CN111148300A - 一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器及其控制方法。该控制器包括电磁滤波电路、交流转直流电路、变压模块、半桥逆变电路、采集模块、点火电路以及主控电路。电磁滤波电路用于对电源输入信号电磁滤波处理以获得交流电源信号。交流转直流电路用于将交流电源信号转换为直流电源信号。变压模块用于对直流电源信号进行变压获得变压输出信号。半桥逆变电路用于将变压输出信号逆变为交流供电信号，向灯具供电。采集模块用于采集半桥逆变电路的电压信息、电流信息以及温度信息。点火电路用于控制灯具打开或关闭。本发明可以实现两路输出，保证电压始终稳定，提高灯具的使用寿命，而且功率可调，使得灯具的光照更加均匀和一致。

Description

一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器及其控制方法

技术领域

本发明涉及灯具镇流器领域的一种控制器，尤其涉及一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，还涉及该控制器的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的控制方法。

背景技术

在以节能为技术趋势的现代照明中，金卤灯以优良的照明效果，较高的显色指数在大型商场、工业场所、大型广场、车站、码头等区域得到了越来越广泛的应用，与金卤灯配套使用的电控电子镇流器也日趋完善。

但是，现有镇流器多采用低频方波电子镇流器方案中的降压式变换全桥电路和点火电路往往是各自独立分开控制的，其需要两个或以上的芯片控制，电路复杂；而且现有的低频方波镇流器往往不能满足组网和远程控制的需要。而且，普通电子镇流器无嵌入式控制系统，保护功能不全，大大缩短了灯管的使用寿命，制约了高压钠灯、金卤灯以及配套的电子镇流器的应用和推广。调查显示，普通电子镇流器随电网电压的波动会出现功率偏差的情况，无法保证光照的均匀和一致性。

发明内容

为解决现有镇流器随电网电压的波动会出现功率偏差，无法保证光照的均匀和一致性的技术问题，本发明提供一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器及其控制方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其用于驱动一个灯具进行发光，其包括：

电磁滤波电路，其用于对向所述灯具供电的一个电源输入信号进行电磁滤波处理，以获得一个交流电源信号；

交流转直流电路，其与所述电磁滤波电路电性连接，并用于将所述交流电源信号转换为一个直流电源信号；

变压模块，其与所述交流转直流电路电性连接，并用于对所述直流电源信号进行变压，以获得一个变压输出信号；

半桥逆变电路，其与所述变压模块电性连接，并用于接收所述变压输出信号，且具有两个输出端口；所述半桥逆变电路用于将所述变压输出信号逆变为一个交流供电信号；所述交流供电信号通过所述输出端口向所述灯具供电；

采集模块，其包括电压采集电路、电流采集电路以及温度采集电路；所述电压采集电路用于检测所述半桥逆变电路中的输入电压和输出电压；所述电流采集电路用于检测所述半桥逆变电路的输出电流；所述温度采集电路用于检测所述半桥逆变电路的工作温度；

点火电路，其与所述灯具的接口电性连接，并用于控制所述灯具打开或关闭；以及

主控电路，其与所述半桥逆变电路、所述点火电路电性连接；所述主控电路用于判断所述输入电压是否大于一个预设过载电压一，是则进行输入过压保护，并判断所述输入电压是否小于一个预设欠压电压，是则进行输入欠压保护；所述主控电路还用于判断所述输出电压是否大于一个预设过载电压二，是则进行输出过压保护；所述主控电路还用于判断所述输出电流是否大于一个预设过载电流，是则进行输出过流保护；所述主控电路用于判断所述工作温度是否大于一个预设温度，是则进行过温散热保护；所述主控电路还用于对所述半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，以调节两个输出端口的输出至所述灯具的输出功率。

本发明通过电磁滤波电路对输入信号进行滤波处理，滤除信号中的干扰信号并获得交流电源信号，利用交流转直流电路将该交流电源信号转换为直流电源信号，而后通过变压模块将直流电源信号变压为与半桥逆变电路相适配的变压输出信号，这样半桥逆变电路就可以对该信号进行逆变以将直流信号转为交流信号，这个过程可以实现电压的变压，以便于为灯具提供相适配的电源电压。同时，采集模块能够采集半桥逆变电路在工作过程中的电压信息、电流信息以及温度信息，这样主控电路就可以根据这些信息进行处理，以实现输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护以及过温散热保护，保证灯具发光过程中的电压、电流稳定性，可以避免电网电压波动所引起的功率偏差的出现，同时防止工作温度过高而损坏电路，而且主控电路可以对半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，从而调节两路输出的输出功率，保证光照的均匀和一致性，解决了现有镇流器随电网电压的波动会出现功率偏差，无法保证光照的均匀和一致性的技术问题，得到了功率稳定，光照均匀且一致，而且双路输出，并能够延长灯具的使用寿命的技术效果。

作为上述方案的进一步改进，所述变压模块包括升压电路和降压电路；所述升压电路与所述交流转直流电路电性连接，并用于将所述直流电源信号升压为一个升压信号；所述降压电路与所述升压电路电性连接，并用于将所述升压信号降压为所述变压输出信号。

