專利名稱：大功率hid燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎮(zhèn)流器工作電路，具體地說(shuō)是一種大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保 護(hù)及控制電路。
背景技術(shù)：
HID燈主要包括有高壓鈉燈、金鹵燈和水銀燈等。在75W以下的小功率氣體放電 燈如熒光燈、節(jié)能燈等燈具上目前己使用有定型的電子鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器中的驅(qū) 動(dòng)控制電路也有多種定型產(chǎn)品，如仙童公司的KA754X系列芯片、IR公司的IR215X 系列芯片、MicroLinear公司的ML483X系列芯片、Motorola公司的MC33157芯片等 等。但是，現(xiàn)有的電子鎮(zhèn)流器尚無(wú)法直接應(yīng)用到75—1000W的大功率HID燈上。其主 要原因， 一是大功率HID燈在加電后未被點(diǎn)亮或者有自熄滅和壞燈等情況發(fā)生之后 的一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)，電子鎮(zhèn)流器很快就被燒毀；二是大功率HID燈在持續(xù)點(diǎn)亮一段 時(shí)間后，隨著燈管工作環(huán)境溫度的升高，也經(jīng)常發(fā)生有HID燈被燒毀的現(xiàn)象。由于 這些問(wèn)題的存在，人們不得不放棄對(duì)電子鎮(zhèn)流器的使用，轉(zhuǎn)而使用工作穩(wěn)定、用后 HID燈和鎮(zhèn)流器損壞情況少的電感鎮(zhèn)流器。因此，在世界范圍內(nèi)，大功率HID燈目前 一直還是在使用耗能大、污染重的電感鎮(zhèn)流器，配用節(jié)能環(huán)保的電子整流器，則一 直是本行業(yè)所追求但尚未實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，使用該 電路配裝的電子鎮(zhèn)流器，可以有效地解決使用電子鎮(zhèn)流器后所經(jīng)常發(fā)生的大功率HID 燈和電子鎮(zhèn)流器的損毀問(wèn)題，從而使電子鎮(zhèn)流器在大功率HID燈上的使用成為可能。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，由燈狀 態(tài)檢測(cè)器檢測(cè)HID燈的工作狀態(tài)，燈狀態(tài)檢測(cè)器有兩路輸出， 一路輸出接功率自動(dòng) 控制器，向功率自動(dòng)控制器輸入燈狀態(tài)信號(hào)，功率自動(dòng)控制器的輸出接至驅(qū)動(dòng)控制 器的輸入端，根據(jù)燈狀態(tài)向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)送功率調(diào)整信號(hào)；燈狀態(tài)檢測(cè)器的另一路 輸出接在故障保護(hù)器和重啟控制器的連線節(jié)點(diǎn)上，傳輸燈狀態(tài)信號(hào)；通過(guò)故障保護(hù) 器接至驅(qū)動(dòng)控制器的輸入端，向驅(qū)動(dòng)控制器提供燈狀態(tài)信號(hào)和重啟控制信號(hào)；在驅(qū) 動(dòng)控制器的輸入端還接有溫度補(bǔ)償電路，向驅(qū)動(dòng)控制器提供溫度調(diào)整信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控 制器輸出功率驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，大功率HID燈在上電后沒(méi)被點(diǎn)亮或者是在點(diǎn)亮過(guò)程中發(fā)生自熄 或損壞情況之后，點(diǎn)火電路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高壓，這個(gè)高壓會(huì)在瞬間擊穿電子鎮(zhèn)流器 的功率輸出器件MOS管，造成電子鎮(zhèn)流器的損毀。因此，為解決電子鎮(zhèn)流器的損毀問(wèn)題，在電子鎮(zhèn)流器的保護(hù)控制電路中就要設(shè)定一項(xiàng)故障保護(hù)功能，以對(duì)壞燈或燈 未點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)的電子鎮(zhèn)流器進(jìn)行保護(hù)，由此防止電子鎮(zhèn)流器的損毀。
