一種高強度放電燈控制電路板的製作方法

2023-10-09 07:32:39

專利名稱：一種高強度放電燈控制電路板的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種照明裝置控制電路結構，具體涉及一種高強度放電燈控制電路板。
背景技術：
高強度放電燈(HID,High_intensity discharge),是指石英管內部灌入包括氣氣在內的惰性氣體混合體，通過高壓脈衝激發管內的氙氣，從而在兩個電極之間形成電弧並發光的燈具，簡稱氙氣燈。採用氙氣燈作為汽車前大燈的照明裝置被稱為高強度放電燈照明裝置。氙氣燈亮度高，是傳統滷素燈泡的三倍，發出的亮色調與太陽光比較接近，消耗功率低，工作時所需的電流量僅為3. 5A，且不受車上電壓波動影響，大幅度提高了夜間行車的可視度和安全性。同時，氙氣燈使用壽命比傳統滷素燈泡長10倍，與汽車使用壽命差不多， 被譽為二十一世紀革命性汽車照明產品。因此，氙氣燈取代傳統滷素燈將是汽車照明發展的大勢所趨。現有的高強度放電燈的內部控制電路主要由線纜、外部接口、電能轉換電路、氙氣燈接口電路等組成，由於電路繁多複雜，導致連接各電路設備時使用的線纜繁多，同時導致總成本較高，當汽車處於惡劣的工況時，經常性的震動使得高強度放電燈內的各個控制電路連接不夠牢固，使得高強度放電燈照明裝置可靠性低，還降低了汽車夜間駕駛時的安全性。

實用新型內容本實用新型實施例提供了一種高強度放電燈控制電路板，用於將高強度放電燈內各控制電路安裝在一個電路板上，取消連接各控制電路的線纜，降低高強度放電燈的重量和成本，有效節省安裝空間，且電路連接牢靠，提高了高強度放電燈的可靠性。一種高強度放電燈控制電路板，包括外部接口、電能變換單元、氙氣燈接口電路單元、連接橋；所述外部接口與所述電能變換單元一側電連接，所述外部接口用於將外部電壓輸入所述電能變換單元；所述電能變換單元通過所述連接橋電連接氣氣燈接口電路單元，所述電能變換單元用於接收所述外部接口輸入的外部電壓，並轉換為高壓脈衝信號，通過連接橋傳輸到所述氙氣燈接口電路單元；所述氙氣燈接口電路單元用於電連接高強度放電燈的電源輸入端，用於將所述高壓脈衝信號再次升壓，將升壓產生的高電壓輸出給高強度放電燈；所述高電壓為大於高強度放電燈啟動電壓23kV的電壓。可選的，電能變換單元還用於接收所述外部接口輸入的外部電壓，並轉換成交流電，通過連接橋發送給所述氙氣燈接口電路單元；所述氙氣燈接口電路單元還用於將所述交流電輸出給高強度放電燈，為高強度放電燈提供恆定功率的電能，以使高強度放電燈持續發光。可選的，所述電能變換單元由直流變換單元和全橋變換單元組成；所述直流變換單元用於接收外部接口輸入的汽車電源電壓12V，並將汽車電源電壓12V變換為電壓400V ；所述全橋變換單元用於將所述電壓400V由直流電壓變換為交流電壓，通過所述連接橋輸出到所述氙氣燈接口電路單元。可選的，所述氙氣燈接口電路單元包括啟動電路和維持電路；所述啟動電路用於接收電能變換單元輸入的所述高壓脈衝信號並將其再次升壓， 將升壓產生的高電壓輸出到高強度放電燈的電源輸入端，使高強度放電燈導通發光；所述維持電路用於控制導通後的高強度放電燈，以使高強度放電燈維持恆定功率持續發光。可選的，所述高強度放電燈控制電路板還包括設置在所述高強度放電燈控制電路板邊緣的閉環屏蔽金屬圈，用於降低高強度放電燈控制電路板對外界的輻射幹擾和傳導幹擾。可選的，所述連接橋包括絕緣裝置、啟動通道、功率通道和屏蔽裝置；所述絕緣裝置包括U型缺口和連接塊；所述連接塊用於將所述電能變換單元和所述氙氣燈接口電路單元連接，所述屏蔽裝置安裝在所述絕緣裝置的連接塊上面，其外殼由輕金屬壓制而成，用於屏蔽所述高壓脈衝信號對高強度放電燈控制電路板本身以及周圍環境的電磁幹擾；所述連接塊兩側各設置有一所述U型缺口，所述U型缺口與所述連接塊相配合，避免所述氙氣燈接口電路單元產生的高電壓對所述電能變換單元產生電磁幹擾；所述啟動通道由兩根高耐壓導線組成，用於將電能變換單元產生的高壓脈衝信號傳輸到氙氣燈接口電路單元；所述功率通道由兩根導線組成，用於將電能變換單元產生的交流電傳輸到氙氣燈接口電路單元，以維持高強度放電燈持續發光。