專(zhuān)利名稱(chēng)：Hid燈高頻驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路，特別涉及一種HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度氣體放電燈(簡(jiǎn)稱(chēng)HID燈)采用高頻電子驅(qū)動(dòng)電路，在一定的頻率時(shí)會(huì)發(fā)生聲諧振現(xiàn)象，這是個(gè)令人頭痛的問(wèn)題。原因是:在采用高頻電源驅(qū)動(dòng)HID燈，管內(nèi)壓力波會(huì)從管內(nèi)壁來(lái)回反射，當(dāng)高頻電流的相位與其相同，根據(jù)物理的駐波原理，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生燈管與管壁共振。而共振頻率與電弧管的尺寸相關(guān)。共振蕩頻率并非是單一的，包含一階基波和高階諧波。只要驅(qū)動(dòng)電流的頻率與其中的一個(gè)相同，就有可能產(chǎn)生共振現(xiàn)象。該共振會(huì)使電弧不穩(wěn)定，出現(xiàn)電弧彎曲、翻滾、搖晃，直至電弧管爆裂。電弧管共振的頻率與放電管的形狀、尺寸、管中氣體壓力、溫度、燈的使用時(shí)間相關(guān)，共振點(diǎn)會(huì)不時(shí)有所變化。為此現(xiàn)有的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路一般都是采用電子鎮(zhèn)流器來(lái)解決此問(wèn)題，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201110454943.8，公開(kāi)了一種HID燈電子鎮(zhèn)流器，包括EMI濾波及整流電路，有源功率因數(shù)校正電路，高頻半橋逆變電路，點(diǎn)燈電路，高頻半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，還包括恒功率控制電路，該恒功率控制電路的輸入端與有源功率因數(shù)校正電路輸出端相連，該恒功率控制電路的輸出端與高頻半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路相連，該恒功率控制電路采集所述有源功率因數(shù)校正電路輸出端的電流，并輸出不同的控制信號(hào)給高頻半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，從而調(diào)節(jié)高頻半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路中控制芯片的工作頻率、實(shí)現(xiàn)HID燈泡功率的校正和/或調(diào)節(jié)。又如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?200810189276.3，公開(kāi)了一種HID燈電子鎮(zhèn)流器，包括橋式整流濾波電路、二次濾波電路、放電電路、高頻變壓器、全橋驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)全橋電路、單片機(jī)、直流降壓電路、檢測(cè)電路、雙向反激式變壓器和PWM控制電路，即在現(xiàn)有HID燈電子鎮(zhèn)流器的基礎(chǔ)上采用了能產(chǎn)生負(fù)電壓的雙向反激式變壓器替代現(xiàn)有HID燈電子鎮(zhèn)流器的單向反激式變壓器，采用功率因數(shù)高、一階系統(tǒng)穩(wěn)定性好，負(fù)載響應(yīng)速度快的PWM控制電路代替現(xiàn)有HID燈電子鎮(zhèn)流器的SPWM控制電路?，F(xiàn)有的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路仍需采用電感鎮(zhèn)流器來(lái)解決聲共振的問(wèn)題，且其成本高，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，針對(duì)上述的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種使HID燈的高頻方波的頻率出現(xiàn)一定程度的抖動(dòng)，在運(yùn)行中破壞駐波的產(chǎn)生，消除了聲諧振現(xiàn)象，克服HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路的不利因素，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低又可靠的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路。