CN201294673Y - 数/模信号叠加反馈电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及数/模信号叠加反馈电路，应用于高强度气体放电灯电子镇流器的电路中，其包括电压采样电路、电流采样电路、数/模转换电路、叠加跟随器电路和微处理器；采样电路把灯管电压和电流信号送给微处理器相乘计算功率，微处理器输出的数字功率信号经过数/模转换电路转换成与之对应的模拟信号送入叠加跟随器电路B，同时采样的电流信号也进入叠加跟随器电路A，叠加跟随器电路A、B两者共同输出数/模叠加反馈信号。本实用新型可让表征灯管电流和功率的模拟信号和数字信号互相补偿，叠加输出，实现灯管起辉特性需求和稳定后的恒功率输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子镇流器中的电路，具体涉及高强度气体放电灯电子镇流器中的电路。
背景技术
高强度气体放电灯光效高，显色性好，已经被广泛应用于各类照明场合，与其相配套的电子镇流器也随之发展。高强度气体放电灯具有独特的电气特性，它可以分为两个工作阶段：起辉阶段和稳态阶段。在起辉阶段，灯管呈现负阻特性，即在此阶段内，灯管电流逐渐减小，电压逐渐升高，功率逐渐增大；等到电流和电压都达到额定值后进入稳态阶段，此时灯管呈现正阻特性，在此阶段内，电流和电压呈正比例关系，即同时增大或同时减小，但是，灯管稳态阶段也存在特性跳变，这就要求电子镇流器能够同时满足起辉阶段和稳态阶段的负载特性要求。
高强度气体放电灯的这一负载特性，对电子镇流器的控制部分提出了相当高的要求：在起辉阶段，镇流器提供稳定的电流加热灯管内气体，拉升灯管电压；在稳态阶段，必须做到恒功率控制，因为高强度气体放电灯的一致性很差，不同厂商、不同批次的灯管的稳态电压和电流往往有很大差异，这会影响灯管的稳态功率，缩短灯管寿命。若使用通用的PWM控制芯片，无法同时满足两个工作阶段特性，而如果使用MCU来控制，则由于电子镇流器恶劣的工作环境，无法保证单片机可靠稳定工作，一旦出现死机或者程序跑飞则整个系统陷入崩溃。在当前市场上的各种高强度气体放电灯电子镇流器中，主流产品的核心控制部分都使用专用芯片，这些专用芯片都不同程度的存在稳定性和功能完整性的缺陷。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型设计一种能够同时满足起辉阶段和稳态阶段的负载特性要求，稳定性和功能完整性好的数/模信号叠加反馈电路，其可应用于高强度气体放电灯电子镇流器中，也可应用于包含逆变电路的各种电源产品。
本实用新型所采用的技术方案为：数/模信号叠加反馈电路，其特征在于该电路包括电压采样电路、电流采样电路、数/模转换电路、叠加跟随器电路和微处理器；电压采样电路和电流采样电路采样灯管电压和电流，并送给微处理器相乘计算功率，微处理器输出的数字功率信号经过数/模转换电路转换成与之对应的模拟信号送入叠加跟随器电路B，同时采样的电流信号也进入叠加跟随器电路A，叠加跟随器电路A、B两者共同输出数/模叠加反馈信号到DC/AC PWM控制电路。
所述微处理器还接收来自DC/AC PWM控制电路的低频换相信号以判断整流效应。
所述电压采样电路包括电压互感器，其次级连接全桥整流，经运算放大器和电阻构成的放大电路，得到直流电压信号并送入所述微处理器。
所述电流采样电路包括电流互感器，其次级连接全桥整流，经运算放大器和电阻构成的放大电路，得到直流电流信号并送入所述微处理器及送入所述叠加跟随器电路A。
所述数/模转换电路由电阻组成电阻网络实现数/模转换，并把转换后的模拟信号送入叠加跟随器电路B。
所述叠加跟随器电路A和叠加跟随器电路B均由运算放大器和二级管组成，运算放大器输出端与二极管阳极连接，二极管阴极与运算放大器反相输入端连接，数字信号和模拟信号经该两个电路叠加成数/模叠加反馈信号并送入DC/ACPWM控制电路。。
本实用新型的有益效果：本实用新型可让表征灯管电流和功率的模拟信号和数字信号互相补偿，叠加输出，实现灯管起辉特性需求和稳定后的恒功率输出，并最终满足系统的功能需求和提高系统的可靠性。
附图说明
