专利名称：Hid灯电子镇流器的pwm脉冲控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种HID灯电子镇流器，尤其涉及一种HID灯电子镇流器的PWM脉冲
控制电路。
背景技术：
HID灯(High Intensity Discharge,高压气体放电灯)，因其具有发光效率高、显色性好、 亮度稳定等特点，在汽车照明、家庭照明、商业照明和市政照明等照明领域得到越来越广泛 的应用。众所周知，HID灯通常用HID灯电子镇流器来控制。
如图1所示，为现有的一种HID灯电子镇流器的结构框图，包括桥式整流滤波电路101、 反激式变压器102、 二次滤波电路103、放电电路104、高频变压器105、全桥驱动电路106、 单片机驱动全桥电路107、单片机108、直流降压电路109、 SPWM脉冲控制电路IIO和检测 电路lll。其中，桥式整流滤波电路101分别与反激式变压器102、直流降压电路109连接， 反激式变压器102分别与二次滤波电路103、 SPWM脉冲控制电路IIO连接，二次滤波电路 103分别与放电电路104、全桥驱动电路106、检测电路lll连接，放电电路104与高频变压 器105连接，高频变压器105与HID灯连接，全桥驱动电路106分别与单片机108、 SPWM 脉冲控制电路110、检测电路111、 HID灯连接，直流降压电路109分别与SPWM脉冲控制 电路IIO、单片机108连接，单片机108分别与SPWM脉冲控制电路110、单片机驱动全桥 电路107连接。
该HID灯电子镇流器的工作过程上电后，交流电经桥式整流滤波电路101变成脉动直 流电输出给直流降压电路109和反激式变压器102，直流降压电路109将脉动直流电降压后 输出稳定直流电给单片机108和SPWM脉冲控制电路110供电，反激式变压器102受控于 SPWM脉冲控制电路110，根据SPWM脉冲控制电路IIO输出的脉冲信号的占空比将桥式整 流滤波电路101输出的脉动直流电变换成对应的脉动直流电，反激式变压器102变换后输出 的脉动直流电经二次滤波电路103变燃HID灯。同时，检测电路111检测二次滤波电路103输出的稳定直流电的电压，并将检测 结果通过SPWM脉冲控制电路110传至单片机108，如果该电压过低，则单片机108认为HID 灯未点燃，就会调整SPWM脉冲控制电路110输出的脉冲信号的占空比，使反激式变压器 102输出的脉动直流电的电压升高，从而使二次滤波电路103输出的稳定直流电的电压升高， 如果检测到电压信号足够高，则单片机108认为HID灯已经点燃，就会控制单片机驱动全桥 电路使单片机驱动全桥电路以一定的频率控制全桥驱动电路的导通关断，进而使全桥驱动电 路能够将二次滤波电路103输出的稳定直流电提供给HID灯，使其继续燃烧。
然而，由于SPWM脉冲控制电路输出的脉冲信号的载波比的存在，使其难以提高正弦量 输出的频率值，并且正弦量的非线性也会造成大占空比的存在，SPWM脉冲控制电路的功率 器件的频率特征相当于在更高的频率环境中运行，必须降额使用，因而限制了系统频率，导 致其功率因数降低，而且SPWM脉冲控制电路输出的脉冲信号的一阶系统稳定性差，负载响 应速度慢。
PWM (Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)脉冲控制电路是通过对一系列脉冲的宽 度进行调制来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)的技术，其功率因数高， 一阶系统稳 定性好，负载响应速度快，因此，如何将PWM脉冲控制电路应用于HID灯电子镇流器，以 提高现有HID灯电子镇流器的功率因数， 一阶系统稳定和负载响应速度是本实用新型所要解 决的问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，以提高现有HID灯电子 镇流器的功率因数， 一阶系统稳定和负载响应速度。
为达到上述目的，本实用新型提供一种HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，包括 PWM模块，还包括比较电路和积分电路，所述PWM模块分别与所述比较电路和所述积分 电路连接。
本实用新型的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，所述PWM模块包括UC3843 芯片、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C16、电容C17、电容 C18、电容Cl-9、电容C20、电容C21、引脚5、引脚6和引脚7;
