一種電子鎮(zhèn)流器lc諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法，包括：設(shè)置死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程；根據(jù)設(shè)計(jì)階段掃頻的測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。本發(fā)明還公開(kāi)了一種LC諧振點(diǎn)火的裝置和電路。實(shí)施本發(fā)明的一種LC諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路解決了電子鎮(zhèn)流器中由于輸出線長(zhǎng)短不一而產(chǎn)生的點(diǎn)火電壓相差很大的問(wèn)題，提高了電子鎮(zhèn)流器的可靠性和壽命。
【專利說(shuō)明】一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子鎮(zhèn)流器領(lǐng)域，特別涉及一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓氣體放電燈(HID)大量的被用在道路、大型公共場(chǎng)所照明和植物照明，與其配套的電子鎮(zhèn)流器使用量也很大。目前采用的點(diǎn)火方式有脈沖高壓點(diǎn)火和LC諧振高壓點(diǎn)火，脈沖高壓點(diǎn)火方式電路復(fù)雜、成本相對(duì)較高；LC諧振高壓點(diǎn)火方式因?yàn)殡娐吠負(fù)浜?jiǎn)單、成本低廉，越來(lái)越多的被采用了。橋式電路在驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期是LC諧振周期奇數(shù)倍的時(shí)候，在電容兩端得到一個(gè)比較高的交流高壓信號(hào)，我們用這個(gè)電壓完成高壓氣體放電燈的點(diǎn)火。
[0003]在使用傳統(tǒng)控制方式驅(qū)動(dòng)橋式電路時(shí)，一般情況下，LC諧振形成的高壓電壓值高于實(shí)際需要的電壓很多，而且持續(xù)時(shí)間比脈沖點(diǎn)火信號(hào)持續(xù)的時(shí)間要長(zhǎng)。在植物照明等場(chǎng)合要求輸出線最長(zhǎng)要達(dá)到15米，LC諧振高壓在輸出線短的時(shí)候，電壓值偏高，有極大的安全隱患；而在輸出線長(zhǎng)的時(shí)候，由于輸出導(dǎo)線的影響，電壓值偏低，隨著燈泡使用時(shí)間的增力口，會(huì)出現(xiàn)燈點(diǎn)不亮的情況。LC諧振點(diǎn)火高壓不可控制這個(gè)弊端在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用中帶來(lái)了很多問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)電子鎮(zhèn)流器中由于輸出線長(zhǎng)短不一而產(chǎn)生的鎮(zhèn)流器點(diǎn)火電壓相差很大的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明公開(kāi)了一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法，包括:
[0007]設(shè)置死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0008]執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程；
[0009]根據(jù)設(shè)計(jì)階段的掃頻測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。
[0010]本發(fā)明公開(kāi)了一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的裝置，包括各電路模塊，所述的電路模塊包括供電模塊、微處理器以及LC諧振點(diǎn)火模塊，所述的微處理器與LC諧振點(diǎn)火模塊相連，所述的LC諧振點(diǎn)火模塊包括:
[0011]驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)置單元，用于設(shè)置死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0012]掃頻單元，用于執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程；
[0013]LC諧振點(diǎn)火單元，用于根據(jù)設(shè)計(jì)階段掃頻的測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。
[0014]本發(fā)明公開(kāi)了一種LC諧振點(diǎn)火的電路，包括EMI濾波電路單元，與所述的EMI濾波電路相連的整流電路單元，與所述的整流電路單元相連的有源功率因數(shù)校正電路單元，與所述的有源功率因數(shù)校正電路單元相連的LC諧振電路單元，與所述的EMI濾波電路單元及LC諧振電路單元均相連的電路控制單元，LC諧振電路單元連接具有輸出線的負(fù)載，所述的電路控制單元包括上述的LC諧振點(diǎn)火的裝置。
[0015]在本發(fā)明公開(kāi)的LC諧振點(diǎn)火的電路中，所述的負(fù)載為高壓氣體放電燈。
