专利名称：一种高压气体放电灯安定器专用芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到高压气体放电灯安定器领域，尤其是涉及到一种高压气体放电灯安定器专用芯片。
背景技术：
随着照明电器方面新技术的发展，各种新的照明电器产品不断涌现，照明用LED 技术迅速进步，给传统的照明电器的使用带来了很大的挑战。传统的电感镇流器工作在工频市电频率，体积大、消耗大量铜和硅钢等金属材料，散热困难、工作效率低、灯发光有频闪，且能耗高，推广节能的电子镇流器(安定器)代替传统的电感镇流器是十分必要的。电子镇流器的逆变器在负载呈现电容性时，很容易烧坏大功率管。进入90年代后开始出现专用集成电路芯片，并且在集成电路芯片中加入了容性检测、判断和保护的电路。目前，集成电路芯片对逆变器容性负载状态的检测、判别和保护方面，技术上多数采用像锁相环电路、 直接鉴相电路、乘法器鉴相电路、或相敏整流电路再加上逻辑电路来检测和判断负载的容性状态。这种电路有一个共同的缺点，就是用逆变器电压和电流信号作为判断的信号来处理，这就使电路较为复杂，此外，目前的电路结构存在着元件数量多、故障点多、生产、维修难度大、整体成本高等缺点。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种高压气体放电灯安定器专用芯片，该芯片采用模块化设计方法，包括全球唯一 ID号、控制模块、功率因素校正模块、功率与状态监测模块、通信模块组成，内置了运放比较器、MOS桥驱动电路。专用芯片技术数字控制系统程序的芯片全程状态监控，从输入电源的检测、电流检测、功率控制、功率因素校正到内部各电路的监控都由专用芯片完成，实现高稳定、高安全性和数字智能化管理。全球唯一 ID号由M位唯一标识的字母组成。控制模块，采用一片高度集成，含有数字控制系统程序的芯片对市电的稳压，气体放电(冷光源)灯100 500Hz交流逆变、起辉以及异常状态保护等工作实现数字化管理。采用芯片中的通信端口，通过网络通信实现对灯的实时工作状态的智能化管理；采用芯片中的比较器进行功率因素计算，实现功率因素校正。控制模块以微处理器MPU为核心，集成有如下功能模块(1)由AD构造的两路电压检测电路，其中一路检测市电电压，一路检测串联稳压以后的电压；( 由比较器构造的电压波动检测电路，将检测到的电压直接反馈到输出PWM电路，保证输出电压的平稳；(3)由放大器构造的电流放大电路和由AD构造的电流检测电路；(4)由比较器构造的电流浪涌检测电路，该电路可以在电流突变时发出信号，直接关断PWM输出，从而关断串联稳压电源输出，以防止电路受到损害；(5)通信电路，采用了芯片中的通信端口实现通讯远程控制；(6) 逆变输出电路和稳压PWM输出电路。功率因素校正模块通过对电源输入端的电压、电流及其相位差的监测，经采样电路输入处理器模块，计算当前实时的功率因素值，并控制功率因素校正电路调整电路参数进行功率因素校正。功率与状态监测模块，对输入电压、电流和功率输出电压、电流等参数进行采样后，经过处理后形成控制信息，对高压气体放电灯进行恒流、恒压的恒定功率状态调整与控制。通信模块与处理器模块采用串口接口方式连接，实现组网通信模块与电子镇流器系统之间的接口转换。专用芯片内置了运放比较器，构成了电流与电压相位检测电路。内置的MOS桥驱动电路，由I/O端口模拟脉冲发生器产生灯头全桥驱动触发脉冲，经脉冲驱动电路与全桥电路开关管驱动级连接，激励逆变驱动模块，为高压气体放电灯提供工作脉冲电压，促使高压气体放电灯在高压触发后能稳定的工作。与现有的技术相比，本实用新型含有数字控制系统程序的专用芯片全程状态监控，从输入电源的检测、功率控制、功率因素校正到内部各电路的监控都由SOC完成，实现高稳定、高安全性和数字智能化管理。采用芯片中的通信端口，通过网络通信实现对灯的实时工作状态的智能化管理；采用芯片中的比较器进行功率因素计算，实现功率因素校正。并在电路中取消了传统开关变压器，采用了一组独立的电源电路，避免了传统变压器铜材及其他有色金属耗费量大、功耗大、温升高，体积大、重量大、低效率及低功率因素等缺点。