进一步地，所述降压电路包括晶体管M1、二极管D1、电感L1以及有极电容C1；晶体管M1的源极接地，并与所述升压电路的输出负极相接，栅极接收一个控制信号PWM，漏极与二极管D1的正极、电感L1的一端相接；二极管D1的负极与所述升压电路的输出正极相接；电感L1的另一端与有极电容 C1的负极相接，并作为所述降压电路的输出负极；有极电容C1的正极与二极管D1的负极相接，并作为所述降压电路的输出正极。

作为上述方案的进一步改进，所述点火电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C2、C38，二极管D2、D3，光电隔离器OC1，三极管T1；电阻R4的一端与所述主控电路的控制口一相接，另一端与光电隔离器OC1的发光二极管的负极相接；光电隔离器OC1的发光二极管的正极接入一个电压VCC，光电隔离器OC1的光敏三极管的发射极与电阻R1的一端相接，且集电极接24V电压；电容C38的一端接地，另一端与二极管D2的负极相接并接24V电压；二极管 D2的正极与二极管D3的正极相接；电阻R1的另一端与电阻R2的一端、电容 C2的一端相接；电阻R2的另一端与电阻R3的一端、三极管T1的基极相接；电容C2的另一端、三极管T1的发射极以及电阻R3的另一端均接地；三极管 T1的集电极与二极管D3的负极相接，并作为所述点火电路的点火接口。

作为上述方案的进一步改进，所述金卤灯控制器还包括：

散热模块，其包括多个散热风扇以及用于驱动所述散热风扇转动的光电隔离电路；在所述工作温度大于所述预设温度时，所述主控电路通过所述光电隔离电路驱动所述散热风扇转动，以实现过温散热保护。

进一步地，所述光电隔离电路包括电阻R5、R6、R7，光电隔离器OC2，电容C3、C40，二极管D4，接口XT；电阻R7的一端与所述主控电路的控制口二相接，另一端与光电隔离器OC2的发光二极管的负极相接；光电隔离器OC2的发光二极管的正极接入一个电压VCC，光电隔离器OC2的光敏三极管的发射极与电阻R5的一端相接，集电极与接口XT的接口1相接并接入24V 电压；电容C40的一端接地，另一端与二极管D4的负极相接并接24V电压；二极管D4的正极与接口XT的接口2相接；电阻R5的另一端与电阻R6的一端、电容C3的一端、三极管T2的基极相接；电容C3的另一端、电阻R6的另一端以及三极管T2的发射极均接地；三极管T2的集电极与接口XT的接口 2相接；其中，所述散热风扇与接口XT相接。

作为上述方案的进一步改进，所述金卤灯控制器还包括：

串口模块，其与所述主控电路电性连接，并用于供所述主控电路与外部上位机进行数据交换；以及

联网模块，其与所述主控电路电性连接，并用于供所述主控电路进行联网。

进一步地，所述串口模块为DB15接口，所述联网模块为RS485接口，所述主控电路为DSP主控电路，所述半桥逆变电路为由4个N沟道增强型IGBT 构成的2路输出的半桥逆变电路。

作为上述方案的进一步改进，所述金卤灯控制器还包括：

触摸显示模块，其与所述主控电路通过一个串口通讯接口电性连接，并用于对所述主控电路中的电源输出参数、电源启动状态、电源停止状态以及电源运行状态进行监测显示；其中，所述电源输出参数包括功率、工作模式、过载时间和过载冷却设置情况，所述电源运行状态包括当前电源输出功率、输出电压、输出电流、工作温度、点火成功次数、点火成功率、本次使用工作时间以及工作状态。

本发明还提供一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的控制方法，其应用于上述任意所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器中，其包括以下步骤：

对向所述灯具供电的一个电源输入信号进行电磁滤波处理，以获得一个交流电源信号；

将所述交流电源信号转换为一个直流电源信号；

对所述直流电源信号进行变压，以获得一个变压输出信号；

将所述变压输出信号逆变为一个交流供电信号；其中，所述交流供电信号通过所述输出端口向所述灯具供电；

检测所述半桥逆变电路中的输入电压、输出电压、输出电流以及工作温度；

判断所述输入电压是否大于一个预设过载电压一，是则进行输入过压保护；

判断所述输入电压是否小于一个预设欠压电压，是则进行输入欠压保护；

判断所述输出电压是否大于一个预设过载电压二，是则进行输出过压保护；

判断所述输出电流是否大于一个预设过载电流，是则进行输出过流保护；

判断所述工作温度是否大于一个预设温度，是则进行过温散热保护；

对所述半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，以调节两个输出端口的输出至所述灯具的输出功率。

相较于现有的镇流器，本发明的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器及其控制方法具有以下有益效果：

