一种电子镇流器输出开路检测电路及保护电路的制作方法

本实用新型涉及电子镇流器输出开路检测电路及保护电路。

背景技术：

目前，电子镇流器的应用已经十分广泛，广泛的应用于植物照明、路灯照明、舞台灯照明、紫外灯杀菌等等各种需要HID灯的场合。但由于使用环境的复杂，无论是室内还是室外，都有可能出现输出导线经久老化断开、灯泡使用年限老化损坏呈现开路状态，此时，需要快速关闭电子镇流器的输出，以保证电子镇流器不被损坏，因此，目前的电子镇流器的保护电路一般包括一个检测电子镇流器输出情况的检测电路，检测电路一旦检测到电子镇流器输出开路，马上产生控制信号快速关闭电子镇流器以实现对电子镇流器的保护。

而由于电子镇流器本身的高频特性和外界其它高频电子仪器的干扰，当输出开路时，有可能就会出现LC谐振输出电路振荡的现象。此时，电子镇流器能否在输出开路发生时，快速且正确的检测到，并快速的关闭电子镇流器的输出，保护电子镇流器不会因此类故障而损坏，成为电子镇流器品质提升的关键。

目前，对电子镇流器输出开路进行检测的电子镇流器输出开路检测电路，通常是在全桥电路设置检流电阻，流过检流电阻的电流在电阻两端形成电压差，该电压差通过信号放大提供给单片机检测，当正常情况下输出开路时，由于输出没有负载，不再形成闭环，则流过检流电阻的电流将迅速变小，提供给单片机检测的电压出现跌落，以此来判断输出开路，进而单片机输出控制信号，控制电子镇流器关闭输出实现对电子镇流器的保护。但此类方法在极端恶劣的条件下则会出现以下问题：

在极端恶劣的条件下，电子镇流器输出开路后，由于它本身的LC谐振输出电路，这个谐振电路有可能产生振荡，形成一个高频阻抗负载，而使得通过全桥的电流依然存在，不能完全跌落，此时流过全桥检流电阻的电流通过 放大后给到单片机引脚检测的电压依然在一个比较高的电位，单片机将无法判断此时出现了输出开路，进而不会关断电子镇流器的输出，而造成电子镇流器的损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种电子镇流器输出开路检测电路以及通过该电子镇流器的开路检测电路检测的结果对电子镇流器进行保护的保护电路，该保护电路在电子镇流器输出开路状态下，触发电子镇流器快速准确关闭，以保护电子镇流器本身。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种电子镇流器输出开路检测电路，对电子镇流器的输出是否开路进行检测，包括对电子镇流器的LC输出电路输出的电流进行取样的隔离取样电路，还包括对所述的隔离取样电路输出的取样电压信号进行整流的整流电路，对整流电路的输出进行滤波的滤波电路，将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较的电压比较电路。

本实用新型，开路检测电路采用了隔离式的输出电流检测方案，检测部分位于LC谐振电路之后，电子镇流器输出开路时，即使电子镇流器的LC谐振电路出现高频振荡的情况，也能正确的检测到电子镇流器输出开路。

进一步的，上述的电子镇流器输出开路检测电路中：所述的整流电路为半波整流电路，包括一个整流二极管D1，所述的整流二极管的阳极接所述的隔离取样电路的输出端，整流二极管的阴极得到半波整流后的电压。

进一步的，上述的电子镇流器输出开路检测电路中：所述的滤波电路为Π型滤波器，包括滤波电容C1、滤波电容C2和滤波电阻R2、假负载电阻R3；所述的滤波电容C1连接在所述的整流二极管D1的阴极与地之间，滤波电阻R2的一端接所述的整流二极管D1的阴极，另一端接滤波电容C2的一端，滤波电容C2的另一端接地，滤波电容C2和滤波电阻R2连接处形成滤波电路的 输出端，该输出信号以电阻R3作为假负载，得到一个稳定的可供检测的信号。

进一步的，上述的电子镇流器输出开路检测电路中：所述的电压比较电路包括运算放大器U1A，参考电压设置电路；所述的参考电压设置电路包括直流稳压电源、分压电阻R5、分压电阻R6，所述的直流稳压电源输出通过分压电阻R5和分压电阻R6串连接地，分压电阻R5和分压电阻R6连接处形成参考电压输出端；滤波电路的输出端接所述的运算放大器U1A的同相输入端，参考电压输出端接所述的运算放大器U1A的反相输入端，所述的运算放大器U1A的输出端形成检测电路的输出端。在所述的滤波电路的输出端与运算放大器U1A的同相输入端还包括限流电阻R4；滤波电路的输出端接限流电阻R4，限流电阻R4的另一端接运算放大器U1A的同相输入端。在所述的检测电路的输出端还包括上接当所述的检测电路的输出端为高电平时的稳压电路，所述的稳压电路包括5V的稳压输出电源、电压上拉电阻R7、稳压管D2，所述的电压上拉电阻R7连接在稳压输出电源输出端与运算放大器U1A的输出端之间，在运算放大器U1A的输出端与地之间接入所述的稳压管D2，稳压管D2的阳极接地。