為解決此技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取以下方案:HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，包括EMI濾波及整流電路、有源功率因數(shù)校正電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、高頻振蕩電路、電流電壓保護(hù)電路、HID啟動(dòng)電路和HID燈，所述EMI濾波及整流電路輸出端與有源功率因數(shù)校正電路輸入端相連接，所述有源功率因數(shù)校正電路輸出端分別與高頻振蕩電路電源端和半橋驅(qū)動(dòng)電路電源端相連接為其提供電源，所述高頻振蕩電路輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)電路輸入端相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路輸出端與HID燈相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路輸出經(jīng)電流電壓保護(hù)電路與HID燈啟動(dòng)電路輸入端相連接，所述電流電壓保護(hù)電路還與高頻振蕩電路相連接，所述HID啟動(dòng)電路輸出端與HID燈相連接，還包括頻率抖動(dòng)電路，所述頻率抖動(dòng)電路與高頻振蕩電路輸入端相連接，所述有源功率因數(shù)校正電路輸出端與頻率抖動(dòng)電路電源端相連接。進(jìn)一步的，所述頻率抖動(dòng)電路包括電容Cl、C2、C3、C4、電阻Rl、R2、R3、R4、二極管DB3和運(yùn)算放大器IC1，所述電阻Rl —端與有源功率因數(shù)校正電路的電源輸出端相連接，另一端接電容Cl 一端、電容C3 —端和二極管DB3 —端，所述電容Cl另一端接地線，所述電容C4另一端經(jīng)電阻R3與運(yùn)算放大器ICl第2引腳相連接，所述二極管DB3另一端接電容C2一端和電阻R2 —端，所述電容C2另一端和電阻R2另一端接地線，所述運(yùn)算放大器ICl第
1、第3引腳均與電阻R4 —端相連接，所述電阻R4另一端接電容C4 一端，電容C4另一端接高頻振蕩電路輸入端。進(jìn)一步的，所述聞?lì)l振湯電路包括PWM控制電路集成芯片IC2和振湯定時(shí)器,所述振蕩定時(shí)器由電阻R5和電容C5構(gòu)成，所述PWM控制電路集成芯片IC2第2引腳接電阻R5一端和頻率抖動(dòng)電路輸出端，所述PWM控制電路集成芯片IC2第3引腳接電容C5 —端，所述電阻R5另一端、電容C5另一端和所述PWM控制電路集成芯片IC2第4引腳均接地線。進(jìn)一步的，所述電流電壓保護(hù)電路包括過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路和延時(shí)電路。通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)采用在高頻振蕩電路前接入頻率抖動(dòng)電路，即400V直流母線電壓通過(guò)Rl對(duì)Cl充電，當(dāng)Cl兩端電壓達(dá)到雙向二極管DB3的開(kāi)啟電壓時(shí)，DB3導(dǎo)通；C1通過(guò)DB3回路放電并對(duì)C2充電，當(dāng)C2兩端的電位接近DB3兩端的電位時(shí)，DB3截止；此時(shí)C2開(kāi)始對(duì)R2放電，從而又導(dǎo)致C2高電位端電壓下降，DB3又開(kāi)始導(dǎo)通。從而在C3的下端產(chǎn)生了以R2、C2回路時(shí)間常數(shù)的低頻鋸齒波，通過(guò)C3、R3耦合到運(yùn)算放大器IC1。以運(yùn)算放大器ICl為中心組成了電壓跟隨器，對(duì)低頻鋸齒波進(jìn)行阻抗匹配。通過(guò)R4與C4耦合到高頻振蕩器IC2的定時(shí)電阻R5上。此處，高頻振蕩器IC2是PWM控制電路集成芯片，其振蕩定時(shí)器由R5、C5組成。此處可以這樣理解由C4傳來(lái)的低頻鋸齒波信號(hào)疊加到R5的兩端，相當(dāng)于給R5提供一個(gè)脈動(dòng)電壓，也就是說(shuō)等同于R5是一個(gè)阻值周期性變化的定時(shí)電阻。結(jié)果是，高頻振蕩器IC2產(chǎn)生了一個(gè)有周期性變化的頻率方波。當(dāng)適當(dāng)調(diào)整R2與相關(guān)器件的參數(shù)，兼顧對(duì)燈電流的影響，當(dāng)抖動(dòng)率控制在1%左右時(shí)，主觀上未發(fā)現(xiàn)燈光有閃爍感。使HID燈的高頻方波的頻率出現(xiàn)一定程度的抖動(dòng)，在運(yùn)行中破壞駐波的產(chǎn)生，消除了聲諧振現(xiàn)象，克服HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路的不利因素，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低又可靠，使得HID高頻驅(qū)動(dòng)電路無(wú)需使用電感鎮(zhèn)流器來(lái)解決問(wèn)題，是一個(gè)技術(shù)上的重大突破，可廣泛推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的原理框 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu) 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中頻率抖動(dòng)電路和聞?lì)l振蕩電路的電路 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中輸入高頻振蕩器的鋸齒波實(shí)測(cè)波形 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中HID燈兩端的電壓實(shí)測(cè)波形圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。