另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行的大功率HID燈在使用電子鎮(zhèn)流器持續(xù)被點(diǎn)亮一段時(shí) 間后的燒毀現(xiàn)象，是由于隨著燈管工作環(huán)境溫度的升高，在高溫、強(qiáng)電磁工作環(huán)境 下，HID燈的燈管功率有了一個(gè)持續(xù)的上升。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與HID燈的燈管功率是額定功 率的傳統(tǒng)認(rèn)知完全不同。因此，用于大功率HID燈的電子鎮(zhèn)流器除應(yīng)具備燈預(yù)熱和 點(diǎn)火等項(xiàng)基本功能以及具備上述的故障保護(hù)功能之外，還必須要有一個(gè)燈功率的自 動(dòng)控制功能，以此抑制燈管功率隨工作環(huán)境溫度上升所發(fā)生的持續(xù)上升的情況，從 而避免大功率HID燈在持續(xù)點(diǎn)亮一段時(shí)間后被燒毀的情況發(fā)生。
本發(fā)明保護(hù)及控制電路正是基于對(duì)上述問(wèn)題的研究認(rèn)識(shí)而做出相應(yīng)設(shè)計(jì)的。
本發(fā)明以驅(qū)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)燈預(yù)熱和點(diǎn)火的基本加電點(diǎn)燈控制；當(dāng)出現(xiàn)HID燈未 點(diǎn)亮的情況時(shí)，此狀態(tài)經(jīng)由燈狀態(tài)檢測(cè)器采集，并將信號(hào)輸出到重啟控制器，使重 啟控制器動(dòng)作，控制驅(qū)動(dòng)控制器再進(jìn)行若干次的再加電程序，以使HID燈被點(diǎn)亮； 當(dāng)出現(xiàn)壞燈等故障情況時(shí)，此狀態(tài)經(jīng)由燈狀態(tài)檢測(cè)器采集，并將信號(hào)輸出到故障保 護(hù)電路，使故障保護(hù)電路動(dòng)作，控制驅(qū)動(dòng)控制器停止工作，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，由此避 免了 HID燈電子鎮(zhèn)流器被燒毀，解決了電子鎮(zhèn)流器的安全保護(hù)問(wèn)題。對(duì)于因功率漂 移所導(dǎo)致的大功率HID燈被燒毀問(wèn)題，本發(fā)明一是通過(guò)溫度補(bǔ)償電路控制驅(qū)動(dòng)控制 器，實(shí)現(xiàn)HID燈工作環(huán)境內(nèi)的溫度自適應(yīng)，以減少功率隨溫度漂移的外部條件；二 是通過(guò)燈狀態(tài)檢測(cè)器、功率自動(dòng)控制器和驅(qū)動(dòng)控制器組成一個(gè)HID燈的功率動(dòng)態(tài)實(shí) 時(shí)跟蹤系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)HID燈的功率自動(dòng)控制，克服了功率隨溫度漂移的內(nèi)部條件， 由此避免了 HID燈因功率上升所造成的燒毀現(xiàn)象，解決了 HID燈的安全保護(hù)問(wèn)題。 本發(fā)明保護(hù)及控制電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)大功率HID燈的保護(hù)和控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子鎮(zhèn)流器 的工作保護(hù)，使大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器的使用成為可能。
本發(fā)明保護(hù)及控制電路也可附具常規(guī)的半夜燈控制功能，即在驅(qū)動(dòng)控制器的輸 入端還接有半功率控制器。該功能主要是用于道路照明，當(dāng)?shù)缆氛彰髁翢?—6小時(shí) 之后，即進(jìn)入人員稀少的半夜時(shí)段，通過(guò)半功率控制器向驅(qū)動(dòng)控制器輸出控制信號(hào)， 使HID燈的燈功率降至額定功率的1/2或1/3 (可調(diào))，照度相應(yīng)降低，從而達(dá)到節(jié) 能省電的目的。附具這一功能，可使本發(fā)明適應(yīng)大功率HID燈廣泛作為道路照明的 使用現(xiàn)狀，并且克服了目前常用的深夜關(guān)閉道路一側(cè)路燈方法所導(dǎo)致的照路不清、 存在有大面積陰影的弊端。
