恒功率控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于HID灯镇流器的恒功率控制电路，包括：采样电路、数字控制电路、脉宽调制控制电路和逆变驱动电路，其中所述采样电路输出采样信号至所述数字控制电路和所述脉宽调制控制电路，所述数字控制电路输出基准电流信号至所述脉宽调制控制电路，所述脉宽调制控制电路输出方波信号至所述逆变驱动电路。采用本实用新型专利技术实现了实时采集灯电压与灯电流信号，并实时调整输出功率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力电子基础电路，尤其涉及一种用于HID灯镇流器的恒功 率控制电路。
技术介绍
高强度气体放电灯(HID灯)的恒功率控制，也被称为稳态控制。是指要保证高强 度气体放电灯在正常工作时，输出功率保持不变。在HID灯电子镇流器中，恒功率控制一 般是通过电子镇流器前级的直流转直流电路(DC-DC)电路，也就是升压或者降压电路实现 的。HID灯电子镇流器的电路结构各有不同，而恒功率控制方法在形式上也有很大差 异，但是综合来看，主要可以将其分为直接控制和间接控制两大类。直接控制方式是通过直接采集灯电压、灯电流信号来控制灯两端功率的方法。这 种控制方法需要两个检测回路，分别用来检测灯两端的电压和流过灯的电流信号，再通过 对电流和电压信号的处理，而后反馈到控制电路来实现的，但是该直接控制方式设计与实 现起来较为复杂，需要额外搭建乘法器等复杂的外围电路等。而间接恒功率控制方式主要是通过对HID灯电路的分析，确定HID灯的工作状态， 只选出与灯功率相关的控制变量，进而进行反馈控制的方法。下面介绍近似恒功率的控制 电路。如图1为近似恒功率控制电路图，也是现有运用最多的一种，它假定前级的输出电压 不变，通过控制输出电流来近似的控制输出功率不变，因此是一种近似的恒功率控制方式。可以算出其输出功率的表达式为:p。=+.I|^v。-KvV。2]^*Kv=Ri+23+R3 ,Ki = R3,Vo为输出电压，VMf为参考电压Po为输出功率。P。是一个以V。为自变量的二次函数，画 出它的曲线图可以看出，它是一个过零点，切开口向下的抛物线，如图2输出功率曲线图所 示，Vfflid为灯管的中心电压。所以可知在抛物线顶点附近，也就是图2中Vmin至Vmax的一段 电压的变化范围，有一个与最大输出功率近似相等的区域，并且在这一区域内有dP。/dV。近 似为零，也就是说，当电压在Vmin至Vmax的一段范围内变化时，输出功率近似恒定，也就是实 现了恒功率控制。这种控制方法较为简单，一般只需要一个采样电路就可以实现对灯的恒功率控 制，然而它也有明显的不足，因为这种方式是实现的近似恒功率的控制方法，所以在控制精 度上有所欠缺。
技术实现思路
为了解决现有技术中控制精度欠缺，本技术提供一种恒功率控制电路，用于 HID灯电子镇流器，从而实现了实时采集灯电压与灯电流信号，并实时调整输出功率。为实现上述目的，本技术提供了一种用于HID灯镇流器的恒功率控制电路， 包括采样电路、数字控制电路、脉宽调制控制电路和逆变驱动电路，其中所述采样电路输出采样信号至所述数字控制电路和所述脉宽调制控制电路，所述数字控制电路输出基准电 流信号至所述脉宽调制控制电路，所述脉宽调制控制电路输出方波信号至所述逆变驱动电路。所述数字控制电路为单片机。所述逆变驱动电路为半桥逆变电路。所述逆变驱动电路与所述HID灯镇流器的两个开关MOS管(场效应管)连接。所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路。所述电流采样电路输出采样电流信号至所述脉宽调制控制电路。所述电压采样电路输出采样电压信号至所述数字控制电路。因此，采用本技术实现了实时采集灯电压与灯电流信号，并实时调整输出功 率。