一種恆功率控制電路的製作方法

2023-10-31 07:09:22 1

專利名稱：：一種恆功率控制電路的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及金滷燈控制領域，具體是指一種應用於金滷燈的電子鎮流器內的恆功率控制電路。
背景技術：
：金滷燈是一種靠高溫使金屬滷化物的混合蒸氣產生電弧放電發光的放電燈。金屬滷化物燈由於光效高、顯色性能好、壽命長，同時具有功率高、體積小的優點，使其成為21世紀人類應用最廣泛、最具有前途的照明光源之一。金滷燈啟動時，鎮流器提供適當的電壓使電弧管擊穿。當金滷燈放電管中的氣體電離化後，電極間的電阻會迅速降低，鎮流器必須限制電流以保護電極，避免電流過大使電極過熱損壞。而當電流通過擊穿的電弧管，管內的氣體被加熱並形成氣壓從而導致電阻增加，而增加電阻會進一步加熱氣體使氣壓進一步上升，此時鎮流器必須控制電壓和電流以使金滷燈能夠在適當的功率範圍內工作，否則氣壓的不斷增加會直接影響金滷燈的工作電壓不能維持電極間的放電而導致熄滅。因此對於鎮流器而言，提供適當的電壓啟動並維持電弧，同時控制電流以使金滷燈在正常的功率下運行非常重要，不合適的鎮流器會直接影響金滷燈的工作性能並縮短光源的使用壽命。目前，電子金滷燈的鎮流器控制方式有很多種，但普遍存在控制不理想(產品可靠性差)或成本高的缺點。
實用新型內容本實用新型需解決的問題是提供一種元器件少、結構簡潔且通用性強、可靠性高的金滷燈電子鎮流器內的恆功率控制電路。根據以上需解決的問題本實用新型採取的方案為提供一種恆功率控制電路，包括燈電壓採樣電路、燈電流採樣電路和串聯於供電迴路中的PWM調節器，所述電壓採樣電路與一內帶AD採樣功能的單片機的信號採樣端連接，單片機轉換輸出端依次連接一功率放大電路和一加法器電路，所述加法器信號輸入端同時與電流採樣電路連接，加法器信號輸出端與P麗調節器調節端連接。進一步的，所述功率放大電路採用集成運放組成的射極跟隨器電路；3加法器電路也採用集成運放組成。本實用新型所述控制電路對於燈電流的反應時間取決於加法器電路中運放的延遲時間，相對速度非常快，一般小於1US;而對於電壓的反應則主要取決於單片機的時鐘和程序的運行周期，相對比較長，剛好滿足金滷燈所需的理想控制要求。與現有技術相比，本實用新型還具有如下優點(1)點燈曲線可以人為主動自由調整並固化，整體元件數量少，結構簡潔，成本低；(2)採用單片機査表方法和硬體運算相結合的方式，達到不同功率的金滷燈系列產品控制電路的統一化，只需調整個別元件就可以實現不同功率的變換；(3)功能擴展及功率調節方便，例如可以很方便的加入溫度、溼度的傳感器，而實現極端條件下的產品自我保護功能。圖1是本實用新型實施例電路原理示意圖。具體實施方式為了便於本領域技術人員的理解，以下結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述參照圖1所示，本實用新型具體包括燈電壓採樣電路、燈電流採樣電路、PWM調節器及運算電路，所述運算電路包括內帶AD採樣功能的單片機及功率放大電路、加法器電路。所述電壓採樣電路與單片機的信號採樣端連接，單片機轉換輸出端與功率放大電路連接，所述加法器信號輸入端同時與電流採樣電路及功率放大電路輸出端連接，加法器信號輸出端與PWM調節器調節端連接。參照圖1，所述加法器電路包括集成運放U2B,所述U2B輸出端與反相輸入端間接有電容C7及串聯的電阻R8、電容C6。圖中U1A為具有A/D功能的單片機，其型號為12F675。金滷燈負載電壓經過電阻R2分壓後由U1A信號取樣腳輸入，由U1A進行模數轉換後再其經內部査表程序找到對應的佔空比數據並輸出，該數據經電阻R3、R4、電容C3、C4濾波後變為平滑的直流電平，等效數模轉換結果。