在大功率HID燈的電子鎮(zhèn)流器上使用本發(fā)明保護(hù)及控制電路，可解決大功率HID 燈電子鎮(zhèn)流器的故障保護(hù)、功率自動(dòng)控制、溫度自動(dòng)補(bǔ)償即溫度自適應(yīng)等問(wèn)題，確 保大功率HID燈和所配用的電子鎮(zhèn)流器在高溫、強(qiáng)電磁環(huán)境下穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。使用本發(fā)明保護(hù)及控制電路，使得大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器本身在25—95^的 環(huán)境中工作頻率的偏移得到了良好的控制，保證了電子鎮(zhèn)流器輸出功率的穩(wěn)定性。 經(jīng)多次試驗(yàn)，在大于80t環(huán)境溫度中持續(xù)運(yùn)行200小時(shí)，仍可保持電子鎮(zhèn)流器的恒 功率輸出。本發(fā)明的重啟和重啟次數(shù)限制功能，使HID燈在第一次加電沒(méi)被點(diǎn)亮后 的3—30秒鐘的時(shí)間內(nèi)可有數(shù)次重新點(diǎn)燈的控制過(guò)程，如果確是燈管損壞(包括開(kāi)路、 短路及其他燈管損壞情況)，在經(jīng)過(guò)5—6次的點(diǎn)燈不亮后，就自動(dòng)進(jìn)入安全模式下 的保護(hù)狀態(tài)，既保護(hù)了電子鎮(zhèn)流器，又保護(hù)了大功率HID燈。
將本發(fā)明應(yīng)用到HID燈電子鎮(zhèn)流器中，針對(duì)道路照明用的高壓鈉燈進(jìn)行數(shù)千次 的開(kāi)、關(guān)燈試驗(yàn)和數(shù)千小時(shí)的持續(xù)/斷續(xù)點(diǎn)燈，每次10—200小時(shí)，沒(méi)有一支燈管損 壞，也沒(méi)有一支燈管的電極發(fā)黑?？梢?jiàn)，配用本發(fā)明所制的電子鎮(zhèn)流器，可使HID 燈(至少是高壓鈉燈)的使用壽命達(dá)到3—5年，比目前使用電感鎮(zhèn)流器的高壓鈉燈 實(shí)際只有一年的使用壽命要高出3—5倍。對(duì)于使用電感鎮(zhèn)流器的道路照明用高壓鈉 燈，當(dāng)市電為220V時(shí)，250W高壓鈉燈的輸入總功率為320W;當(dāng)市電為242V時(shí)， 輸入總功率達(dá)387W。如果使用電子鎮(zhèn)流器,則250W高壓鈉燈的輸入總功率為263W, 節(jié)省用電32%;再配合半夜燈控制功能，每天的總節(jié)電率可達(dá)47%，節(jié)能效果顯著。


圖l是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是驅(qū)動(dòng)控制器、故障保護(hù)器和重啟控制器的連接關(guān)系及電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖3溫度補(bǔ)償電路的電原理圖。
圖4是半功率控制器的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路是電子鎮(zhèn)流器中 的一個(gè)組成部分，本發(fā)明保護(hù)及控制電路包括有燈狀態(tài)檢測(cè)器l、驅(qū)動(dòng)控制器2、半 功率控制器3、溫度補(bǔ)償電路4、功率自動(dòng)控制器5故障保護(hù)器6和重啟控制器7共 七部分，其中，燈狀態(tài)檢測(cè)器l的輸入端接至電子鎮(zhèn)流器中的采樣電阻12上，接收 HID燈的工作狀態(tài)；燈狀態(tài)檢測(cè)器l的兩路輸出， 一路接功率自動(dòng)控制器5，向功率 自動(dòng)控制器輸入燈狀態(tài)信號(hào)，功率自動(dòng)控制器5的輸出接至驅(qū)動(dòng)控制器2的輸入端， 根據(jù)燈的工作狀態(tài)向驅(qū)動(dòng)控制器2發(fā)送功率調(diào)整信號(hào)；燈狀態(tài)檢測(cè)器1的另一路輸 出接在故障保護(hù)器6和重啟控制器7的連線節(jié)點(diǎn)上，傳輸燈狀態(tài)信號(hào)；重啟控制器7 通過(guò)故障保護(hù)器6接至驅(qū)動(dòng)控制器2的輸入端，向驅(qū)動(dòng)控制器2提供燈狀態(tài)信號(hào)和 重啟控制信號(hào)。半功率控制器3和溫度補(bǔ)償電路4的輸出接在驅(qū)動(dòng)控制器2的輸入 端，半功率控制器3向驅(qū)動(dòng)控制器2提供功率調(diào)整信號(hào)，溫度補(bǔ)償電路4向驅(qū)動(dòng)控 制器2提供溫度調(diào)整信號(hào)。驅(qū)動(dòng)控制器2向電子鎮(zhèn)流器的半橋功率驅(qū)動(dòng)器9輸出驅(qū) 動(dòng)控制信號(hào)和點(diǎn)燈功率。圖1中，本發(fā)明電路的左邊是采用通用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的15￥±20%的直流電源13，為本 發(fā)明提供15V的直流供電電壓。本發(fā)明電路的右邊虛線框是HID燈電子鎮(zhèn)流器中的 功率輸出級(jí)電路，由半橋功率驅(qū)動(dòng)器9、點(diǎn)火器IO、 HID燈燈管11和采樣電阻12四 部分連接組成。本發(fā)明中燈狀態(tài)檢測(cè)器1是本發(fā)明的唯一燈狀態(tài)信號(hào)輸入端，驅(qū)動(dòng) 控制器2的輸出是本發(fā)明的唯一燈控制信號(hào)輸出端，也就是說(shuō)本發(fā)明電路只有一路 信號(hào)輸入和一路信號(hào)輸出。