從以上技術方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優點本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板，包括外部接口、電能變換單元、氙氣燈接口電路單元和連接橋；所述外部接口與所述電能變換單元一側電連接，外部接口用於將外部電壓輸入所述電能變換單元；電能變換單元通過連接橋電連接氙氣燈接口電路單元，電能變換單元用於接收外部接口輸入的外部電壓，並轉換為高壓脈衝信號，通過連接橋傳輸到氙氣燈接口電路單元；氙氣燈接口電路單元與高強度放電燈的電源端電連接，用於將所述高壓脈衝信號再次升壓，將產生的高電壓輸出到高強度放電燈；所述高電壓為大於高強度放電燈的啟動電壓23kV的電壓。該高強度放電燈控制電路板將外部接口、電能變換單元和氙氣燈接口電路單元集成到一起，取消了連接時需要的線纜，有效節省了安裝空間， 增強了內部電路連接的可靠性，並且降低了高強度放電燈控制電路板的重量和成本，增強了其市場競爭力。

圖I為本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板的基本結構示意圖；圖2為本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板的原理圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。本實用新型提供了一種高強度放電燈控制電路板，該高強度放電燈控制電路板將外部接口 I、電能變換單元2和氙氣燈接口電路單元3集成到一起，取消了連接時需要的線纜，有效節省了安裝空間，增強了電路連接的可靠性，並且降低了高強度放電燈照明裝置的重量，降低了成本，增強了市場競爭力。請參閱圖1，圖I為本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板的基本結構示意圖。如圖I所示，該高強度放電燈控制電路板包括外部接口 I、電能變換單元2、氙氣燈接口電路單元3和連接橋4 ；外部接口 I與電能變換單元2—側電連接，外部接口 I用於將外部電壓輸入電能變換單元2 ；電能變換單元2通過連接橋4電連接氙氣燈接口電路單元3，電能變換單元2用於接收外部接口 I輸入的外部電壓，並轉換為高壓脈衝信號，通過連接橋4傳輸到氙氣燈接口電路單元3 ； 氙氣燈接口電路單元3用於電連接高強度放電燈的電源輸入端，用於將所述高壓脈衝信號再次升壓，將升壓產生的高電壓輸出給高強度放電燈；所述高電壓為大於高強度放電燈啟動電壓23kV的電壓。本實用新型中，電能變換單元2還用於接收外部接口 I輸入的外部電壓，並轉換成交流電,通過連接橋4傳輸給氙氣燈接口電路單元3 ；氙氣燈接口電路單元3還用於將所述交流電輸出給高強度放電燈，為高強度放電燈提供恆定功率的電能，以使高強度放電燈持續發光。本實用新型中，所述高強度放電燈控制電路板還包括設置在所述高強度放電燈控制電路板邊緣的閉環屏蔽金屬圈5，用於降低高強度放電燈控制電路板對外界產生的輻射幹擾和傳導幹擾。為了更清楚地闡述本實用新型的高強度放電燈控制電路板，下面通過一個具體的實施例來進行介紹，通過該實施例的闡述，本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板的優點更加明了。實施例一本實施例中，電能通過外部接口 I傳輸到電能變換單元2，變換為400V的高壓脈衝，電能變換單元2將該高壓脈衝傳輸到氙氣燈接口電路單元3，氙氣燈接口電路單元3將該高壓脈衝再次升壓，同時將升壓後的高電壓傳輸到高強度放電燈中，當再次升壓後的高電壓大於23kV時，高強度放電燈被點亮，同時電能變換單元2和氙氣燈接口電路單元3進入工作模式狀態。在高強度放電燈處於正常工作模式時，電能變換單元2首先通過氙氣燈接口單元 3向高強度放電燈提供熱燈功率P1，隨著高強度放電燈不斷被加熱，在一定時間內Pl逐步降低至功率P2，最後維持準恆定功率P2不變，進而維持高強度放電燈的亮度。需要指出的是，本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板可以控制P2的偏差不超過5W。