專利名稱：一種hid電子鎮(zhèn)流器專用soc芯片技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)電子鎮(zhèn)流器領(lǐng)域，尤其是涉及到一種HID 電子鎮(zhèn)流器專用SOC(System On Chip)芯片技術(shù)。
背景技術(shù)：
電子鎮(zhèn)流器最初出現(xiàn)于70年代，其工作頻率在幾十kHz，同傳統(tǒng)工作在工頻下的電感鎮(zhèn)流器相比有著更高的效率，因此得到廣泛的應(yīng)用。電子鎮(zhèn)流器的逆變器在負(fù)載呈現(xiàn)電容性時，很容易燒壞大功率管。進(jìn)入90年代后開始出現(xiàn)專用集成電路芯片，并且在集成電路芯片中加入了容性檢測、判斷和保護(hù)的電路。目前，集成電路芯片對逆變器容性負(fù)載狀態(tài)的檢測、判別和保護(hù)方面，技術(shù)上多數(shù)采用像鎖相環(huán)電路、直接鑒相電路、乘法器鑒相電路、或相敏整流電路再加上邏輯電路來檢測和判斷負(fù)載的容性狀態(tài)，其電路結(jié)構(gòu)的特點為用與門電路檢測整形放大后的電流信號和電壓信號及其相位關(guān)系，再用分頻器的上一級信號經(jīng)與門電路消除感性負(fù)載的狀態(tài)而獲得容性信號。這種電路有一個共同的缺點，就是用逆變器電壓和電流信號作為判斷的信號來處理，這就使電路較為復(fù)雜，此外，目前的電路結(jié)構(gòu)中采用傳統(tǒng)的開關(guān)變壓器，耗廢大量的銅材及其他有色金屬，功耗大、溫升高，且具有體積大、重量大、低效率及低功率因素等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)，采用模塊化設(shè)計方法，包括SOC全球唯一 ID號、SOC控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊、通信模塊組成，內(nèi)置了運放比較器、MOS橋驅(qū)動電路。SOC芯片技術(shù)含有數(shù)字控制系統(tǒng)程序的SOC芯片全程狀態(tài)監(jiān)控，從輸入電源的檢測、電流檢測、功率控制、功率因素校正到內(nèi)部各電路的監(jiān)控都由SOC完成，實現(xiàn)高穩(wěn)定、高安全性和數(shù)字智能化管理。SOC全球唯一 ID號由M位唯一標(biāo)識的字母組成。SOC控制模塊，采用一片高度集成，含有數(shù)字控制系統(tǒng)程序的SOC芯片對市電的穩(wěn)壓，氣體放電(冷光源)燈100 500Hz 交流逆變、起輝以及異常狀態(tài)保護(hù)等工作實現(xiàn)數(shù)字化管理。采用SOC中的通信端口，通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)對燈的實時工作狀態(tài)的智能化管理；采用SOC中的比較器進(jìn)行功率因素計算， 實現(xiàn)功率因素校正。SOC芯片控制模塊以微處理器MPU為核心，集成有如下功能模塊(1) 由AD構(gòu)造的兩路電壓檢測電路，其中一路檢測市電電壓，一路檢測串聯(lián)穩(wěn)壓以后的電壓； (2)由比較器構(gòu)造的電壓波動檢測電路，將檢測到的電壓直接反饋到輸出PWM電路，保證輸出電壓的平穩(wěn)；(3)由放大器構(gòu)造的電流放大電路和由AD構(gòu)造的電流檢測電路；(4)由比較器構(gòu)造的電流浪涌檢測電路，該電路可以在電流突變時發(fā)出信號，直接關(guān)斷PWM輸出，從而關(guān)斷串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出，以防止電路受到損害；( 通信電路，采用了 SOC中的通信端口實現(xiàn)通訊遠(yuǎn)程控制；(6)逆變輸出電路和穩(wěn)壓PWM輸出電路。功率因素校正模塊通過對電源輸入端的電壓、電流及其相位差的監(jiān)測，經(jīng)采樣電路輸入處理器模塊，計算當(dāng)前實時的功率因素值，并控制功率因素校正電路調(diào)整電路參數(shù)進(jìn)行功率因素校正。功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊，對輸入電壓、電流和功率輸出電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行采樣后，經(jīng)過處理后形成控制信息， 對高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)進(jìn)行恒流、恒壓的恒定功率狀態(tài)調(diào)整與控制。