CN104640334B

CN104640334B - Hid单片集成控制器

Info

Publication number: CN104640334B
Application number: CN201310561873.5A
Authority: CN
Inventors: 林华木
Original assignee: NEW VIEW ELECTRICAL & LIGHTING Co Ltd
Current assignee: NEW VIEW ELECTRICAL & LIGHTING Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN104640334A

Abstract

本发明提出了一种HID单片集成控制器，包括集成为一整体的外电源接口、稳压模块、振荡模块、补偿模块、比较器、电流取样接口、电压取样接口、恒功率乘法器、PWM驱动模块以及脉冲输出端；外电源接口与稳压模块连接对比较器、恒功率乘法器和PWM驱动模块供电；稳压模块还与振荡模块的输入端连接，振荡模块的输出端通过补偿模块与比较器的一个输入端连接；电流取样接口、电压取样接口分别连接到恒功率乘法器的输入端，恒功率乘法器的输出端与比较器的另一个输入端连接；比较器的输出端与PWM驱动模块连接；PWM驱动模块连接到脉冲输出端。本发明的HID单片集成控制器具有外围分立元器件少、可靠性高、性能参数稳定的优点。

Description

HID单片集成控制器

技术领域

本发明涉及HID灯控制电路，具体涉及HID单片集成控制器。

背景技术

由于照明市场规模巨大，照明行业巨头飞利浦，欧司朗等都为自己的HID镇流器开发专用的驱动IC。而国内目前HID镇流器都还是采用通用PWM驱动IC、通用运放IC以及大量外围分立器件组成。然而，通用IC组成的HID电子镇流器存在工艺离散性大、器件多、成本高、可靠性低、性能参数不稳定等缺点，因此采用这种方案的HID镇流器进不了高端市场，只能走低附加值的低端市场。

发明内容

针对上述现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种集成的HID控制器，减少外围分立器件的使用，提高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为，HID单片集成控制器，包括集成为一整体的外电源接口、稳压模块、振荡模块、补偿模块、比较器、电流取样接口、电压取样接口、恒功率乘法器、PWM驱动模块以及脉冲输出端；外电源接口与稳压模块连接对比较器、恒功率乘法器和PWM驱动模块供电；稳压模块还与振荡模块的输入端连接，振荡模块的输出端通过补偿模块与比较器的一个输入端连接；电流取样接口、电压取样接口分别连接到恒功率乘法器的输入端，恒功率乘法器的输出端与比较器的另一个输入端连接；比较器的输出端与PWM驱动模块连接；PWM驱动模块连接到脉冲输出端；还集成有内阻检测输入接口、动态内阻检测模块和限流模块；内阻检测输入接口依次通过动态内阻检测模块和限流模块与PWM驱动模块连接。进一步的技术方案为，还集成有5V基准电压模块以及5V输出接口；所述稳压模块通过5V基准电压模块与振荡模块连接；5V基准电压模块还与5V输出接口连接。

再进一步的技术方案为，还集成有用于控制启动电压和关断电压的窗口电压控制模块；启动电压定为6.3V-6.8V，关断电压为5.3V-5.8V，窗口电压为1V；该窗口电压控制模块与5V基准电压模块连接。

进一步的技术方案为，所述补偿模块包括温度补偿模块和斜率补偿模块；振荡模块的输出端依次通过温度补偿模块和斜率补偿模块与比较器的输入端连接。

进一步的技术方案为，还集成有运放模块和输出电压检测模块；所述电流取样接口通过运放模块与恒功率乘法器连接，所述电压取样接口通过输出电压检测模块与恒功率乘法器连接。

进一步的技术方案为，还集成有用于当输入电压高于18v时关断电路的输入电压检测模块；该输入电压检测模块与稳压模块连接。

再进一步的技术方案为，还集成有输出电压检测模块、CPU接口模块和CPU连接接口；电压取样接口通过输出电压检测模块与CPU接口模块连接；输入电压检测模块还与CPU接口模块连接；CPU接口模块用于把输入电压的状态电平、输出电压的状态电平通过CPU连接接口向外部的CPU发送。