由本實施例可以看出，本實施例提供的高強度放電燈控制電路板將外部接口 1、電能變換單元2和氙氣燈接口電路單元3集成安裝到一塊電路板上，取消了連接時需要的線纜，有效節省了安裝空間，增強了電路連接的可靠性，並且降低了高強度放電燈照明裝置的重量，降低了成本。外部接口 1電連接在電能變換單元2的一側，電能變換電路單元2通過連接橋4電連接氙氣燈接口電路單元3。外部電源經過外部接口 1傳輸到電能變換單元2， 經過升壓並且變為高壓脈衝信號後通過連接橋4傳輸到氙氣燈接口電路單元3，氙氣燈接口電路單元3將高壓脈衝信號再次升壓達到23kV，觸發氙氣燈啟動，從而點亮氙氣燈。氙氣燈啟動後，電能變換單元2通過氙氣燈接口電路單元3持續為氙氣燈提供額定功率的交流電能，以維持氙氣燈的亮度。本實用新型中，連接橋4包括絕緣裝置6、啟動通道7、功率通道8和屏蔽裝置9 ；絕緣裝置6包括U型缺口 61和連接塊62 ;連接塊62用於將電能變換單元2和氙氣燈接口電路單元3連接，屏蔽裝置9安裝在絕緣裝置6的連接塊62上面，屏蔽裝置9外殼由輕金屬壓制而成，用於屏蔽所述高壓脈衝信號對高強度放電燈控制電路板本身以及周圍環境的電磁幹擾；連接塊62兩側各設置有一 U型缺口 61，U型缺口 61與連接塊62相配合，避免氙氣燈接口電路單元3產生的高電壓對電能變換單元2產生電磁幹擾；啟動通道7由兩根高耐壓導線組成，用於將電能變換單元2產生的高壓脈衝信號傳輸到氙氣燈接口電路單元3 ；功率通道8由兩根導線組成，用於將電能變換單元2產生的交流電傳輸到氙氣燈接口電路單元3，以維持高強度放電燈持續發光。本實用新型中，電能變換單元2由直流變換單元和全橋變換單元組成；直流變換單元用於接收外部接口 1輸入的汽車電源電壓12V，並將汽車電源電壓 12V變換為電壓400V ；全橋變換單元用於將所述電壓400V由直流電壓變換為交流電壓，通過連接橋4輸出到氙氣燈接口電路單元3。本實用新型中，氙氣燈接口電路單元3包括啟動電路和維持電路；啟動電路用於接收電能變換單元2輸入的所述高壓脈衝信號並將其再次升壓，將升壓產生的高電壓輸出到高強度放電燈的電源輸入端，使高強度放電燈導通發光；維持電路用於控制導通後的高強度放電燈，以使高強度放電燈維持恆定功率持續發光。請參閱圖2，圖2為本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板的原理圖。由圖2 可知，電能變換單元2由兩級變換單元組成，第一級變換單元為直流變換單元，由DC1和DC2 組成，直流變換把外部輸入的來自汽車的電源電壓12V變換為電壓400V。第二級變換單元為全橋變換單元，全橋變換單元由Ql、Q2、Q3和Q4組成，用於將變換為400V的直流電壓變換為交流電壓。此時的400V交流電壓為高壓脈衝信號。氙氣燈接口電路單元3包括啟動電路和維持電路。啟動電路由啟動電容C1，開關放電管S1，升壓變壓器T1組成。由電能變換單元2發出的高脈衝信號傳輸給氙氣燈接口電路單元3，經過升壓變壓器T1後，得到再次升壓，當電壓大於23kV時，擊穿高強度放電燈內的惰性氣體，使高強度放電燈導通發光；維持電路由全橋Ql、Q2、Q3、Q4、升壓變壓器Tl和連接高強度放電燈的兩根導線組成，用於維持輸入到高強度放電燈的交流電能在一個恆定功率，為高強度放電燈持續供電，使高強度放電燈持續發光。從本實用新型實施例可以看出，本實用新型提供的高強度放電燈控制電路板將外部接口 I、電能變換單元2和氙氣燈接口電路單元3集成到一起，外部接口 I與電能變換單元2 —側電連接，電能變換單元2通過連接橋4電連接氙氣燈接口電路單元3，外部電壓從外部接口 I輸入到電能變換單元2，在電能變換單元2通過兩級變換後傳輸到氙氣燈接口電路單元3進行升次壓，最後傳輸到高強度放電燈的電能輸入端，從而達到點亮高強度放電燈和為其持續提供恆定功率的目的。該高強度放電燈控制電路板取消了連接時需要的線纜，有效節省了安裝空間，增強了內部電路連接的可靠性，並且降低了高強度放電燈控制電路板的重量和成本，增強了其市場競爭力。