專利名稱：高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度放電燈(High Intensity Discharge，簡(jiǎn)稱為HID)，也稱高亮度放電燈或 高壓氣體放電燈。目前常見(jiàn)的HID燈主要有三種，即汞(蒸氣)燈、鈉燈和金屬鹵化物燈， 其中鈉燈又分低壓鈉燈(LowPressure Sodium，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)PS)和高壓鈉燈(High Pressure Sodium，簡(jiǎn)稱為HPS)。目前汽車上多用金屬鹵化物并充入氙氣的高強(qiáng)度氣體放電燈。這種 含有氙氣的新型汽車照明前大燈，又稱高強(qiáng)度放電燈或氣體放電式汽車氙氣照明大燈系統(tǒng) (中文簡(jiǎn)稱氙氣燈)。氙氣燈亮度大，發(fā)出的亮色調(diào)與太陽(yáng)光比較接近，消耗功率低，可靠 性高，不受車上電壓波動(dòng)影響，大幅度提高了夜間行車的可視度。目前，只有新款高檔車才 配置使用了這種新型前大燈。這種燈采用高科技將氙氣灌入石英管內(nèi)，再透過(guò)精密的高壓 包將12V電瞬間提高至23000V，通過(guò)高壓電激發(fā)管內(nèi)的氙氣，在兩極間產(chǎn)生一束超強(qiáng)的高 色溫電弧光。使發(fā)光效率和亮度提高3倍，壽命使用提高了 10倍，與汽車使用壽命差不多。 HID燈被譽(yù)為二十一世紀(jì)革命性汽車照明產(chǎn)品，HID氙氣燈取代傳統(tǒng)鹵素?zé)魧⑹瞧嚹酥?照明領(lǐng)域發(fā)展的大勢(shì)所趨。現(xiàn)有的汽車HID氙氣燈控制系統(tǒng)，在不同電壓下氙氣燈的穩(wěn)定點(diǎn)火、功率控制，冷 熱燈的處理上不盡如意。同時(shí)存在以下問(wèn)題損耗和發(fā)熱較大，效率較低；不同電壓下適應(yīng) 性較差；針對(duì)不同燈適應(yīng)性較差。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中高強(qiáng)度放電燈往往會(huì)受到干擾的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)高強(qiáng)度放電燈在不同電壓下適應(yīng)性較差的問(wèn)題而提出本實(shí)用新型，為此，本 實(shí)用新型的主要目的在于提供一種高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種高強(qiáng)度放電燈的控 制系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)包括電源單元，提供電源；高壓點(diǎn) 火單元，與高強(qiáng)度放電燈和電源單元電連接，為高強(qiáng)度放電燈點(diǎn)火提供電壓；其中，電源單 元包括濾波電路，對(duì)電源單元提供的電源進(jìn)行濾波處理。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括升壓?jiǎn)卧?，與電源單元和高壓點(diǎn)火單元相連接，對(duì)電源單 元提供的電壓進(jìn)行升壓處理，并將升壓后的電壓提供給高壓點(diǎn)火單元；反饋單元，與升壓?jiǎn)?元連接，提供與升壓?jiǎn)卧嚓P(guān)的電壓反饋和/或電流反饋；CPU控制單元，與升壓?jiǎn)卧头?饋單元連接，根據(jù)反饋單元提供的電壓反饋和/或電流反饋來(lái)控制及驅(qū)動(dòng)升壓?jiǎn)卧?。?yōu)選地，該升壓?jiǎn)卧ū秹弘娐?，?duì)電源產(chǎn)生一次升壓。優(yōu)選地，該升壓?jiǎn)卧?qū)動(dòng)及鎖止電路，在輸出電壓超過(guò)預(yù)定門限值時(shí)，對(duì)輸出電壓進(jìn)行鎖止。優(yōu)選地，該驅(qū)動(dòng)及鎖止電路包括處理模塊；M0S驅(qū)動(dòng)單元；比較單元；驅(qū)動(dòng)三極 管，其中，比較單元的一個(gè)輸入端經(jīng)由第一電阻連接至升壓?jiǎn)卧硪粋€(gè)輸入端經(jīng)由第二電 阻連接至電源單元，輸出端連接至驅(qū)動(dòng)三極管；驅(qū)動(dòng)三極管的一個(gè)輸出端連接至M0S驅(qū)動(dòng) 單元，并通過(guò)第三電阻與中央處理器相連接。優(yōu)選地，該濾波電路包括第一電容、第二電容、第三電容、布線電感，其中，第一電 容和布線電感串聯(lián)構(gòu)成lc濾波器；第二電容、第三電容與第二電感器構(gòu)成n型濾波器。優(yōu)選地，n型濾波器為低通濾波器。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元，將電源單元提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交 流電壓，并將交流電壓提供給高強(qiáng)度放電燈和高壓點(diǎn)火單元。優(yōu)選地，全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元包括全橋驅(qū)動(dòng)芯片，連接到高強(qiáng)度放電燈并向其提供 全橋驅(qū)動(dòng)；保護(hù)電路，連接至全橋驅(qū)動(dòng)芯片和高強(qiáng)度放電燈，以提供電壓保護(hù)。優(yōu)選地，該電源單元還包括CPU電源，與中央處理器連接，為CPU控制單元提供電 源；M0S驅(qū)動(dòng)電源，與升壓?jiǎn)卧腗0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元連接，為升壓?jiǎn)卧腗0S驅(qū) 動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元提供電源。