1、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其通过电磁滤波电路对电源输入信号进行滤波处理，以去除该信号中的EMI电磁干扰信号并获得交流电源形，利用交流转直流电路将该交流电源信号转换为直流电源信号，而后通过变压模块将直流电源信号变压为与半桥逆变电路相适配的变压输出信号，随后通过半桥逆变电路对该变压输出信号进行逆变以将直流信号转为交流信号，这个过程可以实现变压，以便于为灯具提供相适配的电源电压。如此，在电网电压的波动时，可以保证半桥逆变电路输出的交流供电信号的电压始终稳定，这样灯具的输入电压不会出现功率波动的情况，一方面可以保证灯具的发光效果，另一方面可以延长灯具的使用寿命。

2、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其采集模块能够对半桥逆变电路中的电压信息、电流信息以及温度信息进行采集，这样主控电路就可以根据这些信息进行处理，以实现输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护以及过温散热保护，使得灯具的供电电压和电流不会过大或过小，保证供电的稳定性，同时还能够避免温度过高所造成的损伤，这样能够进一步对灯具进行保护，提高灯具的使用寿命，而且功率会更加稳定，使得灯具的光照更加均匀和一致。

3、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其点火电路能够控制灯具打开或关闭，同时配合主控电路一同使用，只需要单芯片就可以实现控制，进而使电路更加简单。并且，主控电路可以对半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，从而调节半桥逆变电路的输出功率，保证光照的均匀和一致性，能够满足各种灯具的功率需求。而且，由于半桥逆变电路具有两个输出端口，可以实现两路输出，因而可以外接两路灯具进行使用，方便进行多灯具的使用。

4、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其还可设置散热模块、串口模块、联网模块以及触摸显示模块。散热模块的风扇在温度过高时会被主控电路通过光电隔离电路启动，从而进行过热散热保护，保证灯具工作时的温度不会过高，防止温度过高而烧损电路或灯具。串口模块和联网模块能够实现组网和远程控制，这样使用人员就可以远程对灯具的功率进行控制，同时还可以实现多个灯具的自组网功能，实现对多个灯具的联网控制。触摸显示模块与主控电路进行数据通讯，从而获得主控电路中的各种状态以及参数设置，以便于使用人员实时掌握这些情况，方便灯具的使用。

附图说明

图1为本发明实施例1的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的系统框图；

图2为图1中的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的电磁滤波电路的电路图；

图3为图1中的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的交流转直流电路的电路图；

图4为本发明实施例2的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的变压模块的降压电路的电路原理图；

图5为本发明实施例3的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的点火电路的电路原理图；

图6为本发明实施例4的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的散热模块的光电隔离电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，该控制器用于驱动一个灯具进行发光。其中，该控制器可以作为灯具的镇流器进行使用，并且可以对金卤灯等灯具进行控制，例如控制器灯具的启闭，控制灯具的发光功率等。该高频方波金卤灯控制器包括电磁滤波电路、交流转直流电路、变压模块、半桥逆变电路、采集模块、点火电路以及主控电路，在本实施例中，其还可以包括交流电接口、金属卤灯接口、散热模块(即扇热风扇模块)、串口模块、联网模块以及触摸显示模块。

电磁滤波电路用于对向灯具供电的一个电源输入信号进行电磁滤波处理，以获得一个交流电源信号。电磁滤波电路一般具有两个端口，其中一个端口用于接收电源输入信号，并与交流电接口相接，另一个端口用于输出交流电源信号，并与交流转直流电路相接。电磁滤波电路能大大衰减经电源传入的EMI电磁干扰信号，有效地控制设备本身产生的EMI信号，防止它进入电网，污染电磁环境，危害其他设备。在本实施例中，该交流电接口为380V的交流电接口，当然，在其他实施例中，该交流电接口也可以为220V交流电接口，还可以为其他电压(具体数据与控制器所使用的地区所决定，例如，在中国台湾和美国该电压就为110V)的交流电接口。

请参阅图2，本实施例中电磁滤波电路的一个端口具有两个输入端，另一个端口具有两个输出端，并且还具有一个接地端。电磁滤波电路包括共模扼流圈L10、滤波电容C11、C12、C13、C14，电容C11的两端分别与共模扼流圈 L10的输入两端相接，电容C12的两端分别与共模扼流圈L10的输出两端相接，电容C13、C14串联，而且串联后的两端分别与电容C12的两端相接。共模扼流圈L10对串模干扰不起作用，但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦合后总电感量迅速增大,因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上,当有电流通过时,两个线圈上的磁场就会互相加强。共模扼流圈L10的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关。需要指出的是，当额定电流较大时，共模扼流圈L10的线径也要相应增大,以便能承受较大的电流。此外，适当增加电感量，可改善低频衰减特性。电容C11、C12采用薄膜电容器，容量范围大致是0.01μF～0.47μF,主要用来滤除串模干扰。电容C13、C14跨接在输出端,并将电容器的中点接地,能有效地抑制共模干扰。电容C13、C14亦可并联在输入端,仍选用陶瓷电容,容量范围是2200pF～0.1μF。为减小漏电流,电容量不得超过0.1μF,并且电容器中点应与大地接通。电容C11、C12、C13、C14的耐压值均为630VDC1或250VAC1。

