CN102938967B - 一种hid电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种HID电子镇流器，包括：用于检测电子镇流器输入的检测电路；根据检测电路的检测结果，选择控制电子镇流器进入调光工作模式或非调光模式的第一微处理器；为电子镇流器的进行定时调光的计时电路；将电子镇流器中输入的数字电压转换为模拟电压的模数转换电路；对模数转换电路输出的模拟电压和参考电压进行比较运算的运算放大器；根据运算放大器比较运算，控制输出占空比可调的驱动电压的功率控制处理器；与功率控制处理器相连，启动电子镇流器，并根据功率控制处理器输出的驱动电压实现对电子镇流器的调光的电源控制电路。本发明无需重新布线，用户可以根据应用场所在不同时间对照明的不同要求选择是否需要对电子镇流器调光。

Description

一种HID电子镇流器

技术领域

本发明涉及镇流器技术领域，特别是涉及一种HID电子镇流器。

背景技术

电子镇流器（Electrical ballast），是镇流器的一种，是指采用电子技术驱动电光源，使之产生所需照明的电子设备。与之对应的是电感式镇流器(或镇流器)。现代日光灯越来越多的使用电子镇流器，轻便小巧，甚至可以将电子镇流器与灯管等集成在一起，同时，电子镇流器通常可以兼具起辉器功能，故此又可省去单独的起辉器。电子镇流器还可以具有更多功能，比如可以通过提高电流频率或者电流波形(如变成方波)改善或消除日光灯的闪烁现象；也可通过电源逆变过程使得日光灯可以使用直流电源。

节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为电子镇流器的开发提供了条件，70年代末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器，是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品，随后一些著名的企业都投入了相当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进，促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品。

中国对电子镇流器的研究开发起步较晚，技术起点低，早期对这一产品的难度和复杂性认识不足，专用半导体器件开发未跟上，产品质量过不了关，而且市场极不规范，大量的低价劣质品被抛向市场，使消费者蒙受损失，严重损害了电子镇流器的形象。90年代后期，由于生产水平有了迅速发展和提高，从电路设计到了电子器件的配套都进入了较成熟阶段，优质产品进入建筑工程，随着中国绿色照明工程的实施，为电子镇流器推广应用铺平了道路，国产电子镇流器必将迅速赶上国际先进水平，在竞争的国际市场中占有一席之地。

随着环保意识的增强，对节能要求越来越高。在实际应用在，HID光源（High intensityDischarge，高压气体放电灯）功率比较大，对配套的电子镇流器节能要求比较高。现在的具有调光功能的HID电子镇流器一般是1-10V或数字的DALI调光，这需要配套的专用调光系统与重新布线，对现有系统的推广应用，阻力很大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种HID电子镇流器，用于解决电子镇流器在实现调光时，需要重新布线或加载额外的控制器件的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种HID电子镇流器，包括：检测电路，与电子镇流器的三个输入端口相连，用于检测三个输入端口的输入并输出检测结果；第一微处理器，与所述检测电路相连，根据所述检测电路的检测结果，选择控制电子镇流器进入调光工作模式或非调光模式；数模转换电路，与所述第一微处理器和所述计时电路相连，将电子镇流器中输入的数字电压转换为模拟电压；计时电路，与所述第一微处理器相连，用于在调光工作模式为电子镇流器的进行定时调光；所述计时电路和所述数模转换电路集成在第二微处理器中；所述第二微处理器存在有若干调光曲线值，计时电路根据设定的时间值自动查找对应的调光曲线值；通过该计时电路可实现不同时段的不同光输出；运算放大器，与所述数模转换电路及参考电压输入端相连，对所述数模转换电路输出的模拟电压和参考电压进行比较运算；功率控制处理器，与所述运算放大器相连，根据运算放大器比较运算，控制输出占空比可调的驱动电压；电源控制电路，与所述功率控制处理器相连，启动电子镇流器，并根据功率控制处理器输出的驱动电压实现对电子镇流器的调光。

可选地，所述三个输入端口包括第一火线输入端口、第二火线输入端口和零线输入端口；当第一火线输入端口和零线输入端口有输入时，第一微处理器控制电子镇流器进入非调光工作模式；当第二火线输入端口和零线输入端口有输入时，第一微处理器控制电子镇流器进入调光工作模式。

