一种智能化hid数字镇流器的制造方法_4

文档序号:9264062阅读:来源:国知局
芯片U4的晶体振荡器的输入端,电容C34的另一端接 信号调制与解调芯片U4的晶体振荡器的输出端,所述无源晶振Y3的两端分别接信号调制 与解调芯片U4的晶体振荡器的输入端与输出端,所述电容C35的一端接信号调制与解调芯 片U4的电源掉电监测外部输入端,电容C35的另一端接9V电源的负极,所述电阻R24的一 端接信号调制与解调芯片U4的电源掉电监测外部输入端,电阻R24的另一端接9V电源的 正极,所述电阻R26的一端接信号调制与解调芯片U4的电源掉电监测外部输入端,电阻R26 的另一端接接9V电源的负极,所述信号调制与解调芯片U4的上电复位与看门狗复位端接 单片机的上电复位端,信号调制与解调芯片U4的看门狗计数器清零输入端接单片机的通 用数据输入/输出端,信号调制与解调芯片U4的串行总线时钟输入端接单片机的I2C串行 总线时钟信号端,信号调制与解调芯片U4的串行总线数据输入/输出端接单片机的I2C串 行总线数据信号端,信号调制与解调芯片U4的收发控制输入端接单片机的通用数据输入/ 输出端,信号调制与解调芯片U4的数据收发输入/输出端接单片机的通用数据输入/输出 端,信号调制与解调芯片U4的数据同步端接单片机的外部中断0的中断信号输入端,信号 调制与解调芯片U4的电源掉电指示输出端接单片机的外部中断1的中断信号输入端。工 作时,当信号调制与解调芯片U4接收到数据信息后,经过内部电路处理后解调出数据bit 数据流,并经RXD_TXD输出,同时PFD引脚同步输出低电平,送人单片机单元产生中断,通知 单片机单元读入数据;当有当前电流、电压、功率等数据需要发送出去时,ATmega32L单片 机便将数据从SDA、SDL两引脚输出至信号调制与解调芯片U4,然后数据经过调制后送出, 以供接收端接收。
[0029] 参见图1,由于数字镇流器中存在大量的干扰信号,并以"传导"和"辐射"两种方 式向周围的用电设备进行干扰,且由于HID数字镇流器多用于路灯和建筑空间的顶部,所 以在所述整流电路的输入端设置有EMI滤波电路抑制"传导干扰";所述EMI滤波电路的输 入端与电源相连接,即EMI滤波电路的输入端与与220V流电源线相连接,EMI滤波电路的 输出端与整流电路的输入端相连接。
[0030] 参见图2,所述的EMI滤波电路采用复合型滤波设计,包括电容036、037、038、039、 C40,电阻R27,共模电感L7、L8,和二极管整流桥T10。所述电容C36的一端、电容C37的一 端和共模电感L7的输入端参考正极分别接电流采样电路的电流输入端参考正极,所述电 容C37的另一端、电容C38的一端和共模电感L7的输入端参考负极相连接,电容C36的另一 端、电容C38的另一端分别接地线接入端PE,所述电容C39的一端、电阻R27的一端和共模 电感L7的输出端参考正极分别接共模电感L8的输入端的参考正极,电容C39的另一端、电 阻R27的另一端和共模电感L7的输出端参考负极分别接共模电感L8的输入端参考负极, 所述共模电感L8的输出端参考正极接二极管整流桥T10的1脚,共模电感L8的输出端参 考负极接二极管整流桥T10的2脚。在设计中,电容C37、C39由于长期、连续地承受电源电 压的作用,要采用"X级"电容;电容C36、C38是接地电容,在故障时会承受"地"电流,故要 采用"Y级"电容。并且在数字镇流器耐压测试时外壳接地点与电源线之间要能承受2倍电 源电压加 1000V,20mA历时lmin而不击穿的实验;同时,图中地线接入端PE在工作时一定 要保持良好接地,这样才能保证EMI滤波电路在电源输入侧的性能。
[0031] 同时,目前,现有的HID数字镇流器如果电磁兼容性不够高,产品工作就会不稳 定,导致数据通信功能失效或在传输的过程中产生误码。因此,为了使本数字镇流器具有足 够高的电磁兼容性,需要对本数字镇流器的PCB做进一步的EMC设计工作,我们采用Ansoft Designer软件来建立PCB的仿真模型并进行电磁兼容分析,具体步骤如下:
[0032] 步骤一、在Cadence PSD软件包的Concept HDL中绘出本数字镇流器PCB原理图;
[0033] 步骤二、利用Cadence PSD软件包中的Allegro生成印制板图,生成印制板图后, 在Allegro中将所生成的印制板图的存储格式转换成Ansoft designer软件中可以接受的 DXF格式,为下一步在Ansoft designer中建立PCB的仿真实体模型做准备;
[0034] 步骤三、在Ansoft designer中生成用于仿真的印制板实体模型;
[0035] 步骤四、在软件中设定各种解析条件;