所述UC3843芯片的7管脚与所述电容C16和所述引脚5连接，所述电容C16的另一端 接地，所述电阻R16与所述电容C16并联后的一端与所述UC3843芯片的1管脚连接，另一端与所述UC3843芯片的2管脚连接，所述UC3843芯片的8管脚与所述电容C18和所述电 阻R17连接，所述电容C18的另一端接地，所述UC3843芯片的4管脚与所述电阻R17的另 一端、所述电容C19和所述电容20连接，所述电容C19的另一端接地，所述电容C20的另 一端与所述电阻R18连接，所述UC3843芯片的3管脚与所述电阻R18的另一端、所述电容 C21和所述电阻R20连接，所述电容C21的另一端接地，所述电阻R20另一端与所述引脚7 连接，所述UC3843芯片的5管脚接地，所述UC3843芯片的6管脚与所述电阻R19连接， 所述电阻R19的另一端与所述引脚6连接。
本实用新型的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，所述比较电路包括运算放大 器A1、三极管Q8、电阻RIO、电阻Rll、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、 二极 管D15、 二极管D16、电容C15、引脚l、引脚2、引脚3和引脚4;
所述运算放大器A1的同相输入端与所述二极管D15的输出端、所述电阻R12和所述电 阻R11连接，所述电阻R12的另一端与所述电阻R13串联，所述电阻R13的另一端与所述 引脚3连接，所述电阻Rll的另一端与所述电阻R10并联后与所述引脚1连接，所述R10的 另一端接地，所述二极管D15的输入端接地，所述运算放大器A1的反相输入端接地，所述 运算放大器A1的输出端与所述二极管D16的输出端和所述电容C15连接，所述电容C15的 另一端接地，所述二极管D16的输入端分别与所述三极管Q8的集电极和所述UC3843芯片 的1管脚连接，所述电阻R14与所述电阻R15并联后与所述引脚4连接，所述电阻R14的另 一端与所述引脚2连接，所述电阻R15的另一端与所述三极管Q8的基极连接，所述三极管 Q8的发射极接地。
本实用新型的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，所述积分电路包括运算放大 器A2、运算放大器A3、场效应管Q9、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、 电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R58、 二极管D17、 二极管D18、电容C22、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、引脚8、引 脚9、引脚IO、引脚ll、弓l脚12和引脚13;
所述运算放大器A2同相输入端与所述电阻R25连接，所述电阻R25的另一端接地，所 述运算放大器A2反相输入端与所述电阻R24连接，所述电阻R24的另一端与所述二极管D17 的输出端、所述电阻R22、所述电容C22、所述电阻R23和所述场效应管Q9的源极连接， 所述二极管D17的输入端接地，所述电阻R22的另一端与所述引脚9连接，所述运算放大器 A2的输出端与所述电容C22的另一端、所述电阻R58和所述电阻R26连接，所述电阻R23的另一端与所述电阻R58另一端并联后与所述场效应管Q9的漏极连接，所述场效应管Q9 的栅极与所述电阻R21连接，所述电阻R21的另一端与所述引脚8连接，所述运算放大器 A3的同相输入端与所述电阻R26的另一端、所述二极管D18的输入端、所述电容C29和所 述引脚12连接，所述二极管D18的输出端与所述引脚11连接，所述电容C29的另一端接地， 所述运算放大器A3的反相输入端与所述电容C28和所述电阻R27连接，所述运算放大器A3 的输出端与所述电容C28的另一端和所述电阻R31连接，所述电阻R27的另一端与所述电阻 R28和所述电容C25连接，所述电容C25的另一端接地，所述电阻R28的另一端与所述电阻 R29和所述电容C26连接，所述电容C26的另一端接地，所述电阻R29的另一端与所述电阻 R30和所述电容C27连接，所述电容C27的另一端接地，所述电阻R30的另一端与所述UC3843 芯片的2管脚连接。
本实用新型的HID灯电子镇流器采用了功率因数高、 一阶系统稳定性好，负载响应速度 快的PWM脉冲控制电路代替现有的SPWM脉冲控制电路，因而提高了 HID灯电子镇流器功 率因数、 一阶系统稳定性和负载响应速度。
图1为现有HID电子镇流器的结构框图2为含有本实用新型PWM脉冲控制电路的HID电子镇流器的结构框图； 图3为本实用新型PWM脉冲控制电路的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细描述-
