专利名称：全数字高压氙气灯控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及氙气灯控制器，更具体地说，涉及一种全数字高压氙气灯 控制器。
背景技术：
随着汽车照明和广场照明等在光照强度、光谱纯度和效率等方面的要求不
断提高，高压氙气灯(High Intensity Discharge,简称"HID")的应用将越来越广 泛，目前以在汽车的前大灯上的应用最为普遍。整个高压氙气灯可分为三个部 分，即氙气灯、控制器(也称为"安定器")和高压包。而高压氙气灯的性能主要 取决于控制器，控制器是高压氙气灯的核心部件，其主要作用是快速启动点灯 过程；在输入电压(在要求的范围内)变化时提供给氙气灯稳定的电压和功率， 防止因输出不稳定的高压而对氙气灯产生的损害，使氙气灯的寿命下降；另外， 控制器还需防止产生大的电磁干扰，影响汽车内如音响等设备；其它还应具有 超电压保护、欠压保护、漏电保护、短路保护、反接保护、开路保护、防水、 耐高低温及不易损坏等基本性能。
目前市场的HID控制器主要是第一代和第二代产品，第一代称为模拟控制 器，是分立元件的驱动电路，分立元件的逆变电路将直流电变成交流电，电路 处理上有许多不完善之处，由于没有采用微处理器，在对氙气灯的控制上存在 一些问题，故障率较高，达到10%左右。第二代产品是将驱动电路变为集成电 路(例如UBA2032、 IRF2111、 ir2153等)，直流电逆变交流电还是分力的MOS 管逆变，程序处理上有许多改进，功率管散热是间接传导出来的，可靠性提高 许多，故障率约在3% 10%左右，也称为半数字控制器。而第三代为全数字控 制器，可以对灯的状态进行识别，对功率进行控制，提高了效率，其以多点控 制单元(Micro ConrollerUnit，简称"MCU")为核心控制单元，增强了各种控制 功能和保护功能，是氙气灯控制器发展的方向。现有的高压氙气灯控制器存在不少问题，例如EMI噪声，不能对不同的灯的 普遍适用，对输入的电流不能快速控制等，从而影响了高压氙气灯控制器的性 能。因此需要一种全数字高压氙气灯控制器，能对输入的电路进行快速控制， 从而提高高压氙气灯控制器的性能。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中高压氙气灯控制器性 能不强的问题，提供一种全数字高压氙气灯控制器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，构造一种全数字高压氙 气灯控制器，所述控制器与高压包、氤气灯连接，其包括DC/AC变换电路和主 控单元，所述控制器还包括对所述氙气灯进行快速限流保护的限流电路，所述 限流电路与所述DC/AC变换电路及所述主控单元连接，所述主控单元包括与所 述限流电路连接并驱动所述限流电路工作的PWM控制模块。
优选地，所述限流电路包括与所述高压包及所述DC/AC变换电路连接的变 压器、与所述变压器连接的开关管、与所述开关管连接的糠铜丝、与所述糠铜 丝连接的比较器、与所述比较器连接的分压电路、以及与所述开关管、比较器 和PWM控制模块连接的开关控制电路，所述PWM控制模块驱动所述开关控制电 路工作，所述比较器设置在所述主控单元内部，所述糠铜丝上的取样电压与所 述分压电路上的参考电压输入到所述比较器的输入端，所述开关控制电路根据 所述比较器的输出结果控制所述开关管的开启和关断。
进一步优选地，所述变压器的初级与所述开关管的漏极连接，所述开关控 制电路包括三极管T1、三极管T2、三级管T3和三极管T4，所述三极管T1的基极 连接所述比较器的输出端，所述三极管T1的集电极与所述三极管T2的集电极连 接，所述三极管T2的基极通过电阻与所述PWM控制模块的输出端连接，所述三 极管T2的集电极通过电阻与三极管T3和三极管T4的基极连接，所述三极管T3和 三极管T4的发射极通过电阻与所述开关管的栅极连接。