[0036] 步骤五、在Ansoft designer解析完成后,对结果进行处理,根据解析结果进行 PCB优化改进。做法是:适当调整电流场图和E、H近场图中的信号线和敏感元件(如信号 调制与解调芯片U4和单片机Atmega32L)的位置,使之远离上述两个场区;调整逆变电路高 频激励的走线,将其往PCB板的边沿做适量的移动,远离易受干扰的信号线,并尽量平滑和 减少弯角,适当增加走线宽度。
[0037] 参见图1、图2,本发明的ID数字镇流器可实现电参数的精确采集,具备实时的电 参数采集、发送、外部控制命令准确接收等功能,可实现在故障情况下的及时保护;并且最 后通过对系统PCB完善的高电磁兼容性设计,形成了具有高电磁兼容性的数字镇流器。该 HID数字镇流器具有高达0. 99以上的功率因数,低至3%的自身功耗,完成输出功率设定比 例值(0%~100% )的调光控制,准确的通信数据,稳定的工作状态,以及长达10年的使用 寿命,其节电率可达40%以上,是节能环保的新型绿色电源的首选。
[0038] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,上述结构都应当视为属于 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种智能化HID数字镇流器,包括整流电路、功率因数校正电路、定时调光电路、保 护电路、半桥输出电路、HID光源和启动电路,所述整流电路的输入端与电源相连接,整流电 路的输出端与功率因数校正电路的输入端相连接,所述功率因数校正电路的输出端与定时 调光电路的输入端相连接,所述定时调光电路的输出端与半桥输出电路的输入端相连接, 所述半桥输出电路的输出端分别和HID光源及启动电路的输入端相连接,所述启动电路的 输出端和HID光源相连接,同时,半桥输出电路中的电流输出线通过串联电阻后与保护电 路的输入端相连接,所述保护电路的输出端与定时调光电路的控制端相连接,其特征在于: 还包括有电压采样电路、电流采样电路、功率计量电路、参数传送电路和单片机单元,所述 电压采样电路的输入端与电源相连接,电压采样电路输出端分别与功率计量电路和单片机 单元相连接,所述电流采样电路的输入端与电源相连接,电流采样电路的输出端分别与功 率计量电路和单片机单元相连接,所述功率计量电路的输出端与单片机单元相连接,所述 的参数传送电路与单片机单元相连接,所述的单片机单元分别与定时调光电路和启动电路 相连接。2. 根据权利要求1所述的一种智能化HID数字镇流器,其特征在于:所述的电压采样 电路包括电阻虹、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10,电压采样芯片瓜,双二极管1'1、了2,电 容(:1、02、03、04、05和电感1^1、1^2,所述电阻1?4的一端接电压采样芯片瓜的电流输入端, 电阻R4的另一端与R3、R2、RU R8、R7、R6和R5依次串联,电阻R5的另一端接整流电路的 输入侧,所述电压采样芯片Ul的电流输出端接整流电路的输入侧,所述的双二极管Tl、T2 分别为三端器件,双二极管Tl的1脚与T2的1脚相连接,Tl的2脚与T2的2脚相连接, Tl的3脚与电感Ll的一端相连接,T2的3脚与电感L2的一端相连接,所述的电感Cl、C2、 C3、C4和电感LI、L2构成X型滤波器,所述的电阻RlO和电容C5构成RC低通滤波器,所述 电阻R9的一端分别接电阻RlO的一端和电感Ll的另一端,电阻R9的另一端分别接L2的 另一端和C5的一端。3. 根据权利要求1所述的一种智能化HID数字镇流器,其特征在于:所述的电流采样 电路包括电流采样芯片U2,电容C6、C7、C8、C9、C10,电感L3、L4,双二极管T3、T4,电阻R11、 R12、R13,所述的双二极管Τ3、Τ4分别为三端器件,双二极管Τ3的1脚与Τ4的1脚相连接, Τ3的2脚与Τ4的2脚相连接,所述电流采样芯片U2的输入引脚分接220V交流电源输入 线,电流米样芯片U2的一个输出端分别接双二极管Τ3的3脚和电感L3的一端,米样芯片 U2的另一个输出端分别接双二极管Τ4的3脚和电感L4的一端,所述的电容C6、C7、C8、C9 和电感L3、L4组成X型滤波器,所述的电阻R13和电容ClO组成低通滤波器,所述的Rl 1和 R12相并联,电感L3的另一端分别与Rll的一端、R12的一端和电阻R13的一端相连接,电 感L4的另一端分别与Rll的另一端、R12的另一端和电容ClO的一端相连接。4. 根据权利要求1所述的一种智能化HID数字镇流器,其特征在于:所述的功率计量 电路包括电能计量芯片U3,电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20,电解电容C11、C13、C15, 电容C123、C14、C16、C17、C18、C
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