再进一步的技术方案为，所述PWM驱动模块为电流反馈型PWM驱动模块。

本发明的HID单片集成控制器具有外围分立元器件少、可靠性高、性能参数稳定的优点。

附图说明

图1是本发明HID单片集成控制器的模块结构示意图。

图2是本发明HID单片集成控制器的动态内阻检测模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的HID单片集成控制器，包括集成为一整体的外电源接口A、稳压模块、振荡模块、补偿模块、比较器、电流取样接口F、电压取样接口G、恒功率乘法器、PWM驱动模块以及脉冲输出端D；外电源接口A与稳压模块连接对比较器、恒功率乘法器和PWM驱动模块供电；稳压模块还与振荡模块的输入端连接，振荡模块的输出端通过补偿模块与比较器的一个输入端连接；其中，还集成有5V基准电压模块以及5V输出接口B；所述稳压模块通过5V基准电压模块与振荡模块连接，5V基准电压模块还与5V输出接口连接，5V基准电压模块的精度为2％，最大限度地保证产生标准5V电压，可为比较器提供基准参考电压，此外精确的5V电压能保证振荡模块的振荡精度，从而提高可靠性；5V基准电压模块还可以通过5V输出接口B向本控制器外部的元器件提供电源电压。还集成有用于控制启动电压和关断电压的窗口电压控制模块，该窗口电压控制模块与5V基准电压模块连接；窗口电压控制模块可适应新能源汽车及自动启停汽车启动时瞬间低压的要求，启动电压定为6.3V-6.8V，关断电压为5.3V-5.8V，窗口电压为1V，有效防止电路闪烁。还集成有输入电压检测模块，该输入电压检测模块与稳压模块连接，电压检测模块用于检测输入电压，当输入电压高于18v时关断电路。还集成有输出电压检测模块、CPU接口模块和CPU连接接口H；电压取样接口G通过输出电压检测模块与CPU接口模块连接；输入电压检测模块还与CPU接口模块连接；CPU接口模块用于把输入电压的状态电平、输出电压的状态电平通过CPU连接接口H向外部的CPU发送，输入电压的状态电平、输出电压的状态电平是指输入或输出的开路、短路、正常和超压等状态的TTL电平，通过把这些状态电平向外部的CPU发送，有利于外部CPU的逻辑控制和逻辑运算的实施。

所述补偿模块包括温度补偿模块和斜率补偿模块，振荡模块的输出端依次通过温度补偿模块和斜率补偿模块再与比较器的输入端连接，使得振荡模块产生的准锯齿波通过补偿后再进入比较器，提高比较结果的精确度。电流取样接口F、电压取样接口G分别连接到恒功率乘法器的输入端，其中，还集成有运放模块和输出电压检测模块，电流取样接口F通过运放模块与恒功率乘法器连接，电压取样接口G通过输出电压检测模块与恒功率乘法器连接，恒功率乘法器的输出端与比较器的另一个输入端连接；其中，此处的输出电压检测模块与前文所述的输出电压检测模块为同一个模块，同时实现两方面的功能，也可以针对两个方面的功能设置两个输出电压检测模块。灯泡的电流通过电流取样接口F进入运放模块，电流取样信号经由运放模块放大后进入恒功率乘法器，同时，灯泡的输出电压通过电压取样接口G和输出电压检测模块进入恒功率乘法器，从而使恒功率乘法器得出灯泡功率的参考数据输出至比较器。

比较器的输出端与PWM驱动模块连接，PWM驱动模块连接到脉冲输出端D，从而在比较经补偿后的振荡模块的波形数据与恒功率乘法器的功率参数后，把输出信号发送至PWM驱动模块内部的RS触发器，从而控制PWM驱动模块输出的脉冲宽度，实现在输入电压变化、灯泡管压变化、温度变化时自动调整PWM驱动模块的脉冲宽度输出，进而实现灯泡的功率恒定。

还集成有内阻检测输入接口E、动态内阻检测模块和限流模块；内阻检测输入接口E依次通过动态内阻检测模块和限流模块与PWM驱动模块连接。其中，所述PWM驱动模块为电流反馈型PWM驱动模块。

