专利名称：电子镇流器峰值电流控制恒功率电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子镇流器中一种控制电路峰值电流的控制电路，属于电子器件领域。
技术背景目前，高强度气体放电灯(HID)由于其相较于传统的热辐射光源和其它低压气体放电光 源在光效、显色性和高亮度等方面具有优势，因此在工业、商业和民用场合得到了广泛运用。 但是由于HID自身的负电阻特性，因此每个HID工作的时候必须配备一个镇流器，其镇流器的 基本功能是完成HID灯点火、启动以及维持正常的工作状态等。同时由于HID在其工作寿命的 末期会产生自身电特性的变化例如工作电压升高、点火电压升高等，而且每个HID灯在生产成 品之后的特性不一致，这些原因都能导致HID灯在工作时光色的差异，因此为了保证HID的光 色一致，要求镇流器能够维持HID工作在恒功率的状态下。传统的HID镇流器为电感镇流器，其利用电感与HID串联，利用电感限制HID工作电流，以 维持HID正常工作，并辅以点火器件、电容等。电感镇流器的功率因数低、不能实现恒功率输 出、成本高体积大。而基于开关电源工作原理的电子镇流器与传统的电感镇流器相比具有如下优点采用了 有源功率因数校正电路，因此工作时功率因数高；利用开关电源电路构建限流电路，给HID输出功率，并且通过负反馈，能够给HID输出恒定功率，保证HID光色稳定；加入保护电路， 具有开路、短路、过温保护等功能。电子镇流器中的限流电路通常釆用开关电源的直流斩波电路(BUCK)电路拓扑结构，一 般通过负反馈工作， 一类采用模拟方式控制， 一类采用数字控制。在模拟控制恒功率电路中， 控制电路采样HID的工作电压和工作电流，通过运放构建乘法器，得出HID的工作功率，然后 将这个功率与参考值比较，得出信号输入到专用开关电源芯片，开关电源芯片通过改变输出 脉冲宽度调制波(PWM)信号的占空比(D)来改变BUCK电路的输出功率，从而达到输出功率 稳定在设定的数值。该控制方式电路结构复杂，而且信号需要经过多次延迟才能得到输出信 号，导致反馈环路响应较慢，稳定性较差。而数字控制电路同样采样HID工作电压和工作电流， 通过模拟数字转换器(A/D)转换成数字信号，通过数字处理芯片内置算法计算出当前采样功 率与设定功率差别，然后调整输出的PWM信号占空比，驱动BUCK电路，使得BUCK电路的输出功 率稳定。该控制方式需要一个功能强大的数字处理控制器，成本高，而且内置算法复杂，调 试困难。而基于峰值电流控制恒功率原理的控制电路，采用峰值电流控制器，只采样BUCK电路的流峰值，就能输出PWM波形，驱动BUCK电路使之输出的功率恒定。相比较于传统的模拟恒功率控制电路和数字控制电路，峰值电流控制恒功率电路可以提供许多优点，包括采用更为简单的电路结构，减少控制电路的复杂度，降低元器件的成本； 仅采样BUCK输出电流，形成电流环控制，负反馈的响应更快更稳定；仅需要调整一个电阻值，就可以实现不同的恒功率输出。 发明内容本实用新型的目的是提供了一种新的控制恒功率输出的方案通过一片常用的简单的 峰值电流控制器，控制BUCK电路输出电流峰值，从而使得BUCK电路为HID灯输出恒定的功率， 调整输出功率，峰值电流控制器还提供保护电路。一种电子镇流器峰值电流控制恒功率电路，它是这样实现的，该电路包括限流电路， 与功率校正因数电路相连，输出功率给气体放电灯，是用于控制气体放电灯工作功率的器件 结构；峰值电流处理器，是用于实现控制峰值电流处理及控制目的的器件，通过驱动电路与 限流电路相连，以控制限流电路向高强度气体放电灯输出恒定功率；电流采样电路，连接在 限流电路与峰值电流处理器之间，是通过采集限流电路的电流信号以向峰值电流处理器进行 信号反馈的电路结构，用于调整输出功率。在限流电路输出连接保护电路，保护电路通过监 测限流电路输出的电压和电流信号，监测限流电路的工作状态，若出现异常状态，保护电路 输出关断信号，通过驱动电路关断限流电路，从而保护整个镇流器系统。本实用新型的有益效果是利用常用的峰值电流控制器，通过控制BUCK电路输出的峰值 电流，实现输出功率恒定，保护电路对镇流器实时保护，电路结构简单，使电子镇流器更为 小型化，成本更低。
