[发明专利]低频半桥HID安定器、高压气体放电灯及驱动方法有效

专利信息
申请号: 201210063450.6 申请日: 2012-03-12
公开(公告)号: CN103313494A 公开(公告)日: 2013-09-18
发明(设计)人: 李立源;杨勇;何和顺 申请(专利权)人: 深圳市拓邦汽车电子技术有限公司
主分类号: H05B41/288 分类号: H05B41/288;H05B41/36
代理公司: 深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217 代理人: 易钊
地址: 518000 广东省深圳市宝安区石岩*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 低频 hid 安定 高压 气体放电灯 驱动 方法
【说明书】:

技术领域

发明设计电子电路领域,更具体地说,涉及一种低频半桥HID安定器及高压气体放电灯。

背景技术

高压气体放电灯(HID)也称为重金属灯或氙气灯,由于其放光色温接近6000K,十分接近正午日光的色温,无论是照明效果还是人眼舒适度都远远优于传统的卤素灯,因此越来越多的汽车照明开始使用HID。HID灯由密闭、双层外科组成,在外壳中发生等离子放电,放电使气体电离,根据放电外壳中的气体成分,气体将以各种波长发光。为了有效的进行工作,需要在接通电源的瞬间,通过转换将低压电源升至2万伏特以上的高压脉冲电压,经过高压振荡激发,使氙气灯灯管内的多种化学气体电离,并在电极之间发出强光,然后HID安定器提供恒定频率的低频交流电使灯泡达到额定的功率。

现有的HID安定器普遍采用全桥逆变的方式,使用全桥逆变的方式存在自身的缺陷:1、电路结构复杂,成本较高;2、对元件的耐压要求较高,难以选择合适器件;3、因为全桥逆变的电路所使用的开关管较多,且存在一定的导通阻抗,故影响效率,存在较大的发热问题。

而传统的半桥逆变方式的HID安定器,由于实现低频交流方波比较困难,且对电路有一定的要求。由于此种逆变方式要实现低频交流方波是基于双BUCK电路的原理,要求前级(DC/AC逆变中的DC部分)必须为高压,驱动电路需是高频信号,且逆变电路中需要辅助电感来配合,故不适合于车用HID安定器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是,针对现有HID安定器电路结构复杂、元件需要承受高压以及发热较高的缺陷,提供一种能克服上述缺陷的低频半桥HID安定器,以及一种使用低频半桥HID安定器的高压气体放电灯。

本发明一方面构造一种低频半桥HID安定器,包括主电路和控制电路,其中主电路用于将供电电源转换为HID灯点火时所需的瞬间高压以及在点火后的正常工作电流;控制电路用于检测主电路的转换性能以及控制主电路。

具体的,主电路包括:

DC-DC升压变压器,用于将供电电源的低压直流电升压为电压稳定的高压直流电;

DC-AC逆变电路,利用半桥逆变方式将高压直流电转换为高压交流电;

启动电路,用于在DC-AC逆变电路向负载的HID灯提供高压直流电之前,首先向负载提高瞬间的高压电流。

具体的,控制电路包括:

MOSFET驱动电路,用于控制DC-DC升压变压器的运行;

电流检测电路,用于检测DC-DC升压变压器工作过程中,内部电流的大小,并在电流超出工作范围时产生报警信号;

灯管电压检测电路和灯管电流检测电路,用于检测加载在HID灯上的电压电流大小,并在电压或电流超出工作范围时产生报警信号;

CPU主控电路,用于检测控制电路中MOSFET驱动电路、电流检测电路、灯管电压检测电路和灯管电流检测电路的运行状况,以及控制DC-AC逆变电路的逆变过程。

本发明的低频半桥HID安定器还包括与CPU主控电路电连接的保护电路,保护电路在监测到报警信号时中断主电路,保护各元件避免烧坏。

本发明的低频半桥HID安定器,DC-DC升压电路包括依次电连接的高频变压器和整流滤波电路,其中高频变压器用于将低压直流电转化为高压交流电;整流滤波电路用于将转变后的交流电进行整流滤波、转化为稳定直流电。

具体的,高频变压器为中心抽头变压器,包括一个初级绕组和两个次级绕组。整流滤波电路包括两个快速恢复二极管和两个电容。

本发明的低频半桥HID安定器,DC-AC逆变电路包括:两个连接成桥的开关管。

本发明的另一方面,提供一种使用低频半桥HID安定器的高压气体放电灯,包括依次电连接的直流供电电源、低频半桥HID安定器和HID灯。

本发明的使用低频半桥HID安定器的高压气体放电灯,还包括用于提供瞬间高压,以点亮启动HID灯的高压包。

本发明的低频半桥HID安定器,供电电源为车载12V直流电源。

本发明还提供一种高压气体放电灯的驱动方法,包括:

S1)供电电源向DC-DC升压变压器供电,MOSFET驱动电路驱动DC-DC升压变压器将低压直流电转换为高压直流电;

S2)电流检测电路检测DC-DC升压变压器内的电流,若电流超出安全阈值,则发出报警信号,保护电路中断主电路的工作,否则跳转至步骤S3;

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