附图说明图1为现有近似恒功率控制电路图；图2为现有近似恒功率控制电路中输出功率曲线图；图3为本技术一种用于HID灯镇流器的恒功率控制电路示意图图4为本技术电压采样电路的示意图；图5为本技术电流采样电路的示意图；图6本技术恒功率控制电路中的数字控制电路的示意图；图7本技术恒功率控制电路中的PWM控制电路图；图8本技术恒功率控制电路中的逆变驱动电路的电路示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图3所示，为本技术一种用于HID灯镇流器10的恒功率控制电路示意图， 包括电压采样电路11、电流采样电路12、数字控制电路2、脉宽调制控制电路3和逆变驱 动电路4，其中所述电压采样电路11和电流采样电路12输出采样信号包括采样电流信号和 采样电压信号至所述数字控制电路2和脉宽调制控制电路3，所述数字控制电路2输出基准 电流信号至所述脉宽调制控制电路3，所述脉宽调制控制电路3输出方波信号至所述逆变 驱动电路。该电压采样电路11如图4所示，采样得到的原始电压信号经过Cl，C2，C3滤波 后，Rl与R2对其进行分压，分压后的信号就是要输入到单片机中进行采样处理的电压采样 信号，Dl是一个5V稳压管，用来保证输入到单片机中的采样信号不会大于5V，否则会损坏 单片机；电流采样电路12如图5所示，数字地与模拟地之间连接了一个采样电阻R，从电阻 的一端得到的就是电流采样信号。该电流采样电路输出采样电流信号至所述脉宽调制控制 电路。该电压采样电路输出采样电压信号至所述数字控制电路。HID灯镇流器部分在图中 只示出了与本技术相关的部分即两个MOS开关Sl和S2，以及HID灯，由于HID灯镇流 器部分是现有技术不再详细描述。通过本技术恒功率控制电路不再使用近似恒功率控制方式，而是实时采集灯 电压与灯电流信号，并实时调整输出功率的方法。电压采样电路11实时地检测HID灯10的灯电压，并将采样的结果采样电压信号送入数字控制电路2，数字控制电路2通过对采样 电压信号的处理，产生一个基准电流信号。基准电流信号与电流采样电路的采样电流信号 一起输入到PWM控制电路3中，通过比较灯的实时电流即该采样电流信号与基准电流信号 的大小，PWM控制电路3将会产生一个占空比变化的方波信号。而这个方波驱动信号直接 控制了逆变驱动电路4的输出信号的开关占空比，逆变驱动电路与所述HID灯镇流器的两 个开关MOS连接，这样就控制了 HID灯镇流器的的半桥电路的S2和S3两个MOS开关管的 导通与关断的时间长短，从而调整灯工作在额定功率下。图6所示数字控制电路的示意图，数字控制电路为单片机。当电压采样电路将灯 电压实时的采样到数字控制部分，也就是采样进单片机中以后，经过单片机的运算将会输 出一个基准电流信号，而这个基准电流信号与实际采样的灯电流信号即采样电流信号进行 比较，通过PWM控制电路3产生调整信号，使灯电流即该采样电流信号与基准电流信号一 致，达到恒功率控制的目的。而这个基准电流信号的产生过程是这样的假设HID灯的额定 功率是P1,而电压采样电路采样得到的灯电压(采样电压信号)是仏，则基准电流信号13可以通过I, 得到。如图6所示的单片机，可以看出我们利用管脚7来接收采样电压信号。管脚6通过电阻Rl和R2输出基准电流信号，由于单片机结构为现有技术，不再赘述。图7所示为PWM控制电路图。该电路的工作原理是当a点的电压值(即运算 放大器的正向端所输入的基准电流信号)大于b点的电压值，即Va > Vb时，说明此时的灯 电流(即电流采样电路所采集的电流信号，该采样电流信号是输入运算放大器的反向输入 端)小于基准电流信号，Ul输出高电平，则二极管Dl会因为C点的电压高于b点的电压而 导通，进而b点的电势得到提升。由于得到提升的b点电势高于d点的电势，在b点与d点 之间会产生一个b — d的电流给电容Cl充电，Cl的电压线性上升，从而U2的OUT端输出 的电流信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒功率控制电路，其特征在于包括：采样电路、数字控制电路、脉宽调制控制电路和逆变驱动电路，其中所述采样电路输出采样信号至所述数字控制电路和所述脉宽调制控制电路，所述数字控制电路输出基准电流信号至所述脉宽调制控制电路，所述脉宽调制控制电路输出方波信号至所述逆变驱动电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔凯，王迎丰，鄂凌松，都金龙，
申请(专利权)人：中国电子为华实业发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11