交流转直流电路与电磁滤波电路电性连接，并用于将交流电源信号转换为一个直流电源信号。交流转直流电路能够将交流电源信号转换为直流电源信号，这样可以便于后续对该信号进行变压，同时在电网电压出现波动后，电压转换的过程可以降低波动所产生的影响。交流转直流电路可以采用现有的转换电路，其具有两个端口，一个端口用于接收交流电，另一端端口用于将转换的直流电输出。交流转直流电路可以采用半波整流电路、全波整流电路以及桥式整流电路中的一种，具体根据实际需要进行选择。

请参阅图3，在本实施例中，交流转直流电路采用桥式整流电路，线圈E2 为正半周时，对二极管D11、D13和方向电压，二极管D1l、D13导通；对二极管D12、D14加反向电压，二极管D12、D14截止。电路中构成线圈E2、二极管D1l、电阻Rfz、二极管D13通电回路，在电阻Rfz上形成上正下负的半波整洗电压，线圈E2为负半周时，对二极管D12、D14加正向电压，二极管 D12、D14导通；对二极管D11、D13加反向电压，二极管D11、D13截止。电路中构成线圈E2、二极管D12、电阻Rfz、二极管D14通电回路，同样在电阻Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。如此重复下去，结果在电阻Rfz 上便得到全波整流电压。

变压模块与交流转直流电路电性连接，并用于对直流电源信号进行变压，以获得一个变压输出信号。在本实施例中，变压模块包括升压电路和降压电路。升压电路与交流转直流电路电性连接，并用于将直流电源信号升压为一个升压信号。降压电路与升压电路电性连接，并用于将升压信号降压为变压输出信号。其中，降压电路采用底边控制的BUCK降压电路。变压模块能够将直流电源信号变压为与半桥逆变电路相适配的变压输出信号，这样就可以使外界电压与后续灯具所需要的工作电压所适配。

在本实施例中，升压电路可以采用Boost升压电路，该电路为现有电路，其称为升压斩波电路，斩波意思是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电压的过程称为斩波，斩波有两种方式，一种是脉宽调制方式，另一种是频率调制，频率调制这种形式易受干扰。Boost升压又是DC-DC电路的一种，因为它的输出电压比输入电压高，因此又称为升压电路。升压电路可以简单看成一个第一电容、一个第二电容以及一个MOS管并联，并且在第一电容的正极和MOS管之间设置一个电感，在第二电容的正极和MOS管之间设置一个二极管。工作过程可分为充电和放电两部分，在充电时，开关管导通，可理解为 MOS管这里相当于一根线直接将漏极D和源极连起来，那么化简原理图得到下面的电路图，这时候输入电压流过电感、MOS管、第一电容，随着不断充电，电感上的电流线性增加，到达一定时候电感储存了一定能量；在这过程当中，二极管反偏截止，由第二电容给负载提供能量，维持负载工作；在放电时，开关管不导通，此时MOS管相当于断开，由于电感有反向电动势作用，电感的电流不能瞬时突变，而是会缓慢的逐渐放电。由于原来的电回路已经断开，电感只能通过二极管、负载、第一电容回路放电，也就是说电感开始给第二电容充电，加上给第二电容充电之前已经有第二电容提供电压，因此电容两端电压升高。而降压电路也可以采用现有的降压电路，可以选择专门的降压模块进行降压，也可以选择相关的降压芯片控制的降压电路进行降压。

半桥逆变电路与变压模块电性连接，并用于接收变压输出信号，且具有两个输出端口。半桥逆变电路用于将变压输出信号逆变为一个交流供电信号。交流供电信号通过输出端口向灯具供电，在本实施例中，输出端口与金属卤灯接口相接，而金属卤灯接口则与灯具(金属卤灯)相接。该半桥逆变电路可以采用现有的半桥逆变电路，在本实施例中，其为由4个N沟道增强型IGBT构成的2路输出的半桥逆变电路。由于半桥逆变电路具有两个输出端口，可以实现两路输出，因而可以外接两路灯具进行使用，方便进行多灯具的使用。半桥逆变电路对该变压输出信号进行逆变以将直流信号转为交流信号，如此，在电网电压的波动时，可以保证半桥逆变电路输出的交流供电信号的电压始终稳定，这样灯具的输入电压不会出现功率波动的情况，一方面可以保证灯具的发光效果，另一方面可以延长灯具的使用寿命。

采集模块包括电压采集电路、电流采集电路以及温度采集电路。电压采集电路用于检测半桥逆变电路中的输入电压和输出电压，这样可以第一时间发现输入电压和输出电压产生波动，尤其是在电网出现电压波动时可以及时发现。电流采集电路用于检测半桥逆变电路的输出电流，在输出电流发生突变时，该电路可以及时检测出电流的变化，以便于进行相关处理，防止大电流烧坏灯具。温度采集电路用于检测半桥逆变电路的工作温度，其可以采用温度传感器等器件对温度进行检测。其中，电压采集电路、电流采集电路以及温度采集电路均可以采用现有的相关电路，其采集的数据将发送至主控电路中。