本發(fā)明中的電路結(jié)構(gòu)均可釆用現(xiàn)有常規(guī)電路搭接，所采用的單元技術(shù)均是采用 成熟的單元電路技術(shù)。本發(fā)明具有包括點(diǎn)燈控制、熄燈重啟控制、燈開(kāi)路/短路保護(hù)、 燈功率自動(dòng)控制、半夜燈控制和溫度自適應(yīng)共六大功能特征，現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明工作原 理分述如下
一、 點(diǎn)燈控制功能
點(diǎn)燈控制功能是通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器2實(shí)現(xiàn)的。如圖2所示，驅(qū)動(dòng)控制器2包括有 預(yù)熱電路21、壓控振蕩器22和脈沖輸出驅(qū)動(dòng)器23三部分，壓控振蕩器22和脈沖輸 出驅(qū)動(dòng)器23相串接，在壓控振蕩器22上接有預(yù)熱電路21 (圖中的上部虛線框)。
當(dāng)市電電源接通后，電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部的直流電源13向本發(fā)明電路同時(shí)提供兩路 15Vi209i的直流輸出電源， 一路專供驅(qū)動(dòng)控制器2，另一路供其它部分使用。當(dāng)直流 電源13輸出的直流電壓上升到大于11V時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器2中的預(yù)熱電路21開(kāi)始工 作，使壓控振蕩器22產(chǎn)生一個(gè)頻率為fl的預(yù)熱頻率信號(hào)，傳至脈沖輸出驅(qū)動(dòng)器23 后，由脈沖輸出驅(qū)動(dòng)器23輸出頻率為fl的帶死區(qū)的方波信號(hào)。該方波信號(hào)被送至半 橋功率驅(qū)動(dòng)器9，對(duì)HID燈燈管11進(jìn)行預(yù)熱。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(可調(diào))的預(yù)熱后， HID燈燈管11達(dá)到點(diǎn)火溫度，預(yù)熱電路21發(fā)出控制信號(hào)，控制壓控振蕩器22的工 作頻率由預(yù)熱頻率fi開(kāi)始向低端工作頻率f2快速下滑。此頻率的移動(dòng)過(guò)程直接傳遞 給半橋功率驅(qū)動(dòng)器9和點(diǎn)火器10。在工作頻率由fl向f2移動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)點(diǎn)火 器10向HID燈燈管11提供一個(gè)數(shù)千伏足夠能量的高壓點(diǎn)火脈沖，使HID燈燈管11 被點(diǎn)亮。燈狀態(tài)檢測(cè)器1經(jīng)采樣電阻12采到亮燈信號(hào)后，對(duì)HID燈的工作狀態(tài)進(jìn)行 分析，確認(rèn)HID燈點(diǎn)亮后，向驅(qū)動(dòng)控制器2發(fā)送亮燈信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)控制器2中的壓 控振蕩器22穩(wěn)定工作在頻率f2，由此保持了 HID燈燈管11在f2頻率的額定功率下 的正常點(diǎn)亮。
驅(qū)動(dòng)控制器2可以采用電子鎮(zhèn)流器的通用控制芯片搭建，如選擇仙童公司的 KA754X系列芯片、MicroLinear公司的ML483X系列芯片或Motorola公司的MC33157 芯片等。
二、 熄燈重啟功能
熄燈狀態(tài)定義1、在完成加電預(yù)熱點(diǎn)燈的第一個(gè)控制流程后的HID燈沒(méi)有被點(diǎn) 亮，2、已點(diǎn)亮的燈管因非正常原因發(fā)生熄滅，這兩種狀態(tài)統(tǒng)稱為熄燈狀態(tài)。熄燈重啟功能是通過(guò)重啟控制器7、故障保護(hù)器6和驅(qū)動(dòng)控制器2的配合來(lái)實(shí)現(xiàn) 的。如圖2所示，重啟控制器7是由重啟計(jì)時(shí)器71和重啟次數(shù)控制器72兩部分串 接組成(圖中的下部虛線框)。故障保護(hù)器6采用通用的三態(tài)門電路芯片61和與門 電路芯片62兩部分串接組成(圖中的中間虛線框)。 .