通信模塊與處理器模塊采用串口接口方式連接，實現(xiàn)組網(wǎng)通信模塊與電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)之間的接口轉(zhuǎn)換。SOC 芯片內(nèi)置了運放比較器，構(gòu)成了電流與電壓相位檢測電路。內(nèi)置的MOS橋驅(qū)動電路，由I/O 端口模擬脈沖發(fā)生器產(chǎn)生燈頭全橋驅(qū)動觸發(fā)脈沖，經(jīng)脈沖驅(qū)動電路與全橋電路開關(guān)管驅(qū)動級連接，激勵逆變驅(qū)動模塊，為高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)提供工作脈沖電壓，促使高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)在高壓觸發(fā)后能穩(wěn)定的工作。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明采用一片自主研發(fā)的高度集成，含有數(shù)字控制系統(tǒng)程序的SOC芯片全程狀態(tài)監(jiān)控，從輸入電源的檢測、功率控制、功率因素校正到內(nèi)部各電路的監(jiān)控都由SOC完成，實現(xiàn)高穩(wěn)定、高安全性和數(shù)字智能化管理。采用SOC中的通信端口，通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)對燈的實時工作狀態(tài)的智能化管理；采用SOC中的比較器進(jìn)行功率因素計算，實現(xiàn)功率因素校正。并在電路中取消了傳統(tǒng)開關(guān)變壓器，采用了一組獨立的電源電路， 避免了傳統(tǒng)變壓器銅材及其他有色金屬耗費量大、功耗大、溫升高，體積大、重量大、低效率及低功率因素等缺點。


圖1為HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片內(nèi)部方框圖。圖2為HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)應(yīng)用的電路圖。圖3為HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)控制程序流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1為HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片內(nèi)部方框圖，包括SOC全球唯一 ID號、SOC 控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊、通信模塊，內(nèi)置了運放比較器、MOS橋驅(qū)動電路。圖2為HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)應(yīng)用的具體電路圖。市電經(jīng)過整流濾波，送到串聯(lián)穩(wěn)壓電路。串聯(lián)穩(wěn)壓電路由Q1、D1、L1、C2組成，將市電整流得到的電壓，通過串聯(lián)穩(wěn)壓電路，得到100 400V可控的直流電壓，直流電壓再送到逆變橋電路。逆變橋電路由Q3、Q4、Q6、Q5組成，將逆變后的100 500Hz的交變電流送到HID燈。SOC芯片在工作當(dāng)中，對輸入電壓、燈電壓、燈電流、溫度等實時監(jiān)控。圖3為HID 電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)控制程序流程圖。按照該流程圖的控制，SOC從輸入電源的檢測到內(nèi)部各電路的監(jiān)控都由SOC完成，能非?？焖俚耐瓿杀Ｗo(hù)過程，不管是輸入電壓異常、 內(nèi)部電路故障、輸出短路或開路都能做出快速保護(hù)，實現(xiàn)高穩(wěn)定、高安全性和數(shù)字智能化管理。SOC芯片中的通信端口，通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)對燈的實時工作狀態(tài)的智能化管理。