Hid燈高頻驅動電路的製作方法
2023-05-28 15:37:31
專利名稱：Hid燈高頻驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及驅動電路，特別涉及一種HID燈高頻驅動電路。
背景技術：
高強度氣體放電燈(簡稱HID燈)採用高頻電子驅動電路，在一定的頻率時會發生聲諧振現象，這是個令人頭痛的問題。原因是:在採用高頻電源驅動HID燈，管內壓力波會從管內壁來回反射，當高頻電流的相位與其相同，根據物理的駐波原理，此時會產生燈管與管壁共振。而共振頻率與電弧管的尺寸相關。共振蕩頻率並非是單一的，包含一階基波和高階諧波。只要驅動電流的頻率與其中的一個相同，就有可能產生共振現象。該共振會使電弧不穩定，出現電弧彎曲、翻滾、搖晃，直至電弧管爆裂。電弧管共振的頻率與放電管的形狀、尺寸、管中氣體壓力、溫度、燈的使用時間相關，共振點會不時有所變化。為此現有的HID燈高頻驅動電路一般都是採用電子鎮流器來解決此問題，如中國專利申請號:201110454943.8，公開了一種HID燈電子鎮流器，包括EMI濾波及整流電路，有源功率因數校正電路，高頻半橋逆變電路，點燈電路，高頻半橋逆變驅動電路，還包括恆功率控制電路，該恆功率控制電路的輸入端與有源功率因數校正電路輸出端相連，該恆功率控制電路的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連，該恆功率控制電路採集所述有源功率因數校正電路輸出端的電流，並輸出不同的控制信號給高頻半橋逆變驅動電路，從而調節高頻半橋逆變驅動電路中控制晶片的工作頻率、實現HID燈泡功率的校正和/或調節。又如中國專利申請號:200810189276.3，公開了一種HID燈電子鎮流器，包括橋式整流濾波電路、二次濾波電路、放電電路、高頻變壓器、全橋驅動電路、單片機驅動全橋電路、單片機、直流降壓電路、檢測電路、雙向反激式變壓器和PWM控制電路，即在現有HID燈電子鎮流器的基礎上採用了能產生負電壓的雙向反激式變壓器替代現有HID燈電子鎮流器的單向反激式變壓器，採用功率因數高、一階系統穩定性好，負載響應速度快的PWM控制電路代替現有HID燈電子鎮流器的SPWM控制電路。現有的HID燈高頻驅動電路仍需採用電感鎮流器來解決聲共振的問題，且其成本高，電路結構複雜。
發明內容
因此，針對上述的問題，本發明提出一種使HID燈的高頻方波的頻率出現一定程度的抖動，在運行中破壞駐波的產生，消除了聲諧振現象，克服HID燈高頻驅動電路的不利因素，電路結構簡單，成本低又可靠的HID燈高頻驅動電路。為解決此技術問題，本發明採取以下方案:HID燈高頻驅動電路，包括EMI濾波及整流電路、有源功率因數校正電路、半橋驅動電路、高頻振蕩電路、電流電壓保護電路、HID啟動電路和HID燈，所述EMI濾波及整流電路輸出端與有源功率因數校正電路輸入端相連接，所述有源功率因數校正電路輸出端分別與高頻振蕩電路電源端和半橋驅動電路電源端相連接為其提供電源，所述高頻振蕩電路輸出端與半橋驅動電路輸入端相連接，所述半橋驅動電路輸出端與HID燈相連接，所述半橋驅動電路輸出經電流電壓保護電路與HID燈啟動電路輸入端相連接，所述電流電壓保護電路還與高頻振蕩電路相連接，所述HID啟動電路輸出端與HID燈相連接，還包括頻率抖動電路，所述頻率抖動電路與高頻振蕩電路輸入端相連接，所述有源功率因數校正電路輸出端與頻率抖動電路電源端相連接。進一步的，所述頻率抖動電路包括電容Cl、C2、C3、C4、電阻Rl、R2、R3、R4、二極體DB3和運算放大器IC1，所述電阻Rl —端與有源功率因數校正電路的電源輸出端相連接，另一端接電容Cl 一端、電容C3 —端和二極體DB3 —端，所述電容Cl另一端接地線，所述電容C4另一端經電阻R3與運算放大器ICl第2引腳相連接，所述二極體DB3另一端接電容C2一端和電阻R2 —端，所述電容C2另一端和電阻R2另一端接地線，所述運算放大器ICl第
