CN203896576U - 一种氙气灯安定器的电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车用照明灯具技术领域，尤其是一种氙气灯安定器的电路结构。它包括直流升压电路，直流升压电路的初级侧通过EMI抑制电路连接直流电源，直流升压电路的次级侧依次连接DC/AC全桥逆变器、高压点灯电路和氙气灯泡，直流升压电路和DC/AC全桥逆变器还分别与高速MCU控制芯片连接；EMI抑制电路的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有可控放电电路，直流电源的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有第一电压信号检测线。本实用新型通过可控放电电路和第一电压信号检测线使高速MCU控制芯片根据氙气灯直流电源端开关的开闭状态，控制可控放电电路快速地将EMI抑制电路存储的电能释放掉，缩短了照明电路的二次启动的等待时间，在降低电磁干扰和辐射的同时，提高了安定器的可靠性。

Description

一种氙气灯安定器的电路结构

技术领域

本实用新型涉及车用照明灯具技术领域，尤其是一种氙气灯安定器的电路结构。

背景技术

周知，氙气灯安定器是一种利用汽车蓄电池的12V或者24V直流电压，经过一系列的转换、控制、保护、升压、变频等动作后，产生一个瞬间23000V的点火高压对灯头进行点火，点亮后再维持85V的交流电压，保持35W氙气灯泡持续发光的重要电子元件。传统的氙气灯安定器在点灯的瞬间会产生23000V高压电磁辐射，在其稳定工作时，也会产生较大的电磁干扰和辐射，其引起电源输入端的电压纹波或者毛刺一般可以达到5V-20V，这些电磁干扰不仅会影响人员的身体健康，也会损坏汽车内利用电路连接在一起的其他电子设备，比如电磁干扰会给音响信号带来杂音、影响汽车仪表盘的正常工作等。

针对上述问题，为了能够获得更低的电磁辐射干扰，行业内通常会在电源前端加入了EMI抑制电路，这种抑制电路能够把电压的纹波和毛刺控制在0.5V以内，极大地削减了安定器的电磁波干扰。

然而，在以下情况下均需要司机重新手动关闭大灯电源开关，等待3-10秒，并再次手动开启电源开关才能获得照明，即：1、氙气灯的工作原理决定了其在灯光频繁开关的时候会出现一定概率的点不亮灯的情况；2、由氙气灯和安定器组成的车辆照明系统在外界环境温度(如强烈的机械振动、安定器电子元件局部温度过高等)的影响下可能会出现小概率的熄灭现象。由于EMI抑制电路一般包含有较大容量的电感、电容等电子元件，当灯体意外熄灭后，EMI抑制电路存储的能量无法在瞬间内被消耗，电路内部的控制MCU芯片不会瞬时掉电，而处于带电锁定状态，不能立刻再次点亮灯泡，即使关掉电源，安定器也需要3至10s才能自然缓慢地消耗掉存储的能量，在这段时间内，车灯再次上电也无法点亮灯泡；如此，极有可能导致驾驶人员陷入危险的状况中。

因此，有必要对氙气灯安定器提出更多的要求，以在进一步降低电磁干扰和电磁辐射的同时，提高氙气灯的可靠性和实用性。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单、可靠性高、电磁干扰和辐射低、氙气灯意外熄灭后二次上电时间更短的氙气灯安定器的电路结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种氙气灯安定器的电路结构，它包括直流电源、直流升压电路、DC/AC全桥逆变器、高压点灯电路、高速MCU控制芯片和氙气灯泡，所述直流升压电路的初级侧通过EMI抑制电路连接直流电源，所述直流升压电路的次级侧依次连接DC/AC全桥逆变器、高压点灯电路和氙气灯泡，所述直流升压电路和DC/AC全桥逆变器还分别与高速MCU控制芯片连接；

所述EMI抑制电路的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有起到释放EMI抑制电路存储的电能的作用的可控放电电路，所述直流电源的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有用于监测直流电源的启闭状态的第一电压信号检测线。

优选地，所述可控放电电路包括放电电阻、第一MOS管和第一MOS管驱动器，所述放电电阻串接在EMI抑制电路的输出端与第一MOS管的漏极之间，所述第一MOS管的栅极通过第一MOS管驱动器连接高速MCU控制芯片，所述第一MOS管的源极接地。

优选地，所述直流电源依次通过手动开关和防反接二极管与EMI抑制电路连接，所述第一电压信号检测线的一端连接于手动开关与防反接二极管之间。

优选地，所述EMI抑制电路的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有用于监测输入电压的第二电压信号检测线，所述第一电压信号检测线与可控放电电路并联设置。

优选地，所述直流升压电路包括升压变压器、第二MOS管、第二MOS管驱动器、整流二极管和储能电容；

所述升压变压器的初级侧的一端与EMI抑制电路的输出端连接、另一端通过依次串联第二MOS管、第二MOS管驱动器连接高速MCU控制芯片，所述升压变压器的次级侧的一端接地、另一端与整流二极管的正极连接，所述整流二极管的负极与DC/AC全桥逆变器连接并通过连接储能电容后接地；

