CN103874308A - 高压气体放电灯750KHz驱动的方法和电路 - Google Patents

Abstract

一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法和电路，包括：高压整流滤波单元，直流降压稳压单元，所述降压稳压单元的输出连接智能振荡控制单元中的控制芯片；控制芯片的两引脚输出的方波信号设置为750KHz；同时将其中第一脚的输出的方波信号下降沿比第二脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第一脚的输出的方波信号上升沿比第二脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；本发明的优点在于本方案能远离“声共振”窗口区，而且采用的是二阶变换，电能量损失少，提高了电能转换效率，无频闪，光效高。本发明所选用的控制芯片价格低，功能强大，本发明高压气体放电灯的驱动频率和半桥振荡功率单元死区时间可控，本发明工艺简便，成品率高，有利于批量生产。

Description

高压气体放电灯750KHz驱动的方法和电路

技术领域

本发明涉及高压气体放电灯驱动的方法和电路技术，尤其是涉及750KHz驱动高压气体放电灯的方法和电路。

背景技术

目前国内外高压气体放电灯驱动的方法和电路大多数采用低频方波三阶式恒功率激励电路，目的是为了消除“声共振”，该低频方波三阶式恒功率激励电路方案虽能较好地解决上述问题，但它电路复杂，效率低，而且可靠性较差，频闪问题也还没有解决。

目前，申请人所使用的电路是自激式电路，已经申请了中国发明专利，申请号201110108978.6，名称：一种HID电子镇流电路电子镇流器及高压气体放电灯。

虽然其电路简单，效率高，成本也低，有许多创新之处，但是它依然有需要提高的工作要做，即上述技术所用激励磁环温度特性较差，而且在强电流冲激下，电感量会发生较大变化，频率受温度影响大，调试困难，常常导致电路失谐，进而影响启动，使点火失败。

当前整个行业都在前赴后继地为改善HID电子镇流器的效能和可靠性而努力，很长时间以来，突破性进展不大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法和电路。本发明在于更好地解决启动和降低磁性材料对电路的影响，提高电路的工作可靠性，本发明的创新点在于该方案能远离“声共振”窗口区，而且采用的是二阶变换，电能量损失少，提高了电能转换效率，无频闪，光效高。由于采用正弦波波激励，灯的寿命有所延长，并且可获得更佳的视觉效果，乃是业界人士所追求而未能实现的品质。

所用控制芯片价格低，性能高，频率和死时间可控，而且有利于批量生产。

本发明通过采用以下的技术来实现：

实施一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，首先设置一高压整流滤波单元，直接将初始端的交流电引入，并经整流滤波为直流高压，其输出准备接直流高压调理单元；

第二步，然后在直流高压调理单元电感T1之处接一直流降压稳压单元，所述直流降压稳压单元给智能振荡控制单元供电；

第三步，然后将智能振荡控制单元中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,远远大于设计的高压气体放电灯的工作频率750KHz；

第四步，然后将控制芯片IC3内的驱动程序设计成为第12、14引脚输出的方波信号为750KHz；同时将第14脚的输出的方波信号下降沿比第12脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第14脚的输出的方波信号上升沿比第12脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；

第五步，然后将控制芯片IC3的第14引脚连接半桥振荡功率单元（13）中场效应模块IC2的输入端，将IC3的第12引脚连接半桥振荡功率单元中场效应模块IC4的输入端；

第六步，然后场效应模块IC2的输出端连接振荡变压器T2的初级上端，场效应模块IC4的输出端连接振荡变压器T2的初级下端；

第七步，然后振荡变压器T2的次级上绕组同名端接场效应管V2的栅极；振荡变压器T2的次级下绕组非同名端接场效应管V3的栅极；

第八步，然后场效应管V2的源极与场效应管V3的漏极连接后，通过灯具驱动反馈单元中的电容C15、电感T4、电感T3与高压气体放电灯连接。

所述第三步，将智能振荡控制单元中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,是选定与控制芯片IC1连接的电阻R14、R16、电容C21、C22的值而确定的。

