各类触发器的构造_原理和特性

各类触发器的构造、原理和特性

李　妹

(国家电光源质量监督检验中心(上海)上海市质量监督检验技术研究院　上海　200233)

摘　要

由于HI D灯的种类繁多以及使用场合的不同,造就了几十种不同类型的触发器。各种触发器的原理、功能和特性的不同,使它们都存在使用中的针对性,不正确使用将引起灯的寿命严重下降甚至引起灯和配套镇流器的损坏。作者重点介绍了10种触发器的原理、结构、调整及检测要求,供业内人士参考。

关键词　强制发生式　叠加发生式　整流效应　异常保护　脉冲峰值　脉冲宽度The Structures,Principles and Characteristics of V arious Ignitors

Li Mei

(National Centre of Supervision&Inspection on E lectric Light S ource Products Quality

Shanghai Institute of Quality Inspection and T echnical Research,Shanghai　200233)

Abstract:In com pliance with different types and different usage of HI D lam ps on different occasions,dozens of different types of ignitors are created.Different ignitors was created with different principles and have different features and characteristics,s o incorrect use of the HI D lights will cause a serious decline in life expectancy,or even damage the lam p and the ballast.The author focuses on the principles,structures,adjustment and testing requirements of ten types of ignitors,for the industry reference.

K ey w ords:im pose;superim pose;valve v oltage;rectifier effect;abnormal protection;pulse peak;pulse width

引言

触发器是高压钠灯和各类脉冲启动型金卤灯启动时必要的器件,由于此类高强度气体放电灯的种类繁多,并且使用的场合也各不相同,所以造就了种类众多的各种触发器。目前照明行业中应用的触发器电路和种类约有几十种,但就其工作原理和电路及结构来讲,基本可归纳成10余种。触发器作为高强度气体放电灯启动时的重要部件,各项考核它的指标不仅直接关系到安全特性,而且一些性能要求还直接体现了各种HI D灯对触发脉冲的要求,所以触发器的指标好坏还将直接影响HI D灯的启动乃至HI D灯的使用寿命。另外,由于目前已有的各种触发器是根据各种HI D灯的不同要求而设计的,所以目前市场上流通的各类触发器在使用时都有很强的针对性,了解和掌握各类触发器的特性是正确选用的基础,作者根据多年的检测和研究,对各种触发器的原理、结构及调整方法和要求介绍如下:

触发器按高压脉冲产生的方式不同分为强制发生式(im pose)和叠加发生式(superim pose),图1和图2属于叠加发生式,而图3、图4、图6～10均属强制发生式。在强制发生式中,又可分为两端式(包括两端单向和两端双向)和三端式(包括三端单向和三端双向以及三端串联式双向)。

10　

中国照明电器

CHI NA LIG HT&LIG HTI NG

2008年第6期

1　叠加发生式触发器(superimpose)111　

自触发高压钠灯电路

图1　自触发高压钠灯电路

图1是在高压钠灯内装有内置式电热触发器,其原理是当灯处于未工作状态时,触发器的双金属片处于常温状态,触点A 闭合。当电路接通电源时,由于灯未产生气体放电,电源电压通过镇流器B 加在灯内触发器开关的电热丝R 上,电热丝开始升温,当温度达到一定程度时双金属片受热变形,使触点A 断开,由于电路突然断路使镇流器产生自感电动势U B ,此电动势与电源电压即时值U i 叠加到灯的两端。灯两端的峰值电压为U 峰=U i +U B =U i max Sin <+L

di Πdt 。由于U B 的幅值大小受触点断开时电流即时

值和触点断开速率的影响,因此U B 本身是一个幅值离散性很大的值。另外,由于触点断开的时间与电网波形之间也无时间上的关联,因此U i 和U B 叠加后的峰值电压的离散范围约为0～4000V 。但只有叠加后的峰值≥2500V 时,才能使灯触发启动。图1线路在触点断开但未能触发灯时,由于整个回路断开,电热丝开始冷却,触点将再次闭合,并且再重复上述的过程直至灯被触发。一旦灯启动后,双金属片受灯本身工作的热量影响将使触点保持在开路状态,不再使镇流器产生自感电动势,使灯能处于正常工作状态。

112　二端倍压式单向(不带高压变压器)电路

图2是二端倍压单向式电路,该电路的特点是自身不带高压脉冲变压器,也不需镇流器具有抽头,利用电路的瞬时导通和截止使镇流器产生自感电动势,这一自感电动势与电网电压的即时值叠加后施加在灯的两端,具体的工作原理如下:

负半周时(N 端为正,B 端为负),电源通过R 3、D 1和镇流器对C 2充电,此时C 2上的电压为左正右负。正半周时,电源电压与C 2上的充电电压串联后施加在单向晶闸管S 及其附属电路上,在由R 5、R 4和C

1

图2　二端倍压单向式电路

组成时间常数电路中,当C 1上的电压达到触发二极

管DB 3的导通电压(约30V )与S 的触发结电压的和时,S 导通,电源的即时值与C 2上所充的电能通过S 和R 3释放,当C 2上的电能被放光并完成反向充电(右正左负)后,晶闸管S 截止,此时电感镇流器将产

生一个左负右正的自感电动势,与此时的电源正向电

压叠加后施加在灯的两端,使灯触发导通。灯启动后,触发器两端的电压值≤140V ,小于触发器的开门电压,所以触发器休眠。改变C 2的容量,可调整脉冲的幅值和宽度,改变R 5和R 4的阻值可调整触发器输出高压脉冲的电角度。这一电路产生的脉冲电压不高,约800～1200V ,比较适用于带辅助电极的钪钠系列金卤灯配滞后式(阻抗式)镇流器的电路。2　二端双向触发器

图3是二端双向触发器电路图,其工作原理如

下:当电源电压正半周时C 1通过B 、L 1形成回路进行充电,当C 1上的电压逐步升高时,由R 1和R 3组成的分压线路的中点电压也逐步升高,由于C 3的存在,该点电压上升速度滞后于U C 1,当这一分压点电压大于触发二极管的闸门电压值与双向可控硅的触发结电压值之和时,双向可控硅被触发导通,C 1上的电能通过L 2、C 2和双向可控硅形成的放电回路进行放电,此时C 1上的电能大部分在通过L 2时转变成磁动势,使L 1感应出很高的脉冲电压,并且通过C 1加在灯上。在C 1放电过程中,有一部分能量在双向可控硅导通时对C 2形成充电,此时C 2上的电压为上正下负。当电源电压负半周时,C 1还是通过原充电回路形成反向充电,当这一反向电压达到触发二极管闸门电压值与可控硅的触发电压值之和时,双向可控硅反向导通,此时C 1上的电能和C 2上的电能处于串联状态,加强了放电能量,使触发脉冲能量比初

李　妹:各类触发器的构造、原理和特性11