[0016]在本發(fā)明公開(kāi)的LC諧振點(diǎn)火的電路中，所述的LC諧振電路單元為全橋或者半橋LC諧振電路單元。
[0017]實(shí)施本發(fā)明的一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路，具有以下有益的技術(shù)效果:
[0018]1.解決了由于輸出線長(zhǎng)短不一而產(chǎn)生的鎮(zhèn)流器點(diǎn)火電壓相差很大的問(wèn)題，提高了電子鎮(zhèn)流器的可靠性和壽命；
[0019]2.基本不帶來(lái)額外的成本，但是效果顯著；
[0020]3.在現(xiàn)有電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上改動(dòng)較小，方便推廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不做出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1a是本發(fā)明一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火方法的流程圖；
[0023]圖1b是本發(fā)明現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的半橋諧振點(diǎn)火電路圖；
[0024]圖1c是本發(fā)明現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的全橋諧振點(diǎn)火電路圖；
[0025]圖1d是本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)掃頻工作狀態(tài)下的宏觀波形的示意圖；
[0026]圖1e是本發(fā)明的技術(shù)掃頻工作狀態(tài)下的宏觀波形的示意圖；
[0027]圖1f是本發(fā)明的一種LC諧振點(diǎn)火信號(hào)的等效電路示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明一種LC諧振點(diǎn)火裝置的構(gòu)造方框圖；
[0029]圖3是本發(fā)明一種LC諧振點(diǎn)火電路的構(gòu)造方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]本發(fā)明的目的是解決電子鎮(zhèn)流器輸出高壓不可控的問(wèn)題。高壓偏低的話，隨著燈泡使用時(shí)間的增加，會(huì)出現(xiàn)燈點(diǎn)不亮的情況，是非常嚴(yán)重的問(wèn)題。高壓偏高的話，在燈芯本身很熱或者輸出開(kāi)路的情況下，輸出線之間、輸出端對(duì)外殼和電路板上部分元器件之間會(huì)出現(xiàn)打火的現(xiàn)象，有極大的安全隱患，很容易出現(xiàn)炸機(jī)的嚴(yán)重后果。LC諧振點(diǎn)火高壓控制技術(shù)是目前迫切需要解決的一個(gè)問(wèn)題。
[0032]由于大功率電子鎮(zhèn)流器要求輸出導(dǎo)線滿足15米的要求，輸出導(dǎo)線的寄生電容導(dǎo)致諧振電容變大，諧振頻率因而降低。實(shí)際應(yīng)用中測(cè)試發(fā)現(xiàn)輸出導(dǎo)線帶來(lái)的頻率偏移量比較大，這就要求工作頻率從一個(gè)較高的頻率慢慢變化到一個(gè)較低的頻率，通過(guò)掃頻的方式保證電路肯定會(huì)有一段時(shí)間工作在三次諧振點(diǎn)，來(lái)產(chǎn)生足夠的高壓來(lái)把燈點(diǎn)亮。傳統(tǒng)方式工作時(shí)，實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)輸出線較短的時(shí)候，輸出高壓有5000伏以上，掃頻點(diǎn)火時(shí)能聽(tīng)到明顯的打火的聲音，存在安全和質(zhì)量隱患；而輸出線較長(zhǎng)的時(shí)候，輸出高壓只有2800伏，不是一個(gè)足夠可靠的高壓，有些燈泡不能點(diǎn)亮。
[0033]本發(fā)明通過(guò)修改半橋或全橋電路上MOSFET的驅(qū)動(dòng)方式，獲得一個(gè)安全的滿足要求的高壓，取得了很好的效果。
[0034]請(qǐng)參閱圖la，一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法，包括:
[0035]S1.設(shè)置死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0036]S2.執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程；
[0037]S3.根據(jù)設(shè)計(jì)階段掃頻的測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。
[0038]在本技術(shù)方案中，我們采用的工作頻率與死區(qū)時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0039]當(dāng)工作頻率區(qū)間為:IOOKHz?80KHz時(shí)，對(duì)應(yīng)的死區(qū)時(shí)間:1.5uS;
[0040]當(dāng)工作頻率區(qū)間為:80KHz?65KHz時(shí)，對(duì)應(yīng)的死區(qū)時(shí)間:IuS;