所述储能电容的接地端与DC/AC全桥逆变器之间还连接有起到对直流升压电路的输出电流进行监测作用的电流监测电阻，所述电流监测电阻通过电流信号线连接高速MCU控制芯片。

优选地，所述整流二极管的负极与高速MCU控制芯片之间还连接有用于对直流升压电路的输出电压进行监测的第三电压信号检测线。

由于采用了上述方案，本实用新型通过增加的可控放电电路和第一电压信号检测线可以使高速MCU控制芯片根据氙气灯直流电源端开关的开闭状态，控制可控放电电路是否需要快速地将EMI抑制电路存储的电能释放掉，极大的缩短了整个照明电路的二次启动的等待时间，在降低电磁干扰和辐射的同时，极大的提高了安定器的稳定性和可靠性；其电路结构简单、成本低廉，具有很强的实用性和市场推广价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理框图；

图2为本实用新型实施例的电路结构原理图；

图3为本实用新型实施例的其中一种控制程序的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种氙气灯安定器的电路结构，它包括直流电源1、直流升压电路2、DC/AC全桥逆变器3、高压点灯电路4、高速MCU控制芯片5和氙气灯泡6；其中，直流升压电路2的初级侧通过EMI抑制电路7连接直流电源1，直流升压电路2的次级侧依次连接DC/AC全桥逆变器3、高压点灯电路4和氙气灯泡6，而直流升压电路2和DC/AC全桥逆变器3还分别与高速MCU控制芯片5连接；如此，可利用汽车蓄电池、车辆电瓶等直流电源1提供的12V直流电压，经过高速MCU控制芯片5的调控、EMI抑制电路7的滤波保护、直流升压电路2的升压、DC/AC全桥逆变器3的电压转换以及高压点灯电路4等系列动作，对氙气灯泡6进行点火。

为进一步降低整个电路的电磁干扰和辐射，以及保证氙气灯泡6在频闪熄灯、意外熄灯时能够在二次开启时被瞬时点亮，在EMI抑制电路7的输出端与高速MCU控制芯片5之间连接有可控放电电路8，当氙气灯泡6发生频闪熄灯、意外熄灯时，高速MCU控制芯片5控制可控放电电路8快速地释放掉EMI抑制电路7存储的电能，有效的缩短了二次开启的时间；为使高速MCU控制芯片5能够快速、准确的监测到直流电源1的启闭状态，保证其能够精确的控制可控放电电路8动作，在直流电源1的输出端与高速MCU控制芯片5之间还连接有第一电压信号检测线。

为能够在优化可控放电电路8的电路结构的同时保证放电的效果，本实施例的可控放电电路8包括放电电阻R1、带有寄生二极管的第一MOS管M1和第一MOS管驱动器U1；其中，放电电阻R1串接在EMI抑制电路7的输出端与第一MOS管M1的漏极之间，第一MOS管M1的栅极通过第一MOS管驱动器U1连接高速MCU控制芯片5，而第一MOS管M1的源极则接地。如此，当高速MCU控制芯片5通过第一电压信号检测线监测到直流电源1掉电时，高速MCU控制芯片5会通过第一MOS管驱动器U1立刻打开第一MOS管M1，使放电电阻R1高速的释放掉EMI抑制电路7所储存的电能，从而保证氙气灯泡6的二次启动。

为能够有效隔离EMI抑制电路7对第一电压信号检测线造成干扰，在直流电源1与EMI抑制电路7之间可通过手动开关K和防反接二极管D4进行依次连接，而第一电压信号检测线的一端则连接在手动开关K和防反接二极管D4之间。如此，通过将第一电压信号检测线设置于防反接二极管D4之前，在利用防反接二极管D4防止直流电源1正负极被意外反接而损坏电路元件的同时，也可通过防反接二极管D4隔断EMI抑制电路7与直流电源1之间的电压影响，保证第一电压信号检测线检测到的是直流电源1的输出电压，而非EMI抑制电路7的电压；另外，手动开关K可以理解为驾驶员开关车灯的开关。

为能够高速MCU控制芯片5能够准确的采集到经EMI抑制电路7处理后的输入电压，便于高速MCU控制芯片5对电路整体的控制，在EMI抑制电路7的输出端与高速MCU控制芯片5之间还连接有第二电压信号检测线，第二电压信号检测线与可控放电电路8并联设置。

同时，本实施例的直流升压电路2包括升压变压器T1、第二MOS管M2、第二MOS管驱动器U2、整流二极管D2和储能电容C1；其中，升压变压器T1的初级侧的一端与EMI抑制电路7的输出端连接、另一端通过依次串联第二MOS管M2、第二MOS管驱动器U2连接高速MCU控制芯片5，升压变压器T1的次级侧的一端接地、另一端与整流二极管D2的正极连接，整流二极管D2的负极与DC/AC全桥逆变器3连接并通过连接储能电容C1后接地；同时，储能电容C1的接地端与DC/AC全桥逆变器3之间还连接有起到对直流升压电路2的输出电流进行监测作用的电流监测电阻R2，电流监测电阻R2通过电流信号线连接高速MCU控制芯片5。如此，高速MCU控制芯片5通过电流信号线监测到直流升压电路2的输出电流低于正常设定值时，也可实现整个电路的快速动作，保证氙气灯泡6的快速二次启动。