第八步所述的灯具驱动反馈单元还连接综合调整保护单元，所述综合调整保护单元将故障信号反馈到半桥振荡功率单元以及智能振荡控制单元中的控制芯片IC3。

所述电阻R14、R16、电容C21、C22选用低温度系数的元器件。

根据上述方法而设计的一种高压气体放电灯750KHz驱动的电路，该电路包括：

一高压整流滤波单元，连接初始端的交流电，其输出连接直流高压调理单元；

在直流高压调理单元电感T1之处连接一直流降压稳压单元，所述阻直流降压稳压单元的输出连接智能振荡控制单元中的控制芯片IC3，并为其供电；

设置智能振荡控制单元中的控制芯片IC3的工作频率在10MHz～12MHz；

控制芯片IC3内的第12、14引脚输出的方波信号设置为750KHz；同时将第14脚的输出的方波信号下降沿比第12脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第14脚的输出的方波信号上升沿比第12脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；

控制芯片IC3的第14引脚连接半桥振荡功率单元中场效应模块IC2的输入端，第12引脚连接半桥振荡功率单元中场效应模块IC4的输入端；

场效应模块IC2的输出端连接振荡变压器T2的初级上端，场效应模块IC4的输出端连接振荡变压器T2的初级下端；

振荡变压器T2的次级上绕组同名端接场效应管V2的栅极；振荡变压器T2的次级下绕组非同名端接场效应管V3的栅极；

场效应管V2的源极与场效应管V3的漏极连接后，通过灯具驱动反馈单元中的电容C15、电感T4、电感T3与高压气体放电灯连接。

智能振荡控制单元中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,是选定与控制芯片IC1连接的电阻R14、R16、电容C21、C22的值。

所述灯具驱动反馈单元还连接综合调整保护单元，所述综合调整保护单元将故障信号反馈到半桥振荡功率单元以及智能振荡控制单元中的控制芯片IC3。

所述电阻R14、R16、电容C21、C22选用低温度系数的元器件。

与现有技术相比较，本发明工艺简便，成品率高。

本发明的创新点在于该方案能远离“声共振”窗口区，而且采用的是二阶变换，电能量损失少，提高了电能转换效率，无频闪，光效高。

本发明利用一只智能控制芯片，通过RC编程产生工作频率并控制死区时间，只要选取的R和C温度系数低，频率就可以控制在变化值的允许范围之内，电路就可以长时间地运行下去。与此同时，由于智能控制芯片及其缓冲电路能够连续给半桥电路赋能，可以保证高压气体放电灯的正常启动，不致点火失败。

此外，通过变频的方法，还可以轻而易举地做成恒功率。由于电路只采用二阶变换，所以电转换效率高，MOSFET管的温升低。而且高频正弦波激励对HID灯来说，灯的寿命有所延长，并且可获得更佳的视觉效果，乃是业界人士所追求而未能实现的品质。有着诸多优势。

本发明所选用的控制芯片价格低，功能强大，本发明高压气体放电灯的驱动频率和半桥振荡功率单元死区时间可控，有利于批量生产。

附图说明

图1是本发明一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法和电路的方框原理示意图；

图2是本发明一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法中灯的声共振破坏频率与本发明工作频率相差距离示意图；

图3是本发明一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法的电原理图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的方法，现结合本发明的一个优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本发明的专利保护范围。

如图1～图3所示的一种高压气体放电灯750KHz驱动的方法，所述方法包括以下步骤：

    第一步，首先设置一高压整流滤波单元11，直接将初始10端

的交流电引入，并经整流滤波为直流高压，其输出准备接直流高压调理单元12；

第二步，然后在直流高压调理单元12电感T1之处接一直流降压稳压单元21，所述直流降压稳压单元21给智能振荡控制单元22供电；

第三步，然后将智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,远远大于设计的高压气体放电灯的工作频率750KHz；

第四步，然后将控制芯片IC3内的驱动程序设计成为第12、14引脚输出的方波信号为750KHz；同时将第14脚的输出的方波信号下降沿比第12脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第14脚的输出的方波信号上升沿比第12脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；