进一步优选地，所述分压电路包括电阻R10和电阻R11，所述电阻R11—端 接地，另一端连接电阻R10及比较器的输入端，电阻R10的另一端与3.3V电压连接。
本实用新型通过在控制器中设置了能对高压氙气灯进行快速限流保护的限
流电路，以及驱动限流电路工作的PWM控制模i央，实现了对输入电流的快速控 制。因此，本实用新型大大提高了高压氙气灯控制器的性能。
图1是本实用新型的一个实施例中全数字高压氙气灯控制器的内部模块图； 图2是本实用新型的一个实施例中限流电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图l所示，本实用新型的全数字高压氙气灯控制器100在应用时，其与高 压包200、高压氤气灯(High Intensity Discharge,简称"HID") 300连接，控制器 IOO包括主控单元IOI、限流电路102和DC/AC变换电路103，主控单元101与限流 电路102、 DC/AC变换电路103连接，是控制器100的控制核心部件，其内部包括 与限流电路102连接并驱动限流电路102工作的PWM控制模块1011， PWM控制模 块1011根据HID300的电压和功率，进行采样计算，从而得到PWM波形。在一实 施例中，主控单元100是多点控制单元(Micro Conroller Unit,简称"MCU")， 例如SILABS的C8051F300。
限流电路102与MCU101、 DC/AC变换电路103连接，用于对HID300进行快 速限流保护，其内部包括变压器1021、开关控制电路1022、开关管1023、糠铜 丝1024、分压电路1025和比较器1026，其中，变压器1021与高压包200、 DC/AC 变换电路103及开关管1023连接，其初级电流输出到开关管1023中；开关控制电 路1022与PWM控制模块1011、开关管1023及比较器1026连接，PWM控制模块 1011的PWM波形输出到开关控制电路1022，用于驱动开关控制电路1022，比较 器1026的输出结果送到开关控制电路1022中，开关控制电路1022根据比较器1026的输出结果控制开关管1023的开启和关闭状态；开关管1023与变压器1021、 开关控制电路1022、糠铜丝1024及比较器1026连接，糠铜丝1024通过开关管1023 检测到变压器1021初级电流的取样电压，并输入到比较器1026的一个输入端； 糠铜丝1025与开关管1023、比较器1026连接；分压电路1025与比较器1026连接， 分压电路1025上的参考电压输入到比较器1026的另一个输入端；比较器1026设 置在主控单元101的内部，其与开关控制电路1022、开关管1023、糠铜丝1024及 分压电路1025连接，用于比较变压器1021初级电流的取样电压及分压电路1025 上的参考电压，并将比较结果输出到开关控制电路1022。
如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，开关控制电路1022包括三极管 Tl、三极管T2、三极管T3和三极管T4，三极管T1的基极通过电阻R3连接比较器 Dl的输出端3， PWM控制模块1011的输出通过电阻R2与三极管T2的基极连接， 三极管T1的集电极与三极管T2的集电极连接，并通过电阻R4连接15V电压，三 极管T1和三极管T2的发射极都接地，三极管T2的集电极通过电阻R5与三极管T3 和三极管T4的基极连接，三极管T3的发射极通过电阻R6连接开关管T5的栅极， 三极管T3的集电极连接15V电压，三极管T4的发射极通过电阻R6连接开关管T5 的栅极，三极管T4的集电极接地，开关管T5的漏极连接变压器B的初级，源极通 过电阻R9连接糠铜丝R8，并与比较器D1的输入端1连接。分压电路1025包括电 阻RlO和电阻Rll，电阻R11—端接地，另一端连接电阻R10及比较器D1的输入端 2，并通过电容C2接地，电阻1110的另一端与3.3￥电压连接。