燈狀態(tài)檢測(cè)器1的輸出接至故障保護(hù)器6中三態(tài)門電路芯片61的輸入端，三態(tài) 門電路芯片61的輸出接與門電路芯片62的一個(gè)輸入端，三態(tài)門電路芯片61的控制 端接至重啟控制器7中的重啟計(jì)時(shí)器71;重啟次數(shù)控制器72的輸出端接故障保護(hù)器 6中與門電路芯片62的另一個(gè)輸入；與門電路芯片62的輸出接在驅(qū)動(dòng)控制器2的直 流電源輸入端上。
當(dāng)熄燈現(xiàn)象發(fā)生后，燈狀態(tài)檢測(cè)器1通過(guò)采樣電阻12檢測(cè)該熄燈狀態(tài)信號(hào)(即 采樣電阻的端電壓小于100mV)，燈狀態(tài)檢測(cè)器1將放大確認(rèn)后的該熄燈狀態(tài)信號(hào)送 到重啟控制器7，重啟控制器7對(duì)此狀態(tài)進(jìn)行計(jì)次、計(jì)時(shí)后，向故障保護(hù)器6的與門 電路芯片62輸出一個(gè)低電平的燈保護(hù)信號(hào)，再通過(guò)與門電路芯片62輸出一個(gè)低電 平信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制器2的直流電源輸入端，即可將驅(qū)動(dòng)控制器2的15V直流供電電 源拉低到5V，由此即可使驅(qū)動(dòng)控制器2停止工作，半橋功率驅(qū)動(dòng)器9也隨即停止工 作，點(diǎn)火器10關(guān)閉，HID燈電子鎮(zhèn)流器處于安全保護(hù)下的待機(jī)狀態(tài)。同時(shí)，重啟控 制器7的重啟次數(shù)控制器72判斷此次熄燈信號(hào)是第幾次試點(diǎn)，如果沒(méi)有達(dá)到設(shè)定的 重啟次數(shù)，則重啟次數(shù)控制器72輸出一個(gè)高電平的開(kāi)啟重啟通路信號(hào)，使得故障保 護(hù)器6在重啟計(jì)時(shí)器71設(shè)定的重啟時(shí)間到達(dá)時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)控制器2重新加電啟動(dòng)， 使驅(qū)動(dòng)控制器2進(jìn)行重復(fù)的加電點(diǎn)燈控制流程。如果重啟次數(shù)控制器72判斷此次的 熄燈信號(hào)的試點(diǎn)次數(shù)已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的重啟次數(shù)，則重啟次數(shù)控制器72輸出一個(gè)低電 平的關(guān)閉重啟通路信號(hào)，使得故障保護(hù)器6將驅(qū)動(dòng)控制器2的15V直流供電電源下 拉至5V之下，驅(qū)動(dòng)控制器2停止工作，處于待機(jī)保護(hù)狀態(tài)，HID燈電子鎮(zhèn)流器也處 于安全保護(hù)狀態(tài)。由此實(shí)現(xiàn)熄燈重啟功能，并避免了HID燈電子鎮(zhèn)流器的損毀。
重啟控制器7可采用兩個(gè)同一型號(hào)的集成電路芯片(如CD4060)，用使用手冊(cè)上推 薦的標(biāo)準(zhǔn)電路搭建組成，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整計(jì)時(shí)長(zhǎng)度和重啟次數(shù)。
三、燈開(kāi)路/短路保護(hù)功能
燈開(kāi)路/短路保護(hù)功能主要是由燈狀態(tài)檢測(cè)器1和故障保護(hù)器6配合實(shí)現(xiàn)的。如 圖1所示，燈狀態(tài)檢測(cè)器1對(duì)來(lái)自采樣電阻12的燈狀態(tài)輸入信號(hào)(大于100mV的為 高電平亮燈狀態(tài)信號(hào)，小于lO(kV的為低電平燈故障狀態(tài)信號(hào))分別進(jìn)行亮燈識(shí)別 和燈故障(包括燈管短路、開(kāi)路以及燈管未安裝等)的識(shí)別。
