专利名称：汽车放电灯镇流器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车放电灯，更具体地说，涉及一种汽车放电灯的镇流器电路。
背景技术：
对于车用灯来说，目前越来越多地使用气体放电灯，气体放电灯是一种新型的光源，该种灯有发光强度大，寿命长的优点。目前使用的汽车放电灯镇流器电路存在着如下的问题，部分灯的镇流器电路中全桥驱动采用分立元件实现，例如OSRAM，无法在输出端发生对电源或地短路时关闭全桥，会造成镇流器的损坏。有些镇流器电路中桥输出电路为负电压供电，例如PHILIP，无法利用全桥驱动芯片的关断功能。实验证明，当输出端发生对+12V电源短路时OSRAM和PHILIP镇流器全桥输出都会烧毁。
于是，本领域中就需要一种能够修正上述缺陷的汽车放电灯镇流器电路。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的汽车放电灯镇流器电路，其能够在在输出端发生对电源或地短路时关闭全桥，保护镇流器，还能够显著抑制76MHz-108MHz波段的干扰。
根据本发明的一方面，提供一种汽车放电灯镇流器电路，包括输入电源模块，连接输入电源，提供稳压电源输出并提供电源保护；电源开关，与所述电源输入模块相连，整流滤波电路，与所述电源开关相连，对所述电源开关的输出进行整流滤波；整流升压电路，与所述整流滤波电路相连，将所述整流滤波电路的输出进行整流和升压；
开关控制模块，与所述电源开关相连，对所述电源开关进行控制，还连接到所述输入电源模块；通过改变占空比实现功率调节。
反馈调节模块，与所述整流滤波电路和所述开关控制模块相连，实现电流反馈、电压反馈的调节；MCU监控模块。与所述输入电源模块、所述开关控制模块、所述反馈量调整模块以及所述整流滤波电路相连，对放电灯的启动、稳定运行、电路保护以及信号频率进行控制；全桥驱动电路，与所述MCU监控模块相连，进行全桥驱动；全桥驱动功率输出电路，与所述全桥驱动电路相连，进行全桥共率输出，所述全桥驱动功率输出电路连接到所述放电灯。
根据本发明的一实施例，所述输入电源模块包括电源输入滤波器、电源管理/保护装置和稳压电源输出装置，其中所述电源输入滤波器对输入电源进行滤波以满足EMC要求，所述电源管理/保护装置提供过压保护和反极性保护，所述稳压电源输出装置向所述镇流器电路中的其它部件提供稳压电源。
根据本发明的一实施例，所述电源开关为一变压器，其初级线圈与所述输入电源模块相连，次级线圈与所述整流滤波电路相连。
根据本发明的一实施例，所述整流滤波电路在放电灯点火时提供400V电压，在放电灯稳定运行期间提供60V到120V电压；所述整流升压电路在放电灯启动点火时向放电灯的点火线提供400V电压。
根据本发明的一实施例，所述开关控制模块，向所述电源开关输出驱动信号进行控制，所述关控制模块还向所述输入电源模块输出一参考电压；所述开关控制模块还从所述MCU监控模块接收启停信号；所述开关控制模块通过改变占空比实现功率调节。
根据本发明的一实施例，所述反馈调节模块接收来自所述整流滤波电路的电压反馈和电流反馈并将其输出到所述开关控制模块，其中所述电流反馈还被输出到所述MCU监控模块并从所述MCU监控模块接收调整量信号；所述反馈调节模块进行比例积分调节，根据监测到的电压变化，调整电流值，使输出功率恒定，从而保证放电灯的输出光功率恒定。
根据本发明的一实施例，所述MCU监控模块接收输入电源模块输出的稳压电源，向所述开关控制模块输出启停信号，向所述反馈量调整模块输出调整量信号，还对放电灯低电压紧急运行、输出端短路保护、输出端开路保护进行。
根据本发明的一实施例，所述全校驱动电路采用UBA2032芯片，采用争相输出的方式，当输出端发生对电源或地短路时，全桥驱动控制电路UBA2032可关闭全桥。
根据本发明的一实施例，所述全桥驱动功率输出电路包括4个高压MOSFET管。
根据本发明的一实施例，所述输入电源模块的输入端采用高频电容与低频电容相结合的输入电路，所述电容的大小根据EMI频段和强度以及放电灯的EMI波段选择。
根据本发明的一实施例，镇流器电路屏蔽敏感信号线，且所述敏感信号线按重要程度排序布线。
根据本发明的一实施例，所述镇流器电路的电路板覆铜采用4盎司，且所述镇流器电路电路板地与所述镇流器外壳接触，利用所述镇流器外壳隔断屏蔽滤波电感磁场、提高滤波电感自振频率，所述电路板为4层板，其中第2层为电源地。