所述射極跟隨器採用集成運放U2A,所述單片機輸出轉換後的直流電平經射極跟隨器將電流放大後，送入集成運放U2B的反向輸入端。燈負載電流經電4阻R10採樣後也送入U2B的反向輸入端，兩個信號矢量相加後，由U2B輸出端輸出信號給P麗調節器，用以調節P麗調節器輸出信號，進而調節供電迴路中燈的電流、電壓。U2B輸出端信號的計算公式為R7M+。U2B的輸出電平通過調整PWM調節器輸出信號的佔空比，進而改變其輸出能量即輸出電流或電壓。反饋至上述電流、電壓採樣單元，在燈電壓處於任一值時，單片機都會輸出一個對應的值並輸入到U2B的反向輸入端，如果此時燈電流偏大，則U2B輸出電壓Uo會立即升高，調整PWM佔空比致使燈電流下降；如果燈電流偏小則PWM佔空比會被調整上升，致使燈電流增大，最終使得負載輸出端電壓電流關係嚴格按照設定曲線圖變化。單片機的查表值遵循金滷燈的電流電壓曲線要求，在燈負載電壓為5ov以上範圍使得Uo-URK)nj^K,—R9(ir+^^),1^1為電路綜合常數，而在燈負載電壓小於50V時，使得Uo=UR1Q*K1+Uk^B,—R9(i+^TF),其中B2是個人工變量，並無數學關係，根據燈初期的電流曲線要求，通過實驗得到不同電壓下的不同輸出值，以修正燈的電流值。最終使得控制電路表現為燈電流電壓曲線不受燈內阻的變化而變化，不隨光源氣壓漂移而漂移。'下表為單片機內査表程序的典型數據:tableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7本實用新型在前期金滷燈剛剛開啟後能夠快速抑制電流的增加，避免電極損壞，快速進入恆功率工作狀態。實驗測得的本實用新型所述控制電路驅動下燈電流電壓曲線完全滿足金滷燈控制要求。權利要求1.一種恆功率控制電路，其應用於金滷燈電子鎮流器內，包括電壓採樣電路、電流採樣電路、串聯於供電迴路中的PWM調節器，其特徵在於所述電壓採樣電路與一內帶AD採樣功能的單片機的信號採樣端連接，單片機轉換輸出端依次連接一功率放大電路和一加法器電路，所述加法器信號輸入端同時與電流採樣電路連接，加法器信號輸出端與PWM調節器調節端連接。2.根據權利要求1所述的恆功率控制電路，其特徵在於所述功率放大電路採用集成運放U2A組成的射極跟隨器電路。3.根據權利要求1或2所述的恆功率控制電路，其特徵在於所述加法器電路包括集成運放U2B，所述U2B輸出端與反相輸入端間接有電容C7及串聯的電阻R8、電容C6;所述射極跟隨器電路的輸出信號與電流採樣信號經U2B反相輸入端輸入，進行矢量疊加後由U2B輸出端輸出給P麗調節器。4.根據權利要求1所述的恆功率控制電路，其特徵在於所述單片機型號為12F675.專利摘要本實用新型公開了一種應用於金滷燈的電子鎮流器內的恆功率控制電路。所述電路包括電壓採樣電路、電流採樣電路、PWM調節器，所述電壓採樣電路與一內帶AD採樣功能的單片機連接，單片機轉換輸出端依次與一功率放大電路和一加法器電路連接；同時，所述電流採樣電路與加法器信號輸入端連接，加法器信號輸出端與PWM調節器調節端連接。本實用新型利用普通運算放大器的兩象限工作方式，利用單片機進行模數轉換及編程運算，通過很少的外圍元件實現了電流與電壓的矢量在局部範圍相乘效果，有效迴避了普通乘法電路或軟體電路的低速度缺陷；同時通過在局部範圍屏敝某變量或加重某變量的權值，從而實現理想的可以只有調節的控制曲線。文檔編號H05B41/36GK201403241SQ200920052288公開日2010年2月10日申請日期2009年3月6日優先權日2009年3月6日發明者張雲成申請人:惠州市日野電子有限公司;張雲成