在本实施例中，电压采集电路可以由两部分组成，第一部分是通过电阻和电容组成的RC滤波部分，以减少相位误差并滤除毛刺干扰，第二部分是电压比较器部分，实现过零比较，同时也可以增加一个滞环部分抑制干扰和信号震荡。电流采集电路可以由信号放大电路、二阶滤波电路以及单极性转换电路组成，信号放大电路通过电流互感器将信号放大，而二阶滤波电路则将信号进行滤波处理，最后单极性转换电路对双极性信号进行进一步处理。温度采集电路可以采用温度检测电路，例如由温度传感器组成的温度检测模块，其能够采集相应的温度。

点火电路与灯具的接口电性连接，并用于控制灯具打开或关闭。点火电路可以采用现有的专门针对灯具的点火电路，其能够在短时间内使灯具点亮。点火电路还与主控电路连接，并接收主控电路的控制指令，同时反馈点火情况至主控电路，以便于主控电路对点火电路的点火成功次数以及成功率进行统计。这样，点火电路输出端连接金属卤灯接口，点火电路的输入端连接于主控电路，这就构成金属卤灯的启动控制电路。由于点火电路能够控制灯具打开或关闭，同时配合主控电路一同使用，只需要单芯片就可以实现控制，进而使电路更加简单。

主控电路与半桥逆变电路、点火电路电性连接，在本实施例中，其采用DSP 主控电路。其中，主控电路用于判断输入电压是否大于一个预设过载电压一，是则进行输入过压保护，并判断输入电压是否小于一个预设欠压电压，是则进行输入欠压保护。在输入电压过压时，主控电路的保护手段可以是主动对灯具进行关闭或适当降低输出至灯具的电压或电流，保证灯具的工作功率保持稳定。而在输入电压欠压时，主控电路的保护手段则可以是关闭灯具或适当增加输出值灯具的电流，以补偿电压损失所造成的功率损失，使输出功率保持均匀与一致性。

而且，主控电路还用于判断输出电压是否大于一个预设过载电压二，是则进行输出过压保护。本实施例中主控电路可以直接将灯具关闭或降低输出电流的方式以实现输出过压保护，这样过压的电压就不会对灯具造成损伤。主控电路还用于判断输出电流是否大于一个预设过载电流，是则进行输出过流保护。主控电路可以在输出过流时关闭灯具或降低输出电压的方式使功率相平衡，保持功率稳定。主控电路用于判断工作温度是否大于一个预设温度，是则进行过温散热保护，具体的保护手段可以通过后续介绍的散热模块进行实现。主控电路还用于对半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，以调节两个输出端口的输出至灯具的输出功率。这样，主控电路就可以实现对输出功率的调节，这样可以主动地在电网出现波动时对功率进行调节，在功率不足时进行补偿，在功率过大时降低输出功率，这样灯具的工作功率会始终趋于稳定，保证供电的稳定性，而且保证光照的均匀和一致性，能够满足各种灯具的功率需求。由于主控电路可以使得灯具的供电电压和电流不会过大或过小，同时还能够避免温度过高所造成的损伤，这样能够进一步对灯具进行保护，提高灯具的使用寿命，而且功率会更加稳定，使得灯具的光照更加均匀和一致。

散热模块包括散热风扇以及光电隔离电路，该散热风扇的数量为多个，在本实施例中，其数量为三个。在工作温度大于预设温度时，主控电路通过光电隔离电路驱动散热风扇转动，以实现过温散热保护。散热风扇在温度过高时会被主控电路通过光电隔离电路启动，从而进行过热散热保护，保证灯具工作时的温度不会过高，防止温度过高而烧损电路或灯具。

串口模块与主控电路电性连接，并用于供主控电路与外部上位机进行数据交换。在本实施例中，串口模块为DB15接口。联网模块与主控电路电性连接，并用于供主控电路进行联网。在本实施例中，联网模块为RS485接口。串口模块和联网模块能够实现组网和远程控制，这样使用人员就可以远程对灯具的功率进行控制，同时还可以实现多个灯具的自组网功能，实现对多个灯具的联网控制。

触摸显示模块与主控电路通过一个串口通讯接口电性连接，并用于对主控电路中的电源输出参数、电源启动状态、电源停止状态以及电源运行状态进行监测显示。其中，电源输出参数包括功率、工作模式、过载时间和过载冷却设置情况，电源运行状态包括当前电源输出功率、输出电压、输出电流、工作温度、点火成功次数、点火成功率、本次使用工作时间以及工作状态。触摸显示模块与主控电路进行数据通讯，从而获得主控电路中的各种状态以及参数设置，以便于使用人员实时掌握这些情况，方便灯具的使用。由于半桥逆变电路、电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、散热模块、触摸显示模块、RS485 接口、DB15接口连接于DSP主控电路，这就构成金属卤灯运行的闭环驱动控制电路。