以下结合附图说明本实用新型釆用的技术方案和特点。附图中 图l为本实用新型的原理方框图；图2为本实用新型一个实施例的部分方框图和部分电路图。
具体实施方式
图1中，峰值电流采样电路200采样电子镇流器限流电路300的输出电流峰值，采样信号 输入到峰值电流控制器100中，100根据自身限流工作方式输出PWM波形驱动限流电路300，保 证300的输出电流峰值的恒定，从而保证限流电路300的输出功率恒定。保护电路400从限流电 路采样电信号，若限流电路工作情况异常，贝IJ400输出关闭信号，控制限流电路停止工作，不输出功率，进入保护状态。500为前级的功率因子校正电路，为限流电路输入能量，600为逆 变电路和触发，将限流电路输出能量转化为交流形式提供给HID并起到启动HID功能，700为镇 流器的负载HID。图2介绍本实用新型的实施例，它是电子镇流器应用中基于buck结构的限流电路一种 一般性的应用电路。在本实施例中buck结构输入端接功率因数校正电路500，输出端接HID 输出电路600，其中600包括了触发、逆变电路，输出电路接HID负载700。 Buck电路的输 出电流经采样电阻Rcs后，产生锯齿形的电压信号CS输入峰值电流控制器IOO，经控制器内 部比较器处理后，输出PWM波形，经过驱动电路800驱动buck电路的M0S管Q1，通过不 断的调整输出波形的占空比，保持电流峰值的恒定，从而保证buck限流电路输出给600的功 率恒定，使HID灯工作在恒定功率的状态。保护电路400检测限流电路输出是否工作正常， 若发生异常状况则输出保护信号，通过驱动电路800关断Ql，则限流电路停止工作，前级 PFC电路500不输出功率给buck电路，此时HID电子镇流器进入保护状态。在具体的实施 应用中，输出给HID的功率可以利用调整采样电阻的阻值Rcs进行调整。在图2所示实施例中，buck电路输入电感Ll一端接滤波电容Cl正极一端接开关管Ql漏极和 二极管D1的负极；开关管Q1漏极接PFC电路的输出电压；峰值电流采样电阻Rcs—端接二极管 正极和滤波电容负极， 一端接地；Rcs上的采样电压输入到峰值电流控制器100的电流采样断 口， 100输出PWM信号接信号驱动电路800， 800输出的驱动波形接Q1的栅极。滤波电容正极接 HID输出电路600和保护电路400,若发生异常情况400产生保护信号输入给800关断Q1。尽管上面已经详细说明了本发明之当前的一个实施例，但显然，这里讲述的本发明之概 念的许多变形和/或修改对本领域内的普通技术人员来说是易于掌握的，它们依然包括在如所 附之权利要求书中限定的、本发明的精神实质和范畴之内。
权利要求1. 一种电子镇流器峰值电流控制恒功率电路，其特征在于该电路包括限流电路，与功率校正因数电路相连，输出功率给气体放电灯，是用于控制气体放电灯工作功率的器件结构；峰值电流处理器，是用于实现控制峰值电流处理及控制目的的器件，通过驱动电路与限流电路相连，以控制限流电路向高强度气体放电灯输出恒定功率；电流采样电路，连接在限流电路与峰值电流处理器之间，是通过采集限流电路的电流信号以向峰值电流处理器进行信号反馈的电路结构，用于调整输出功率。
2. 根据权利要求l所述的一种电子镇流器峰值电流控制恒功率电路，其特征在于在限流电 流输出与信号驱动电路之间，设置有镇流器保护电路。
专利摘要本实用新型是一种电子镇流器峰值电流控制恒功率电路，属于电子设备领域。它是由峰值电流处理器、限流电路、电流采样电路和保护电路构成。一个电流采样电路采样限流电路的输出电流，并把采样电流反馈给峰值电流处理器。峰值电流处理器输出脉冲宽度调制信号调节限流电路，保持输出功率恒定。保护电路检测限流电路，若有异常情况则输出信号对限流电路提供保护。本实用新型比原有的模拟和数字恒功率控制电路具有反馈响应快、方便调节、电路结构灵活、成本低等特点。
文档编号H05B41/28GK201114935SQ20072007114
公开日2008年9月10日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者郭兆斌 申请人:上海复展照明科技有限公司