一种金卤灯的激活控制电路及金卤灯电子镇流器的制作方法

本发明实施例涉及高压气体放电灯电源技术领域，尤其涉及一种金卤灯的激活控制电路及金卤灯电子镇流器。

背景技术：

金卤灯需要在400hz以下的低频方波下工作，以提高灯泡的使用寿命。为使灯点亮激活，产品需要在启动时提供持续的高电压，以激活灯内金属卤化物。传统的方法通常是采用通过变压器原副边耦合升压的方式，使输出电压提升到5kv以上激活灯泡。

采用通过变压器原副边耦合升压的方式使工作过程中的电流较大，要选择抗浪涌电流较高的电子器件，使得产品的材料成本大幅度增加，并且此方法噪音大，存在一定激活失败的概率，使金卤灯无法点亮，稳定性较低。

技术实现要素：

本发明提供一种金卤灯的激活控制电路及金卤灯电子镇流器，以能够稳定激活金卤灯并且成本较低。

第一方面，本发明实施例提供了一种金卤灯的激活控制电路，包括：控制器、驱动模块、全桥电路和谐振电路；

所述全桥电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；所述第一晶体管的第二极与所述第二晶体管的第一极电连接于第一节点；所述第一晶体管的第一极和所述第二晶体管的第二极分别电连接供电电源的正极和负极；所述第三晶体管的第二极与所述第四晶体管的第一极电连接于第二节点；所述第三晶体管的第一极和所述第四晶体管的第二极分别电连接所述供电电源的正极和负极；

所述谐振电路电连接于所述第一节点与所述第二节点之间；所述谐振电路还与所述金卤灯电连接；

所述驱动模块分别与所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极电连接；

所述控制器与所述驱动模块电连接；所述控制器用于控制所述驱动模块驱动所述全桥电路依次输出第一频率、第二频率和第三频率的电信号至所述谐振电路，以使所述谐振电路依次输出激活信号、预热信号和发光控制信号；

其中，所述第一频率大于所述第二频率，所述第二频率大于所述第三频率。

可选的，所述控制器具体用于：

在第一时间段内，控制所述驱动模块驱动所述全桥电路输出第一频率的电信号至所述谐振电路，以使所述谐振电路输出激活信号至所述金卤灯；

在第二时间段内，控制所述驱动模块驱动所述全桥电路将输出至所述谐振电路的第一频率的电信号变为第二频率的电信号；

在第三时间段内，控制所述驱动模块驱动所述全桥电路持续输出所述第二频率的电信号至所述谐振电路，以使所述谐振电路输出预热信号至所述金卤灯；

在第四时间段内，控制所述驱动模块驱动所述全桥电路将输出至所述谐振电路的第二频率的电信号变为第三频率的电信号，并持续输出所述第三频率的电信号至所述谐振电路，以使所述谐振电路输出发光控制信号至所述金卤灯。