根据本发明的一实施例，所述开关控制模块采用分档调节以保持稳定性，所述开关控制模块采用外部缓冲输出以减少对控制模块的干扰。
根据本发明的一实施例，所述全桥驱动功率输出电路具有最短的输出回路总长度。
采用本发明的技术方案的汽车放电灯镇流器电路能够在在输出端发生对电源或地短路时关闭全桥，保护镇流器，还能够显著抑制76MHz-108MHz波段的干扰。
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将在下面结合附图和实施例进一步描述，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中，
图1是按照本发明的汽车放电灯镇流器电路的一实施例的电路结构图；图2是按照本发明的汽车放电灯镇流器电路的一实施例的电源开关的电路图；图3是按照本发明的汽车放电灯镇流器电路的一实施例的全桥驱动输出电路的电路图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种汽车放电灯镇流器电路，图1示出了其一个实施例的结构图，参考图1可见，该电路100包括输入电源模块102，连接输入电源，提供稳压电源输出并提供电源保护。根据本发明的实施例，输入电源模块102包括电源输入滤波器122，用于对输入的电源进行初步滤波使之满足EMC要求；电源管理/保护装置124，用于提供过压保护和反极性保护；稳压电源输出装置126镇流器电路中的其它部件提供稳压电源，按照本发明的一实施例，稳压电源输出装置126输出的稳压电源为5V。根据本发明的一实施例，输入电源模块102的输入端，即电源输入滤波器122的输入端采用高频电容与低频电容相结合的输入电路，电容的大小根据EMI频段和强度以及放电灯的EMI波段选择。
电源开关104，与电源输入模块相连，根据本发明的一实施例，电源开关104为一变压器，其初级线圈与输入电源模块102相连，次级线圈与整流滤波电路106相连。电源开关104还连接到开关控制模块110，接收卡关控制模块110发出的开关驱动信号进行工作。参考图3示出了本发明的一实施例中采用一变压器实现的电源开关104。
整流滤波电路106，与电源开关104相连，对电源开关104的输出进行整流滤波。整流滤波电路106在放电灯点火时提供400V电压，在放电灯稳定运行期间提供60V到120V电压，其中正常工作时的输出电压为85v左右。
整流升压电路108，与整流滤波电路106相连，将整流滤波电路的输出进行整流和升压，以供后续的元件使用。根据本发明的一实施例，整流升压电路108在放电灯启动点火时向放电灯的点火线提供400V电压。
开关控制模块110，与电源开关104相连，对电源开关104进行控制，还连接到输入电源模块102；通过改变占空比实现功率调节。根据本发明的一实施例，开关控制模块110向电源开关104输出驱动信号进行控制，关控制模块110还向输入电源模块102，更确切地说是其中的稳压电源输出装置126输出一参考电压。开关控制模块110从MCU监控模块114接收启停信号；开关控制模块110通过改变占空比实现功率调节。根据本发明的一实施例，开关控制模块110采用分档调节以保持稳定性，开关控制模块110还采用外部缓冲输出以减少对控制模块的干扰。
反馈调节模块112，与整流滤波电路106和开关控制模块110相连，实现电流反馈、电压反馈的调节。根据本发明的一实施例，反馈调节模块112接收来自整流滤波电路106的电压反馈和电流反馈并将其输出到开关控制模块110，其中电流反馈还被输出到MCU监控114模块并从MCU监控模块114接收调整量信号；反馈调节模块112进行比例积分调节。根据本发明的实施例，反馈调节模块112实现电流反馈、电压反馈、过电流保护、过电压保护、输出电流的比例积分调节，根据监测到的电压变化，调整电流值，使输出功率恒定，从而保证放电灯的输出光功率恒定。