根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)包括電源單元，提供電源；高壓點(diǎn)火單 元，與高強(qiáng)度放電燈和電源單元電連接，為高強(qiáng)度放電燈點(diǎn)火提供電壓；電源單元包括濾波 電路，對(duì)電源單元提供的電源進(jìn)行濾波處理，通過(guò)本發(fā)明，解決了高強(qiáng)度放電燈往往會(huì)受到 干擾的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了增強(qiáng)高強(qiáng)度放電燈抗干擾性的效果。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng) 限定。在附圖中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的優(yōu)選高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)的電結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)及鎖止電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源濾波的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈控制方法的流程圖；圖8是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈控制方法的流程圖；圖9是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的電壓調(diào)理電路的示意圖；圖10是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的電流調(diào)理電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)。[0031]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)包括電源單元2和電壓點(diǎn)火單元6。其中，電源單元2，提供電源；高壓點(diǎn)火單元6，與高強(qiáng)度放電燈和電源單元電連 接，為高強(qiáng)度放電燈點(diǎn)火提供電壓。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括濾波電路10。其中，濾波電路10包括在電源單元2中，對(duì)電源單元2提供的電源進(jìn)行濾波處理。本實(shí)用新型中，該系統(tǒng)還可以包括升壓?jiǎn)卧⒎答亞卧头答亞卧?。其中，升壓?jiǎn)?元與電源單元和高壓點(diǎn)火單元相連接，對(duì)電源單元提供的電壓進(jìn)行升壓處理，并將升壓后 的電壓提供給高壓點(diǎn)火單元；反饋單元與升壓?jiǎn)卧B接，提供與升壓?jiǎn)卧嚓P(guān)的電壓反饋 和/或電流反饋；CPU控制單元與升壓?jiǎn)卧头答亞卧B接，根據(jù)反饋單元提供的電壓反饋 和/或電流反饋來(lái)控制及驅(qū)動(dòng)升壓?jiǎn)卧?。其中，升壓?jiǎn)卧梢园ū秹弘娐罚瑢?duì)電源產(chǎn)生一次升壓；動(dòng)及鎖止電路，在輸 出電壓超過(guò)預(yù)定門限值時(shí)，對(duì)輸出電壓進(jìn)行鎖止。本實(shí)用新型中，本實(shí)用新型高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)還可以包括全橋驅(qū)動(dòng)輸出 單元，將電源單元提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將交流電壓提供給高強(qiáng)度放電燈和 高壓點(diǎn)火單元。本實(shí)用新型中，全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元可以包括全橋驅(qū)動(dòng)芯片，連接到高強(qiáng)度放電燈 并向其提供全橋驅(qū)動(dòng)；保護(hù)電路，連接至全橋驅(qū)動(dòng)芯片和高強(qiáng)度放電燈，以提供電壓保護(hù)。本實(shí)用新型中，電源單元還可以包括CPU電源，與中央處理器連接，為CPU控制單 元提供電源；M0S驅(qū)動(dòng)電源，與升壓?jiǎn)卧腗0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元連接，為升壓?jiǎn)卧?的M0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元提供電源。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的優(yōu)選地高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，CPU單元1包括單片機(jī)數(shù)字信號(hào)處理器(DigitalSignal Processing, 簡(jiǎn)稱為DSP)及外圍電路、下載電路；電源電源2包括電源濾波電路，單片機(jī)的電源及M0S驅(qū) 動(dòng)電源；反饋單元3包括電壓反饋和電流反饋；升壓?jiǎn)卧?包括變壓器、M0S及驅(qū)動(dòng)電路；全 橋輸出單元5包括全橋驅(qū)動(dòng)芯片及保護(hù)電路；高壓點(diǎn)火單元6包括高壓輸出電路及充電限 流電阻；燈單元7包括氙氣燈、屏蔽線纜、高壓包。