可选地，所述计时电路和所述数模转换电路集成在第二微处理器中；所述第二微处理器存在有若干调光曲线值，计时电路根据设定的时间值自动查找对应的调光曲线值。

可选地，所述电源控制电路包括控制电子镇流器恒功率输出的DC-AC转换电路和启动电子镇流器的点火电路。

可选地，所述DC-AC转换电路采用全桥式逆变器、半桥式逆变器或双压降式变换电路。

可选地，所述点火电路包括脉冲变压器和LC谐振电路。

可选地，所述数模转换电路输出的模拟电压的电压值为0V～2.5V。

可选地，还包括连接在所述检测电路和所述第一微处理器之间、用于调整校正电子镇流器功率因数的功率因数校正电路。

可选地，所述功率因数校正电路由电流感应电路、RC滤波电路、二极管和场效应管构成。

可选地，还包括防止电子镇流器受到电磁干扰的电磁兼容电路。

可选地，还包括与电子镇流器的三个输入端口相连、对电子镇流器中输入的电压进行滤波整流的整流滤波桥。

可选地，还包括与所述第一微处理器相连、对电子镇流器的电压进行控制的压降式变换电路。

可选地，还包括连接在数模转换电路和运算放大器之间、对数模转换电路输出的模拟电压进行滤波的滤波电路。

可选地，还包括与功率控制处理器相连的驱动场效应管开关，通过该驱动场效应管开关驱动电源控制电路。

如上所述，本发明的一种HID电子镇流器，具有以下有益效果：

1、使用本发明的HID电子镇流器，用户可以根据应用场所在不同时间对照明的不同要求选择是否需要对HID电子镇流器调光，在实现调光时，也无需更改布线或加载额外的控制器件。

2、本发明控制方便，在调光模式中，可实现不同时段的不同光输出。

附图说明

图1显示为本发明的一种HID电子镇流器的整体结构示意图。

图2显示为本发明的一种HID电子镇流器的优选的结构示意图。

图3显示为本发明的一种HID电子镇流器的具体的结构示意图。

元件标号说明

1     检测电路

2     第一微处理器

3     计时电路

4     数模转换电路

5     放大运算器

6     功率控制处理器

7     电源控制电路

8     整流滤波桥

9     功率因数校正电路

10    压降式变换电路

11    滤波电路

12    电磁兼容电路

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种HID电子镇流器，用于解决电子镇流器在实现调光时，需要重新布线或加载额外的控制器件的问题。以下将详细阐述本发明的一种HID电子镇流器的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的一种HID电子镇流器。

如图1所示，本发明提供一种HID电子镇流器，至少包括检测电路1、第一微处理器（U2）2、计时电路3、数模转换电路4、运算放大器5、功率控制处理器6和电源控制电路7。

除此之外，本发明中的HID电子镇流器还包括优化HID电子镇流器性能的一些电路，包括，整流滤波桥8、功率因数校正电路9、电磁兼容电路12和压降式变换电路10。

本发明把具有调光功能与普通非调光功能的HID电子镇流器整合在一起，用户可以根据应用场所在不同时间对照明的不同要求选择是否需要对HID电子镇流器调光，在实现调光时，也无需更改布线或加载额外的控制器件。以下将详细说明本发明的构成及原理。

请参阅图3，显示为本发明的一种HID电子镇流器的具体的结构示意图。

如图3所示，检测电路1与电子镇流器的三个输入端口相连，用于检测三个输入端口的输入并输出检测结果。本发明中的HID电子镇流器具有调光和非调光两种工作模式，通过对HID电子镇流器的输入端接入不同的信号，控制HID电子镇流器在两种模式下切换工作。

在本实施例中，所述三个输入端口包括第一火线输入端口L1、第二火线输入端口LDim和零线输入端口N。:通过对三个输入端的选择控制HID电子镇流器在两种模式下切换工作的方式具体为：

1、当第一火线输入端口L1和零线输入端口N有输入时，第一微处理器2控制电子镇流器进入非调光工作模式。

2、当第二火线输入端口LDim和零线输入端口N有输入时，第一微处理器2控制电子镇流器进入调光工作模式。

第一微处理器2，与所述检测电路1相连，根据所述检测电路1的检测结果，选择控制电子镇流器进入调光工作模式或非调光模式。

无论电子镇流器在哪种工作模式下工作，为了满足和提高电子镇流器的工作性能，本发明中设计了优化电子镇流器性能的整流滤波桥8、功率因数校正电路9和电磁兼容电路12。

电磁兼容电路12与电子镇流器的三个输入端相连，降低工作环境中电磁对电子镇流器的干扰。

整流滤波桥8在没有电磁兼容电路12的情况下，与电子镇流器的三个输入端口相连、对电子镇流器中输入的电压进行整流和滤波的整流滤波桥8。由于在本实施例中，设置了电磁兼容电路12，所以在本实施例中，整流滤波桥8与电磁兼容电路12相连。