可选的，所述第一晶体管与所述第四晶体管同步导通，所述第二晶体管与所述第三晶体管同步导通；

在所述第一时间段内，所述控制器控制所述驱动单元驱动所述第一晶体管与所述第二晶体管以第一频率交替导通；

在所述第三时间段内，所述控制器控制所述驱动单元驱动所述第一晶体管与所述第二晶体管以第二频率交替导通；

在所述第四时间段内，所述控制器控制所述驱动单元驱动所述第一晶体管与所述第二晶体管以第三频率交替导通。

可选的，所述金卤灯的激活控制电路还包括：功率因数校正电路；

所述功率因数校正电路电连接于所述供电电源与所述全桥电路之间；所述功率因数校正电路用于将所述供电电源的电源信号转换为所述全桥电路的供电电压信号；

所述控制器还与所述功率因数校正电路电连接；所述控制器还用于在所述功率因数校正电路的功率达到预设功率时，控制所述功率因数校正电路的输出功率保持为所述预设功率。

可选的，所述预设功率为1kw。

可选的，所述金卤灯的激活控制电路还包括：降压电路；

所述降压电路电连接于所述功率因数校正电路与所述全桥电路之间；所述降压电路用于根据所述全桥电路输出的电信号调节所述供电电压信号。

可选的，所述谐振电路包括电感、第一电容和第二电容；

所述第一电容的第一端与所述第一节点电连接；所述第一电容的第二端通过所述第二电容与所述电感的第一端电连接，所述电感的第二端与所述第二节点电连接；

所述第一电容的第一端还与所述金卤灯的第一供电端电连接；所述电感的第一端还与所述金卤灯的第二供电端电连接。

可选的，所述金卤灯的激活控制电路还包括：测试电路；

所述测试电路电连接于所述金卤灯的供电端与所述控制器之间；所述控制器通过所述测试电路获取所述金卤灯的供电端的电信号。

可选的，所述第一频率为90khz，所述第二频率为70khz，所述第三频率为200hz。

第二方面，本发明实施例还提供了一种金卤灯电子镇流器，包括上述的金卤灯的激活控制电路。

本发明实施例提供的金卤灯的激活控制电路，通过控制器控制全桥电路输出电信号的频率，并设置了谐振电路根据不同频率的电信号输出不同幅值的电压信号和电流信号至金卤灯的两端，以使谐振电路首先根据具有较高频率的第一频率的电信号输出高压的激活信号激活金卤灯内的惰性气体，再通过具有较低频率的第二频率的电信号输出预热信号对金卤灯进行充分预热，最后根据具有更低频率的第三频率的电信号输出发光控制信号使金卤灯进入稳定的恒功率工作状态。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种金卤灯的激活控制电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种金卤灯的激活控制电路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种全桥电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种金卤灯的激活控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种金卤灯的激活控制电路的结构示意图，如图1所示，该金卤灯的激活控制电路包括：控制器10、驱动模块20、全桥电路30和谐振电路40；全桥电路30包括第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3和第四晶体管t4；第一晶体管t1的第二极与第二晶体管t2的第一极电连接于第一节点a；第一晶体管t1的第一极和第二晶体管t2的第二极分别电连接供电电源50的正极和负极；第三晶体管t3的第二极与第四晶体管t4的第一极电连接于第二节点b；第三晶体管t3的第一极和第四晶体管t4的第二极分别电连接供电电源50的正极和负极；谐振电路40电连接于第一节点a与第二节点b之间；谐振电路40还与金卤灯00电连接；驱动模块20分别与第一晶体管t1的栅极g、所述第二晶体管t2的栅极g、第三晶体管t3的栅极g和第四晶体管t4的栅极g电连接；控制器10与驱动模块20电连接；控制器10用于控制驱动模块20驱动全桥电路30依次输出第一频率、第二频率和第三频率的电信号至谐振电路40，以使谐振电路40依次输出激活信号、预热信号和发光控制信号；其中，第一频率大于第二频率，第二频率大于第三频率。