參考圖1、圖2，本發(fā)明的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，包括EMI濾波及整流電路1、有源功率因數(shù)校正電路2、半橋驅(qū)動(dòng)電路3、頻率抖動(dòng)電路4、高頻振蕩電路5、電流電壓保護(hù)電路
6、HID啟動(dòng)電路7和HID燈8，所述EMI濾波及整流電路I輸出端與有源功率因數(shù)校正電路2輸入端相連接，所述有源功率因數(shù)校正電路2輸出端分別與頻率抖動(dòng)電路4電源端、高頻振蕩電路5電源端和半橋驅(qū)動(dòng)電路3電源端相連接為其提供電源，所述高頻振蕩電路5輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)電路3輸入端相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路3輸出端與HID燈8相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路3輸出經(jīng)電流電壓保護(hù)電路6與HID燈啟動(dòng)電路7輸入端相連接，所述電流電壓保護(hù)電路6還與高頻振蕩電路5相連接，所述HID啟動(dòng)電路7輸出端與HID燈8相連接，所述頻率抖動(dòng)電路4與高頻振蕩電路5輸入端相連接，所述電流電壓保護(hù)電路6包括過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路和延時(shí)電路。參考圖3，所述頻率抖動(dòng)電路4包括電容C1、C2、C3、C4、電阻R1、R2、R3、R4、二極管DB3和運(yùn)算放大器IC1，所述電阻Rl —端與有源功率因數(shù)校正電路的電源輸出端相連接，另一端接電容Cl 一端、電容C3 —端和二極管DB3 —端，所述電容Cl另一端接地線，所述電容C4另一端經(jīng)電阻R3與運(yùn)算放大器ICl第2引腳相連接，所述二極管DB3另一端接電容C2一端和電阻R2 —端，所述電容C2另一端和電阻R2另一端接地線，所述運(yùn)算放大器ICl第
1、第3引腳均與電阻R4 —端相連接，所述電阻R4另一端接電容C4 一端，電容C4另一端接高頻振蕩電路5的PWM控制電路集成芯片IC2第2引腳，所述高頻振蕩電路5包括PWM控制電路集成芯片IC2和振蕩定時(shí)器，所述振蕩定時(shí)器由電阻R5和電容C5構(gòu)成，所述PWM控制電路集成芯片IC2第2引腳接電阻R5 —端和頻率抖動(dòng)電路的電容C4 一端，所述PWM控制電路集成芯片IC2第3引腳接電容C5 —端，所述電阻R5另一端、電容C5另一端和所述PWM控制電路集成芯片IC2第4引腳均接地線。參考圖4、圖5，本發(fā)明通過(guò)采用在高頻振蕩電路前接入頻率抖動(dòng)電路，即400V直流母線電壓通過(guò)Rl對(duì)Cl充電，當(dāng)Cl兩端電壓達(dá)到雙向二極管DB3的開(kāi)啟電壓時(shí)，DB3導(dǎo)通；C1通過(guò)DB3回路放電并對(duì)C2充電，當(dāng)C2兩端的電位接近DB3兩端的電位時(shí)，DB3截止；此時(shí)C2開(kāi)始對(duì)R2放電，從而又導(dǎo)致C2高電位端電壓下降，DB3又開(kāi)始導(dǎo)通。從而在C3的下端產(chǎn)生了以R2、C2回路時(shí)間常數(shù)的低頻鋸齒波，通過(guò)C3、R3耦合到運(yùn)算放大器ICl。以運(yùn)算放大器ICl為中心組成了電壓跟隨器，對(duì)低頻鋸齒波進(jìn)行阻抗匹配。通過(guò)R4與C4耦合到高頻振蕩器IC2的定時(shí)電阻R5上。此處，高頻振蕩器IC2是PWM控制電路集成芯片，其振蕩定時(shí)器由R5、C5組成。此處可以這樣理解由C4傳來(lái)的低頻鋸齒波信號(hào)疊加到R5的兩端，相當(dāng)于給R5提供一個(gè)脈動(dòng)電壓，也就是說(shuō)等同于R5是一個(gè)阻值周期性變化的定時(shí)電阻。結(jié)果是，高頻振蕩器IC2產(chǎn)生了一個(gè)有周期性變化的頻率方波。當(dāng)適當(dāng)調(diào)整R2與相關(guān)器件的參數(shù)，兼顧對(duì)燈電流的影響，當(dāng)抖動(dòng)率控制在1%左右時(shí)，主觀上未發(fā)現(xiàn)燈光有閃爍感。