际功率值调节所述气体放电灯上的输出功率的半桥逆变器，所述半桥逆变器与单片机电连接。
2. 如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述光衰采样模块检测的气体放电 灯光衰变化量包括气体放电灯所在的电压变化量；或者气体放电灯所在的电流变化量； 或者气体放电灯所在的逆变电压频率变化量。
3. 如权利要求2所述的电子镇流器，其特征在于，所述单片机根据所述检测到的光衰 变化量按照比例降低所述气体放电灯上的输出功率，根据所述输出功率为所述气体放电灯 匹配所对应的实际功率。
4. 如权利要求2所述的电子镇流器，其特征在于，所述单片机根据所述检测到的光衰 变化量在预设的特征库中为所述气体放电灯匹配所对应的实际功率，所述预设的特征库中 存储有气体放电灯光衰变化量以及与所述光衰变化量所对应的所述气体放电灯所对应的 实际功率值。
5. —种气体放电装置，包括电子镇流器以及与电子镇流器电连接的气体放电灯，其特 征在于，所述电子镇流器包括用于检测气体放电灯光衰变化量的光衰采样模块；以及用于根据光衰变化量为气体放电灯匹配所对应实际功率值的单片机，所述单片机 与光衰采样模块电连接；以及用于匹配的实际功率值调节所述气体放电灯上的输出功率的半桥逆变器，所述半 桥逆变器与单片机电连接。
6. 如权利要求5所述的电子镇流器，其特征在于，所述光衰采样模块检测的气体放电 灯光衰变化量包括气体放电灯所在的电压变化量；或者气体放电灯所在的电流变化量； 或者气体放电灯所在的逆变电压频率变化量。
7. 如权利要求6所述的电子镇流器，其特征在于，所述单片机根据所述检测到的光衰 变化量按照比例降低所述气体放电灯上的输出功率，根据所述输出功率为所述气体放电灯 匹配所对应的实际功率。
8. 如权利要求6所述的电子镇流器，其特征在于，所述单片机根据所述检测到的光衰 变化量在预设的特征库中为所述气体放电灯匹配所对应的实际功率，所述预设的特征库中 存储有气体放电灯光衰变化量以及与所述光衰变化量所对应的所述气体放电灯所对应的 实际功率值。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种电子镇流器，包括用于检测气体放电灯光衰变化量的光衰采样模块；以及用于根据光衰变化量为气体放电灯匹配所对应实际功率值的单片机，所述单片机与光衰采样模块电连接；以及用于匹配的实际功率值调节所述气体放电灯上的输出功率的半桥逆变器，所述半桥逆变器与单片机电连接。相应的，本实用新型实施例还公开了一种气体放电装置，通过实施本实用新型实施例，能延长气体放电灯寿命，比现有的电子式镇流器节能。
文档编号H05B41/36GK201528456SQ20092006014
公开日2010年7月14日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者胡军 申请人:胡军