其中，電源單元2提供單片機(jī)的電源及M0S驅(qū)動(dòng)電源，CPU單元1根據(jù)反饋單元3 提供的電壓和電流反饋，控制及驅(qū)動(dòng)升壓?jiǎn)卧?，產(chǎn)生全橋輸出單元5和高壓點(diǎn)火單元6之 所需電壓，全橋輸出單元5和高壓點(diǎn)火單元6驅(qū)動(dòng)燈單元7，實(shí)現(xiàn)氙氣燈的點(diǎn)火、再起動(dòng)以及 穩(wěn)定運(yùn)行。上述高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)包含智能控制和臨界模式控制模式，其中，智能控制 包含CPU單元1、電源單元2、反饋單元3、升壓?jiǎn)卧?以及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元5，電源單元2 產(chǎn)生CPU單元1和全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元5的供電電源，升壓?jiǎn)卧?產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)高壓點(diǎn)火單元6 和全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元5的輸入電壓，全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元5的輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)燈驅(qū)動(dòng)單元7。反 饋單元3反饋系統(tǒng)輸入電壓、輸出電壓、輸出電流，CPU單元包括CPU或者DSP單片機(jī)，CPU 單元根據(jù)反饋單元3的反饋調(diào)整智能控制算法，輸出控制升壓?jiǎn)卧?以及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單 元5，CPU控制包括電流控制反饋回路和反饋功率控制回路，如果電流處于預(yù)置閥值最大級(jí) 別，則電流控制回路控制氙氣燈的功率；若電流值低于預(yù)置閥值最大級(jí)別，功率控制回路控制氙氣燈的功率。智能控制控制算法可以反饋單元3的反饋參數(shù)不同，區(qū)分冷熱燈并結(jié)合 不同的控制算法進(jìn)行控制。上述智能控制還包含變頻控制和臨界導(dǎo)通模式控制，若電流值低于預(yù)置閥值最大 級(jí)別，功率控制回路控制氙氣燈的功率，變頻控制根據(jù)反饋單元3的反饋，通過(guò)算法得出不 同的控制頻率和其它參數(shù)，通過(guò)功率控制回路控制氙氣燈的功率，臨界導(dǎo)通模式控制實(shí)現(xiàn) 軟開(kāi)關(guān)控制，根據(jù)反饋單元3的反饋，智能控制得到M0S導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)機(jī)，結(jié)合變頻控制，實(shí) 現(xiàn)臨界導(dǎo)通模式控制。優(yōu)選地，本系統(tǒng)包括電子控制單元(Electronic Control Unit，簡(jiǎn)稱為ECU)控制 器、連接ECU和氙氣燈的連接線、氙氣燈以及高壓點(diǎn)火電壓產(chǎn)生單元。其中，ECU控制器包 括直流(Driect Current簡(jiǎn)稱為DC)升壓?jiǎn)卧洼斎胼敵龇答亞卧约爸醒胩幚砥鲉卧?(Center Processor Unit，簡(jiǎn)稱為CPU)控制及將DC升壓轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度放電燈的 交流(Alternate Current，簡(jiǎn)稱為AC)電壓的全橋開(kāi)關(guān)單元，DC升壓?jiǎn)卧捎勺儔浩鞲边?或者倍壓電路產(chǎn)生一次升壓，再由二級(jí)變壓器產(chǎn)生點(diǎn)火電壓。輸入輸出反饋單元包括輸出 電壓反饋，輸出電流反饋，輸入電壓反饋；CPU控制及其它單元還包括反激電壓輸出鎖止及 保護(hù)單元。優(yōu)選地，ECU控制器實(shí)現(xiàn)了 HID的智能控制和反激變換器的臨界控制；輸入輸出反 饋單元和CPU控制實(shí)現(xiàn)了氙氣燈的點(diǎn)火、燒燈以及恒功率控制；CPU控制采用變頻變占空比 控制使損耗減少，發(fā)熱降低，電磁干擾(Electro Magnetic Interference，簡(jiǎn)稱為EMI)降 低，同時(shí)減少EMI元件數(shù)量。優(yōu)選地，CPU控制可以區(qū)分冷熱燈并結(jié)合不同的控制算法進(jìn)行控制，反饋單元3檢 測(cè)輸出電壓，并根據(jù)燈點(diǎn)火后冷熱燈不同的電壓、電流等特性來(lái)區(qū)分冷熱燈，結(jié)合燈啟動(dòng)電 壓、啟動(dòng)電流的特性，優(yōu)化啟動(dòng)時(shí)序，并采用不同的控制策略進(jìn)行控制，以適應(yīng)冷熱燈的啟 動(dòng)、再點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)冷熱燈控制。ECU控制器具有點(diǎn)火模式，預(yù)熱燒燈模式和穩(wěn)定運(yùn)行模式。其 控制器進(jìn)一步包括預(yù)熱模式，故障保護(hù)模式，熱燈再點(diǎn)火模式，高壓氙氣燈被用于汽車。優(yōu)選地，CPU控制包括電流控制反饋回路和反饋功率控制回路，反饋功率控制回 路由電流反饋回路和電壓反饋回路經(jīng)CPU進(jìn)行運(yùn)算后得出，如果電流處于預(yù)置閥值最大級(jí) 別，則電流控制回路控制氙氣燈的功率；若電流值低于預(yù)置閥值最大級(jí)別，功率控制回路控 制氙氣燈的功率。