具体地，整流滤波桥8包括六个二极管（D1、D2、D3、D4、D5和D6），六个二极管形成并联的三组，每一组的两个二极管的中间（D1和D2的中间、D3和D4的中间以及D5和D6的中间）与电子镇流器的一个输入端口相连，三组并联的二极管并联的一端形成一直流输出正极端，三组并联的二极管并联的另一端形成一直流输出负极端。该直流输出负极端与接地端E相连。

具体地，在电子镇流器中，接地端E的线路上设有一高压云母电容CY1，需要接地的电路或电子元件，经该高压云母电容CY1之后连接接地端E接地。

功率因数校正电路9用于调整校正电子镇流器功率因数。在没有整流滤波桥8和电磁兼容电路12或其它外围电路的时候，功率因数校正电路9可以连接在所述检测电路1和所述第一微处理器2之间。由于在本实施例中，还设置了整流滤波桥8和电磁兼容电路12，所以具体地，在本实施例中，功率因数校正电路9与整流滤波桥8和第一微处理器2相连。

功率因数校正电路9可采用常规电子镇流器中的功率因数校正电路的结构。在本实施例中，功率因数校正电路9由电流感应电路、RC滤波电路、二极管D9和场效应管Q1构成。

电流感应电路由电感L1A、电感L1B和一个电阻R2构成。电感L1B的一端接地，另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端空置端。

RC滤波电路包括一个电阻R1和一个电容C1。第一微处理器2根据电子镇流器的工作模式驱动场效应管Q1，该场效应管Q1构成了一个开关。场效应管Q1的三个连接端分别与第一微处理器2、二极管D9的正极端和电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端接地。

具体地，若电子镇流器在非调光模式下，无需改变电压的占空比，此时电压经数模转换电路4转换后直接到电源控制电路7，驱动电子镇流器发光。

在本实施例中，还包括压降式变换电路10对电子镇流器的电压进行控制，以获得符合需求的电压。具体地，压降式变换电路10由二极管D7、二极管D8和电阻R3、电阻R4、电阻R5以及电阻R6构成。其中电子镇流器进来的两路电压信号分别经二极管D7、电阻R3和电阻R4串联构成的线路和二极管D8、电阻R3和电阻R4串联构成的线路传输。电子镇流器进来的两路电压信号分别从电阻R3和电阻R5的输出端引用两路信号传输到计时电路3中，电子镇流器进来的两路电压信号还经电阻R4和电阻R5的输出端引出并经检流电阻R7输入到运算放大器5的输入端，用于运算放大器5的比较运算。

在本实施例中，计时电路3，与所述第一微处理器2相连，用于在调光工作模式为电子镇流器的进行定时调光；在电子镇流器进入调光模式下工作时，通过该计时电路3可实现不同时段的不同光输出。

所述计时电路3和所述数模转换电路4集成在第二微处理器（U3）中；所述第二微处理器存在有若干调光曲线值，计时电路3根据设定的时间值自动查找对应的调光曲线值。

数模转换电路4，与所述第一微处理器2和所述计时电路3相连，将电子镇流器中输入的数字电压转换为模拟电压。具体地，在本发明中，所述数模转换电路4输出的模拟电压的电压值为0V～2.5V。

在本实施例中，还包括连接在数模转换电路4和运算放大器5之间、对数模转换电路4输出的模拟电压进行滤波的滤波电路11。具体地，该滤波电路11包括电容C4和电容C5两个电容和一个电阻R9。电容C4和电容C5串联，并在电容C4和电容C5的连接处引出线接地。

在本实施例中，第二微处理器具有十四个引脚。其中，从电阻R3和电阻R5的输出端引用两路信号传输接入第二微处理器的第十一引脚和第十二引脚，第二微处理器的第八引脚作为输出端，输出数模转换电路4输出的模拟电压，第一引脚连接5V电源，第二微处理器的其它空置。第二微处理器的第八引脚作为输出端经电阻R10与对数模转换电路4输出的模拟电压进行滤波的滤波电路11相连。运算放大器5，与所述数模转换电路4及参考电压输入端相连，对所述数模转换电路4输出的模拟电压和参考电压进行比较运算。参考电压经检流电阻R7输入运算放大器5的正极输入端，所述数模转换电路4输出的模拟电压经滤波电路11滤波后输入运算放大器5的负极输入端。

同时电路电阻R7的两端还设有由电阻R8和电容C3构成的滤波电路。

运算放大器5的负极输入端和输出端之间连接有一电容C2，运算放大器5的正极输入端和输出端之间连接有一电容C7。运算放大器5的输出端与功率控制处理器6的输入端相连。

功率控制处理器6，包括一功率处理芯片，与所述运算放大器5相连，根据运算放大器5比较运算，控制输出占空比可调的驱动电压。本发明中还包括与功率控制处理器6相连的驱动场效应管开关，通过该驱动场效应管开关驱动电源控制电路7。