具体的，控制器10可以包括第一输出端out1和第二输出端out2，驱动模块20可以包括第一电源芯片u1和第二电源芯片u2，第一电源芯片u1包括第一输入端hin1和第二输入端lin1，第二电源芯片u2包括第三输入端hin2和第四输入端lin2；其中第一输入端hin1和第四输入端lin2均与控制器10的第一输出端out1电连接，第二输入端lin1和第三输入端hin2均与控制器10的第二输出端out2电连接。第一电源芯片u1的第一输出端hvg1与第一晶体管的t1的栅极g电连接，第二输出端lvg1与第二晶体管t2的栅极g电连接；第二电源芯片u2的第三输出端hvg2与第三晶体管t3的栅极g电连接，第四输出端lvg2与第四晶体管t4的栅极g电连接。控制器10输出第一控制信号至第一电源芯片u1的第一输入端hin1和第二电源芯片u2的第四输入端lin2，则第一输出端hvg1和第四输出端lvg2可根据第一控制信号分别驱动第一晶体管t1和第四晶体管t4同步导通和关断；同样的，控制器10输出第二控制信号至第一电源芯片u1的第二输入端lin1和第二电源芯片u2的第三输入端hin1，则第二输出端lvg1和第三输出端hvg2可根据第二控制信号分别驱动第二晶体管t2和第三晶体管t3同步导通和关断。谐振电路40包括两个输入端，分别与第一节点a和第二节点b电连接，还包括两个输出端，分别电连接于金卤灯的两端。第一节点a和第二节点b相当于全桥电路30的两个输出端，当第一晶体管t1和第四晶体管t4导通时，供电电源50提供的电压信号由正极通过第一晶体管t1传输到第一节点a，再通过谐振电路40传输至金卤灯00的一端，由金卤灯00的另一端通过谐振电路40传输至第二节点b，再通过第四晶体管t4传输至供电电源50的负极，如此形成一个闭合回路，即此时全桥电路30的输出电压uo＝uab；同理，当第二晶体管t2和第三晶体管t3导通时，供电电源50提供的电压信号由正极通过第三晶体管t3传输到第二节点b，再通过谐振电路40传输至金卤灯00的一端，由金卤灯00的另一端通过谐振电路40传输至第一节点a，再通过第四晶体管t2传输至供电电源50的负极，形成一个闭合回路，即此时全桥电路30的输出电压uo＝-uab。

当控制器10以第一频率输出第一控制信号和第二控制信号时，驱动模块20驱动全桥电路30输出第一频率的电信号至谐振电路40，由于第一频率较大，所以经过谐振电路40后输出至金卤灯00的激活信号电流较小而电压较高，通过高压脉冲可对金卤灯00内的惰性气体进行激活；当控制器10以第二频率输出第一控制信号和第二控制信号时，驱动模块20驱动全桥电路30输出第二频率的电信号至谐振电路40，由于第二频率相较于第一频率较低，因此经过谐振电路40后输出至金卤灯00的预热信号电流增大而电压信号减小，此时该预热信号可对金卤灯00进行预热；当控制器10以第三频率输出第一控制信号和第二控制信号时，驱动模块20驱动全桥电路30输出第三频率的电信号至谐振电路40，由于第三频率较小，此时谐振电路40不再起谐振作用，直接将第三频率的电压信号和电流信号，即发光控制信号传输至金卤灯00的两端，控制金卤灯00进入稳定的恒功率工作状态。示例性的，第一频率可以为90khz，第二频率可以为70khz，第三频率可以为200hz。

示例性的，第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3和第四晶体管t4的第一极可以为漏极d，第二极可以为源极s。

本发明实施例提供的金卤灯的激活控制电路，通过控制器控制全桥电路输出电信号的频率，并设置了谐振电路根据不同频率的电信号输出不同幅值的电压信号和电流信号至金卤灯的两端，以使谐振电路首先根据具有较高频率的第一频率的电信号输出高压的激活信号激活金卤灯内的惰性气体，再通过具有较低频率的第二频率的电信号输出预热信号对金卤灯进行充分预热，最后根据具有更低频率的第三频率的电信号输出发光控制信号使金卤灯进入稳定的恒功率工作状态，通过控制全桥电路的开关频率输出不同频率的电信号，稳定地激活金卤灯使其成功点亮，电路结构简单且噪音小，降低了电子器件的要求。

可选的，图2为本发明实施例提供的另一种金卤灯的激活控制电路的结构示意图，如图2所示，谐振电路30包括电感l、第一电容c1和第二电容c2；第一电容c1的第一端与第一节点a电连接；第一电容c1的第二端通过第二电容c2与电感l的第一端电连接，电感l的第二端与第二节点b电连接；第一电容c1的第一端还与金卤灯00的第一供电端电连接；电感l的第一端还与金卤灯00的第二供电端电连接。