其中，故障保護(hù)包括輸入過(guò)壓、輸入欠壓、氙氣燈的連接線及氙氣燈開(kāi)路 或者短路，當(dāng)電壓反饋單元、電流反饋單元的反饋出現(xiàn)異常時(shí)，可以通過(guò)CPU進(jìn)行判斷輸入 過(guò)壓、輸入欠壓，過(guò)流或者燈開(kāi)路，并關(guān)斷輸出或者改變控制算法進(jìn)行保護(hù)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型對(duì)新舊燈以及不同燈進(jìn)行優(yōu)化控制，具體實(shí)現(xiàn)為，新舊燈以及 不同的燈，點(diǎn)火后以及燈預(yù)熱過(guò)程中的電壓、電流不同，針對(duì)不同的電壓電流曲線，控制系 統(tǒng)采用不同的控制算法控制，實(shí)現(xiàn)了不同燈及新舊燈的適應(yīng)性控制。下面將結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的高強(qiáng)度放電燈控制系統(tǒng)的電結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，濾波電路10包括電感、電容；M0S驅(qū)動(dòng)及鎖止電路11包括M0S驅(qū)動(dòng)芯 片、驅(qū)動(dòng)限流電阻和鎖止保護(hù)電路；CPU單元12包括DSP芯片及外圍電路；倍壓電路13包 括高電壓產(chǎn)生電路及點(diǎn)火限流電阻；電結(jié)構(gòu)圖還包括變壓器單元14，調(diào)理電路15包括輸入 電壓采集電路、輸出電壓及電流采集電路以及運(yùn)算放大器調(diào)理電路；橋驅(qū)動(dòng)單元16包括全橋驅(qū)動(dòng)芯片及外圍電路。如圖1和圖3所示，其中，升壓?jiǎn)卧?包括驅(qū)動(dòng)及鎖止電路11、倍壓電路13以及變壓器及低端MOS單元14，驅(qū)動(dòng)及鎖止電路11驅(qū)動(dòng)低端M0S，經(jīng)變壓器產(chǎn)生升壓電壓；虛線 框內(nèi)為反饋單元3，分別為輸入電壓、輸出電壓、輸出電流的反饋，反饋是通過(guò)電阻上的電壓 分壓得到，這些電壓經(jīng)過(guò)調(diào)理電路調(diào)理，由CPU單元1的DSP采集后進(jìn)行算法處理；升壓?jiǎn)?元4包括倍壓電路13和單元14以及MOS管和MOS管驅(qū)動(dòng)鎖止電路；高壓點(diǎn)火單元6由倍 壓產(chǎn)生單元13以及變壓器單元14的電壓輸出一起構(gòu)成。優(yōu)選地，本實(shí)用新型具有不同電壓下啟動(dòng)和再點(diǎn)火的電壓適應(yīng)性，調(diào)理電路單元 15除電壓反饋和電流反饋，還調(diào)理輸入電壓信號(hào)，根據(jù)不同的電源電壓，通過(guò)優(yōu)化控制策 略，設(shè)置不同的啟動(dòng)參數(shù)和再點(diǎn)火參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同電壓下的適應(yīng)性，減少了損耗和發(fā)熱量， 提高了可靠性。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)及鎖止電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，驅(qū)動(dòng)及鎖止電路11中的驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)MOS單元，鎖止電路包含電壓 反饋21，電壓反饋和參考電壓22比較，經(jīng)比較單元18比較后，驅(qū)動(dòng)20單元Q100，M0S驅(qū)動(dòng) 單元19由CPU單元17的IO經(jīng)過(guò)電阻R200驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸出電壓DC OUT小于設(shè)定值時(shí)，比價(jià) 器單元18輸出為低，QlOO截止，MOS驅(qū)動(dòng)電路由CPU驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸出電壓DC OUT大于設(shè)定值 時(shí)，比較器單元18輸出為高，QlOO導(dǎo)通，禁止CPU單元對(duì)MOS驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)輸出，實(shí)現(xiàn)電 壓鎖止功能。優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)及鎖止電路包括處理模塊；MOS驅(qū)動(dòng)單元；比較單元；驅(qū)動(dòng)三極管， 其中，比較單元的一個(gè)輸入端經(jīng)由第一電阻連接至升壓?jiǎn)卧硪粋€(gè)輸入端經(jīng)由第二電阻 連接至電源單元，輸出端連接至驅(qū)動(dòng)三極管；驅(qū)動(dòng)三極管的一個(gè)輸出端連接至MOS驅(qū)動(dòng)單 元，并通過(guò)第三電阻與中央處理器相連接。圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源濾波的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，電源濾波結(jié)構(gòu)圖包括布線電感及電容ClOO構(gòu)成的陷波濾波器，陷波 濾波器由電感和電容組成LC濾波器，電感利用PCB走線等效形成電感，和電容ClOO構(gòu)成 濾波器，在特定頻率下形成諧振，外部電源輸入經(jīng)陷波濾波器后，外部電源干擾在諧振頻率 附近的干擾，會(huì)被陷波濾波器衰減，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電源特定頻率干擾濾波；MOS開(kāi)關(guān)單元24在 開(kāi)關(guān)頻率附近形成對(duì)外部電源干擾，經(jīng)陷波濾波器后，MOS開(kāi)關(guān)對(duì)外部電源干擾在開(kāi)關(guān)頻率 附近的干擾，會(huì)被陷波濾波器衰減，實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS開(kāi)關(guān)特定頻率干擾濾波，即實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器開(kāi) 關(guān)頻率附近的陷波濾波，減小控制器對(duì)外部的輻射干擾。電源濾波還包括電感LlOO和電容 C200、C300，其中，電感LlOO和電容C200、C300，構(gòu)成Π型濾波器，Π型濾波器為低通濾波 器，外部電源輸入經(jīng)Π型濾波器后，外部電源干擾在低通頻率以上的干擾，會(huì)被Π型濾波器 衰減，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電源特定頻率以上干擾濾波；控制器單元形成的對(duì)外部電源干擾，經(jīng)Π型 濾波器后，控制器單元形成的對(duì)外部電源干擾在低通頻率以上的干擾，會(huì)被Π型濾波器衰 減，實(shí)現(xiàn)控制器單元形成的對(duì)外部電源干擾在低通頻率以上的干擾濾波，減小控制器對(duì)外 部的輻射干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源線上的濾波，進(jìn)一步減少傳導(dǎo)干擾。其中，濾波電路包括第一電容、第二電容、第三電容、布線電感，其中，第一電容和 布線電感串聯(lián)構(gòu)成LC濾波器；第二電容、第三電容與第二電感器構(gòu)成Π型濾波器。其中，Π型濾波器為低通濾波器。[0063]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，該高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)包括CPU單元1、升壓?jiǎn)卧?、全橋驅(qū)動(dòng) 輸出單元5、燈火單元7。其中，該控制系統(tǒng)包含智能控制和臨界模式控制模式。如圖6所示智能控制控制框圖，該控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)ilamp和vlamp的值，將反饋環(huán)節(jié)檢 測(cè)的ilamP和vlamp的值進(jìn)行乘法運(yùn)算，得出系統(tǒng)輸出的功率Plamp，功率參考Pref與系統(tǒng)輸出功 率Pla_相減得到功率誤差Pm，功率誤差經(jīng)調(diào)節(jié)器G。(s)調(diào)節(jié)并結(jié)合控制算法后對(duì)脈沖寬度 調(diào)制(PulseWidth Modulation，簡(jiǎn)稱為PWM)單元輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制輸出。其中， 脈沖寬度調(diào)制PWM是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管柵極或基極 的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變，這種方式能使電源的 輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制 的一種非常有效的技術(shù)。智能控制算法可以反饋升壓?jiǎn)卧?中的電壓反饋和電流反饋，由于反饋參數(shù)不 同，故冷熱燈點(diǎn)火后的電壓和電流反饋特征不同，即ilamp和vlamp特征不同，監(jiān)測(cè)電壓調(diào)理電 路輸出和電流調(diào)理電路輸出，就可以區(qū)分冷熱燈并結(jié)合不同的控制算法進(jìn)行控制。變頻及臨界模式控制，即根據(jù)所反饋的升壓?jiǎn)卧?中的電壓反饋和電流反饋的反 饋參數(shù)不同，以及氙氣燈控制系統(tǒng)的狀態(tài)，對(duì)M0S驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)的占空比或者頻率進(jìn)行 實(shí)時(shí)調(diào)整，以滿足氙氣燈控制系統(tǒng)正常啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)工作所需的工作電壓和工作電流。其中，CPU單元1根據(jù)電壓調(diào)理電路和電流調(diào)理電路提供的電壓和電流反饋，進(jìn)行 算法運(yùn)算，電流環(huán)、電壓環(huán)和功率控制，并驅(qū)動(dòng)升壓?jiǎn)卧?，產(chǎn)生全橋輸出單元5和高壓點(diǎn)火 單元6之所需電壓，電壓和電流調(diào)理電路經(jīng)CPU單元1運(yùn)算后還可以實(shí)現(xiàn)故障診斷及保護(hù)， 故障診斷及保護(hù)包括輸入過(guò)壓、輸入欠壓，當(dāng)電壓反饋單元、電流反饋單元的反饋出現(xiàn)異常 時(shí)，可以通過(guò)CPU進(jìn)行判斷輸入過(guò)壓、輸入欠壓，過(guò)流或者燈開(kāi)路，并關(guān)斷輸出或者改變控 制算法進(jìn)行保護(hù)。圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈控制方法的流程圖。