综上所述，相较于现有的镇流器，本实施例的有两路驱动的高频方波金卤灯控制器具有以下优点：

1、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其通过电磁滤波电路对电源输入信号进行滤波处理，以去除该信号中的EMI电磁干扰信号并获得交流电源形，利用交流转直流电路将该交流电源信号转换为直流电源信号，而后通过变压模块将直流电源信号变压为与半桥逆变电路相适配的变压输出信号，随后通过半桥逆变电路对该变压输出信号进行逆变以将直流信号转为交流信号，这个过程可以实现变压，以便于为灯具提供相适配的电源电压。如此，在电网电压的波动时，可以保证半桥逆变电路输出的交流供电信号的电压始终稳定，这样灯具的输入电压不会出现功率波动的情况，一方面可以保证灯具的发光效果，另一方面可以延长灯具的使用寿命。

2、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其采集模块能够对半桥逆变电路中的电压信息、电流信息以及温度信息进行采集，这样主控电路就可以根据这些信息进行处理，以实现输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护以及过温散热保护，使得灯具的供电电压和电流不会过大或过小，保证供电的稳定性，同时还能够避免温度过高所造成的损伤，这样能够进一步对灯具进行保护，提高灯具的使用寿命，而且功率会更加稳定，使得灯具的光照更加均匀和一致。

3、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其点火电路能够控制灯具打开或关闭，同时配合主控电路一同使用，只需要单芯片就可以实现控制，进而使电路更加简单。并且，主控电路可以对半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，从而调节半桥逆变电路的输出功率，保证光照的均匀和一致性，能够满足各种灯具的功率需求。而且，由于半桥逆变电路具有两个输出端口，可以实现两路输出，因而可以外接两路灯具进行使用，方便进行多灯具的使用。

4、该具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其还可设置散热模块、串口模块、联网模块以及触摸显示模块。散热模块的风扇在温度过高时会被主控电路通过光电隔离电路启动，从而进行过热散热保护，保证灯具工作时的温度不会过高，防止温度过高而烧损电路或灯具。串口模块和联网模块能够实现组网和远程控制，这样使用人员就可以远程对灯具的功率进行控制，同时还可以实现多个灯具的自组网功能，实现对多个灯具的联网控制。触摸显示模块与主控电路进行数据通讯，从而获得主控电路中的各种状态以及参数设置，以便于使用人员实时掌握这些情况，方便灯具的使用。

实施例2

请参阅图4，本实施例提供了一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其在实施例1的控制器的基础上对降压电路进行细化。降压电路包括晶体管M1、二极管D1、电感L1以及有极电容C1。晶体管M1的源极接地，并与升压电路的输出负极相接，栅极接收一个控制信号PWM，漏极与二极管D1的正极、电感L1的一端相接。二极管D1的负极与升压电路的输出正极相接。电感 L1的另一端与有极电容C1的负极相接，并作为降压电路的输出负极。有极电容C1的正极与二极管D1的负极相接，并作为降压电路的输出正极。在接入升压信号时，升压信号从二极管D1的正极、晶体管M1的源极接入，而在电路降压后的直流电则可以从有极电容C1的两端输出。同时，该降压电路提供控制信号PWM的接入端，这样可以便于对降压电路进行控制。

实施例3

请参阅图5，本实施例提供了一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其在实施例1的基础上对点火电路进行细化。其中，点火电路包括电阻R1、 R2、R3、R4，电容C2、C38，二极管D2、D3，光电隔离器OC1，三极管T1。电阻R4的一端与主控电路的控制口一相接，另一端与光电隔离器OC1的发光二极管的负极相接。光电隔离器OC1的发光二极管的正极接入一个电压VCC，光电隔离器OC1的光敏三极管的发射极与电阻R1的一端相接，且集电极接24V电压。电容C38的一端接地，另一端与二极管D2的负极相接并接24V电压。二极管D2的正极与二极管D3的正极相接。电阻R1的另一端与电阻R2的一端、电容C2的一端相接。电阻R2的另一端与电阻R3的一端、三极管T1的基极相接。电容C2的另一端、三极管T1的发射极以及电阻R3的另一端均接地。三极管T1的集电极与二极管D3的负极相接，并作为点火电路的点火接口。这样，主控电路就可以通过控制口一(控制口1)对光电隔离器OC1进行控制，并进一步控制点火接口以对灯具的开闭进行控制，方便使用。

实施例4

请参阅图6，本实施例提供了一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其在实施例1的基础上对光电隔离电路进行细化。其中，光电隔离电路包括电阻R5、R6、R7，光电隔离器OC2，电容C3、C40，二极管D4，接口XT。电阻R7的一端与主控电路的控制口二相接，另一端与光电隔离器OC2的发光二极管的负极相接。光电隔离器OC2的发光二极管的正极接入一个电压VCC，光电隔离器OC2的光敏三极管的发射极与电阻R5的一端相接，集电极与接口 XT的接口1相接并接入24V电压。电容C40的一端接地，另一端与二极管D4 的负极相接并接24V电压。二极管D4的正极与接口XT的接口2相接。电阻 R5的另一端与电阻R6的一端、电容C3的一端、三极管T2的基极相接。电容 C3的另一端、电阻R6的另一端以及三极管T2的发射极均接地。三极管T2的集电极与接口XT的接口2相接。其中，散热风扇与接口XT相接。在控制散热风扇时，主控电路通过改变控制口二(控制口2)的信号，从而使光电隔离器OC2进行工作，使其光敏三极管导通或截止，从而驱动散热风扇打开或关闭。