如果識(shí)別結(jié)果是HID燈處于正常點(diǎn)亮狀態(tài)(燈狀態(tài)信號(hào)大于100mV)，則故障保 護(hù)電路6的三態(tài)門電路芯片61的輸入信號(hào)是一個(gè)亮燈的高電平信號(hào)，重啟計(jì)時(shí)器71 提供一個(gè)開(kāi)門信號(hào)，于是，三態(tài)門電路芯片61向與門電路芯片62輸出一個(gè)高電平信號(hào)，此時(shí)由于是正常亮燈狀態(tài)，重啟次數(shù)控制器72提供的是高電平信號(hào)，使得與 門電路芯片62輸出一個(gè)高電平信號(hào)，即故障保護(hù)器6輸出一個(gè)HID燈工作正常的高 電平信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)控制器2保持在15V的正常直流供電電壓上，HID燈保持點(diǎn)亮狀態(tài)。 如果識(shí)別結(jié)果是HID燈處于故障狀態(tài)，則燈狀態(tài)檢測(cè)器1立即向故障保護(hù)電路6 的三態(tài)門電路芯片61提供一個(gè)低電平燈故障狀態(tài)信號(hào)，再通過(guò)與門電路芯片62輸 出一個(gè)低電平信號(hào)到驅(qū)動(dòng)控制器2的直流電源輸入端，即可將驅(qū)動(dòng)控制器2的15V 直流供電電源拉低到5V，由此即可使驅(qū)動(dòng)控制器2停止工作，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，同時(shí) HID燈電子鎮(zhèn)流器也處于保護(hù)狀態(tài)，在安全模式下等待故障處理。這樣就很好地避免 了 HID燈電子鎮(zhèn)流器被燒毀現(xiàn)象的發(fā)生。然后重復(fù)上述熄燈重啟功能的運(yùn)行過(guò)程。
如果本發(fā)明電路沒(méi)有燈開(kāi)路/短路保護(hù)功能，在HID燈開(kāi)路狀態(tài)下，會(huì)因電子鎮(zhèn) 流器內(nèi)部產(chǎn)生的數(shù)千伏的高壓脈沖造成電子鎮(zhèn)流器半橋功率驅(qū)動(dòng)器的M0S管及其相 關(guān)電子器件被擊穿發(fā)生短路而燒毀；在HID燈短路狀態(tài)下，會(huì)因電子鎮(zhèn)流器的負(fù)載 過(guò)載與造成電子鎮(zhèn)流器的損壞。這正是大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器一直不能產(chǎn)品化的 一個(gè)重要原因之一。因此，本發(fā)明的燈開(kāi)路/短路保護(hù)功能避免了這種故障的發(fā)生可 能，為大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器的實(shí)用化奠定了一個(gè)有力的基礎(chǔ)。
四、 功率自動(dòng)控制功能
功率自動(dòng)控制功能也可以稱為"額定功率控制功能"或稱為"恒功率控制功能"。 該功能主要由功率自動(dòng)控制器5來(lái)實(shí)現(xiàn)。功率自動(dòng)控制器5可以采用常規(guī)的積分放 大器或運(yùn)算放大器的集成電路器件搭建組成。
如圖1所示，燈狀態(tài)檢測(cè)器1采集的燈功率信號(hào)作為功率自動(dòng)控制器5的放大 器輸入信號(hào)，放大器的輸出信號(hào)用于對(duì)驅(qū)動(dòng)控制器2的輸出頻率進(jìn)行跟蹤調(diào)整。這 樣就由燈狀態(tài)檢測(cè)器1、功率自動(dòng)控制器5和驅(qū)動(dòng)控制器2共同組成了一個(gè)功率動(dòng)態(tài) 實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)。調(diào)整功率自動(dòng)控制器5的放大器靜態(tài)工作點(diǎn)，可以滿足HID燈在額 定燈功率下的亮燈要求；調(diào)整放大器的增益參數(shù)，可以設(shè)定功率跟蹤的上限值和下 限值。當(dāng)HID燈的燈功率小于額定功率時(shí)，對(duì)于正向放大器，放大器的輸出將會(huì)小 于靜態(tài)輸出。下調(diào)驅(qū)動(dòng)控制器2的輸出頻率，即可使得燈電流增大，HID燈的燈功率 由此上升，從而對(duì)燈功率的下降進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)HID燈的燈功率大于額定功率時(shí)，進(jìn) 行反向調(diào)整，即可使得燈電流減小，燈功率下降，由此抑制了燈功率的上升。這樣， 通過(guò)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整供給HID燈燈管ll電流的大小，即可達(dá)到實(shí)時(shí)跟蹤、補(bǔ)償燈功率 變化的目的，使HID燈的燈功率始終保持在HID燈的額定功率范圍內(nèi)，既避免了功 率不足而影響照度的情況發(fā)生，又避免了功率上升使HID燈和電子鎮(zhèn)流器被燒毀的 情況發(fā)生。