如圖7所示，該優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈控制方法包括如下步驟步驟S301，初始化。本實(shí)用新型中，點(diǎn)燈時(shí)首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化。步驟S302，自舉電容充電，固定頻率輸出。其中，系統(tǒng)根據(jù)固定頻率固定占空比進(jìn) 行輸出。步驟S303，固定400V輸出調(diào)整。本實(shí)用新型中，電壓環(huán)控制輸出為固定400V。步驟S304，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷是否點(diǎn)火。點(diǎn)火成功轉(zhuǎn)入步驟SS305，否則，轉(zhuǎn)入步 驟 S303。步驟S305，開(kāi)始過(guò)渡及燒燈過(guò)程。步驟S306，將燈電壓與閥值電壓進(jìn)行比較，判斷V > Value 1是否成立，當(dāng)燈電壓小 于等于閥值Valuel時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟S307，否則進(jìn)入第二判定閥值的過(guò)程2，詳細(xì)見(jiàn)圖8。步驟S307，恒流輸出控制。當(dāng)燈電壓達(dá)到閥值Valuel時(shí)，進(jìn)入恒流驅(qū)動(dòng)過(guò)程，通過(guò) 電流閉環(huán)實(shí)現(xiàn)。其中，當(dāng)氙氣燈控制系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，以一定頻率和占空比啟動(dòng)，當(dāng)氙氣燈控制系統(tǒng)啟 動(dòng)后，通過(guò)變頻實(shí)現(xiàn)功率調(diào)整，使氙氣燈控制系統(tǒng)輸出功率按照既定的功率曲線變化。在本實(shí)用新型中，如圖7所示控制流程，CPU控制包括電流控制反饋回路和反饋功率控制回路，如果電流處于預(yù)置閥值最大級(jí)別，則電流控制回路控制氙氣燈的功率；若電流 值低于預(yù)置閥值最大級(jí)別，功率控制回路控制氙氣燈的功率。圖8是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈控制方法的流程圖。如圖8所示，該優(yōu)選的高強(qiáng)度放電燈控制方法包括如下步驟步驟S401，當(dāng)燈電壓小于等于第一閥值Valuel時(shí)，將燈電壓與閥值電壓Value2進(jìn) 行比較，判斷V > Value2是否成立，當(dāng)燈電壓V大于等于Value2，轉(zhuǎn)入步驟S403，否則，轉(zhuǎn) 入步驟S402。步驟S402，進(jìn)入恒功率過(guò)程。步驟S403，判斷計(jì)時(shí)時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間，即判斷此時(shí)是否為定時(shí)時(shí)間。如果達(dá) 到預(yù)設(shè)時(shí)間，進(jìn)入步驟S405，否則，轉(zhuǎn)入步驟404。步驟S404，變頻控制及降功率過(guò)程步驟S405，恒功率過(guò)程及臨界模式控制步驟S406，判斷此時(shí)是否出現(xiàn)故障，如果出現(xiàn)故障，進(jìn)入步驟S407，否則，轉(zhuǎn)入步 驟 S405。步驟S407，故障處理其中，在反饋電壓大于第二電壓門限值的情況下，還可以包括CPU單元在恒功率 輸出控制結(jié)束之后開(kāi)始計(jì)時(shí)；CPU單元判斷計(jì)時(shí)的時(shí)間是否到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間；在計(jì)時(shí)的時(shí)間 到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間的情況下，CPU單元進(jìn)行臨界模式控制；在計(jì)時(shí)的時(shí)間未到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間的情 況下，CPU單元進(jìn)行變頻控制。本實(shí)用新型中，當(dāng)氙氣燈控制系統(tǒng)穩(wěn)定后，根據(jù)圖8流程，通過(guò)實(shí)時(shí)微調(diào)M0S驅(qū)動(dòng) 的柵極驅(qū)動(dòng)的占空比或者頻率，使氙氣燈控制系統(tǒng)工作在臨界模式。臨界模式通過(guò)間接檢 測(cè)升壓?jiǎn)卧儔浩鞲边呺娏鱽?lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)檢測(cè)到副邊電流電流為零時(shí)，使M0S驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū) 動(dòng)為高，即開(kāi)關(guān)工作在臨界模式下。圖9是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的電壓調(diào)理電路的示意圖。如圖9所示，根據(jù)本實(shí)施例的調(diào)理電路包括第四電阻、第五電阻、第一運(yùn)算放大 器、第一電容器，其中，第一運(yùn)算放大器的第一輸入端連接至電源，第一運(yùn)算放大器的第二 輸入端經(jīng)由第四電阻接地，第一電容器和第五電阻并聯(lián)于第一運(yùn)算放大器的輸出端和第一 輸入端之間。輸入電壓和輸出電壓的調(diào)理電路都可以如圖6所示，不同的是輸入電壓調(diào)理電路 沒(méi)有圖中捕獲輸入以及所連接的二極管。