第五步，然后将控制芯片IC3的第14引脚连接半桥振荡功率单元13中场效应模块IC2的输入端，将IC3的第12引脚连接半桥振荡功率单元13中场效应模块IC4的输入端；

第六步，然后场效应模块IC2的输出端连接振荡变压器T2的初级上端，场效应模块IC4的输出端连接振荡变压器T2的初级下端；

第七步，然后振荡变压器T2的次级上绕组同名端接场效应管V2的栅极；振荡变压器T2的次级下绕组非同名端接场效应管V3的栅极；

第八步，然后场效应管V2的源极与场效应管V3的漏极连接后，通过灯具驱动反馈单元14中的电容C15、电感T4、电感T3与高压放电灯40连接。

所述第三步，将智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,是选定与控制芯片IC1连接的电阻R14、R16、电容C21、C22的值而确定的。

第八步所述的灯具驱动反馈单元14还连接综合调整保护单元31，所述综合调整保护单元31将故障信号反馈到半桥振荡功率单元13以及智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3。

所述电阻R14、R16、电容C21、C22选用低温度系数的元器件。

一种高压气体放电灯750KHz驱动的电路，所述电路包括：

一高压整流滤波单元11，连接初始10端的交流电，其输出连接直流高压调理单元12；

在直流高压调理单元12电感T1之处连接一直流降压稳压单元21，所述直流降压稳压单元21的输出连接智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3为其供电；

设置智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3的工作频率在10MHz～12MHz；

控制芯片IC3内的第12、14引脚输出的方波信号设置为750KHz；同时将第14脚的输出的方波信号下降沿比第12脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第14脚的输出的方波信号上升沿比第12脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；

控制芯片IC3的第14引脚连接半桥振荡功率单元13中场效应模块IC2的输入端，第12引脚连接半桥振荡功率单元13中场效应模块IC4的输入端；

场效应模块IC2的输出端连接振荡变压器T2的初级上端，场效应模块IC4的输出端连接振荡变压器T2的初级下端；

振荡变压器T2的次级上绕组同名端接场效应管V2的栅极；振荡变压器T2的次级下绕组非同名端接场效应管V3的栅极；

场效应管V2的源极与场效应管V3的漏极连接后，通过灯具驱动反馈单元14中的电容C15、电感T4、电感T3与高压气体放电灯40连接。

智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,是选定与控制芯片IC1连接的电阻R14、R16、电容C21、C22的值。

所述灯具驱动反馈单元14还连接综合调整保护单元31，所述综合调整保护单元31将故障信号反馈到半桥振荡功率单元13以及智能振荡控制单元22中的控制芯片IC3。

所述电阻R14、R16、电容C21、C22选用低温度系数的元器件。

本发明的创新点在于该方案能远离“声共振”窗口区，而且采用的是二阶变换，电能量损失少，提高了电能转换效率，无频闪，光效高。

本发明利用一只智能控制芯片，通过RC编程产生工作频率并控制死区时间，只要选取的R和C温度系数低，频率就可以控制在变化值的允许范围之内，电路就可以长时间地运行下去。与此同时，由于智能控制芯片及其缓冲电路能够连续给半桥电路赋能，可以保证高压气体放电灯的正常启动，不致点火失败。

此外，通过变频的方法，还可以轻而易举地做成恒功率。由于电路只采用二阶变换，所以电转换效率高，MOSFET管的温升低。而且高频正弦波激励对HID灯来说，灯的寿命有所延长，并且可获得更佳的视觉效果，乃是业界人士所追求而未能实现的品质。有着诸多优势。

本发明所选用的控制芯片价格低，功能强大，本发明高压气体放电灯的驱动频率和半桥振荡功率单元死区时间可控，有利于批量生产。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用高压气体放电灯750KHz驱动的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，首先设置一高压整流滤波单元（11），直接将初始（10）端