五、 溫度自適應(yīng)功能溫度自適應(yīng)功能是由溫度補(bǔ)償電路4與驅(qū)動(dòng)控制器2配合實(shí)現(xiàn)的。如圖3所示， 溫度補(bǔ)償電路4可用設(shè)定為固定信號(hào)輸入的兩只M0S管所組成的級(jí)聯(lián)放大器搭建組 成。利用對(duì)溫度變化非常敏感的MOS管Ql、 Q2作為溫度探測(cè)器(即利用M0S管的節(jié)電 壓檢測(cè))，利用電子鎮(zhèn)流器工作溫度的變化結(jié)果，直接調(diào)整驅(qū)動(dòng)控制器2的工作頻率， 進(jìn)而調(diào)節(jié)HID燈的工作電流。溫度自適應(yīng)功能可以進(jìn)行溫度正向或反向的自動(dòng)調(diào)整， 參數(shù)調(diào)整得當(dāng)，即可在25—95"iC的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整由于HID燈電子鎮(zhèn)流器本身溫升 所造成的驅(qū)動(dòng)控制器2輸出頻率f2大幅度變化所帶來(lái)的燈功率的漂移。
具體控制流程是隨著大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器工作環(huán)境溫度的升高，致使本 發(fā)明保護(hù)及控制電路中的驅(qū)動(dòng)控制器2的輸出信號(hào)頻率f2不斷降低，即送到半橋功 率驅(qū)動(dòng)器9的控制信號(hào)頻率f2不斷降低，使供給HID燈燈管11的電流增大，燈功率 迅速上升，并超過(guò)燈管的額定功率。此時(shí)，溫度補(bǔ)償電路4中M0S管Qi的柵一源極 間的節(jié)電壓降低，使得MOS管Ql的導(dǎo)通能力增強(qiáng)，P2點(diǎn)的電壓降低，由于M0S管Q2 和Ql同處于一個(gè)工作環(huán)境溫度中，致使Q2的導(dǎo)通能力同時(shí)增強(qiáng)，P2點(diǎn)電壓下降，等 效電阻減小，這就迫使驅(qū)動(dòng)控制器2中壓控振蕩器22的壓控端等效電阻減小，輸出 信號(hào)頻率f2升高，由此抵消了因工作環(huán)境溫度升高所致壓控振蕩器22輸出頻率的下 降，從而使得半橋功率驅(qū)動(dòng)器9接收到的信號(hào)頻率f2保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，HID燈的燈功 率穩(wěn)定不變。當(dāng)工作環(huán)境溫度降低時(shí)，溫度補(bǔ)償電路4進(jìn)行反向的控制調(diào)節(jié)，同樣 達(dá)到一個(gè)輸出信號(hào)頻率f2的動(dòng)態(tài)平衡，使HID燈的燈功率保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。
六、半夜燈控制功能
半夜燈控制功能是由半功率控制器3來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖6所示，半功率控制器3 是由長(zhǎng)時(shí)計(jì)時(shí)器31、模擬開(kāi)關(guān)32和半功率功能電阻33依次連接組成。其控制流程 是當(dāng)HID燈被點(diǎn)亮后，長(zhǎng)時(shí)計(jì)時(shí)器31開(kāi)始計(jì)時(shí)(5-7小時(shí)可調(diào))，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的 半夜燈開(kāi)始時(shí)間后，長(zhǎng)時(shí)計(jì)時(shí)器31向模擬開(kāi)關(guān)32輸出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，模擬開(kāi)關(guān)32 接收到該信號(hào)后閉合，將半功率功能電阻33并聯(lián)到驅(qū)動(dòng)控制器2中的壓控振蕩器22 的頻率控制端，由此改變了壓控振蕩器22控制端的信號(hào)電壓，使得壓控振蕩器22 的輸出頻率轉(zhuǎn)化為半夜燈所需要的工作頻率，HID燈的燈功率隨之減小，轉(zhuǎn)化成為 半夜燈功率。調(diào)整半夜燈功能電阻33的阻值大小，即可實(shí)現(xiàn)半夜燈功能下HID燈燈 功率的任意改變。半功率控制器3為常規(guī)電路，可采用通用元件搭建組成。
