CN103118473A - 一种hid 电子镇流器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种HID电子镇流器，包括恒功率控制及PWM信号产生电路以及与之相连接的Flyback点火控制电路、Boost照明控制电路和全桥逆变电路；所述Flyback点火控制电路和Boost照明控制电路的输入端还连接有线路保护及滤波电路相连；所述全桥逆变电路的输入端还与所述Boost照明控制电路相连；所述线路保护及滤波电路的输入端连接12V DC电源；所述全桥逆变电路连接HID氙气灯。本发明采用Flyback点火控制电路点火、Boost照明控制电路照明，采用恒功率控制，这种点火电路与照明电路独立工作的结构能够稳定可靠的工作，克服了传统电子镇流器在效率和成本方面的不足，提高了转换效率，降低了生产成本。

Description

一种HID 电子镇流器
技术领域
本发明属于镇流器技术领域，涉及一种电子镇流器，尤其是一种HID电子镇流器。 
背景技术
HID（High Intensity Discharging lamp）氙气灯的开启过程要经历2.3万伏高压触发、氙气电离击穿、启动、升温、稳定工作等工作状态，由于氙气的击穿电压较高，故要求点火电路能够提供足够高的电压。由图1可以看出氙气灯的启动过程是一个非线性过程，其输出阻抗在进入稳定工作状态前要经历剧烈的变化，进入稳定工作状态后要维持恒定功率状态。因此，汽车氙气灯电子镇流器的电路设计必须符合氙气灯的电气特性，以此来确保灯的平稳运行。 
传统的汽车HID灯电子镇流器普遍采用反激变换器实现DC-DC变换以及点火、照明，但是反激式变换器的电压和电流的输出特性以及瞬态控制特性相对来说比较差，工作效率低，同时由于点火电压要求其开路时输出为400-600V高压，以保证2.3万伏高压。反激式变压器初级和次级线圈的漏感较大，触发电路正常工作。因此对反激拓扑电子器件的要求较高，生产成本较高，体积比较大。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种HID电子镇流器，其采用Flyback点火控制电路点火、Boost照明控制电路照明，采 用用恒功率控制，不仅元器件相对较少，而且控制也比较方便，使电路工作在较大的占空比就可以满足汽车氙气灯升压的要求。 
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的： 
这种HID电子镇流器，包括恒功率控制及PWM信号产生电路以及与之相连接的Flyback点火控制电路、Boost照明控制电路和全桥逆变电路；所述Flyback点火控制电路和Boost照明控制电路的输入端还连接有线路保护及滤波电路相连；所述全桥逆变电路的输入端还与所述Boost照明控制电路相连；所述线路保护及滤波电路的输入端连接12V DC电源；所述全桥逆变电路连接HID氙气灯； 
所述线路保护及滤波电路防止线路反接并提供稳定的直流电压输送到Boost照明控制电路和Flyback点火控制电路； 
所述Flyback点火控制电路通过MOSFET的导通与关断控制变压器及后级倍压电路产生1200v点火电压传递到点火电路从而实现稳定点火； 
所述Boost照明控制电路在点火成功后提供85V稳定电压实现HID氙气灯的照明工作； 
所述恒功率控制及PWM信号产生电路提供PWM控制信号同时完成HID氙气灯的恒功率照明。 
进一步，上述线路保护及滤波电路包括线路反接保护电路和线路滤波电路，所述线路反接保护电路由MOSFET与电阻串联接一个高电平的启动电压然后串入主电路中实现反接保护功能；当电源反接时，MOSFET关断，同时MOSFET中体二极管反接切断电路，从而起到保护作用；线 路滤波电路要求输出纹波小于300mA，由LC组合实现滤波要求，输出稳定的12V电压。 
上述Flyback点火控制电路包括限流电阻R8、带有寄生二极管的MOS管Q3、吸收电路、flyback变压器、四倍压电路、二极管D2、电容C8、电阻R10、电阻R11和电阻R12；所述限流电阻R8的一端接MOS管Q3的栅极，吸收电路并联在MOS管Q3的漏极和源极之间，MOS管Q3的漏极接flyback变压器初级线圈的一端，flyback变压器的初级线圈的另一端接Vboost；所述flyback变压器的次级线圈一端通过二极管D2连接至四倍压电路的输入端，另一端与电容C8的一端连接并接地；电容C8的另一端连接至四倍压电路的输入端；四倍压电路的输出端与电阻R10、电阻R11和电阻R12组成串联电路。 
上述Boost照明控制电路包括电感L2、带有寄生二极管的MOS管Q2、二极管D1、电阻R2-R7、电容C4-C6、电解电容E2；所述电阻R7的一端接MOS管Q2的栅极，所述电容C4和电阻R2的串联电路并联在MOS管Q2的漏极和源极之间；所述MOS管Q2的漏极连接至电感L2和二极管D1之间；所述电感L2的一端接Vboost，所述二极管D1的负极连接至VHIGH，所述VHIGH与接地端之间连接电阻R4-R6以及电解电容E2依次串联的串联电路；在二极管D1的负极端还分别连接有电容C5和电容C6的一端，其中电容C5和电容C6的另一端接地。 