的交流电引入，并经整流滤波为直流高压，其输出准备接直流高压调理单元（12）；

第二步，然后在直流高压调理单元（12）电感T1之处接一直流降压稳压单元（21），所述直流降压稳压单元（21）给智能振荡控制单元（22）供电；

第三步，然后将智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,远远大于设计的高压气体放电灯的工作频率750KHz；

第四步，然后将控制芯片IC3内的驱动程序设计成为第12、14引脚输出的方波信号为750KHz；同时将第14脚的输出的方波信号下降沿比第12脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第14脚的输出的方波信号上升沿比第12脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；

第五步，然后将控制芯片IC3的第14引脚连接半桥振荡功率单元（13）中场效应模块IC2的输入端，将IC3的第12引脚连接半桥振荡功率单元（13）中场效应模块IC4的输入端；

第六步，然后场效应模块IC2的输出端连接振荡变压器T2的初级上端，场效应模块IC4的输出端连接振荡变压器T2的初级下端；

第七步，然后振荡变压器T2的次级上绕组同名端接场效应管V2的栅极；振荡变压器T2的次级下绕组非同名端接场效应管V3的栅极；

第八步，然后场效应管V2的源极与场效应管V3的漏极连接后，通过灯具驱动反馈单元（14）中的电容C15、电感T4、电感T3与高压放电灯（40）连接。

2.如权利要求书1所述的高压气体放电灯750KHz驱动的方法，其特征在于：

所述第三步，将智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,是选定与控制芯片IC1连接的电阻R14、R16、电容C21、C22的值而确定的。

3.如权利要求书1所述的高压气体放电灯750KHz驱动的方法，其特征在于：

第八步所述的灯具驱动反馈单元（14）还连接综合调整保护单元（31），所述综合调整保护单元（31）将故障信号反馈到半桥振荡功率单元（13）以及智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3。

4.如权利要求书2所述的高压气体放电灯750KHz驱动的方法，其特征在于：

所述电阻R14、R16、电容C21、C22选用低温度系数的元器件。

5.一种高压气体放电灯750KHz驱动的电路，其特征在于，所述电路包括：

一高压整流滤波单元（11），连接初始（10）端的交流电，其输出连接直流高压调理单元（12）；

在直流高压调理单元（12）电感T1之处连接一直流降压稳压单元（21），所述直流降压稳压单元（21）的输出连接智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3，并为其供电；

设置智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3的工作频率在10MHz～12MHz；

控制芯片IC3内的第12、14引脚输出的方波信号设置为750KHz；同时将第14脚的输出的方波信号下降沿比第12脚输出的方波信号上升沿早一段时间，将第14脚的输出的方波信号上升沿比第12脚输出的方波信号下降沿晚一段时间；

控制芯片IC3的第14引脚连接半桥振荡功率单元（13）中场效应模块IC2的输入端，第12引脚连接半桥振荡功率单元（13）中场效应模块IC4的输入端；

场效应模块IC2的输出端连接振荡变压器T2的初级上端，场效应模块IC4的输出端连接振荡变压器T2的初级下端；

振荡变压器T2的次级上绕组同名端接场效应管V2的栅极；振荡变压器T2的次级下绕组非同名端接场效应管V3的栅极；

场效应管V2的源极与场效应管V3的漏极连接后，通过灯具驱动反馈单元（14）中的电容C15、电感T4、电感T3与高压放电灯（40）连接。

6.如权利要求书5所述的高压气体放电灯750KHz驱动的电路，其特征在于：

智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3的工作频率设置在10MHz～12MHz,是选定与控制芯片IC1连接的电阻R14、R16、电容C21、C22的值。

7.如权利要求书5所述的高压气体放电灯750KHz驱动的电路，其特征在于：

所述灯具驱动反馈单元（14）还连接综合调整保护单元（31），所述综合调整保护单元（31）将故障信号反馈到半桥振荡功率单元（13）以及智能振荡控制单元（22）中的控制芯片IC3。

8.根据权利要求6所述的高压气体放电灯750KHz驱动的电路，其特征在于：

所述电阻R14、R16、电容C21、C22选用低温度系数的元器件。

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