1、第3引腳均與電阻R4 —端相連接，所述電阻R4另一端接電容C4 一端，電容C4另一端接高頻振蕩電路輸入端。進一步的，所述聞頻振湯電路包括PWM控制電路集成晶片IC2和振湯定時器,所述振蕩定時器由電阻R5和電容C5構成，所述PWM控制電路集成晶片IC2第2引腳接電阻R5一端和頻率抖動電路輸出端，所述PWM控制電路集成晶片IC2第3引腳接電容C5 —端，所述電阻R5另一端、電容C5另一端和所述PWM控制電路集成晶片IC2第4引腳均接地線。進一步的，所述電流電壓保護電路包括過壓保護電路、過流保護電路和延時電路。通過採用前述技術方案，本發明的有益效果是:通過採用在高頻振蕩電路前接入頻率抖動電路，即400V直流母線電壓通過Rl對Cl充電，當Cl兩端電壓達到雙向二極體DB3的開啟電壓時，DB3導通；C1通過DB3迴路放電並對C2充電，當C2兩端的電位接近DB3兩端的電位時，DB3截止；此時C2開始對R2放電，從而又導致C2高電位端電壓下降，DB3又開始導通。從而在C3的下端產生了以R2、C2迴路時間常數的低頻鋸齒波，通過C3、R3耦合到運算放大器IC1。以運算放大器ICl為中心組成了電壓跟隨器，對低頻鋸齒波進行阻抗匹配。通過R4與C4耦合到高頻振蕩器IC2的定時電阻R5上。此處，高頻振蕩器IC2是PWM控制電路集成晶片，其振蕩定時器由R5、C5組成。此處可以這樣理解由C4傳來的低頻鋸齒波信號疊加到R5的兩端，相當於給R5提供一個脈動電壓，也就是說等同於R5是一個阻值周期性變化的定時電阻。結果是，高頻振蕩器IC2產生了一個有周期性變化的頻率方波。當適當調整R2與相關器件的參數，兼顧對燈電流的影響，當抖動率控制在1%左右時，主觀上未發現燈光有閃爍感。使HID燈的高頻方波的頻率出現一定程度的抖動，在運行中破壞駐波的產生，消除了聲諧振現象，克服HID燈高頻驅動電路的不利因素，電路結構簡單，成本低又可靠，使得HID高頻驅動電路無需使用電感鎮流器來解決問題，是一個技術上的重大突破，可廣泛推廣應用。
圖1是本發明實施例的原理框 圖2是本發明實施例的電路結構 圖3是本發明實施例中頻率抖動電路和聞頻振蕩電路的電路 圖4是本發明實施例中輸入高頻振蕩器的鋸齒波實測波形 圖5是本發明實施例中HID燈兩端的電壓實測波形圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。參考圖1、圖2，本發明的HID燈高頻驅動電路，包括EMI濾波及整流電路1、有源功率因數校正電路2、半橋驅動電路3、頻率抖動電路4、高頻振蕩電路5、電流電壓保護電路
6、HID啟動電路7和HID燈8，所述EMI濾波及整流電路I輸出端與有源功率因數校正電路2輸入端相連接，所述有源功率因數校正電路2輸出端分別與頻率抖動電路4電源端、高頻振蕩電路5電源端和半橋驅動電路3電源端相連接為其提供電源，所述高頻振蕩電路5輸出端與半橋驅動電路3輸入端相連接，所述半橋驅動電路3輸出端與HID燈8相連接，所述半橋驅動電路3輸出經電流電壓保護電路6與HID燈啟動電路7輸入端相連接，所述電流電壓保護電路6還與高頻振蕩電路5相連接，所述HID啟動電路7輸出端與HID燈8相連接，所述頻率抖動電路4與高頻振蕩電路5輸入端相連接，所述電流電壓保護電路6包括過壓保護電路、過流保護電路和延時電路。參考圖3，所述頻率抖動電路4包括電容C1、C2、C3、C4、電阻R1、R2、R3、R4、二極體DB3和運算放大器IC1，所述電阻Rl —端與有源功率因數校正電路的電源輸出端相連接，另一端接電容Cl 一端、電容C3 —端和二極體DB3 —端，所述電容Cl另一端接地線，所述電容C4另一端經電阻R3與運算放大器ICl第2引腳相連接，所述二極體DB3另一端接電容C2一端和電阻R2 —端，所述電容C2另一端和電阻R2另一端接地線，所述運算放大器ICl第
1、第3引腳均與電阻R4 —端相連接，所述電阻R4另一端接電容C4 一端，電容C4另一端接高頻振蕩電路5的PWM控制電路集成晶片IC2第2引腳，所述高頻振蕩電路5包括PWM控制電路集成晶片IC2和振蕩定時器，所述振蕩定時器由電阻R5和電容C5構成，所述PWM控制電路集成晶片IC2第2引腳接電阻R5 —端和頻率抖動電路的電容C4 一端，所述PWM控制電路集成晶片IC2第3引腳接電容C5 —端，所述電阻R5另一端、電容C5另一端和所述PWM控制電路集成晶片IC2第4引腳均接地線。參考圖4、圖5，本發明通過採用在高頻振蕩電路前接入頻率抖動電路，即400V直流母線電壓通過Rl對Cl充電，當Cl兩端電壓達到雙向二極體DB3的開啟電壓時，DB3導通；C1通過DB3迴路放電並對C2充電，當C2兩端的電位接近DB3兩端的電位時，DB3截止；此時C2開始對R2放電，從而又導致C2高電位端電壓下降，DB3又開始導通。