上述全桥逆变电路是在开关控制电路的作用下，由MOSFET组成的全桥电路将升压输出的直流电转换为周期极性交替反接的交流电。全桥逆变电路，提供稳定的85v，200Hz方波电压。 
上述恒功率控制及PWM信号产生电路，提供系统所需PWM控制信号同时完成HID氙气灯的恒功率照明。 
本发明具有以下有益效果： 
本发明采用Flyback点火控制电路点火、Boost照明控制电路照明，采用恒功率控制，这种点火电路与照明电路独立工作的结构能够稳定可靠的工作，克服了传统电子镇流器在效率和成本方面的不足，提高了转换效率，降低了生产成本。 
附图说明
图1为灯管启动到稳定时的电压电流特性曲线； 
图2为线路保护及滤波电路； 
图3为Flyback点火控制电路； 
图4为Boost照明控制电路； 
图5为全桥逆变电路； 
图6为本发明的连接框图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述： 
参见图6，本发明的HID电子镇流器包括恒功率控制及PWM信号产生电路以及与之相连接的Flyback点火控制电路、Boost照明控制电路和全桥逆变电路；所述Flyback点火控制电路和Boost照明控制电路的输入端还连接有线路保护及滤波电路相连；所述全桥逆变电路的输入端还与所述Boost照明控制电路相连；所述线路保护及滤波电路的输入端连接12V DC电源；所述全桥逆变电路连接HID氙气灯。 
所述线路保护及滤波电路防止线路反接并提供稳定的直流电压输送到Boost照明控制电路和Flyback点火控制电路；所述Flyback点火控制电路通过MOSFET的导通与关断控制变压器及后级倍压电路产生1200v点火电压传递到点火电路从而实现稳定点火；所述Boost照明控制电路在点火成功后提供85V稳定电压实现HID氙气灯的照明工作；所述恒功率控制及PWM信号产生电路提供PWM控制信号同时完成HID氙气灯的恒功率照明。所述全桥逆变电路是在开关控制电路的作用下，由MOSFET组成的全桥电路将升压输出的直流电转换为周期极性交替反接的交流电。全桥逆变电路，提供稳定的85v，200Hz方波电压。 
下面结合电路图对本发明各电路进行详细描述： 
线路保护及滤波电路 
本发明的线路保护及滤波电路包括线路反接保护电路和线路滤波电路，其中线路反接保护电路由MOSFET与电阻串联接一个高电平的启动电压然后串入主电路中实现反接保护功能；当电源反接时，MOSFET关断，同时MOSFET中体二极管反接切断电路，从而起到保护作用；线路滤波电路要求输出纹波小于300mA，由LC组合实现滤波要求，输出稳定的12V电压。 
图2给出了本发明线路保护及滤波电路的一种实施例的电路图，其由外部电源提供直流电压，电容C1的作用为稳压，带有寄生二极管的MOS管Q1、电阻R1和VCC组成反接保护电路，当电源反接时，MOSFET（即MOS管Q1）关断，同时MOSFET中体二极管反接切断电路，从而起到保护作用。电容C2、C3、C4以及电感L1组成π型滤波电路，为后级 Boost照明控制电路和Flyback点火控制电路提供稳定的输入电压。 
Flyback点火控制电路 
如图3所示，本发明的Flyback点火控制电路包括限流电阻R8、带有寄生二极管的MOS管Q3、吸收电路、flyback变压器、四倍压电路、二极管D2、电容C8、电阻R10、电阻R11和电阻R12；所述限流电阻R8的一端接MOS管Q3的栅极，吸收电路并联在MOS管Q3的漏极和源极之间，MOS管Q3的漏极接flyback变压器初级线圈的一端，flyback变压器的初级线圈的另一端接Vboost；所述flyback变压器的次级线圈一端通过二极管D2连接至四倍压电路的输入端，另一端与电容C8的一端连接并接地；电容C8的另一端连接至四倍压电路的输入端；四倍压电路的输出端与电阻R10、电阻R11和电阻R12组成串联电路。 
吸收电路由电容C7和电阻R9串联组成，吸收Q3两端的尖峰电压，保护其不受尖峰电压的损害；四倍压电路由电容C9、C10、C11、C12以及二极管D3、D4、D5、D6组成，能够将flyback变压器输出的400V电压升至1200V，不仅减小了flyback变压器的体积和副边电感，同时也降低了电路对相应元器件的要求。 
Boost照明控制电路 
参见图4，本发明的Boost照明控制电路包括电感L2、带有寄生二极管的MOS管Q2、二极管D1、电阻R2-R7、电容C4-C6、电解电容E2。其中电阻R7的一端接MOS管Q2的栅极，电容C4和电阻R2的串联电路并联在MOS管Q2的漏极和源极之间；MOS管Q2的漏极连接至电感L2和二极管D1之间；电感L2的一端接Vboost，二极管D1的负极连接至 VHIGH，VHIGH与接地端之间连接电阻R4-R6以及电解电容E2依次串联的串联电路；在二极管D1的负极端还分别连接有电容C5和电容C6的一端，其中电容C5和电容C6的另一端接地。图中Vboost为稳定的12v电压，通过Boost的升压作用提供后级稳定的85vDC电压，保证正常照明，其中电阻R3、R4、R5、R6及电解电容E2为限流稳压的作用。 