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)，其特征在于所述的SOC芯片技術(shù)采用模塊化設(shè)計方法，包括SOC全球唯一 ID號、SOC控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊、通信模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOC芯片技術(shù)，其特征在于所述的SOC芯片內(nèi)置了運放比較器，構(gòu)成了電流與電壓相位檢測電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOC芯片技術(shù)，其特征在于所述的SOC芯片內(nèi)置了MOS橋驅(qū)動電路，由I/O端口模擬脈沖發(fā)生器產(chǎn)生燈頭全橋驅(qū)動觸發(fā)脈沖，經(jīng)脈沖驅(qū)動電路與全橋電路開關(guān)管驅(qū)動級連接，激勵逆變驅(qū)動模塊，為高強(qiáng)度氣體放電燈提供工作脈沖電壓，促使高強(qiáng)度氣體放電燈在高壓觸發(fā)后能穩(wěn)定的工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOC全球唯一ID號，其特征在于所述的ID號由M位唯一標(biāo)識的字母組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOC控制模塊，其特征在于所述的SOC芯片控制模塊以微處理器MPU為核心，使用軟件完成核心控制功能，集成有如下功能模塊由AD構(gòu)造的兩路電壓檢測電路，其中一路檢測市電電壓，一路檢測串聯(lián)穩(wěn)壓以后的電壓；由比較器構(gòu)造的電壓波動檢測電路，將檢測到的電壓直接反饋到輸出PWM電路，保證輸出電壓的平穩(wěn)；由放大器構(gòu)造的電流放大電路和由AD構(gòu)造的電流檢測電路；由比較器構(gòu)造的電流浪涌檢測電路，該電路可以在電流突變時發(fā)出信號，直接關(guān)斷PWM 輸出，從而關(guān)斷串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出，以防止電路受到損害；通信電路，采用了 SOC中的通信端口實現(xiàn)通訊遠(yuǎn)程控制；逆變輸出電路和穩(wěn)壓PWM輸出電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因素校正模塊，其特征在于所述的功率因素校正模塊通過對電源輸入端的電壓、電流及其相位差的監(jiān)測，經(jīng)采樣電路輸入處理器模塊，計算當(dāng)前實時的功率因素值，并控制功率因素校正電路調(diào)整電路參數(shù)進(jìn)行功率因素校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊，其特征在于所述的功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊，對輸入電壓、電流和功率輸出電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行采樣后，經(jīng)過處理后形成控制信息，對高強(qiáng)度氣體放電燈進(jìn)行恒流、恒壓的恒定功率狀態(tài)調(diào)整與控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信模塊，其特征在于所述的通信模塊與處理器模塊采用串口接口方式連接，實現(xiàn)組網(wǎng)通信模塊與電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)之間的接口轉(zhuǎn)換。
全文摘要
一種HID電子鎮(zhèn)流器專用SOC芯片技術(shù)，采用模塊化設(shè)計方法，包括SOC全球唯一ID號、SOC控制模塊、功率因數(shù)校正模塊、功率與狀態(tài)監(jiān)測模塊、通信模塊組成，內(nèi)置了運放比較器、MOS橋驅(qū)動電路。SOC芯片技術(shù)采用一片自主研發(fā)的高度集成，含有數(shù)字控制系統(tǒng)程序的SOC芯片全程狀態(tài)監(jiān)控，從輸入電源的檢測、功率控制、功率因數(shù)校正到內(nèi)部各電路的監(jiān)控都由SOC完成，實現(xiàn)高穩(wěn)定、高安全性和數(shù)字智能化管理。采用SOC中的通信端口，通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)對燈的實時工作狀態(tài)的智能化管理；采用SOC中的比較器進(jìn)行功率因數(shù)計算，實現(xiàn)功率因數(shù)校正。并在電路中取消了傳統(tǒng)開關(guān)變壓器，采用了一組獨立的電源電路，避免了傳統(tǒng)變壓器銅材及其他有色金屬耗費量大、功耗大、溫升高，體積大、重量大、低效率及低功率因數(shù)等缺點。
文檔編號H05B41/292GK102291909SQ201110201209
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者方利國 申請人:黃山市高立亞照明電器有限責(zé)任公司