具体的，当驱动电路20输出至谐振电路30的电信号的频率较高时，电感l的感抗很大，此时该谐振电路30呈容性，输出至基金卤灯00两端的电压较大而电流较小；当驱动电路20输出至谐振电路30的电信号的频率较低时，第一电容c1和第二电容c2的容抗很大，此时该谐振电路30呈感性，输出至金卤灯00两端的电压较小而电流较大。示例性的，电感l的电感值可以为250μh；第一电容c1的容值可以为3.3nf，第二电容c2的容值可以为3.3nf。

可选的，参考图2，控制器10具体用于：在第一时间段内，控制驱动模块20驱动全桥电路30输出第一频率的电信号至谐振电路40，以使谐振电路40输出激活信号至金卤灯00；在第二时间段内，控制驱动模块20驱动全桥电路30将输出至谐振电路40的第一频率的电信号变为第二频率的电信号；在第三时间段内，控制驱动模块20驱动全桥电路30持续输出第二频率的电信号至谐振电路40，以使谐振电路40输出预热信号至金卤灯00；在第四时间段内，控制驱动模块20驱动全桥电路30将输出至谐振电路40的第二频率的电信号变为第三频率的电信号，并持续输出第三频率的电信号至谐振电路40，以使谐振电路40输出发光控制信号至金卤灯00。

具体的，控制器10可分阶段输出不同频率的控制信号至驱动模块20，使得驱动模块30控制全桥电路30分阶段输出不同频率的电信号至谐振电路40，以使金卤灯00能够稳定地进入恒功率工作状态。示例性的，在第一时间段内，控制器10持续输出第一频率的第一控制信号和第二控制信号至驱动模块20，以控制驱动模块20驱动全桥电路30输出第一频率的电信号至谐振电路40，使得谐振电路40根据第一频率的电信号输出激活信号至金卤灯00激活金卤灯00中的惰性气体，该过程也可描述为点火过程，其中，第一时间段可以为100ms；在第二时间段内，控制器10输出的第一控制信号和第二控制信号的频率由第一频率降低至第二频率，即控制器10在此时间段内完成第一次降频的过程，从而在此时间段内驱动模块20驱动全桥电路30将输出至谐振电路40的第一频率的电信号降低至第二频率的电信号，示例性的，第二时间段可以为20ms；在第三时间段内，控制器10持续输出第二频率的第一控制信号和第二控制信号至驱动模块20，以控制驱动模块20驱动全桥电路30持续输出第二频率的电信号至谐振电路40，谐振电路40根据第二频率的电信号持续输出预热信号至金卤灯00对金卤灯进行充分的预热，示例性的，第二时间段可以与第一时间段相同，为20ms；在第四时间段内，控制器10首先输出的第一控制信号和第二控制信号的频率由第二频率降低至第三频率，即控制器10在此时间段内完成第二次降频的过程，示例性的，该降频过程可以为20ns，然后持续输出第三频率的第一控制信号和第二控制信号至驱动模块20，驱动模块20根据第一控制信号和第二控制信号驱动全桥电路30将输出至谐振电路40的第二频率的电信号变为第三频率的电信号，然后持续输出第三频率的电信号至谐振电路40，以使谐振电路40根据接收的电信号将输出至金卤灯00的预热信号变为低频的发光控制信号，并在之后持续输出发光控制信号至金卤灯00，控制金卤灯00进入恒功率工作状态稳定发光。

可选的，继续参考图2，第一晶体管t1与第四晶体管t4同步导通，第二晶体管t2与第三晶体管t3同步导通；在第一时间段内，控制器10控制驱动单元20驱动第一晶体管t1与第二晶体管t2以第一频率交替导通；在第三时间段内，控制器10控制驱动单元20驱动第一晶体管t1与第二晶体管t2以第二频率交替导通；在第四时间段内，控制器10控制驱动单元20驱动第一晶体管t1与第二晶体管t2以第三频率交替导通。

