小功率HID灯驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小功率HID灯驱动电路，其降压电路采用脉宽调制式DC-DC电路，包括运算放大器、电流控制型脉宽调制器和第一开关管。本实用新型专利技术通过在降压电路的运算放大器的反相输入端连接有基准电阻，此基准电阻由可调电阻与数控电阻并联后与第三电阻相串联，全桥输出电流的反馈信号流入运放的同相输入端，此反馈信号的反馈输入值只与基准电阻的阻值有关，最终可通过控制基准电阻中的数控电阻的阻值来改变电路的输出功率(灯功率)。使用者通过操作部件对单片机控制电路发出指令，单片机控制电路输出控制信号给数控电阻，控制数控电阻的阻值，从而实现人为地自由改变HID灯的输出功率、调节HID灯亮度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及照明装置驱动电路，具体涉及一种小功率HID灯驱动电路。
技术介绍
照明光源是人类生活中不可或缺的要素，随着人口不断的增加，人们对于照明光 源之需求也日益增加。而高强度气体放电灯（HID)具有亮度高、发光效率高、不诱虫、寿命 长等良好的发光特性，因而具有研宄的价值。 现有的小功率HID灯，其驱动电路一般都只是采用从HID灯工作电流得到反馈进 行恒功率控制，无法人为地自由改变HID灯的输出功率、调节HID灯的亮度。 现有的小功率HID灯，为了有效地避免声谐振现象，在稳态时采用低频方波驱动， 这样低频方波的频率范围远低于音频共振频带，可延长HID灯的使用寿命。但如果启动时 也采用低频驱动方波进行点灯，不利于HID灯在启动时电弧的形成和维持，HID灯不易点 亮。 另外，现有HID灯的控制方式大部分只用有线电源开关，使用时只能通过现场手 动对HID灯进行调光、定时和开关灯等操作，使用不太方便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可人为地自由改变HID灯的输出功率、调节HID灯 亮度的小功率HID灯驱动电路。 为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案： 小功率HID灯驱动电路，包括依次相连接的整流滤波电路、功率因数校正电路、降 压电路和全桥逆变及点火电路，整流滤波电路的输入端连接市电电源，全桥逆变及点火电 路的输出端连接负载；还包括单片机控制电路，单片机控制电路的输出端分别与功率因数 校正电路、降压电路和全桥逆变及点火电路的相应控制端相连接； 降压电路包括运算放大器、电流控制型脉宽调制器和第一开关管，运算放大器的 同相输入端连接至第一开关管的源极，运算放大器的反相输入端连接有基准电阻，此基准 电阻包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻与第二电阻并联后与第三电阻相串联， 第一电阻为可调电阻，第二电阻为数控电阻；运算放大器的输出端连接电流控制型脉宽调 制器的输入端，电流控制型脉宽调制器的输出端连接第一开关管的栅极，第一开关管的漏 极连接功率因数校正电路的输出端，第一开关管的源极为降压电路的输出端；数控电阻的 控制端连接至单片机控制电路的相应输出端，且单片机控制电路以有线或无线的方式连接 有用以调节数控电阻的阻值的调节部件。 上述单片机控制电路以ARM Cortex-M3内核的STM32F103作为主控芯片；上述运 算放大器的型号为LM2904,上述电流控制型脉宽调制器的型号为UC3845,上述第一开关管 的型号为4N60，上述数控电阻采用数字电位器X9313WSZ。 上述全桥逆变及点火电路包括第二开关管Q5、自激式全桥驱动器U4、桥式逆变电 路和变压器T1，第二开关管Q5的栅极连接上述单片机控制电路的输出端，自激式全桥驱动 器U4连接有调频回路，此调频回路包括电容C5、电阻R6和电容C8,电阻R6和电容C8串接 于自激式全桥驱动器的RT端，电阻R6与电容C8的连接节点连接至自激式全桥驱动器U4 的CT端并通过电容C5第二开关管Q5的漏极。 上述单片机控制电路的通讯接口连接有蓝牙模块或NRF模块。采用上述方案后，本技术的小功率HID灯驱动电路，其降压电路采用脉宽调 制式DC-DC电路，包括运算放大器、电流控制型脉宽调制器和第一开关管，降压电路的输出 电压由电流控制型脉宽调制器的输出脉宽决定，而电流控制型脉宽调制器输出的脉宽由运 算放大器进行调节。本技术通过在降压电路的运算放大器的反相输入端连接有基准电 阻，此基准电阻由可调电阻与数控电阻并联后与第三电阻相串联，全桥输出电流的反馈信 号流入运放的同相输入端，此反馈信号的反馈输入值只与基准电阻的阻值有关，最终可通 过控制基准电阻中的数控电阻的阻值来改变电路的输出功率（灯功率）。