全桥逆变电路 
如图5所示为本发明全桥逆变电路的一种实施例电路图，该全桥逆变电路，在开关控制电路的作用下，由MOSFET组成的全桥电路将Boost输出的直流电转换为周期极性交替反接的稳定的85v，200Hz方波电压。 
基于以上描述，本发明的工作过程如下： 
直流电源9-16V经反接保护以及线路滤波得到稳定的12V直流电压，同时输送到Boost照明控制电路和Flyback点火控制电路，PWM芯片输送两个控制信号1、2给MOSFET。在Flyback点火控制电路中当开关管导通时，反激变换器的变压器储存能量，负载电流由输出滤波电容提供；开关管断开时，变压器将储存的能量经倍压电路升压到1200V后传递到点火电路，实现稳定点火，当HID氙气灯击穿后，Flyback变压器副边与HID氙气灯形成导电通路，点火电路呈高阻状态，此时Boost照明控制电路提供85V稳定电压经全桥逆变电路得到稳定的85v，200Hz方波电压实现HID氙气灯的持续照明。 

Claims (6)

1.一种HID电子镇流器，其特征在于，包括恒功率控制及PWM信号产生电路以及与之相连接的Flyback点火控制电路、Boost照明控制电路和全桥逆变电路；所述Flyback点火控制电路和Boost照明控制电路的输入端还连接有线路保护及滤波电路相连；所述全桥逆变电路的输入端还与所述Boost照明控制电路相连；所述线路保护及滤波电路的输入端连接12V DC电源；所述全桥逆变电路连接HID氙气灯；
所述线路保护及滤波电路防止线路反接并提供稳定的直流电压输送到Boost照明控制电路和Flyback点火控制电路；
所述Flyback点火控制电路通过MOSFET的导通与关断控制变压器及后级倍压电路产生1200v点火电压传递到点火电路从而实现稳定点火；
所述Boost照明控制电路在点火成功后提供85V稳定电压实现HID氙气灯的照明工作；
所述恒功率控制及PWM信号产生电路提供PWM控制信号同时完成HID氙气灯的恒功率照明。
2.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于，所述线路保护及滤波电路包括线路反接保护电路和线路滤波电路，所述线路反接保护电路由MOSFET与电阻串联接一个高电平的启动电压然后串入主电路中实现反接保护功能；当电源反接时，MOSFET关断，同时MOSFET中体二极管反接切断电路，从而起到保护作用；线路滤波电路要求输出纹波小于300mA，由LC组合实现滤波要求，输出稳定的12V电压。
3.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于，所述Flyback点火控制电路包括限流电阻R8、带有寄生二极管的MOS管Q3、吸收电路、flyback变压器、四倍压电路、二极管D2、电容C8、电阻R10、电阻R11和电阻R12；所述限流电阻R8的一端接MOS管Q3的栅极，吸收电路并联在MOS管Q3的漏极和源极之间，MOS管Q3的漏极接flyback变压器初级线圈的一端，flyback变压器的初级线圈的另一端接Vboost；所述flyback变压器的次级线圈一端通过二极管D2连接至四倍压电路的输入端，另一端与电容C8的一端连接并接地；电容C8的另一端连接至四倍压电路的输入端；四倍压电路的输出端与电阻R10、电阻R11和电阻R12组成串联电路。
4.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于，所述Boost照明控制电路包括电感L2、带有寄生二极管的MOS管Q2、二极管D1、电阻R2-R7、电容C4-C6、电解电容E2；所述电阻R7的一端接MOS管Q2的栅极，所述电容C4和电阻R2的串联电路并联在MOS管Q2的漏极和源极之间；所述MOS管Q2的漏极连接至电感L2和二极管D1之间；所述电感L2的一端接Vboost，所述二极管D1的负极连接至VHIGH，所述VHIGH与接地端之间连接电阻R4-R6以及电解电容E2依次串联的串联电路；在二极管D1的负极端还分别连接有电容C5和电容C6的一端，其中电容C5和电容C6的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的HID电子镇流器，其特征在于，所述全桥逆变电路是在开关控制电路的作用下，由MOSFET组成的全桥电路将升压输出的直流电转换为周期极性交替反接的交流电。
6.根据权利要求5所述的HID电子镇流器，其特征在于，全桥逆变电路，提供稳定的85v，200Hz方波电压。
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