具体的，控制器10输出第一控制信号至第一电源芯片u1的第一输入端hin1和第二电源芯片u2的第四输入端lin2，则第一电源芯片u1的第一输出端hvg1和第二电源芯片的第四输出端lvg2根据第一控制信号驱动第一晶体管t1与第四晶体管t4同步导通；同样的，控制器10输出第二控制信号至第一电源芯片u1的第二输入端lin1和第二电源芯片u2的第三输入端hin2，则第一电源芯片u1的第二输出端lvg1和第二电源芯片的第三输出端hvg2根据第二控制信号驱动第二晶体管t2与第三晶体管t3同步导通，控制器10通过第一控制信号和第二控制信号控制驱动模块20，驱动第一晶体管t1和第四晶体管t4组成的一对桥臂与第二晶体管t2和第三晶体管t3组成的另一对桥臂交替导通。示例性的，在第一时间段内，控制器10输出第一频率的第一控制信号和第二控制信号至驱动模块20，控制驱动模块20驱动第一晶体管t1和第四晶体管t4组成的一对桥臂与第二晶体管t2和第三晶体管t3组成的另一对桥臂以第一频率交替导通，输出第一频率的方波电信号至谐振电路40；在第三时间段内，控制器10输出第二频率的第一控制信号和第二控制信号至驱动模块20，控制驱动单元20驱动第一晶体管t1和第四晶体管t4组成的一对桥臂与第二晶体管t2和第三晶体管t3组成的另一对桥臂以第二频率交替导通，输出第二频率的方波电信号至谐振电路40；在第四时间段内，控制器10输出第三频率的第一控制信号和第二控制信号至驱动模块20，控制驱动单元20驱动第一晶体管t1和第四晶体管t4组成的一对桥臂与第二晶体管t2和第三晶体管t3组成的另一对桥臂以第三频率交替导通，输出第三频率的方波电信号至谐振电路40。

图3是本发明实施例提供的一种全桥电路的结构示意图，如图3所示，该全桥电路还包括与各晶体管一一对应的辅助电路，辅助电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一二极管d1、第二二极管d2和第五晶体管q1。以第一晶体管t1为例进行说明，其中，驱动电路中第一电源芯片的第一输出端通过第一电阻r1与第一二极管d1的正极电连接，第一二极管d1的负极与第一晶体管t1的栅极g电连接；驱动电路中第一电源芯片的第一输出端还通过第二电阻r2与第五晶体管q1的基极电连接，第五晶体管q1的发射极、第三电阻r3的第一端和第二二极管d2的负极均与第一二极管d1的负极和第一晶体管t1的栅极g电连接，第五晶体管q1的集电极、第三电阻r3的第二端和第二二极管d2的正极均电连接于第一节点a。其中，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3均用于分压，第一二极管d1用于整流，第二二极管d2用于稳压，第五晶体管q1用于保护电路。该全桥电路还包括第七电容c7、第八电容c8和第九电容c9，第七电容c7电连接于供电电源的正极与第一节点a之间，第八电容c8电连接于第一节点a与供电电源的负极(或接地端gnd)之间，用于滤波；第九电容c9电连接于供电电源的正极与负极之间，用于滤波；基于同样的原理，该全桥电路还包括第十电容c10、第十一电容c11和第十二电容c12，第十电容c10电连接于供电电源的正极与第一节点a之间，第十一电容c11电连接于第一节点a与供电电源的负极(或接地端gnd)之间，用于滤波；第十二电容c12电连接于供电电源的正极与负极之间，用于滤波。此外，该全桥电路还包括电连接于十二电容c12的第四电阻r4，用于保护电路。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种金卤灯的激活控制电路的结构示意图，如图4所示，该金卤灯的激活控制电路还包括功率因数校正电路60；功率因数校正电路60电连接于供电电源50与全桥电路30之间；功率因数校正电路60用于将供电电源50的电源信号转换为全桥电路30的供电电压信号；控制器10还与功率因数校正电路50电连接；控制器10还用于在功率因数校正电路60的功率达到预设功率时，控制功率因数校正电路60的输出功率保持为预设功率。