本發(fā)明可集成在一套電路中，制成一塊有10個(gè)引腳的厚膜集成電路。依據(jù)上述 的控制原理、功能特征和相關(guān)流程等的描述，選用通用器件、標(biāo)準(zhǔn)單元電路搭建完 成本發(fā)明或進(jìn)行部分改動(dòng)或移植應(yīng)用是完全可能的。因此，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思 想的前提下，對(duì)本發(fā)明所作的任何改動(dòng)性應(yīng)用，都屬于本專利的保護(hù)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，由燈狀態(tài)檢測(cè)器(1)檢測(cè)HID燈的工作狀態(tài)，燈狀態(tài)檢測(cè)器(1)有兩路輸出，一路輸出接功率自動(dòng)控制器(5)，向功率自動(dòng)控制器輸入燈狀態(tài)信號(hào)，功率自動(dòng)控制器(5)的輸出接至驅(qū)動(dòng)控制器(2)的輸入端，根據(jù)燈狀態(tài)向驅(qū)動(dòng)控制器(2)發(fā)送功率調(diào)整信號(hào)；燈狀態(tài)檢測(cè)器(1)的另一路輸出接在故障保護(hù)器(6)和重啟控制器(7)的連線節(jié)點(diǎn)上，傳輸燈狀態(tài)信號(hào)；重啟控制器(7)通過(guò)故障保護(hù)器(6)接至驅(qū)動(dòng)控制器(2)的輸入端，向驅(qū)動(dòng)控制器提供燈狀態(tài)信號(hào)和重啟控制信號(hào)；在驅(qū)動(dòng)控制器(2)的輸入端還接有溫度補(bǔ)償電路(4)，向驅(qū)動(dòng)控制器提供溫度調(diào)整信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控制器(2)輸出功率驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，其特征在 于在驅(qū)動(dòng)控制器(2)的輸入端接有半功率控制器(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，其特征在 于所述驅(qū)動(dòng)控制器(2)是由壓控振蕩器(22)和脈沖輸出驅(qū)動(dòng)器(23)相串接，在 壓控振蕩器(22)上接有預(yù)熱電路(21)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，其特征在 于所述重啟控制器(7)是由重啟計(jì)時(shí)器(71)和重啟次數(shù)控制器(72)兩部分串接 組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，其特征在 于所述故障保護(hù)器(6)采用三態(tài)門電路芯片(61)和與門電路芯片(62)兩部分串 接組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器保護(hù)及控制電路，由燈狀態(tài)檢測(cè)器檢測(cè)HID燈的工作狀態(tài)，燈狀態(tài)檢測(cè)器有兩路輸出，一路輸出接功率自動(dòng)控制器，向功率自動(dòng)控制器輸入燈狀態(tài)信號(hào)，功率自動(dòng)控制器的輸出接至驅(qū)動(dòng)控制器的輸入端，根據(jù)燈狀態(tài)向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)送功率調(diào)整信號(hào)；燈狀態(tài)檢測(cè)器的另一路輸出接在故障保護(hù)器和重啟控制器的連線節(jié)點(diǎn)上，傳輸燈狀態(tài)信號(hào)；重啟控制器通過(guò)故障保護(hù)器接至驅(qū)動(dòng)控制器的輸入端，向驅(qū)動(dòng)控制器提供燈狀態(tài)信號(hào)和重啟控制信號(hào)；在驅(qū)動(dòng)控制器的輸入端還接有溫度補(bǔ)償電路，向驅(qū)動(dòng)控制器提供溫度調(diào)整信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控制器輸出功率驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。本發(fā)明使得大功率HID燈電子鎮(zhèn)流器的使用成為可能。
文檔編號(hào)H05B41/36GK101415287SQ20081007981
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者王德勝 申請(qǐng)人:王德勝