为了能更清楚的描述本实用新型HID电子镇流器的PWM脉冲控制电路，有必要对其应 用场景(即含有本实用新型PWM脉冲控制电路的HID电子镇流器)进行描述。
参考图2，含有本实用新型PWM脉冲控制电路的HID电子镇流器包括桥式整流滤波电 路201、反激式变压器202、 二次滤波电路203、放电电路204、高频变压器205、全桥驱动 电路206、单片机驱动全桥电路207、单片机208、直流降压电路209、 PWM脉冲控制电路 210和检测电路211。其中，桥式整流滤波电路201分别与反激式变压器202、直流降压电路 209连接，反激式变压器202分别与二次滤波电路203、 SPWM脉冲控制电路210连接，二 次滤波电路203分别与放电电路204、全桥驱动电路206、检测电路211连接，放电电路204与高频变压器205连接，高频变压器205与HID灯连接，全桥驱动电路206分别与单片机208、 PWM脉冲控制电路210、检测电路211、 HID灯连接，直流降压电路209分别与PWM脉冲 控制电路210、单片机208连接，单片机208分别与PWM脉冲控制电路210、单片机驱动全 桥电路207连接。
参考图3，本实用新型的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路具体包括比较电路201、 PWM模块302和积分电路303。其中，PWM模块302分别与比较电路301和积分电路303连接。
上述PWM脉冲控制电路，其中PWM模块201包括UC3843芯片、电阻R16、电阻R17、 电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电 容C21、引脚5、引脚6和引脚7。其中
UC3843芯片的7管脚与电容C16和引脚5连接，电容C16的另一端接地，电阻R16与 电容C16并联后的一端与UC3843芯片的1管脚连接，另一端与UC3843芯片的2管脚连接， UC3843芯片的8管脚与电容C18和电阻R17连接，电容C18的另一端接地，UC3843芯片 的4管脚与电阻R17的另一端、电容C19和电容20连接，电容C19的另一端接地，电容C20 的另一端与电阻R18连接，UC3843芯片的3管脚与电阻R18的另一端、电容C21和电阻 R20连接，电容C21的另一端接地，电阻R20另一端与引脚7连接，UC3843芯片的5管脚 接地，UC3843芯片的6管脚与电阻R19连接，电阻R19的另一端与引脚6连接。
上述PWM脉冲控制电路，其中比较电路201包括运算放大器A1、三极管Q8、电阻 RIO、电阻Rll、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、 二极管D15、 二极管D16、电 容C15、引脚l、引脚2、引脚3和引脚4，其中
运算放大器A1的同相输入端与二极管D15的输出端、电阻R12和电阻R11连接，电阻 R12的另一端与电阻R13串联，电阻R13的另一端与引脚3连接，电阻R11的另一端与电阻 R10并联后与引脚1连接，R10的另一端接地，二极管D15的输入端接地，运算放大器Al 的反相输入端接地，运算放大器A1的输出端与二极管D16的输出端和电容C15连接，电容 C15的另一端接地，二极管D16的输入端分别与三极管Q8的集电极和UC3843芯片的1管 脚连接，电阻R14与电阻R15并联后与引脚4连接，电阻R14的另一端与引脚2连接，电阻 R15的另一端与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极接地。
上述PWM脉冲控制电路，其中积分电路203包括运算放大器A2、运算放大器A3、 场效应管Q9、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R58、 二极管D17、 二极管D18、电容C22、 电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、 引脚12和引脚13，其中
运算放大器A2同相输入端与述电阻R25连接，电阻R25的另一端接地，运算放大器A2 反相输入端与电阻R24连接，电阻R24的另一端与二极管D17的输出端、电阻R22、电容 C22、电阻R23和场效应管Q9的源极连接，二极管D17的输入端接地，电阻R22的另一端 与引脚9连接，运算放大器A2的输出端与电容C22的另一端、电阻R58和电阻R26连接， 电阻R23的另一端与电阻R58另一端并联后与场效应管Q9的漏极连接，场效应管Q9的栅 极与所述电阻R21连接，所述电阻R21的另一端与所述引脚8连接，所述运算放大器A3的 同相输入端与所述电阻R26的另一端、二极管D18的输入端、电容C29和引脚12连接，二 极管D18的输出端与引脚11连接，电容C29的另一端接地，运算放大器A3的反相输入端与 电容C28和所述电阻R27连接，运算放大器A3的输出端与电容C28的另一端和电阻R31连 接，电阻R27的另一端与电阻R28和电容C25连接，电容C25的另一端接地，电阻R28的 另一端与电阻R29和电容C26连接，电容C26的另一端接地，电阻R29的另一端与电阻R30 和电容C27连接，电容C27的另一端接地，电阻R30的另一端与所述UC3843芯片的2管脚 连接。