[0041]當(dāng)工作頻率區(qū)間為:65KHz?50KHz時(shí)，對(duì)應(yīng)的死區(qū)時(shí)間:0.5uS。
[0042]圖1b為現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的半橋諧振點(diǎn)火電路，開(kāi)關(guān)管Q1\Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為S1\S2。
[0043]圖1c為現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的全橋諧振點(diǎn)火電路，開(kāi)關(guān)管Q1\Q4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為SI，開(kāi)關(guān)管Q2\Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為S2。
[0044]圖1d是驅(qū)動(dòng)信號(hào)S1\S2在掃頻工作狀態(tài)下的宏觀波形。在一定的時(shí)間段T內(nèi)，S1\S2以較高的頻率Fmax開(kāi)始工作，然后均勻的依次遞減頻率，最后達(dá)到較小的頻率Fmin而結(jié)束，上述即是掃頻的工作過(guò)程。Fmax和Fmin值的選取根據(jù)諧振電路的等效諧振頻率的范圍來(lái)確定，掃頻持續(xù)的時(shí)間T根據(jù)負(fù)載燈泡所需高壓的時(shí)間來(lái)確定，原則上在滿足要求的情況下越小越好。
[0045]圖1e為驅(qū)動(dòng)信號(hào)S1\S2在掃頻工作狀態(tài)下的微觀波形，即圖1d的局部工作波形，可看出為互補(bǔ)的方式。對(duì)半橋、全橋驅(qū)動(dòng)電路來(lái)說(shuō)，上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)候要有一定的時(shí)間差Tl，此時(shí)間差Tl內(nèi)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管均為關(guān)閉狀態(tài)，我們稱此時(shí)間差Tl為橋式電路的死區(qū)時(shí)間(Dead time)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，Tl的寬度會(huì)影響掃頻工作狀態(tài)下產(chǎn)生的諧振點(diǎn)火高壓。Tl增加，電壓值減小；T1減小，電壓值增加。
[0046]如圖lf，本發(fā)明的一種LC諧振點(diǎn)火信號(hào)的等效電路，輸出線的長(zhǎng)短產(chǎn)生的寄生電容C4大小不同，會(huì)影響諧振頻率，同時(shí)也會(huì)影響諧振點(diǎn)火高壓。所以現(xiàn)有掃頻技術(shù)下，短線的諧振頻率 >長(zhǎng)線的諧振頻率，短線的高壓 > 長(zhǎng)線的高壓。
[0047]這里我們要做的是減小短線的高壓，提高長(zhǎng)線的高壓，獲得一個(gè)安全、可靠的諧振點(diǎn)火電壓。諧振電路在長(zhǎng)/短線下的諧振頻率在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可以計(jì)算得到，然后做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)圖1e中所說(shuō)的死區(qū)時(shí)間(Dead time)的作用，在掃頻區(qū)間內(nèi)，將長(zhǎng)線諧振頻率的死區(qū)時(shí)間減小，以提升高壓。將短線諧振頻率的死區(qū)時(shí)間增加，以減小高壓。當(dāng)然，死區(qū)時(shí)間(Dead time)的增加和減小要限制在一定的范圍內(nèi)。
[0048]把本發(fā)明應(yīng)用到現(xiàn)在產(chǎn)品中，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將掃頻的過(guò)程分成幾個(gè)頻率范圍，不同的頻率范圍使用不同寬度的死區(qū)時(shí)間，逐段完成掃頻。[0049]Tl是驅(qū)動(dòng)信號(hào)的死區(qū)(dead time)，對(duì)應(yīng)于全橋電路的開(kāi)關(guān)管均不導(dǎo)通的時(shí)間段。
[0050]脈寬驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率，即掃頻頻率，取值為:IOOKHz?50KHz。
[0051]請(qǐng)參閱圖2、一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的裝置1，包括各電路模塊，電路模塊包括供電模塊10、微處理器30以及LC諧振點(diǎn)火模塊40，微處理器30與LC諧振點(diǎn)火模塊40相連，LC諧振點(diǎn)火模塊40包括:
[0052]驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)置單元，用于設(shè)置全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0053]掃頻單元，執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程；