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型示意框图；
图2为本实用新型实施例电路示意图。
具体实施方式
参见图1，包括电压采样电路1、电流采样电路4、数/模转换电路3、叠加跟随器电路A6，叠加跟随器电路B5和微处理器2；电压采样电路1和电流采样电路4采样灯管电压和电流，并送给微处理器2相乘计算功率，微处理器2输出的数字功率信号经过数/模转换电路3转换成与之对应的模拟信号送入叠加跟随器电路B5，同时采样的电流信号也进入叠加跟随器电路A6，叠加跟随器电路A、B两者共同输出数/模叠加反馈信号。微处理器2还接收来自DC/ACPWM控制电路的低频换相信号以判断整流效应。
所述微处理器2可为单片机、ARM或DSP(数字信号处理器)。
实施例
参见图2，电压采样电路1包括电压互感器，其次级连接全桥整流，全桥整流由二级管D6-D9构成，运算放大器U1C和电阻R4-R6构成放大器电路，得到直流电压信号并送入单片机的AD1口。电流采样电路4包括电流互感器、其次级连接全桥整流，全桥整流由二级管D1-D4构成、运算放大器U1A和电阻R1-R3构成放大器电路，得到直流电流信号送入单片机的AD2口，同时还进入叠加跟随器电路A6。叠加跟随器电路A6由运算放大器U1B和二级管D5组成，运算放大器U1B输出端与二极管D5阳极连接，二极管D5阴极与运算放大器U1B反相输入端连接；叠加跟随器电路B5由运算放大器U1D和二级管D10组成，运算放大器U1D输出端与二极管D10阳极连接，二极管D10阴极与运算放大器U1D反相输入端连接。数/模转换电路由电阻R7～R23组成电阻网络实现数/模转换，并把转换成的数/模叠加反馈信号送入DC/AC PWM控制电路。
在本实施例中，单片机也可用ARM或DSP(数字信号处理器)来取代。
本实用新型电路的特点：
1、运算放大器U1B和二级管D5以及运算放大器U1D和二级管D10分别组成叠加跟随电路，运算放大器U1B的正相输入端和运算放大器U1D的正相输入端信号经过该电路后叠加成一个数/模叠加反馈信号送给DC/AC PWM控制电路，电势高的输出。在起辉阶段，运算放大器U1B的正相输入端电流信号比功率信号电势高，电流环起控制作用；在稳态阶段，运算放大器U1D的正相输入端的功率信号已经高于电流信号，此时控制由功率环接管，镇流器恒功率输出。
2、反馈信号由运算放大器的输出端插入二极管后再反馈到运算放大器的输入比较端，其输入信号和输出端二极管阴极的端信号传输失真度非常小，多路输出信号并联时，高电位的信号不受其它低电位信号干扰。运算放大器U1B和二极管D5、运算放大器U1D和二极管D10组成的电路，实现了电流信号和功率信号的叠加输出。
3、在复杂、恶劣的工作环境下，单片机的稳定性将面临挑战，会时常程序跑飞甚至死机。本实用新型采用数/模信号叠加后很好的解决了这一问题，当单片机由于死机或者程序跑飞而无法发出数字功率信号时，整个控制将由电流环来接管，照样可以保证镇流器的正常工作。单片机程序跑飞或死机后数十毫秒内会自动恢复，这时，系统再次进入功率控制环路。
4、高强度气体放电灯在长期工作一段时间以后，由于灯管老化往往会出现整流效应，此时灯管两个方向的电流、电压不对称，系统无法正常工作甚至崩溃。本实用新型中，单片机检测低频换相信号，结合检测到的电压、电流信号可以判断灯管是否产生整流效应，通过及时停机来解决整流效应带来的问题。
5、电阻网络R7～R23以及运算放大器U1D组成D/A转换器，将单片机发出的数字信号转换成为模拟信号。
6、利用电压互感器和电流互感器的电流源特性，其次级连接全桥整流，得到直流的电压信号和电流信号，与被检测信号呈现线性关系。
本实用新型工作原理
高强度气体放电灯的电压和电流被电压互感器和电流互感器转换成为小电流信号，通过负载电阻R1、R4以及运算放大器U1A和U1C放大，输出电流信号和电压信号到单片机的AD口，单片机将电流乘以电压得到表征功率的数字信号DA.7～DA.0，由电阻R7～R23组成的电阻网络实现数/模转换功能，把数字信号转换成与之对应的模拟信号送给运算放大器U1D，在二级管D5和二级管D10的作用下，产生数/模叠加反馈信号到DC/AC PWM控制电路。