另外，在整流二极管D2的负极与高速MCU控制芯片5之间还连接有用于对直流升压电路2的输出电压进行监测的第三电压信号检测线，以保证高速MCU控制芯片5的多项信号采集，进而便于其对整个电路结构的控制。

根据现有安定器的使用情况以及需求，为保证整个安定器的性能，本实施例的电路可采用如图3所示的方法进行流程方面的控制，即在现有的安定器的控制流程中增加一下动作事项：

如果高速MCU控制芯片5通过电流信号线监测到直流升压电路2的输出电流低于正常值时，正常值在0.3-1A，一旦发生熄灯问题，会检测到接近0A的电流，通过程序设定，比如当低于0.05A即表示灯熄灭了，高速MCU控制芯片5作如下动作：

X:如果高速MCU控制芯片5通过第一电压信号检测线监测到电压还处于9-32V的正常范围为，高速MCU控制芯片5会确认氙气灯泡6意外熄灭，会瞬时主动二次点灯，以点亮氙气灯泡6。

考虑到安全性，可对X动作的点灯次数进行限制，如20次。

Y:如果高速MCU控制芯片5通过第一电压信号检测线监测到直流电源1的电压低于正常值时，现有的汽车供电系统的电压极限范围为9-32V(一般情况为小汽车9-16V，大卡车16-32V)，如果直流电源端掉电，此处电压会接近0V，可以通过程序设定，比如当低于0.1V即表示电源掉电)，高速MCU控制芯片5会立刻打开第一MOS管M1大约0.1s，使放电电阻R1高速释放掉EMI抑制电路7存储的电能，瞬时进入待点灯状态；由于现有的安定器需要3s-10s的延迟才能再次点灯，而通过高速MCU控制芯片5的放电指令，可以在0.1s左右放掉EMI抑制电路7存储的电能，也就是说灭灯后仅需要0.1s的时间延迟就可以立刻进行二次点灯，如此可保证延迟时间远短于驾驶人员的手动频闪动作的时间间隔，而完全不影响手动二次点灯。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种氙气灯安定器的电路结构，它包括直流电源、直流升压电路、DC/AC全桥逆变器、高压点灯电路、高速MCU控制芯片和氙气灯泡，所述直流升压电路的初级侧通过EMI抑制电路连接直流电源，所述直流升压电路的次级侧依次连接DC/AC全桥逆变器、高压点灯电路和氙气灯泡，所述直流升压电路和DC/AC全桥逆变器还分别与高速MCU控制芯片连接；其特征在于：

所述EMI抑制电路的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有起到释放EMI抑制电路存储的电能的作用的可控放电电路，所述直流电源的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有用于监测直流电源的启闭状态的第一电压信号检测线。

2.如权利要求1所述的一种氙气灯安定器的电路结构，其特征在于：所述可控放电电路包括放电电阻、第一MOS管和第一MOS管驱动器，所述放电电阻串接在EMI抑制电路的输出端与第一MOS管的漏极之间，所述第一MOS管的栅极通过第一MOS管驱动器连接高速MCU控制芯片，所述第一MOS管的源极接地。

3.如权利要求1或2所述的一种氙气灯安定器的电路结构，其特征在于：所述直流电源依次通过手动开关和防反接二极管与EMI抑制电路连接，所述第一电压信号检测线的一端连接于手动开关与防反接二极管之间。

4.如权利要求3所述的一种氙气灯安定器的电路结构，其特征在于：所述EMI抑制电路的输出端与高速MCU控制芯片之间还连接有用于监测输入电压的第二电压信号检测线，所述第一电压信号检测线与可控放电电路并联设置。

5.如权利要求4所述的一种氙气灯安定器的电路结构，其特征在于：所述直流升压电路包括升压变压器、第二MOS管、第二MOS管驱动器、整流二极管和储能电容；

所述升压变压器的初级侧的一端与EMI抑制电路的输出端连接、另一端通过依次串联第二MOS管、第二MOS管驱动器连接高速MCU控制芯片，所述升压变压器的次级侧的一端接地、另一端与整流二极管的正极连接，所述整流二极管的负极与DC/AC全桥逆变器连接并通过连接储能电容后接地；

所述储能电容的接地端与DC/AC全桥逆变器之间还连接有起到对直流升压电路的输出电流进行监测作用的电流监测电阻，所述电流监测电阻通过电流信号线连接高速MCU控制芯片。

6.如权利要求5所述的一种氙气灯安定器的电路结构，其特征在于：所述整流二极管的负极与高速MCU控制芯片之间还连接有用于对直流升压电路的输出电压进行监测的第三电压信号检测线。