实施例5

本实施例提供了一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的控制方法，其应用于实施例1-4中所提供的任意一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器中。其中，该高频方波金卤灯控制器的控制方法包括以下这些步骤。

(1)对向灯具供电的一个电源输入信号进行电磁滤波处理，以获得一个交流电源信号。本步骤可以采用电磁滤波电路实现，以去除大部分EMI电磁干扰信号，防止该信号进入而危害其他设备。

(2)将交流电源信号转换为一个直流电源信号。本步骤可以通过交流转直流电路实现，能够将交流电源信号转换为直流电源信号，便于后续对该信号进行变压处理。

(3)对直流电源信号进行变压，以获得一个变压输出信号。在本实施例中，本步骤可以采用变压模块实现，采用一个升压电路和一个降压电路进行工作，即先将电压上升至一个预设的高电压，再将该高电压降低至一个预设的低电压。

(4)将变压输出信号逆变为一个交流供电信号。其中，交流供电信号通过输出端口向灯具供电。本步骤可以通过半桥逆变电路实现，并且具有两路输出，以便于将该交流供电信号传输至灯具进行供电。

(5)检测半桥逆变电路中的输入电压、输出电压、输出电流以及工作温度。本步骤可以采用采集模块实现，而该采集模块包括电压采集电路、电流采集电路以及温度采集电路，即采用各个电路实现数据采集。

(6)判断输入电压是否大于一个预设过载电压一，是则进行输入过压保护。在输入电压过压时，保护手段可以是主动对灯具进行关闭或适当降低输出至灯具的电压或电流，保证灯具的工作功率保持稳定。

(7)判断输入电压是否小于一个预设欠压电压，是则进行输入欠压保护。在输入电压欠压时，保护手段则可以是关闭灯具或适当增加输出值灯具的电流，以补偿电压损失所造成的功率损失，使输出功率保持均匀与一致性。

(8)判断输出电压是否大于一个预设过载电压二，是则进行输出过压保护。本实施例中可以直接将灯具关闭或降低输出电流的方式以实现输出过压保护，这样过压的电压就不会对灯具造成损伤。

(9)判断输出电流是否大于一个预设过载电流，是则进行输出过流保护。在输出过流时，保护手段可以是关闭灯具或降低输出电压的方式使功率相平衡，保持功率稳定。

(10)判断工作温度是否大于一个预设温度，是则进行过温散热保护。具体的保护手段可以通过散热模块进行实现。散热模块包括散热风扇以及光电隔离电路，该散热风扇的数量为多个，在本实施例中，其数量为三个。在工作温度大于预设温度时，主控电路通过光电隔离电路驱动散热风扇转动，以实现过温散热保护。散热风扇在温度过高时会被主控电路通过光电隔离电路启动，从而进行过热散热保护，保证灯具工作时的温度不会过高，防止温度过高而烧损电路或灯具。

(11)对半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，以调节两个输出端口的输出至灯具的输出功率。这样，灯具的工作功率会始终趋于稳定，保证供电的稳定性，而且保证光照的均匀和一致性，能够满足各种灯具的功率需求。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其用于驱动一个灯具进行发光，其特征在于，其包括：

电磁滤波电路，其用于对向所述灯具供电的一个电源输入信号进行电磁滤波处理，以获得一个交流电源信号；

交流转直流电路，其与所述电磁滤波电路电性连接，并用于将所述交流电源信号转换为一个直流电源信号；

变压模块，其与所述交流转直流电路电性连接，并用于对所述直流电源信号进行变压，以获得一个变压输出信号；

半桥逆变电路，其与所述变压模块电性连接，并用于接收所述变压输出信号，且具有两个输出端口；所述半桥逆变电路用于将所述变压输出信号逆变为一个交流供电信号；所述交流供电信号通过所述输出端口向所述灯具供电；

采集模块，其包括电压采集电路、电流采集电路以及温度采集电路；所述电压采集电路用于检测所述半桥逆变电路中的输入电压和输出电压；所述电流采集电路用于检测所述半桥逆变电路的输出电流；所述温度采集电路用于检测所述半桥逆变电路的工作温度；

点火电路，其与所述灯具的接口电性连接，并用于控制所述灯具打开或关闭；以及

主控电路，其与所述半桥逆变电路、所述点火电路电性连接；所述主控电路用于判断所述输入电压是否大于一个预设过载电压一，是则进行输入过压保护，并判断所述输入电压是否小于一个预设欠压电压，是则进行输入欠压保护；所述主控电路还用于判断所述输出电压是否大于一个预设过载电压二，是则进行输出过压保护；所述主控电路还用于判断所述输出电流是否大于一个预设过载电流，是则进行输出过流保护；所述主控电路用于判断所述工作温度是否大于一个预设温度，是则进行过温散热保护；所述主控电路还用于对所述半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，以调节两个输出端口的输出至所述灯具的输出功率。

