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使功率因數接近于1.這大大減小了鎮流器中同線路功率因數有關的損耗。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電路，可產生6000V的脈沖電壓，足以點亮金鹵燈。

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。這類燈功率大，發熱量大，所用的鎮流器和觸發器，通常都和燈管分開安裝。但對于功率小，發熱量低，亮度足夠強，且需要鎮流器、觸發器同燈管盡量靠近安裝的應用場合，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使功率因數接近于1.這大大減小了鎮流器中同線路功率因數有關的損耗。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電路，可產生6000V的脈沖電壓，足以點亮金鹵燈。由于整個鎮流器線路簡單，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。來自電網的220V/50Hz交流電經過整流和功率因數校正后，變成300V左右的直流電壓，經過DC/AC高頻變換器產生44kHz左右的高頻電壓輸出，同時該直流電壓還供給起動電路，它為金鹵燈及鎮流阻抗提供約6000V的起動脈沖電壓。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濾波電容C30.控制電路為上述電路提供開關控制信號，溫度監控信號和異常狀態保護信號。

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)的簡化電路。它對圖1的輸入交流電壓進行整流和調節。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)，場效應晶體管MOSFET(Q1)，輸出濾波和反饋網絡以及由若干個電阻、電容及二極管組成的網絡。該PFC電路把220V/50Hz交流電壓變成DC電壓，其線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，經變換后為其提供12VDC電壓。

圖2：功率因數校正電路PFC

經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)以及濾波電容C1一起把線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，接收來自電阻R3和R4連接點處的反饋信號，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。經濾波后的輸出電壓VCC通過端子X2，供給DC/AC變換電路(圖3)。

圖3：DC/AC高頻變換電路

如果出現過溫或過流，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，最終使整個系統關閉。

2.3起動電路設計

如下圖4所示的是金鹵燈起動電路(也叫觸發脈沖產生電路)。

圖4：觸發脈沖產生電路