使HID燈的高頻方波的頻率出現(xiàn)一定程度的抖動(dòng)，在運(yùn)行中破壞駐波的產(chǎn)生，消除了聲諧振現(xiàn)象，克服HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路的不利因素，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低又可靠，使得HID高頻驅(qū)動(dòng)電路無(wú)需使用電感鎮(zhèn)流器來(lái)解決問(wèn)題，是一個(gè)技術(shù)上的重大突破，可廣泛推廣應(yīng)用。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，包括EMI濾波及整流電路、有源功率因數(shù)校正電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、高頻振蕩電路、電流電壓保護(hù)電路、HID啟動(dòng)電路和HID燈，所述EMI濾波及整流電路輸出端與有源功率因數(shù)校正電路輸入端相連接，所述有源功率因數(shù)校正電路輸出端分別與高頻振蕩電路電源端和半橋驅(qū)動(dòng)電路電源端相連接為其提供電源，所述高頻振蕩電路輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)電路輸入端相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路輸出端與HID燈相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路輸出經(jīng)電流電壓保護(hù)電路與HID燈啟動(dòng)電路輸入端相連接，所述電流電壓保護(hù)電路還與高頻振蕩電路相連接，所述HID啟動(dòng)電路輸出端與HID燈相連接，其特征在于:還包括頻率抖動(dòng)電路，所述頻率抖動(dòng)電路與高頻振蕩電路輸入端相連接，所述有源功率因數(shù)校正電路輸出端與頻率抖動(dòng)電路電源端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述頻率抖動(dòng)電路包括電容Cl、C2、C3、C4、電阻Rl、R2、R3、R4、二極管DB3和運(yùn)算放大器ICl，所述電阻Rl —端與有源功率因數(shù)校正電路的電源輸出端相連接，另一端接電容Cl 一端、電容C3 —端和二極管DB3 一端，所述電容Cl另一端接地線，所述電容C4另一端經(jīng)電阻R3與運(yùn)算放大器ICl第2引腳相連接，所述二極管DB3另一端接電容C2 —端和電阻R2 —端，所述電容C2另一端和電阻R2另一端接地線，所述運(yùn)算放大器ICl第1、第3引腳均與電阻R4 —端相連接，所述電阻R4另一端接電容C4 一端，電容C4另一端接高頻振蕩電路輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述高頻振蕩電路包括PWM控制電路集成芯片IC2和振蕩定時(shí)器，所述振蕩定時(shí)器由電阻R5和電容C5構(gòu)成，所述PWM控制電路集成芯片IC2第2引腳接電阻R5 —端和頻率抖動(dòng)電路輸出端，所述PWM控制電路集成芯片IC2第3引腳接電容C5 —端，所述電阻R5另一端、電容C5另一端和所述PWM控制電路集成芯片IC2第4引腳均接地線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述電流電壓保護(hù)電路包括過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路和延時(shí)電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路，提供一種使HID燈的高頻方波的頻率出現(xiàn)一定程度的抖動(dòng)，在運(yùn)行中破壞駐波的產(chǎn)生，消除了聲諧振現(xiàn)象，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低又可靠的HID燈高頻驅(qū)動(dòng)電路，包括EMI濾波及整流電路、有源功率因數(shù)校正電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、高頻振蕩電路、電流電壓保護(hù)電路、HID啟動(dòng)電路和HID燈，所述高頻振蕩電路輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)電路輸入端相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路輸出端與HID燈相連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)電路輸出經(jīng)電流電壓保護(hù)電路與HID燈啟動(dòng)電路輸入端相連接，所述HID啟動(dòng)電路輸出端與HID燈相連接，還包括頻率抖動(dòng)電路，所述頻率抖動(dòng)電路與高頻振蕩電路輸入端相連接，所述有源功率因數(shù)校正電路輸出端與頻率抖動(dòng)電路電源端相連接。
文檔編號(hào)H05B41/26GK103152958SQ201310073630
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者潘玉灼, 黃爾南, 黃靜婷 申請(qǐng)人:福建藍(lán)藍(lán)高科技發(fā)展有限公司, 泉州師范學(xué)院