具体的，功率因数校正电路60可将供电电源50的电源信号转换为全桥电路30的供电电压信号，例如430v，控制器10还与功率因数校正电路60电连接，以在第四时间段控制器10控制驱动电路20驱动全桥电路30持续输出第三频率的电信号的过程时，采集功率因数校正电路60的输出电流，根据其输出电流判断金卤灯00的输出功率是否达到预设功率，在此阶段由于谐振电路40接收的电信号频率较低，因此不再进行谐振作用，可当作传输导线，因此金卤灯00的输出功率即为功率因数校正电路60的输出功率。金卤灯00在第三频率的电信号的作用下，随着发光时长的增加，其两端电压会逐渐升高，即输出功率逐渐升高，使功率因数校正电路60的输出电流也逐渐升高，当控制器10检测到功率因数校正电路60的输出功率达到预设功率时，控制其输出电流不再升高保持恒定，从而控制金卤灯00以预设功率恒定发光。示例性的，预设功率为1kw，则当控制器10检测到功率因数校正电路60的输出电流为2.3a时，控制其输出电流不再升高保持恒定，使金卤灯00以1kw的功率恒定发光，该金卤灯00额定功率即为1kw，第三频率可以为1kw金卤灯00的额定工作频率，例如为200hz。

另外，在第一时间段、第二时间段和第三时间段由于需要向金卤灯00提供较大的电压对电流没有要求，因此可控制功率因数校正电路50的输出电流较小；如此全桥电路30中的晶体管可选用抗浪涌电流较低的mos管，降低了产品的成本。

可选的，参考图4，金卤灯的激活控制电路还包括降压电路70；降压电路70电连接于功率因数校正电路60与全桥电路30之间；降压电路70用于根据全桥电路30输出的电信号调节供电电压信号。

具体的，降压电路70可自适应的根据全桥电路30输出的电信号调节供电电压信号，示例性的，在第一时间段时，全桥电路30输出的电信号频率较高，则降压电路70此时的降压幅度较低，以保证谐振电路40传输至金卤灯00两端的电压足够大，用于激活金卤灯00内的惰性气体，例如将输出至全桥电路30的电压降至20v；在第三时间段内，全桥电路30输出的电信号频率有所降低，则降压电路70可增大降压幅度，保证此时传输至金卤灯00的电流信号能够对金卤灯进行充分预热即可，例如将输出至全桥电路30的电压降至150v；在第四时间段内，全桥电路30输出的电信号频率小，为金卤灯00额定工作频率，此时降压电路70可再次增大降压幅度，，例如将输出至全桥电路30的电压降至200v。

可选的，继续参考图4，金卤灯的激活控制电路还包括测试电路70；测试电路80电连接于金卤灯00的供电端与控制器10之间；控制器10通过测试电路80获取金卤灯00的供电端的电信号。

具体的，控制器10还可以与测试电路80电连接，通过该测试电路80获取金卤灯00的供电端的电压信号和电流信号，以在金卤灯00的输出功率达到预设功率时，控制功率因数校正电路60的输出电流不再升高并保持恒定，以使金卤灯00进入稳定的恒功率输出状态，示例性的，测试电路80可以包括串联连接的第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和第六电容c6，其中，第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和第六电容c6的容值可以相同，例如均为为1nf。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种金卤灯电子镇流器，包括上述任一实施例提供的金卤灯的激活控制电路，因此本发明实施例提供的金卤灯电子镇流器包括本发明实施例提供的金卤灯的激活控制电路的技术特征，能够达到本发明实施例提供的金卤灯的激活控制电路的有益效果，相同之处可参照上述对本发明实施例提供的金卤灯的激活控制电路的描述，在此不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。