輸入電壓和輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻R100、R101分壓后，產(chǎn)生圖中電壓采集，電壓采集 經(jīng)電阻R102、R103、電容C102以及運(yùn)算放大器U100進(jìn)行調(diào)理，產(chǎn)生圖中所示的電壓采樣調(diào) 理輸出，該電壓采樣調(diào)理輸出經(jīng)CPU單元采集后參與控制算法運(yùn)算。電壓采樣調(diào)理輸出經(jīng)二極管D100后產(chǎn)生電壓采樣捕獲輸入，電壓采樣捕獲輸經(jīng) CPU單元捕獲后，可以進(jìn)行狀態(tài)變化，參與控制算法運(yùn)算。圖10是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選的電流調(diào)理電路的示意圖。如圖10所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電流調(diào)理電路包括第八電阻、第九電阻、 第十電阻、第十一電阻、第二運(yùn)算放大器、第二電容器和電感，其中，電感的一個(gè)輸入端經(jīng)由 第八電阻接地，另一端經(jīng)由第二電容器接地且經(jīng)由第九電阻連接至第二運(yùn)算放大器的第一輸入端；第二運(yùn)算放大器的第二輸入端經(jīng)由第十一電阻接地；第十電阻并聯(lián)于第二運(yùn)算放大器的第一輸入端和輸出端之間。電流反饋采集調(diào)理電路可以如圖7所示，電流反饋經(jīng)電阻R106后，產(chǎn)生圖中所示 電流采樣電壓，電感L100、電容C104為濾波電路，進(jìn)行濾波后的電壓經(jīng)電阻R106、R107、 R108、電容C103以及運(yùn)算放大器UlOl進(jìn)行調(diào)理，產(chǎn)生圖中所示的電流采樣調(diào)理輸出，該電 流采樣調(diào)理輸出經(jīng)CPU單元采集后參與控制算法運(yùn)算。CPU單元1根據(jù)電壓調(diào)理電路和電流調(diào)理電路提供的電壓和電流反饋，進(jìn)行算法 運(yùn)算，電流環(huán)、電壓環(huán)和功率控制，并驅(qū)動(dòng)升壓?jiǎn)卧?，產(chǎn)生全橋輸出單元5和高壓點(diǎn)火單元 6之所需電壓。CPU控制包括電流控制反饋回路和反饋功率控制回路，反饋功率控制回路由電流 反饋回路和電壓反饋回路經(jīng)CPU進(jìn)行運(yùn)算后得出，如果電流處于預(yù)置閥值最大級(jí)別，則電 流控制回路控制氙氣燈的功率；若電流值低于預(yù)置閥值最大級(jí)別，功率控制回路控制氙氣 燈的功率。電壓和電流調(diào)理電路經(jīng)CPU單元運(yùn)算后還可以實(shí)現(xiàn)故障診斷及保護(hù)，故障診斷及 保護(hù)包括輸入過(guò)壓、輸入欠壓，當(dāng)電壓反饋單元、電流反饋單元的反饋出現(xiàn)異常時(shí)，可以通 過(guò)CPU進(jìn)行判斷輸入過(guò)壓、輸入欠壓，過(guò)流或者燈開(kāi)路，并關(guān)斷輸出或者改變控制算法進(jìn)行 保護(hù)。汽車氙氣燈控制系統(tǒng)可以對(duì)新舊燈以及不同燈進(jìn)行優(yōu)化控制，具體實(shí)現(xiàn)為，新舊 燈以及不同的燈，點(diǎn)火后以及燈預(yù)熱過(guò)程中的電壓調(diào)理電路和電流調(diào)理電路輸出的電壓、 電流不同，針對(duì)不同的電壓電流曲線，控制系統(tǒng)采用不同的控制算法控制，實(shí)現(xiàn)了不同燈及 新舊燈的適應(yīng)性控制。汽車氙氣燈控制系統(tǒng)具有不同電壓下啟動(dòng)和再點(diǎn)火的電壓適應(yīng)性，調(diào)理電路單元 15除電壓反饋和電流反饋，還調(diào)理輸入電壓信號(hào)，根據(jù)不同的電源電壓，通過(guò)優(yōu)化控制策 略，設(shè)置不同的啟動(dòng)參數(shù)和再點(diǎn)火參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同電壓下的適應(yīng)性，減少了損耗和發(fā)熱量， 提高了可靠性。以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾 也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果1、降低了整體功耗 和發(fā)熱量。本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車HID系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能控制以及反激變化器的臨 界模式控制，降低了整體功耗和發(fā)熱量，提高了效率。2、實(shí)現(xiàn)了輸出電壓鎖止，保護(hù)后端元器件，提高了元件可靠性和使用壽命。由于本實(shí)用新型反激變化器輸出電壓鎖止保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓鎖止，保護(hù)變壓 器及后端元器件，提高了元件可靠性和使用壽命。3、實(shí)現(xiàn)了不同電壓下適應(yīng)性。根據(jù)不同的電源電壓，通過(guò)優(yōu)化控制策略，實(shí)現(xiàn)不同電壓下的適應(yīng)性，減少了損耗 和發(fā)熱量，提高了可靠性。4、采用變頻控制，減少損耗和輻射。[0112]5、采用電源入口陷波濾波器設(shè)計(jì)，減少傳導(dǎo)發(fā)射干擾。 