一种数字化HID灯驱动系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种数字化HID灯驱动系统及方法，包括单片机控制部分、HID灯驱动电路及电源模块；所述单片机控制部分主要包括单片机，电连接该单片机输入端的时间检测模块、按键检测模块和光线采集模块；所述HID灯驱动电路电连接所述单片机的输出端。所述单片机包括相互电连接的微处理单元和存储单元；通过场景识别与控制，使照明设备具有自动开关、精确定时、梯度调光、自动控制保护和智能感知的功能，促进电源控制模块的数字化，提高系统的可靠性以及能效比，有效节约能源。该智能驱动电路可代替目前市场上耗能严重的电感式镇流器；经测算，在公共照明领域可节省30％-40％的电能。

【技术实现步骤摘要】
一种数字化HID灯驱动系统及方法
本专利技术涉及HID灯驱动技术，具体是指一种数字化HID灯驱动系统及方法。
技术介绍
目前，大部分照明系统的开启、调光、关断以及故障检测都需要人工干预。如路灯在深夜行人稀少时，通过人工干预减少亮灯盏数以节省电能；植物生长灯，为模拟自然光也需要调节功率等。而采用人工干预，时常出现因管理不到位，造成能源浪费的现象，特别是在公共照明的高压气体放电灯(HID灯)中，采用人工干预控制，不仅控制不够智能便捷，而且能源浪费十分突出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种数字化HID灯驱动系统及方法，使照明设备具有智能感知、自动开关、精确定时、减功调光、节能环保等功能，进一步还可以具有梯度调光以避免因灯光突变而造成人眼不适，热保护启动以提高系统启动可靠，周期变频工作以克服声谐振问题等功能。 为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是: 一种数字化HID灯驱动方法，具体包括如下步骤: 步骤10、HID灯上电，根据用户预设的开启模式工作；所述开启模式为依据设定时间判断开启的定时开启模式，或依据感知的光线强度判断开启的智能开启模式； 步骤20、HID灯开启后，根据用户预设的关断模式工作；关断模式为依据设定时间判断关断的定时关断模式，或依据感知的光线强度判断关断的智能关断模式； 步骤30、HID灯继续工作，进行按键检测，检测有操作动作，则按照按键操作处理；检测未有操作动作，则进入减功模式操作； 步骤40、根据检测到的时段判断是否进入减功模式，检测进入减功模式时，对HID灯的输出功率进行减功操作；否则返回步骤20。 所述步骤10中，定时开启模式进一步具体为:判断是否处在设定的开启时间段；当不处在开启时间段时，HID灯关闭；当处在开启时间段时，再判断是否处在热保护期间；当处在热保护期间时，HID灯关闭等待，并返回做是否处在开启时间段的判断；当处在开启时间段且不处在热保护期间时，HID灯开启。 所述步骤10中，智能开启模式进一步具体为:光线采集并判断光线强度；当光线强度不低于预设下限值时，HID灯关闭；当光线强度低于预设下限值时，再判断是否处在热保护期间；当处在热保护期间时，HID灯关闭等待，并返回做是否处在热保护期间的判断；当光线强度低于预设下限值且不处在热保护期间时，HID灯开启。 所述步骤40中，减功模式为梯度减功模式，具体为:每更新一单位时间，系统输出功率下降一个梯度，之后判断是否完成降低至一预设功率，判断未完成则继续循环操作，否则完成减功并结束操作。 一种数字化HID灯驱动系统，包括单片机控制部分、HID灯驱动电路及为整个驱动系统供电的电源模块；所述单片机控制部分主要包括单片机，电连接该单片机输入端的时间检测模块、按键检测模块和光线采集模块；所述HID灯驱动电路电连接所述单片机的输出端。 所述单片机包括相互电连接的微处理单元和存储单元；所述微处理单元的处理流程为:HID灯上电后，根据用户预设开启模式控制所述HID灯驱动电路工作；HID灯开启后，根据用户预设关断模式控制所述HID灯驱动电路工作；HID灯继续开启工作下，进行按键检测，检测有操作动作，则按照按键操作处理，检测未有操作动作，则进入减功模式操作；检测进入减功模式时，对HID灯的输出功率执行减功操作；否则返回上述HID灯开启后的相关操作。 所述开启模式包括有定时模式和智能模式；所述定时模式进一步具体为:判断是否处在设定的开启时间段；当不处在开启时间段时，HID灯关闭；当处在开启时间段时，再判断是否处在热保护期间；当处在热保护期间时，HID灯关闭等待，并返回做是否处在开启时间段的判断；当处在开启时间段且不处在热保护期间时，HID灯开启；所述智能模式进一步具体为:光线采集并判断光线强度；当光线强度不低于预设下限值时，HID灯关闭；当光线强度低于预设下限值时，再判断是否处在热保护期间；当处在热保护期间时，HID灯关闭等待，并返回做是否处在热保护期间的判断；当光线强度低于预设下限值且不处在热保护期间时，HID灯开启。 所述减功模式为梯度减功模式，具体为:每更新一单位时间，系统输出功率下降一个梯度，之后判断是否完成降低至一预设功率，判断未完成则继续循环操作，否则完成减功并结束操作。 所述HID灯驱动电路主要包括依次电连接的EMI电路、功率因数校正电路、半桥逆变电路及控制保护电路，所述半桥逆变电路电连接PWM发生器。 所述单片机和HID灯驱动电路的PWM发生器间还电连接有防声谐振电路，该防声谐振电路包括有电阻Rl、R2、R3及R4，电容Cl及C2 ;电阻Rl的一端连接单片机的相应端口，另一端依次串联电阻R2、R3后连接PWM发生器的RT定时端，电容Cl的一端接电阻Rl和R2间的连接点，电容C2的一端接电阻R2和R3间的连接点，电容Cl和C2的另一端均接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地。 