本实用新型的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路工作过程如下 在具体应用时，该PWM脉冲控制电路的引脚1和引脚11接5V直流电压VDD，引脚2、 引脚5和引脚10接15V直流电压Vcc、弓I脚3接反激式变压器输出的负电压VSS，引脚4、 引脚8、弓l脚12和引脚13与单片机连接，引脚9与检测电路连接，弓l脚6和引脚7与反激
式变压器连接。
在HID上电后，检测电路检测全桥驱动电路的输出，并将检测信号通过引脚9输入PWM 脉冲控制电路的运算放大器A2，然后再由运算放大器A2的输出端通过引脚12将检测信号 输入到单片机，单片机将输入的检测信号与预先设置的阈值进行比较，如果检测信号太微弱， 那么单片机就会向引脚8输出高电平，使场效应管Q9导通，电阻R23被短路，运算放大器 A2的放大倍数增大，相应的单片机就会通过引脚13使PWM脉冲控制电路的运算放大器A3 的反相输入端输出的脉冲的宽度增大，相应的PWM脉冲控制电路的UC3843芯片的6管脚 通过引脚6输出的PWM控制脉冲的占空比将变大，然后占空比变大的PWM控制脉冲再通 过反激式变压器的用作电子开关的场效应管来控制反激式变压器。然而，PWM控制脉冲的占空比变大将会导致反激式变压器输出的正电压变高，输出的负 电压将会变的太负，为防止输出电压过高，这就需要用PWM脉冲控制电路的比较电路的运 算放大器A1来抑制(具体通过测量5V直流电VDD与负电压Vss中间的电压来实现，运算 放大器Al的输出信号将会使PWM脉冲控制电路输出的PWM控制脉冲占空比变小)，如果 检测信号还是太高，那么单片机就通过引脚13减小对运算放大器A3输出的脉冲宽度，使 PWM控制脉冲的占空比降低，如果检测信号仍然很高，那么单片机就会通过引脚4向PWM 脉冲控制电路的比较电路输出高电平，将三极管Q8导通，使PWM脉冲控制电路的产生PWM 控制脉冲的UC3843芯片关断，从而保护了HID灯。
当检测到的检测信号合适时(即与所述预先设置的阈值匹配)，就认为HID灯已经正常 启动，单片机就会控制单片机驱动全桥电路，使单片机驱动全桥电路以大约100Hz的频率控 制全桥驱动电路的导通关断，使反激式变压器的产生的负的直流电通过全桥驱动电路驱动 HID灯继续燃烧。同时，PWM脉冲控制电路的UC3843芯片还通过引脚7检测反激式变压器 的场效应管的电压，当通过管脚7进入PWM脉冲控制电路的UC3843芯片的电压值超过 UC3843芯片内部的基准电压时，UC3843芯片自动关输出，以防止HID灯过压损坏，从而延 长了HID灯的使用寿命。
本实用新型的HID灯电子镇流器采用了功率因数高、 一阶系统稳定性好，负载响应速度 快的PWM脉冲控制电路代替现有的SPWM脉冲控制电路，因而提高了 HID灯电子镇流器功 率因数、 一阶系统稳定性和负载响应速度，而本实用新型的HID灯电子镇流器的，PWM脉 冲控制电路还具有过压保护功能，从而延长了 HID灯的使用寿命。
以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围 进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型 的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1、一种HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，包括PWM模块，其特征在于，还包括比较电路和积分电路，所述PWM模块分别与所述比较电路和所述积分电路连接。