在本实施例中，功率控制处理器6有8个引脚，第一引脚与运算放大器5的输出端相连，第二引脚、第三引脚和第八引脚空置，第四引脚与电阻R7的输出端相连，第五引脚连接供电电源，同时与电容C5的一端相连，电容C5的另一端接地；第六引脚经电阻R12连接到驱动场效应管Q2的源极，第七引脚经电阻R11连接到驱动场效应管Q2的栅极。

驱动场效应管Q2的漏极与电源控制电路7相连，驱动场效应管Q2的源极经电阻R13接地。

电源控制电路7，经驱动场效应管Q2与所述功率控制处理器6相连，用于启动电子镇流器，并根据功率控制处理器6输出的驱动电压实现对电子镇流器的调光。

具体地，所述电源控制电路包括控制电子镇流器恒功率输出的DC-AC转换电路和启动电子镇流器的点火电路。

所述DC-AC转换电路并不限定，可采用全桥式逆变器、半桥式逆变器或双压降式变换电路10或其它可实现DC-AC转换电路功能的器件或电路。

在本实施例中，所述点火电路包括脉冲变压器T1和LC谐振电路。具体地，LC谐振电路由电感L2和电容C8构成，同时在LC谐振回路中还包括一二极管D10。

综上所述，本发明的一种HID电子镇流器，具有以下有益效果：

1、使用本发明的HID电子镇流器，用户可以根据应用场所在不同时间对照明的不同要求选择是否需要对HID电子镇流器调光，在实现调光时，也无需更改布线或加载额外的控制器件。

2、本发明控制方便，在调光模式中，可实现不同时段的不同光输出。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种HID电子镇流器，其特征在于，包括：

检测电路，与电子镇流器的三个输入端口相连，用于检测三个输入端口的输入并输出检测结果；

第一微处理器，与所述检测电路相连，根据所述检测电路的检测结果，选择控制电子镇流器进入调光工作模式或非调光模式；

数模转换电路，与所述第一微处理器相连，将电子镇流器中输入的数字电压转换为模拟电压；

计时电路，与所述第一微处理器和所述数模转换电路相连，用于在调光工作模式为电子镇流器的进行定时调光；所述计时电路和所述数模转换电路集成在第二微处理器中；所述第二微处理器存在有若干调光曲线值，计时电路根据设定的时间值自动查找对应的调光曲线值；通过该计时电路可实现不同时段的不同光输出；

运算放大器，与所述数模转换电路及参考电压输入端相连，对所述数模转换电路输出的模拟电压和参考电压进行比较运算；

功率控制处理器，与所述运算放大器相连，根据运算放大器比较运算，控制输出占空比可调的驱动电压；

电源控制电路，与所述功率控制处理器相连，启动电子镇流器，并根据功率控制处理器输出的驱动电压实现对电子镇流器的调光。

2.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述三个输入端口包括第一火线输入端口、第二火线输入端口和零线输入端口；当第一火线输入端口和零线输入端口有输入时，第一微处理器控制电子镇流器进入非调光工作模式；当第二火线输入端口和零线输入端口有输入时，第一微处理器控制电子镇流器进入调光工作模式。

3.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述计时电路和所述数模转换电路集成在第二微处理器中；所述第二微处理器存在有若干调光曲线值，计时电路根据设定的时间值自动查找对应的调光曲线值。

4.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述电源控制电路包括控制电子镇流器恒功率输出的DC-AC转换电路和启动电子镇流器的点火电路。

5.根据权利要求4所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述DC-AC转换电路采用全桥式逆变器、半桥式逆变器或双压降式变换电路。

6.根据权利要求4所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述点火电路包括脉冲变压器和LC谐振电路。

7.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述数模转换电路输出的模拟电压的电压值为0V～2.5V。

8.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：还包括连接在所述检测电路和所述第一微处理器之间、用于调整校正电子镇流器功率因数的功率因数校正电路。

9.根据权利要求8所述的HID电子镇流器，其特征在于：所述功率因数校正电路由电流感应电路、RC滤波电路、二极管和场效应管构成。

10.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：还包括防止电子镇流器受到电磁干扰的电磁兼容电路。

11.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：还包括与电子镇流器的三个输入端口相连、对电子镇流器中输入的电压进行滤波整流的整流滤波桥。

12.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：还包括与所述第一微处理器相连、对电子镇流器的电压进行控制的压降式变换电路。

13.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：还包括连接在数模转换电路和运算放大器之间、对数模转换电路输出的模拟电压进行滤波的滤波电路。

14.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于：还包括与功率控制处理器相连的驱动场效应管开关，通过该驱动场效应管开关驱动电源控制电路。