在一实施例中，电压输入到变压器B的初级，当开关管T5导通时，电流从开 关管T5的漏极到开关管T5的源极，再从源极输出到糠铜丝R8，糠铜丝R8—端连 接信号耦合电阻R9，电阻R9起到对比较器D1两输入端的阻抗平衡的作用，电阻 R9—端连接滤波电容C1，同时连接用于保护比较器D1的二极管D2和二极管D3。 比较器D1的输入端1是从开关管T5源极上的糠铜丝R8上检测到的变压器B的初 级电流的取样电压Vp在比较器D1的输入端2用分压电阻R10和R11设置一个合 适的参考电压V2，输入比较器D1的输入端2的电压为参考电压V2。在每一个开关 周期内，比较器D1的结果(即比较器D1的输出端3)送到三极管T1的基极。当 取样电压V,小于参考电压V2时，比较器D1的输出为低电平，则三极管T1的集电极为高电平，对三极管T2的集电极输出没有影响，即对输入的PWM驱动没有影 响。当取样电压Vi大于参考电压V2时，比较器D1的输出为高电平，则三极管T1 的集电极为低电平，即三极管T2的集电极为低电平，该低电平会屏蔽三极管T2 的集电极的P丽波形，使三极管T2的输出为低电平，再经过三极管T3和三极管 T4的电平调整，输出到开关管T5的栅极。这时，无论输入的PWM状态如何，都 使开关管T5在关断状态，从而限制了输入的电流，达到了快速保护控制器100的 目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种全数字高压氙气灯控制器，所述控制器与高压包、氙气灯连接，其包括DC/AC变换电路和主控单元，其特征在于，所述控制器还包括对所述氙气灯进行快速限流保护的限流电路，所述限流电路与所述DC/AC变换电路及所述主控单元连接，所述主控单元包括与所述限流电路连接并驱动所述限流电路工作的PWM控制模块。
2、 根据权利要求l所述的全数字高压氙气灯控制器，其特征在于，所述限 流电路包括与所述高压包及所述DC/AC变换电路连接的变压器、与所述变压器 连接的开关管、与所述开关管连接的糠铜丝、与所述糠铜丝连接的比较器、与 所述比较器连接的分压电路、以及与所述开关管、比较器和PWM控制模块连接 的开关控制电路，所述PWM控制模块驱动所述开关控制电路工作，所述比较器 设置在所述主控单元内部，所述糠铜丝上的取样电压与所述分压电路上的参考 电压输入到所述比较器的输入端，所述开关控制电路根据所述比较器的输出结 果控制所述开关管的开启和关断。
3、 根据权利要求2所述的全数字高压氙气灯控制器，其特征在于，所述变 压器的初级与所述开关管的漏极连接，所述开关控制电路包括三极管T1、三极 管T2、三级管T3和三极管T4，所述三极管T1的基极连接所述比较器的输出端， 所述三极管T1的集电极与所述三极管T2的集电极连接，所述三极管T2的基极通 过电阻与所述PWM控制模块的输出端连接，所述三极管T2的集电极通过电阻与 三极管T3和三极管T4的基极连接，所述三极管T3和三极管T4的发射极通过电阻 与所述开关管的栅极连接。
4、 根据权利要求2所述的全数字高压氙气灯控制器，其特征在于，所述分 压电路包括电阻R10和电阻R11，所述电阻R11—端接地，另一端连接电阻RIO 及所述比较器的输入端，电阻R10的另一端与3.3V电压连接。
专利摘要本实用新型涉及氙气灯控制器，提供了一种全数字高压氙气灯控制器。所述全数字高压氙气灯控制器与高压包、氙气灯连接，其包括DC/AC变换电路和主控单元，所述控制器还包括对所述氙气灯进行快速限流保护的限流电路，所述限流电路与所述DC/AC变换电路及所述主控单元连接，所述主控单元包括与所述限流电路连接并驱动所述限流电路工作的PWM控制模块。本实用新型能对输入的电流进行快速控制，从而提高了氙气灯控制器的性能。
文档编号H05B41/28GK201230396SQ20082009422
公开日2009年4月29日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者杨利辉, 强 袁 申请人:深圳世强电讯有限公司