2、 根据权利要求1所述的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，其特征在于，所 述PWM模块包括UC3843芯片、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电 容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、引脚5、引脚6和引脚7;所述UC3843芯片的7管脚与所述电容C16和所述引脚5连接，所述电容C16的另一端 接地，所述电阻R16与所述电容C16并联后的一端与所述UC3843芯片的1管脚连接，另一 端与所述UC3843芯片的2管脚连接，所述UC3843芯片的8管脚与所述电容C18和所述电 阻R17连接，所述电容C18的另一端接地，所述UC3843芯片的4管脚与所述电阻R17的另 一端、所述电容C19和所述电容20连接，所述电容C19的另一端接地，所述电容C20的另 一端与所述电阻R18连接，所述UC3843芯片的3管脚与所述电阻R18的另一端、所述电容 C21和所述电阻R20连接，所述电容C21的另一端接地，所述电阻R20另一端与所述引脚7 连接，所述UC3843芯片的5管脚接地，所述UC3843芯片的6管脚与所述电阻R19连接， 所述电阻R19的另一端与所述引脚6连接。
3、 根据权利要求2所述的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，其特征在于，所 述比较电路包括运算放大器A1、三极管Q8、电阻RIO、电阻Rll、电阻R12、电阻R13、 电阻R14、电阻R15、 二极管D15、 二极管D16、电容C15、引脚l、引脚2、引脚3和引脚 4;所述运算放大器A1的同相输入端与所述二极管D15的输出端、所述电阻R12和所述电 阻R11连接，所述电阻R12的另一端与所述电阻R13串联，所述电阻R13的另一端与所述 引脚3连接，所述电阻Rll的另一端与所述电阻R10并联后与所述引脚1连接，所述R10的 另一端接地，所述二极管D15的输入端接地，所述运算放大器A1的反相输入端接地，所述 运算放大器Al的输出端与所述二极管D16的输出端和所述电容C15连接，所述电容C15的 另一端接地，所述二极管D16的输入端分别与所述三极管Q8的集电极和所述UC3843芯片 的1管脚连接，所述电阻R14与所述电阻R15并联后与所述引脚4连接，所述电阻R14的另 一端与所述引脚2连接，所述电阻R15的另一端与所述三极管Q8的基极连接，所述三极管 Q8的发射极接地。
4、根据权利要求3所述的HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，其特征在于，所 述积分电路包括运算放大器A2、运算放大器A3、场效应管Q9、电阻R21、电阻R22、电 阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻 R31、电阻R58、 二极管D17、 二极管D18、电容C22、电容C25、电容C26、电容C27、电 容C28、电容C29、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12和引脚13;所述运算放大器A2同相输入端与所述电阻R25连接，所述电阻R25的另一端接地，所 述运算放大器A2反相输入端与所述电阻R24连接，所述电阻R24的另一端与所述二极管D17 的输出端、所述电阻R22、所述电容C22、所述电阻R23和所述场效应管Q9的源极连接， 所述二极管D17的输入端接地，所述电阻R22的另一端与所述引脚9连接，所述运算放大器 A2的输出端与所述电容C22的另一端、所述电阻R58和所述电阻R26连接，所述电阻R23 的另一端与所述电阻R58另一端并联后与所述场效应管Q9的漏极连接，所述场效应管Q9 的栅极与所述电阻R21连接，所述电阻R21的另一端与所述引脚8连接，所述运算放大器 A3的同相输入端与所述电阻R26的另一端、所述二极管D18的输入端、所述电容C29和所 述引脚12连接，所述二极管D18的输出端与所述引脚11连接，所述电容C29的另一端接地， 所述运算放大器A3的反相输入端与所述电容C28和所述电阻R27连接，所述运算放大器A3 的输出端与所述电容C28的另一端和所述电阻R31连接，所述电阻R27的另一端与所述电阻 R28和所述电容C25连接，所述电容C25的另一端接地，所述电阻R28的另一端与所述电阻 R29和所述电容C26连接，所述电容C26的另一端接地，所述电阻R29的另一端与所述电阻 R30和所述电容C27连接，所述电容C27的另一端接地，所述电阻R30的另一端与所述UC3843 芯片的2管脚连接。
专利摘要本实用新型提供一种HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路，包括PWM模块、比较电路和积分电路。其中，PWM模块分别与比较电路和积分电路连接。本实用新型HID灯电子镇流器的PWM脉冲控制电路提高了HID灯电子镇流器功率因数、一阶系统稳定性和负载响应速度。
文档编号H05B41/288GK201355880SQ200820184169
公开日2009年12月2日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者刘尚伟, 芳 姜, 林忠玲 申请人:山东华鼎伟业能源科技有限公司