MCU监控模块114，与输入电源模块102、开关控制模块110、反馈量调整模块112以及整流滤波电路106相连，对放电灯的启动、稳定运行、电路保护以及信号频率进行控制。根据本发明的实施例，MCU监控模块110接收输入电源模块102输出的稳压电源，更确切地说是从稳压电源输出装置126接收稳压电源，向开关控制模块110输出启停信号，向反馈量调整模块112输出调整量信号，还对放电灯低电压紧急运行、输出端短路保护、输出端开路保护进行控制。根据本发明的一实施例，MCU监控模块114负责放电灯的启动控制、稳定运行控制、供电电压过压系统关闭控制、供电电压欠压关闭控制、低电压紧急运行控制、输出端短路保护控制、输出端开路保护控制、全桥输出的频率控制。
全桥驱动电路116，与MCU监控模块114相连，进行全桥驱动，根据本发明的一实施例，全校驱动电路采用UBA2032芯片，采用争相输出的方式，当输出端发生对电源或地短路时，全桥驱动控制电路UBA2032可关闭全桥。
全桥驱动功率输出电路118，与全桥驱动电路116相连，进行全桥共率输出，全桥驱动功率输出电路118连接到放电灯。根据本发明的一实施例，全桥驱动功率输出电路包括4个高压MOSFET管。参考图2示出了根据本发明的一实施例的全桥驱动共率输出电路的电路图。
除了上述的电路元件方面的改进之外，本发明还在布线方面进行了如下的改进，输入电源模块的输入端采用高频电容与低频电容相结合的输入电路，电容的大小根据EMI频段和强度以及放电灯的EMI波段选择。在电源开关处的电容被设计为尽量减少开关电源变压器输入级漏感、减少开关电源漏磁，通过合理选择滤波电容位置加大滤波电感量减少变压器漏感量。本发明的镇流器电路中屏蔽敏感信号线，且敏感信号线按重要程度排序布线。
此外，本发明的镇流器电路的电路板覆铜采用4盎司，且镇流器电路电路板地与镇流器外壳接触，利用镇流器外壳隔断屏蔽滤波电感磁场、提高滤波电感自振频率，电路板为4层板，其中第2层为电源地，以使所有接地端都可保证就近良好接地。
此外，本发明的镇流器电路中的全桥驱动功率输出电路具有最短的输出回路总长度，其在设计时被设计为不经过控制电路。
本发明的镇流器电路的输出端短路保护功能与同类产品相比具有明显优势。全桥驱动电路采用PHILIP公司的UBA2032，此芯片专为放电灯全桥驱动设计，具有低公耗、耐高压、可关断、多种输出方式选择等特点。当输出端发生对电源或地短路时，全桥驱动控制电路UBA2032可关闭全桥，避免镇流器损坏。同时，本发明的电路在EMI(电磁干扰)方面与同类产品相比具有明显优势。测试结果为在76MHZ--108MHZ波段的传导干扰的最大值为21dBμV，而OSRAM的最大值为44dBμV。
总结而言，采用本发明的技术方案的汽车放电灯镇流器电路能够在在输出端发生对电源或地短路时关闭全桥，保护镇流器，还能够显著抑制76MHz-108MHz波段的干扰。
需要说明，本发明的镇流器电路是采用功能模块进行说明的，对于本领域的技术人员来说，可以知道同一功能模块可以采用不同的电路来实现，无论采用哪一种具体的电路，只要功能相同，都不样该被视为超出了本发明的范围之外。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，包括输入电源模块，连接输入电源，提供稳压电源输出并提供电源保护；电源开关，与所述电源输入模块相连；整流滤波电路，与所述电源开关相连，对所述电源开关的输出进行整流滤波；整流升压电路，与所述整流滤波电路相连，将所述整流滤波电路的输出进行整流和升压；开关控制模块，与所述电源开关相连，对所述电源开关进行控制，还连接到所述输入电源模块；通过改变占空比实现功率调节；反馈调节模块，与所述整流滤波电路和所述开关控制模块相连，实现电流反馈、电压反馈的调节；MCU监控模块，与所述输入电源模块、所述开关控制模块、所述反馈量调整模块以及所述整流滤波电路相连，对放电灯的启动、稳定运行、电路保护以及信号频率进行控制；全桥驱动电路，与所述MCU监控模块相连，进行全桥驱动；全桥驱动功率输出电路，与所述全桥驱动电路相连，进行全桥共率输出，所述全桥驱动功率输出电路连接到所述放电灯。
2.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述输入电源模块包括电源输入滤波器、电源管理/保护装置和稳压电源输出装置，其中所述电源输入滤波器对输入电源进行滤波以满足EMC要求，所述电源管理/保护装置提供过压保护和反极性保护，所述稳压电源输出装置向所述镇流器电路中的其它部件提供稳压电源。
3.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述电源开关为一变压器，其初级线圈与所述输入电源模块相连，次级线圈与所述整流滤波电路相连。