2.如权利要求1所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述变压模块包括升压电路和降压电路；所述升压电路与所述交流转直流电路电性连接，并用于将所述直流电源信号升压为一个升压信号；所述降压电路与所述升压电路电性连接，并用于将所述升压信号降压为所述变压输出信号。

3.如权利要求2所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述降压电路包括晶体管M1、二极管D1、电感L1以及有极电容C1；晶体管M1的源极接地，并与所述升压电路的输出负极相接，栅极接收一个控制信号PWM，漏极与二极管D1的正极、电感L1的一端相接；二极管D1的负极与所述升压电路的输出正极相接；电感L1的另一端与有极电容C1的负极相接，并作为所述降压电路的输出负极；有极电容C1的正极与二极管D1的负极相接，并作为所述降压电路的输出正极。

4.如权利要求1所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述点火电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C2、C38，二极管D2、D3，光电隔离器OC1，三极管T1；电阻R4的一端与所述主控电路的控制口一相接，另一端与光电隔离器OC1的发光二极管的负极相接；光电隔离器OC1的发光二极管的正极接入一个电压VCC，光电隔离器OC1的光敏三极管的发射极与电阻R1的一端相接，且集电极接24V电压；电容C38的一端接地，另一端与二极管D2的负极相接并接24V电压；二极管D2的正极与二极管D3的正极相接；电阻R1的另一端与电阻R2的一端、电容C2的一端相接；电阻R2的另一端与电阻R3的一端、三极管T1的基极相接；电容C2的另一端、三极管T1的发射极以及电阻R3的另一端均接地；三极管T1的集电极与二极管D3的负极相接，并作为所述点火电路的点火接口。

5.如权利要求1所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述金卤灯控制器还包括：

散热模块，其包括多个散热风扇以及用于驱动所述散热风扇转动的光电隔离电路；在所述工作温度大于所述预设温度时，所述主控电路通过所述光电隔离电路驱动所述散热风扇转动，以实现过温散热保护。

6.如权利要求5所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述光电隔离电路包括电阻R5、R6、R7，光电隔离器OC2，电容C3、C40，二极管D4，接口XT；电阻R7的一端与所述主控电路的控制口二相接，另一端与光电隔离器OC2的发光二极管的负极相接；光电隔离器OC2的发光二极管的正极接入一个电压VCC，光电隔离器OC2的光敏三极管的发射极与电阻R5的一端相接，集电极与接口XT的接口1相接并接入24V电压；电容C40的一端接地，另一端与二极管D4的负极相接并接24V电压；二极管D4的正极与接口XT的接口2相接；电阻R5的另一端与电阻R6的一端、电容C3的一端、三极管T2的基极相接；电容C3的另一端、电阻R6的另一端以及三极管T2的发射极均接地；三极管T2的集电极与接口XT的接口2相接；其中，所述散热风扇与接口XT相接。

7.如权利要求1所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述金卤灯控制器还包括：

串口模块，其与所述主控电路电性连接，并用于供所述主控电路与外部上位机进行数据交换；以及

联网模块，其与所述主控电路电性连接，并用于供所述主控电路进行联网。

8.如权利要求7所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述串口模块为DB15接口，所述联网模块为RS485接口，所述主控电路为DSP主控电路，所述半桥逆变电路为由4个N沟道增强型IGBT构成的2路输出的半桥逆变电路。

9.如权利要求1所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器，其特征在于，所述金卤灯控制器还包括：

触摸显示模块，其与所述主控电路通过一个串口通讯接口电性连接，并用于对所述主控电路中的电源输出参数、电源启动状态、电源停止状态以及电源运行状态进行监测显示；其中，所述电源输出参数包括功率、工作模式、过载时间和过载冷却设置情况，所述电源运行状态包括当前电源输出功率、输出电压、输出电流、工作温度、点火成功次数、点火成功率、本次使用工作时间以及工作状态。

10.一种具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器的控制方法，其应用于如权利要求1-9中任意一项所述的具有两路驱动的高频方波金卤灯控制器中，其特征在于，其包括以下步骤：

对向所述灯具供电的一个电源输入信号进行电磁滤波处理，以获得一个交流电源信号；

将所述交流电源信号转换为一个直流电源信号；

对所述直流电源信号进行变压，以获得一个变压输出信号；

将所述变压输出信号逆变为一个交流供电信号；其中，所述交流供电信号通过所述输出端口向所述灯具供电；

检测所述半桥逆变电路中的输入电压、输出电压、输出电流以及工作温度；

判断所述输入电压是否大于一个预设过载电压一，是则进行输入过压保护；

判断所述输入电压是否小于一个预设欠压电压，是则进行输入欠压保护；

判断所述输出电压是否大于一个预设过载电压二，是则进行输出过压保护；

判断所述输出电流是否大于一个预设过载电流，是则进行输出过流保护；

判断所述工作温度是否大于一个预设温度，是则进行过温散热保护；

对所述半桥逆变电路进行脉冲宽度调制，以调节两个输出端口的输出至所述灯具的输出功率。

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