綜上所述，本實(shí)用新型可以同時(shí)解決現(xiàn)有氙氣燈系統(tǒng)損耗大、發(fā)熱大，電壓適應(yīng)性 差，冷熱燈及不同燈適應(yīng)性差等問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車氙氣燈控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)智能控制以及反激變化器的臨界模式控制，降低了整體功耗和發(fā)熱量，提高了效率；與 傳統(tǒng)大燈相比有亮度高、效率高、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電源單元，提供電源；高壓點(diǎn)火單元，與所述高強(qiáng)度放電燈和所述電源單元電連接，為所述高強(qiáng)度放電燈點(diǎn)火提供電壓；其中，所述電源單元包括濾波電路，對(duì)所述電源單元提供的電源進(jìn)行濾波處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括升壓?jiǎn)卧?，與所述電源單元和所述高壓點(diǎn)火單元相連接，對(duì)所述電源單元提供的電壓 進(jìn)行升壓處理，并將升壓后的電壓提供給所述高壓點(diǎn)火單元；反饋單元，與所述升壓?jiǎn)卧B接，提供與所述升壓?jiǎn)卧嚓P(guān)的電壓反饋和/或電流反饋；CPU控制單元，與所述升壓?jiǎn)卧退龇答亞卧B接，根據(jù)所述反饋單元提供的所述電 壓反饋和/或所述電流反饋來(lái)控制及驅(qū)動(dòng)所述升壓?jiǎn)卧?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓?jiǎn)卧?倍壓電路，對(duì)所述電源產(chǎn)生一次升壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓?jiǎn)卧?qū)動(dòng)及鎖止電路，在輸出電壓超過(guò)預(yù)定門限值時(shí)，對(duì)所述輸出電壓進(jìn)行鎖止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)及鎖止電路包括 處理模塊；M0S驅(qū)動(dòng)單元； 比較單元； 驅(qū)動(dòng)三極管，其中，所述比較單元的一個(gè)輸入端經(jīng)由第一電阻連接至所述升壓?jiǎn)卧?，另一個(gè)輸入端經(jīng)由第 二電阻連接至電源單元，輸出端連接至所述驅(qū)動(dòng)三極管；所述驅(qū)動(dòng)三極管的一個(gè)輸出端連接至所述M0S驅(qū)動(dòng)單元，并通過(guò)第三電阻與所述中央 處理器相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波電路包括 第一電容、第二電容、第三電容、布線電感，其中，所述第一電容和所述布線電感串聯(lián)構(gòu)成LC濾波器； 所述第二電容、所述第三電容與第二電感器構(gòu)成n型濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述n型濾波器為低通濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元，將所述電源單元提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將所述交流 電壓提供給所述高強(qiáng)度放電燈和所述高壓點(diǎn)火單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元包括 全橋驅(qū)動(dòng)芯片，連接到所述高強(qiáng)度放電燈并向其提供全橋驅(qū)動(dòng)；保護(hù)電路，連接至所述全橋驅(qū)動(dòng)芯片和高強(qiáng)度放電燈，以提供電壓保護(hù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源單元還包括 CPU電源，與所述中央處理器連接，為所述CPU控制單元提供電源；M0S驅(qū)動(dòng)電源，與所述升壓?jiǎn)卧腗0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元連接，為所述升壓?jiǎn)卧腗0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元提供電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源單元還包括 CPU電源，與所述中央處理器連接，為所述CPU控制單元提供電源； M0S驅(qū)動(dòng)電源，與所述升壓?jiǎn)卧腗0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元連接，為所述升壓?jiǎn)卧?的M0S驅(qū)動(dòng)及全橋驅(qū)動(dòng)輸出單元提供電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高強(qiáng)度放電燈的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電源單元，提供電源；高壓點(diǎn)火單元，與高強(qiáng)度放電燈和電源單元電連接，為高強(qiáng)度放電燈點(diǎn)火提供電壓；電源單元包括濾波電路，對(duì)電源單元提供的電源進(jìn)行濾波處理。通過(guò)本實(shí)用新型，能夠增強(qiáng)高強(qiáng)度放電燈的抗干擾性。
文檔編號(hào)H05B41/36GK201616949SQ201020046798
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
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