图1为高压气体放电灯安定器专用芯片结构示意图。图2为高压气体放电灯安定器专用芯片内部方框图。图3为高压气体放电灯安定器专用芯片应用的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。图1为高压气体放电灯安定器专用芯片结构示意图，包括全球唯一 ID号、控制模块、功率因素校正模块、功率与状态监测模块、通信模块，内置了运放比较器、MOS桥驱动电路。图2为高压气体放电灯安定器专用芯片内部方框图。图3为高压气体放电灯安定器专用芯片应用的电路图。市电经过整流滤波，送到串联稳压电路。串联稳压电路由Q1、D1、L1、 C2组成，将市电整流得到的电压，通过串联稳压电路，得到100 400V可控的直流电压，直流电压再送到逆变桥电路。逆变桥电路由Q3、Q4、Q6、Q5组成，将逆变后的100 500Hz的交变电流送到HID灯。芯片在工作当中，对输入电压、灯电压、灯电流、温度等实时监控。专用芯片从输入电源的检测到内部各电路的监控都由专用芯片完成，能非常快速的完成保护过程，不管是输入电压异常、内部电路故障、输出短路或开路都能做出快速保护，实现高稳定、高安全性和数字智能化管理。芯片中的通信端口，通过网络通信实现对灯的实时工作状态的智能化管理。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种高压气体放电灯安定器专用芯片，其特征在于所述专用芯片采用模块化设计方法，包括全球唯一 ID号、控制模块、功率因素校正模块、功率与状态监测模块、通信模块， 将所述全球唯一 ID号、功率因素校正模块、功率与状态监测模块和通信模块分别于控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的专用芯片，其特征在于所述的专用芯片内置了运放比较器， 构成了电流与电压相位检测电路。
3.根据权利要求1所述的专用芯片，其特征在于所述的专用芯片内置了MOS桥驱动电路，由I/O端口模拟脉冲发生器产生灯头全桥驱动触发脉冲，经脉冲驱动电路与全桥电路开关管驱动级连接，激励逆变驱动模块，为高压气体放电灯提供工作脉冲电压，促使高压气体放电灯在高压触发后能稳定的工作。
4.根据权利要求1所述的专用芯片，其特征在于所述的控制模块以微处理器MPU为核心，使用软件完成核心控制功能，集成有如下功能模块由AD构造的两路电压检测电路，其中一路检测市电电压，一路检测串联稳压以后的电压；由比较器构造的电压波动检测电路，将检测到的电压直接反馈到输出PWM电路，保证输出电压的平稳；由放大器构造的电流放大电路和由AD构造的电流检测电路；由比较器构造的电流浪涌检测电路，该电路可以在电流突变时发出信号，直接关断PWM 输出，从而关断串联稳压电源输出，以防止电路受到损害；通信电路，采用了芯片中的通信端口实现通讯远程控制；逆变输出电路和稳压PWM输出电路。
5.根据权利要求1所述的专用芯片，其特征在于所述的功率因素校正模块通过对电源输入端的电压、电流及其相位差的监测，经采样电路输入处理器模块，计算当前实时的功率因素值，并控制功率因素校正电路调整电路参数进行功率因素校正。
6.根据权利要求1所述的专用芯片，其特征在于所述的功率与状态监测模块，对输入电压、电流和功率输出电压、电流等参数进行采样后，经过处理后形成控制信息，对高压气体放电灯进行恒流、恒压的恒定功率状态调整与控制。
7.根据权利要求1所述的专用芯片，其特征在于所述的通信模块与处理器模块采用串口接口方式连接，实现组网通信模块与电子镇流器系统之间的接口转换。
专利摘要一种高压气体放电灯安定器专用芯片，采用模块化设计方法，包括唯一ID号、控制模块、功率因素校正模块、功率与状态监测模块、通信模块组成，内置了运放比较器、MOS桥驱动电路。高压气体放电灯安定器专用芯片含有数字控制系统程序的芯片全程状态监控，从输入电源的检测、功率控制、功率因素校正到内部各电路的监控都由专用芯片完成，实现高稳定、高安全性和数字智能化管理。采用专用芯片中的通信端口，通过网络通信实现对灯的实时工作状态的智能化管理；采用专用芯片中的比较器进行功率因素计算，实现功率因素校正。并在电路中取消了传统开关变压器，采用了一组独立的电源电路，避免了传统变压器铜材及其他有色金属耗费量大、功耗大、温升高，体积大、重量大、低效率及低功率因素等缺点。
文档编号H05B41/282GK202218466SQ20112025391
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者方利国 申请人:黄山市高立亚照明电器有限责任公司