4.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述整流滤波电路在放电灯点火时提供400V电压，在放电灯稳定运行期间提供60V到120V电压；所述整流升压电路在放电灯启动点火时向放电灯的点火线提供400V电压。
5.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述开关控制模块，向所述电源开关输出驱动信号进行控制，所述关控制模块还向所述输入电源模块输出一参考电压；所述开关控制模块还从所述MCU监控模块接收启停信号；所述开关控制模块通过改变占空比实现功率调节。
6.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述反馈调节模块接收来自所述整流滤波电路的电压反馈和电流反馈并将其输出到所述开关控制模块，其中所述电流反馈还被输出到所述MCU监控模块并从所述MCU监控模块接收调整量信号；所述反馈调节模块进行比例积分调节，根据监测到的电压变化，调整电流值，使输出功率恒定，从而保证放电灯的输出光功率恒定。
7.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述MCU监控模块接收输入电源模块输出的稳压电源，向所述开关控制模块输出启停信号，向所述反馈量调整模块输出调整量信号，还对放电灯低电压紧急运行、输出端短路保护、输出端开路保护进行。
8.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述全校驱动电路采用UBA2032芯片，采用争相输出的方式，当输出端发生对电源或地短路时，全桥驱动控制电路UBA2032可关闭全桥。
9.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述全桥驱动功率输出电路包括4个高压MOSFET管。
10.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述输入电源模块的输入端采用高频电容与低频电容相结合的输入电路，所述电容的大小根据EMI频段和强度以及放电灯的EMI波段选择。
11.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，镇流器电路屏蔽敏感信号线，且所述敏感信号线按重要程度排序布线。
12.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述镇流器电路的电路板覆铜采用4盎司，且所述镇流器电路电路板地与所述镇流器外壳接触，利用所述镇流器外壳隔断屏蔽滤波电感磁场、提高滤波电感自振频率，所述电路板为4层板，其中第2层为电源地。
13.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述开关控制模块采用分档调节以保持稳定性，所述开关控制模块采用外部缓冲输出以减少对控制模块的干扰。
14.如权利要求1所述的汽车放电灯镇流器电路，其特征在于，所述全桥驱动功率输出电路具有最短的输出回路总长度。
全文摘要
本发明揭示了一种汽车放电灯镇流器电路，包括输入电源模块，提供稳压电源输出并提供电源保护；电源开关；整流滤波电路，对电源开关的输出进行整流滤波；整流升压电路，将整流滤波电路的输出进行整流和升压；开关控制模块，对电源开关进行控制，通过改变占空比实现功率调节；反馈调节模块，实现电流反馈、电压反馈的调节；MCU监控模块，对放电灯的启动、稳定运行、电路保护以及信号频率进行控制；全桥驱动电路，进行全桥驱动；全桥驱动功率输出电路，进行全桥共率输出，全桥驱动功率输出电路连接到放电灯。采用本发明的技术方案的汽车放电灯镇流器电路能够在在输出端发生对电源或地短路时关闭全桥，保护镇流器，还能够显著抑制76MHz－108MHz波段的干扰。
文档编号H05B41/26GK1913737SQ200510028578
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月8日 优先权日2005年8月8日
发明者郑志红, 王顺兴 申请人:上海大众汽车有限公司