以上對本實用新型所提供的一種高強度放電燈控制電路板進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種高強度放電燈控制電路板，其特徵在於，包括外部接口(1)、電能變換單元(2)、氙氣燈接口電路單元(3)和連接橋(4)；所述外部接口(1)與所述電能變換單元(2) —側電連接，所述外部接口(1)用於將外部電壓輸入所述電能變換單元(2);所述電能變換單元(2)通過所述連接橋(4)電連接氙氣燈接口電路單元(3)，所述電能變換單元(2)用於接收所述外部接口(1)輸入的外部電壓，並轉換為高壓脈衝信號，通過連接橋(4)傳輸到所述氙氣燈接口電路單元(3)；所述氙氣燈接口電路單元(3)用於電連接高強度放電燈的電源輸入端，將所述高壓脈衝信號再次升壓，將升壓產生的高電壓輸出給高強度放電燈；所述高電壓為大於高強度放電燈啟動電壓23kV的電壓。
2.根據權利要求1所述的高強度放電燈控制電路板，其特徵在於，所述電能變換單元(2)還用於接收所述外部接口(1)輸入的外部電壓，並轉換成交流電，通過連接橋(4)發送給所述氙氣燈接口電路單元(3)；所述氙氣燈接口電路單元(3)還用於將所述交流電輸出給高強度放電燈，為高強度放電燈提供恆定功率的電能，以使高強度放電燈持續發光。
3.根據權利要求1或2所述的高強度放電燈控制電路板，其特徵在於，所述電能變換單元(2)由直流變換單元和全橋變換單元組成；所述直流變換單元用於接收外部接口(1)輸入的汽車電源電壓12V，並將汽車電源電壓12V變換為電壓400V ；所述全橋變換單元用於將所述電壓400V由直流電壓變換為交流電壓，通過所述連接橋(4)輸出到所述氙氣燈接口電路單元(3)。
4.根據權利要求1或2所述的高強度放電燈控制電路板，其特徵在於，所述氣氣燈接口電路單元(3)包括啟動電路和維持電路；所述啟動電路用於接收電能變換單元(2)輸入的所述高壓脈衝信號並將其再次升壓， 將升壓產生的高電壓輸出到高強度放電燈的電源輸入端，使高強度放電燈導通發光；所述維持電路用於控制導通後的高強度放電燈，以使高強度放電燈維持恆定功率持續發光。
5.根據權利要求4所述的高強度放電燈控制電路板，其特徵在於，所述高強度放電燈控制電路板還包括設置在所述高強度放電燈控制電路板邊緣的閉環屏蔽金屬圈(5)，用於降低高強度放電燈控制電路板對外界的輻射幹擾和傳導幹擾。
6.根據權利要求1所述的高強度放電燈控制電路板，其特徵在於，所述連接橋(4)包括絕緣裝置(6)、啟動通道(7)、功率通道(8)和屏蔽裝置(9)；所述絕緣裝置(6)包括U型缺口(61)和連接塊(62);所述連接塊(62)用於將所述電能變換單元(2)和所述氙氣燈接口電路單元(3)連接，所述屏蔽裝置(9)安裝在所述絕緣裝置(6)的連接塊(62)上面，其外殼由輕金屬壓制而成，用於屏蔽所述高壓脈衝信號對高強度放電燈控制電路板本身以及周圍環境的電磁幹擾；所述連接塊(62)兩側各設置有一所述U型缺口(61)，所述U型缺口(61)與所述連接塊(62)相配合，避免所述氙氣燈接口電路單元(3)產生的高電壓對所述電能變換單元(2)產生電磁幹擾；所述啟動通道(7)由兩根高耐壓導線組成，用於將電能變換單元(2)產生的高壓脈衝信號傳輸到氙氣燈接口電路單元(3)；所述功率通道⑶由兩根導線組成，用於將電能變換單元⑵產生的交流電傳輸到氙氣燈接口電路單元(3)，以維持高強度放電燈持續發光。
專利摘要本實用新型實施例公開的高強度放電燈控制電路板將外部接口、電能變換單元和氙氣燈接口單元集成到一塊電路板上，取消了連接時需要的線纜，節省安裝空間，增強電路連接的可靠性，減輕高強度放電燈照明裝置的重量，降低了成本。所述外部接口電連接在電能變換單元的一側，電能變換單元通過連接橋電連接氙氣燈接口電路單元。外部電源經過外部接口傳輸到電能變換單元，經過升壓並變為交流電後通過連接橋傳輸到氙氣燈接口電路單元，經再次升壓達到23kV時觸發氙氣燈啟動，從而點亮氙氣燈。氙氣燈啟動後，電能變換單元通過氙氣燈接口電路持續為氙氣燈提供額定功率的交流電能，以維持氙氣燈的亮度。
文檔編號H05B41/36GK202353907SQ201120462698
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者張天水, 龔永飛 申請人:北京經緯恆潤科技有限公司