采用上述方案后，本专利技术相对于现有技术的有益效果有以下几点: 一、采用单片机智能技术与功率照明驱动电路相结合，通过场景识别与控制，采用智能模式(光线感知)和定时模式来控制HID灯的自动开启与关断，可以随着不同季节自动调节开启和关闭时间； 二、具有减功调光模式，在人稀少的情况或特定时段(如半夜)，可将系统输出功率下降到一预定值(比如下降至一半功率)，减少因路面人员稀少而造成的照明能源浪费，实现有效地节约能源； 三、通过感知、定时、按键等方式，智能多样化控制照明电路，促进HID电路控制模块的数字化，提高系统的可靠性以及能效比，有效节约能源(经测算，公共照明领域可节省30% -40%的电能)； 四、进一步，减功调光采用梯度调光，即采用一设定时间内(比如半个小时内)每分钟下降一个梯度，逐级降低到一设定值(比如降低50% )，以避免因灯光突变而造成人眼的不适； 五、进一步，启动时还具有热保护启动措施，因HID灯管在关闭后因温度原因，再次启动时无法启动可能导致电路故障，通过热保护启动可以智能的启动HID灯； 六、进一步，所述防声频谐振电路创新地采用周期变频工作的方式来避免声谐振的现象，用低频信号去调制PWM发生器的高频信号，采用了在一中心频率附近，小范围不停地改变金卤灯的工作频率，降低相关频率点的能量分量，保证低于声谐振阀值能量，达到避免声谐振的发生，使电路更稳定。 【附图说明】 图1是本专利技术驱动电路的原理框图； 图2是本专利技术驱动电路控制HID灯智能开启的原理图； 图3是本专利技术驱动电路控制HID灯开启后智能工作并关断的原理图； 图4是本专利技术驱动电路控制HID灯减功梯度调光的原理图； 图5是本专利技术HID灯驱动部分的逆变控制电路； 图6是本专利技术HID灯驱动部分的周期变频工作方式电路； 图6-1是周期变频工作方式的仿真波形图； 图6-2是周期变频工作方式下两路输出波形及频率曲线图； 图6-3是本专利技术驱动电路的输入电压与输出功率之间的实验结果曲线图； 图6-4是PWM输出波形、灯电压与灯电流波形图； 图7是本专利技术掉电检测模块的电路。 标号说明 单片机控制部分I单片机10 时间检测模块 11光线采集模块12 按键检测模块 13掉电检测模块14 开关电路15防声谐振电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化HID灯驱动方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤10、HID灯上电，根据用户预设的开启模式工作；所述开启模式为依据设定时间判断开启的定时开启模式，或依据感知的光线强度判断开启的智能开启模式；步骤20、HID灯开启后，根据用户预设的关断模式工作；关断模式为依据设定时间判断关断的定时关断模式，或依据感知的光线强度判断关断的智能关断模式；步骤30、HID灯继续工作，进行按键检测，检测有操作动作，则按照按键操作处理；检测未有操作动作，则进入减功模式操作；步骤40、根据检测到的时段判断是否进入减功模式，检测进入减功模式时，对HID灯的输出功率进行减功操作；否则返回步骤20。

【技术特征摘要】
1.一种数字化HID灯驱动方法，其特征在于，具体包括如下步骤: 步骤10、HID灯上电，根据用户预设的开启模式工作；所述开启模式为依据设定时间判断开启的定时开启模式，或依据感知的光线强度判断开启的智能开启模式； 步骤20、HID灯开启后，根据用户预设的关断模式工作；关断模式为依据设定时间判断关断的定时关断模式，或依据感知的光线强度判断关断的智能关断模式； 步骤30、HID灯继续工作，进行按键检测，检测有操作动作，则按照按键操作处理；检测未有操作动作，则进入减功模式操作； 步骤40、根据检测到的时段判断是否进入减功模式，检测进入减功模式时，对HID灯的输出功率进行减功操作；否则返回步骤20。2.如权利要求1所述的一种数字化HID灯驱动方法，其特征在于，所述步骤10中，定时开启模式进一步具体为:判断是否处在设定的开启时间段；当不处在开启时间段时，HID灯关闭；当处在开启时间段时，再判断是否处在热保护期间；当处在热保护期间时，HID灯关闭等待，并返回做是否处在开启时间段的判断；当处在开启时间段且不处在热保护期间时，HID灯开启。3.如权利要求1所述的一种数字化HID灯驱动方法，其特征在于，所述步骤10中，智能开启模式进一步具体为:光线采集并判断光线强度；当光线强度不低于预设下限值时，HID灯关闭；当光线 强度低于预设下限值时，再判断是否处在热保护期间；当处在热保护期间时，HID灯关闭等待，并返回做是否处在热保护期间的判断；当光线强度低于预设下限值且不处在热保护期间时，HID灯开启。4.如权利要求1所述的一种数字化HID灯驱动方法，其特征在于，所述步骤40中，减功模式为梯度减功模式，具体为:每更新一单位时间，系统输出功率下降一个梯度，之后判断是否完成降低至一预设功率，判断未完成则继续循环操作，否则完成减功并结束操作。5.一种数字化HID灯驱动系统，其特征在于，包括单片机控制部分、HID灯驱动电路及为整个驱动系统供电的电源模块；所述单片机控制部分主要包括单片机，电连接该单片机输入端的时间检测模块、按键检测模块和光线采集模块；所述HID灯驱动电路电连接所述单片机的输出端。6.如权利要求5所述的一种数字化HID灯驱动系统，其特征在于，所述单片机包括相互电连接的微处...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘玉灼，郭丽平，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建;35