從而在C3的下端產生了以R2、C2迴路時間常數的低頻鋸齒波，通過C3、R3耦合到運算放大器ICl。以運算放大器ICl為中心組成了電壓跟隨器，對低頻鋸齒波進行阻抗匹配。通過R4與C4耦合到高頻振蕩器IC2的定時電阻R5上。此處，高頻振蕩器IC2是PWM控制電路集成晶片，其振蕩定時器由R5、C5組成。此處可以這樣理解由C4傳來的低頻鋸齒波信號疊加到R5的兩端，相當於給R5提供一個脈動電壓，也就是說等同於R5是一個阻值周期性變化的定時電阻。結果是，高頻振蕩器IC2產生了一個有周期性變化的頻率方波。當適當調整R2與相關器件的參數，兼顧對燈電流的影響，當抖動率控制在1%左右時，主觀上未發現燈光有閃爍感。使HID燈的高頻方波的頻率出現一定程度的抖動，在運行中破壞駐波的產生，消除了聲諧振現象，克服HID燈高頻驅動電路的不利因素，電路結構簡單，成本低又可靠，使得HID高頻驅動電路無需使用電感鎮流器來解決問題，是一個技術上的重大突破，可廣泛推廣應用。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護範圍。
權利要求
1.HID燈高頻驅動電路，包括EMI濾波及整流電路、有源功率因數校正電路、半橋驅動電路、高頻振蕩電路、電流電壓保護電路、HID啟動電路和HID燈，所述EMI濾波及整流電路輸出端與有源功率因數校正電路輸入端相連接，所述有源功率因數校正電路輸出端分別與高頻振蕩電路電源端和半橋驅動電路電源端相連接為其提供電源，所述高頻振蕩電路輸出端與半橋驅動電路輸入端相連接，所述半橋驅動電路輸出端與HID燈相連接，所述半橋驅動電路輸出經電流電壓保護電路與HID燈啟動電路輸入端相連接，所述電流電壓保護電路還與高頻振蕩電路相連接，所述HID啟動電路輸出端與HID燈相連接，其特徵在於:還包括頻率抖動電路，所述頻率抖動電路與高頻振蕩電路輸入端相連接，所述有源功率因數校正電路輸出端與頻率抖動電路電源端相連接。
2.根據權利要求1所述的HID燈高頻驅動電路，其特徵在於:所述頻率抖動電路包括電容Cl、C2、C3、C4、電阻Rl、R2、R3、R4、二極體DB3和運算放大器ICl，所述電阻Rl —端與有源功率因數校正電路的電源輸出端相連接，另一端接電容Cl 一端、電容C3 —端和二極體DB3 一端，所述電容Cl另一端接地線，所述電容C4另一端經電阻R3與運算放大器ICl第2引腳相連接，所述二極體DB3另一端接電容C2 —端和電阻R2 —端，所述電容C2另一端和電阻R2另一端接地線，所述運算放大器ICl第1、第3引腳均與電阻R4 —端相連接，所述電阻R4另一端接電容C4 一端，電容C4另一端接高頻振蕩電路輸入端。
3.根據權利要求1或2所述的HID燈高頻驅動電路，其特徵在於:所述高頻振蕩電路包括PWM控制電路集成晶片IC2和振蕩定時器，所述振蕩定時器由電阻R5和電容C5構成，所述PWM控制電路集成晶片IC2第2引腳接電阻R5 —端和頻率抖動電路輸出端，所述PWM控制電路集成晶片IC2第3引腳接電容C5 —端，所述電阻R5另一端、電容C5另一端和所述PWM控制電路集成晶片IC2第4引腳均接地線。
4.根據權利要求1所述的HID燈高頻驅動電路，其特徵在於:所述電流電壓保護電路包括過壓保護電路、過流保護電路和延時電路。
全文摘要
本發明涉及驅動電路，提供一種使HID燈的高頻方波的頻率出現一定程度的抖動，在運行中破壞駐波的產生，消除了聲諧振現象，電路結構簡單，成本低又可靠的HID燈高頻驅動電路，包括EMI濾波及整流電路、有源功率因數校正電路、半橋驅動電路、高頻振蕩電路、電流電壓保護電路、HID啟動電路和HID燈，所述高頻振蕩電路輸出端與半橋驅動電路輸入端相連接，所述半橋驅動電路輸出端與HID燈相連接，所述半橋驅動電路輸出經電流電壓保護電路與HID燈啟動電路輸入端相連接，所述HID啟動電路輸出端與HID燈相連接，還包括頻率抖動電路，所述頻率抖動電路與高頻振蕩電路輸入端相連接，所述有源功率因數校正電路輸出端與頻率抖動電路電源端相連接。
文檔編號H05B41/26GK103152958SQ201310073630
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優先權日2013年3月7日
發明者潘玉灼, 黃爾南, 黃靜婷 申請人:福建藍藍高科技發展有限公司, 泉州師範學院