当数控电阻的阻 值越大导致反馈电阻越大，则灯功率越大；反之，数控电阻的阻值越小导致反馈电阻越小， 则灯功率越小。使用者通过操作部件对单片机控制电路发出指令，单片机控制电路输出控 制信号给数控电阻，控制数控电阻的阻值，从而实现人为地自由改变HID灯的输出功率、调 节HID灯亮度。本技术的小功率HID灯驱动电路，刚启动时单片机控制电路输出低电平至全 桥逆变及点火电路的第二开关管Q5的栅极，第二开关管Q5截止，这时候自激式全桥驱动器 U4输出的方波频率由其第三、第四脚之间的电阻R6和电容C8设定，此时方波频率较高，通 过此高频方波进行点灯，有助于HID灯在启动时，有利于电弧的形成和维持，HID灯较易点 亮；当HID灯进入稳态后，单片机控制电路通过输出高电平把第二开关管Q5导通，此时电容 C5与电容C8并联，自激式全桥驱动器U4第三、第四脚之间的方波设置频率变小，通过此低 频方波供给HID灯工作，使用低频方波驱动电路在理想情况上可以提供灯管一恒定功率， 避免了在高频工作时可能发生的声谐振现象。而且，本技术中，采用高频谐振点灯只需 要一组电感器和电容器，不需要其他的倍压电路，升压变压器等，所需器件少，成本较低。本技术的小功率HID灯驱动电路，单片机控制电路的通讯接口连接有蓝牙模 块或NRF模块，通过此蓝牙模块或NRF模块，配合遥控器，可对驱动电路进行远程控制，对 HID灯进行调光、定时和开关灯等操作，使用很方便。【附图说明】 图1为本技术的电路原理框图； 图2为图1中功率因数校正电路的电路原理图； 图3为图1中降压电路的电路原理图； 图4为图3中运算放大器与电流控制型脉宽调制器的功率控制原理图； 图5为图1中全桥逆变及点火电路的电路原理图； 图6为图1中单片机控制电路的电路原理图； 图7为本技术中数字电位器X9313的功能框图； 图8为本技术中单片机控制电路的信号处理流程图； 图9为本技术中遥控端显示屏的菜单示意图； 图10为本技术中调功电阻阻值与输出功率关系图。【具体实施方式】 本技术的小功率HID灯驱动电路，如图1所示，包括EMI整流/滤波电路、功 率因数校正电路、降压电路、DC/AC全桥逆变及点火电路和单片机控制电路。EMI整流/滤 波电路的输入端连接市电输入电源~220V，EMI整流/滤波电路的输出端依次连接功率因 数校正电路、降压电路和DC/AC全桥逆变及点火电路，DC/AC全桥逆变及点火电路的输出端 连接负载，单片机控制电路的输出端分别与功率因数校正电路、降压电路和全桥逆变及点 火电路的相应控制端相连接。 电磁干扰（EMI)是因电磁波造成设备、传输通道或系统性能降低的一种电磁现 象。因此，在电路的输入端就要抑制电磁干扰，从而得到一个稳定的系统。为了保证HID灯 驱动电路能够正常工作，本技术中，设置了EMI整流/滤波电路，市电~220V电压经过 EMI共模滤波到整流桥，输出310V脉动直流电压作为整个驱动电路的供电电源。为了提高 驱动电路的工作可靠性，本技术还配备有辅助电源。 交流输入经滤波和整流后，非线性负载使波形畸变，输入电流呈脉冲波形，含有大 量的谐波分量，造成功率因数低。为了提高功率因数，本技术设置了功率因数校正电 路。 如图2所示，功率因数校正电路主要由功率因数校正控制器Ul(L6561D)、变压器 T3、功率开关管Q7、二极管D4、输出电容C25及反馈网络构成。功率因数校本文档来自技高网...

【技术保护点】
小功率HID灯驱动电路，包括依次相连接的整流滤波电路、功率因数校正电路、降压电路和全桥逆变及点火电路，整流滤波电路的输入端连接市电电源，全桥逆变及点火电路的输出端连接负载；还包括单片机控制电路，单片机控制电路的输出端分别与功率因数校正电路、降压电路和全桥逆变及点火电路的相应控制端相连接；其特征在于：降压电路包括运算放大器、电流控制型脉宽调制器和第一开关管，运算放大器的同相输入端连接至第一开关管的源极，运算放大器的反相输入端连接有基准电阻，此基准电阻包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻与第二电阻并联后与第三电阻相串联，第一电阻为可调电阻，第二电阻为数控电阻；运算放大器的输出端连接电流控制型脉宽调制器的输入端，电流控制型脉宽调制器的输出端连接第一开关管的栅极，第一开关管的漏极连接功率因数校正电路的输出端，第一开关管的源极为降压电路的输出端；数控电阻的控制端连接至单片机控制电路的相应输出端，且单片机控制电路以有线或无线的方式连接有用以调节数控电阻的阻值的调节部件。

【技术特征摘要】

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