如图2所示，所述动态内阻检测模块包括一组共阳极的二极对管D1，二极对管D1的阳极通过电阻R1连接到脉冲输出端；二极对管D1的第一阴极连接到内阻检测输入接口E，二极对管D1的第一阴极还通过电阻R2与供电VSS连接；二极对管D1的第二阴极连接到MOS管的漏极，MOS管的栅极连接到脉冲输出端D，MOS管的源极连接到供电VSS；MOS管的漏极还连接到变压器T1初级线圈的第二端，变压器T1次级线圈的第一端连接二极管D3的阳极，变压器T1次级线圈的第二端连接供电VSS，变压器T1初级线圈的第一端与次级线圈的第一端为同名端。其中，MOS管为型号IRF3710的场效应管。脉冲输出端D驱动MOS管起开关作用，MOS管导通时，电源电压加在变压器T1初级两端，由于电流不能突变，电流波形是一个由0开始，按一定斜率上升的波形；二极对管D1的两个二极管具有极为相近的特性，因此内阻检测输入接口E的波形就是MOS管的导通电压波形。电流增大时，内阻检测输入接口E的电压跟着升高，因此可以在每个脉冲周期内控制MOS管的最大电流，因此电流反馈型比电压反馈型有更高的可靠性；MOS管发热后，导通内阻增大，在内阻检测输入接口E同样的反馈电压下，流过MOS管的电流更小，因此本电路具有温度负反馈功能，在高温下能自动降低MOS管的最大电流，保证MOS管更不容易过热损坏。这电路的优点在于MOS管的内阻直接作为电流反馈取样电阻使用，无需额外再增加反馈电阻，有效降低电路损耗，而且在每个脉冲周期内能够动态、实时反馈电流信号，MOS管发热后，最大电流随之减小，保证mos管更不容易过热损坏，进一步提高电路的可靠性，获得一举两得的功效。其中供电VSS是指外部的电源经过稳压模块后可以对本发明的内部电路各部分供电的内部电源。图2中其他引线连接到本发明的其他内部功能模块。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.HID单片集成控制器，其特征在于：包括集成为一整体的外电源接口、稳压模块、振荡模块、补偿模块、比较器、电流取样接口、电压取样接口、恒功率乘法器、PWM驱动模块以及脉冲输出端；外电源接口与稳压模块连接对比较器、恒功率乘法器和PWM驱动模块供电；稳压模块还与振荡模块的输入端连接，振荡模块的输出端通过补偿模块与比较器的一个输入端连接；电流取样接口、电压取样接口分别连接到恒功率乘法器的输入端，恒功率乘法器的输出端与比较器的另一个输入端连接；比较器的输出端与PWM驱动模块连接；PWM驱动模块连接到脉冲输出端；还集成有内阻检测输入接口、动态内阻检测模块和限流模块；内阻检测输入接口依次通过动态内阻检测模块和限流模块与PWM驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的HID单片集成控制器，其特征在于：还集成有5V基准电压模块以及5V输出接口；所述稳压模块通过5V基准电压模块与振荡模块连接；5V基准电压模块还与5V输出接口连接。

3.根据权利要求2所述的HID单片集成控制器，其特征在于：还集成有用于控制启动电压和关断电压的窗口电压控制模块；启动电压定为6.3V-6.8V，关断电压为5.3V-5.8V，窗口电压为1V；该窗口电压控制模块与5V基准电压模块连接。

4.根据权利要求1所述的HID单片集成控制器，其特征在于：所述补偿模块包括温度补偿模块和斜率补偿模块；振荡模块的输出端依次通过温度补偿模块和斜率补偿模块与比较器的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的HID单片集成控制器，其特征在于：还集成有运放模块和输出电压检测模块；所述电流取样接口通过运放模块与恒功率乘法器连接，所述电压取样接口通过输出电压检测模块与恒功率乘法器连接。

6.根据权利要求1所述的HID单片集成控制器，其特征在于：还集成有用于当输入电压高于18v时关断电路的输入电压检测模块；该输入电压检测模块与稳压模块连接。

7.根据权利要求6所述的HID单片集成控制器，其特征在于：还集成有输出电压检测模块、CPU接口模块和CPU连接接口；电压取样接口通过输出电压检测模块与CPU接口模块连接；输入电压检测模块还与CPU接口模块连接；CPU接口模块用于把输入电压的状态电平、输出电压的状态电平通过CPU连接接口向外部的CPU发送。

8.根据权利要求1所述的HID单片集成控制器，其特征在于：所述PWM驱动模块为电流反馈型PWM驱动模块。

9.根据权利要求8所述的HID单片集成控制器，其特征在于：所述动态内阻检测模块包括一组共阳极的二极对管，二极对管的阳极通过电阻R1连接到脉冲输出端；二极对管的第一阴极连接到内阻检测输入接口，二极对管的第一阴极还通过电阻R2与供电VSS连接；二极对管的第二阴极连接到MOS管的漏极，MOS管的栅极连接到脉冲输出端，MOS管的源极连接到供电VSS；MOS管的漏极还连接到变压器初级线圈的第二端，变压器次级线圈的第一端连接二极管D3的阳极，变压器次级线圈的第二端连接供电VSS，变压器初级线圈的第一端与次级线圈的第一端为同名端。