与此同时，DC/AC PWM控制电路提供低频换相信号给单片机，单片机结合检测到的电压、电流信号判断灯管是否发生整流效应，执行保护动作。
Claims (6)
1、数/模信号叠加反馈电路，其特征在于该电路包括电压采样电路、电流采样电路、数/模转换电路、叠加跟随器电路和微处理器；电压采样电路和电流采样电路采样灯管电压和电流，并送给微处理器相乘计算功率，微处理器输出的数字功率信号经过数/模转换电路转换成与之对应的模拟信号送入叠加跟随器电路B，同时采样的电流信号也进入叠加跟随器电路A，叠加跟随器电路A、B两者共同输出数/模叠加反馈信号。
2、根据权利要求1所述的数/模信号叠加反馈电路，其特征在于所述微处理器还接收来自DC/AC PWM控制电路的低频换相信号以判断整流效应。
3、根据权利要求1所述的数/模信号叠加反馈电路，其特征在于所述电压采样电路包括电压互感器，其次级连接全桥整流，经运算放大器和电阻构成的放大电路，得到直流电压信号并送入所述微处理器。
4、根据权利要求1所述的数/模信号叠加反馈电路，其特征在于所述电流采样电路包括电流互感器，其次级连接全桥整流，经运算放大器和电阻构成的放大电路，得到直流电流信号并送入所述微处理器及送入所述叠加跟随器电路A。
5、根据权利要求1所述的数/模信号叠加反馈电路，其特征在于所述数/模转换电路由电阻组成电阻网络实现数/模转换，并把转换后的模拟信号送入叠加跟随器电路B。
6、根据权利要求1-5任一项所述的数/模信号叠加反馈电路，其特征在于所述叠加跟随器电路A和叠加跟随器电路B均由运算放大器和二级管组成，运算放大器输出端与二极管阳极连接，二极管阴极与运算放大器反相输入端连接，数字信号和模拟信号经该两个电路叠加成数/模叠加反馈信号并送入DC/AC PWM控制电路。
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| CN102055450A (zh) * | 2009-11-10 | 2011-05-11 | 上海复展照明科技有限公司 | 一种气体放电灯电子镇流器假负载及其实现方法 |
| CN101431851B (zh) * | 2008-10-30 | 2012-06-20 | 安徽长远绿色能源有限公司 | 数/模信号叠加反馈电路 |
| CN107425845A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-12-01 | 华为技术有限公司 | 一种叠加运算电路及浮动电压数模转换电路 |
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN101431851B (zh) * | 2008-10-30 | 2012-06-20 | 安徽长远绿色能源有限公司 | 数/模信号叠加反馈电路 |
| CN102055450A (zh) * | 2009-11-10 | 2011-05-11 | 上海复展照明科技有限公司 | 一种气体放电灯电子镇流器假负载及其实现方法 |
| CN107425845A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-12-01 | 华为技术有限公司 | 一种叠加运算电路及浮动电压数模转换电路 |
| WO2018205832A1 (zh) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | 华为技术有限公司 | 一种叠加运算电路及浮动电压数模转换电路 |
| US10804923B2 (en) | 2017-05-08 | 2020-10-13 | Huawei Technologies Co., Ltd | Superposition operation circuit and float-voltage digital-to-analog conversion circuit |
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