[0054]LC諧振點(diǎn)火單元，用于根據(jù)設(shè)計(jì)階段的測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。
[0055]請(qǐng)參閱圖3、一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的電路,包括EMI (Electro-MagneticInterference,電磁干擾)濾波電路單元100,與EMI濾波電路100相連的整流電路單元200,與整流電路單元200相連的有源功率因數(shù)校正電路單元300，與有源功率因數(shù)校正電路單元300相連的LC諧振電路單元400，與EMI濾波電路單元100及LC諧振電路單元400均相連的電路控制單元500，電路控制單元500包括上述的LC諧振點(diǎn)火的裝置I。
[0056]LC諧振電路單元400連接負(fù)載，負(fù)載為高壓氣體放電燈。
[0057]LC諧振電路單元400為半橋/全橋LC諧振電路單元。
[0058]在圖lb、圖lc、圖1f中，電容Cl、電感L1、電容C2、電容C3串接組成LC諧振電路單元400。
[0059]本發(fā)明的一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的電路工作過(guò)程為:外加的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)EMI濾波電路單元100除噪后進(jìn)入整流電路單元200，變成直流電進(jìn)入有源功率因數(shù)校正電路單元300進(jìn)行升壓后輸送至LC諧振電路單元400，其中，電路控制單元500依據(jù)諧振點(diǎn)火的原理，改變掃頻頻率，增加一個(gè)可調(diào)節(jié)量Tl，就可以調(diào)節(jié)每個(gè)工作周期輸出的能量，達(dá)到控制輸出高壓的目的。
[0060]實(shí)際測(cè)試在多臺(tái)鎮(zhèn)流器輸出線長(zhǎng)短不一的情況下，獲得了穩(wěn)定在3500V左右的高壓。
[0061]實(shí)施本發(fā)明的一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法、裝置以及電路，具有以下有益的技術(shù)效果:
[0062]1.解決了電子鎮(zhèn)流器中LC諧振高壓的可控性問(wèn)題，提高了電子鎮(zhèn)流器的可靠性和壽命；
[0063]2.基本不帶來(lái)額外的成本，但是效果顯著；
[0064]3.在現(xiàn)有電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上改動(dòng)較小，方便推廣。
[0065]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的方法，其特征在于，包括: 設(shè)置死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程； 根據(jù)設(shè)計(jì)階段掃頻的測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。
2.一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的裝置，包括各電路模塊，其特征在于，所述的電路模塊包括供電模塊、微處理器以及LC諧振點(diǎn)火模塊，所述的微處理器與LC諧振點(diǎn)火模塊相連，所述的LC諧振點(diǎn)火模塊包括: 驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)置單元，用于設(shè)置死區(qū)時(shí)間可以調(diào)節(jié)的全橋或半橋電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 掃頻單元，用于執(zhí)行一個(gè)掃頻的過(guò)程； LC諧振點(diǎn)火單元，用于根據(jù)設(shè)計(jì)階段掃頻的測(cè)試數(shù)據(jù)，為不同的工作頻率段設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間，獲得穩(wěn)定的LC諧振點(diǎn)火高壓。
3.一種電子鎮(zhèn)流器LC諧振點(diǎn)火的電路，包括BO濾波電路單元，與所述的EMI濾波電路相連的整流電路單元，與所述的整流電路單元相連的有源功率因數(shù)校正電路單元，與所述的有源功率因數(shù)校正電路單元相連的LC諧振電路單元，與所述的EMI濾波電路單元及LC諧振電路單元均相連的電路控制單元，LC諧振電路單元連接具有輸出線的負(fù)載，其特征在于，所述的電路控制單元包括權(quán)利要求2所述的LC諧振點(diǎn)火的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LC諧振點(diǎn)火的電路，其特征在于，所述的負(fù)載為高壓氣體放電燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LC諧振點(diǎn)火的電路，其特征在于，所述的LC諧振電路單元為全橋或者半橋LC諧振電路單元。
【文檔編號(hào)】H05B41/24GK103547049SQ201210240540
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月12日
【發(fā)明者】王衛(wèi)強(qiáng), 張玉杰, 褚青松 申請(qǐng)人:深圳市朗科電器有限公司