进一步的，上述的电子镇流器输出开路检测电路中：所述的隔离取样电路为隔离变压器T1，隔离变压器T1的原边线圈两端分别接电子镇流器的LC谐振电路输出端和整机输出端(HID灯端)；隔离变压器T1的副边线圈的两端形成隔离取样电路的输出，该输出信号以电阻R1作为假负载，其中一端接地，在另一端可得到稳定的可供检测的信号。

本实用新型还提供一种电子镇流器的保护电路，包括对电子镇流器输出进行开路检测的开路检测电路和单片机，所述的单片机与开路检测电路的检测输出端相连，在检测到电子镇流器输出开路时产生控制信号输出到电子镇流器的输出驱动控制电路关断电子镇流器的输出，所述的开路检测电路，包括对电子镇流器的LC谐振输出电路输出的电流进行取样的隔离取样电路，对 所述的隔离取样电路输出的取样电压信号进行整流的整流电路，对整流电路的输出进行滤波的滤波电路，将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较的电压比较电路。

进一步的，上述的电子镇流器的保护电路中：所述的隔离取样电路为隔离变压器T1，隔离变压器T1的原边线圈两端分别接电子镇流器的LC谐振电路输出端和整机输出端(HID灯端)；隔离变压器T1的副边线圈的两端形成隔离取样电路的输出，该输出信号以电阻R1作为假负载，其中一端接地，在另一端可得到稳定的可供检测的信号。

所述的整流电路为半波整流电路，包括一个整流二极管D1，所述的整流二极管的阳极接所述的假负载电阻R1的另一端，整流二极管D1的阴极输出为半波整流后的电压。

所述的滤波电路为Π型滤波器，包括滤波电容C1、滤波电容C2和滤波电阻R2、假负载电阻R3；所述的滤波电容C1连接在所述的整流二极管D1的阴极与地之间，滤波电阻R2的一端接所述的整流二极管D1的阴极，另一端接滤波电容C2的一端，滤波电容C2的另一端接地，滤波电容C2和滤波电阻R2连接处形成滤波电路的输出端，滤波器电路的输出以电阻R3作为假负载，得到一个稳定的可供检测的电压。

所述的电压比较电路包括运算放大器U1A，参考电压设置电路；所述的参考电压设置电路包括直流稳压电源、分压电阻R5、分压电阻R6，所述的直流稳压电源输出通过分压电阻R5和分压电阻R6串连接地，分压电阻R5和分压电阻R6连接处形成参考电压输出端；滤波电路的输出端接所述的运算放大器U1A的同相输入端，参考电压输出端接所述的运算放大器U1A的反相输入端，所述的运算放大器U1A的输出端形成检测电路的输出端。

本实用新型中，整流电路对隔离取样电路输出的取样电压信号进行整流，将完整的正负向三角波进行截取正向三角波、然后利用滤波电路对截取正向 三角波信号平滑滤波形成直流信号，电压比较电路将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较，而比较结果进入单片机边沿中断识别电路；单片机边沿中断识别电路产生控制信号控制电子镇流器的全桥输出驱动控制电路。

单片机的中断识别电路，实际上是，当电子镇流器正常工作时，输出电流一直存在，T1的副边线圈耦合到一个电压，进而进入数字电压比较器电路的同相输入端的电压大于反相输入端的参考电压，则数字电压比较器电路一直输出为高电平给单片机检测；当电子镇流器输出开路时，输出电流消失导致T1的副边线圈耦合到的电压为0，进而数字电压比较器电路的同相输入端电压也为0，数字电压比较器将输出一个低电平给单片机检测。于是，当电子镇流器输出开路时，电压比较电路的输出端将出现一个下降沿给单片机，单片机可以迅速响应这个下降沿中断，进而输出SHUT信号给到电子镇流器的全桥驱动控制电路，关断电子镇流器的输出，以达到保护电子镇流器的目的，防止电子镇流器因输出开路振荡时不能关闭输出而损坏的情况，确保电子镇流器使用寿命。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理框图。

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

实施例，如图1、图2所示，本实施例是一种电子镇流器的保护电路，该保护电路采用一个检测电子镇流器的输出是否开路的电子镇流器输出开路检测电路，如果检测到电子镇流器输出开路后，通过单片机中断识别电路与电子镇流器的全桥输出驱动控制电路相连，控制电子镇流器关闭输出，对电子镇流器进行有效的保护。

本实施例中的保护电路中的开路检测电路，包括对电子镇流器的LC谐振 输出电路输出的电流进行取样的隔离取样电路，对隔离取样电路输出的取样电压信号进行整流的整流电路，对整流电路的输出进行滤波的滤波电路，将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较的电压比较电路。

其中，整流电路对隔离取样电路输出的取样电压信号进行整流，将完整的正负向三角波进行截取正向三角波、然后利用滤波电路对截取正向三角波信号平滑滤波形成直流信号，电压比较电路将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较，而比较结果进入单片机边沿中断识别电路；单片机边沿中断识别电路产生控制信号控制电子镇流器的全桥输出驱动控制电路。

如图2所示，本实施例的输出电流的隔离采样电路实际由一个变压器T1组成。T1的原边线圈(第1脚和第2脚之间的线圈为原边线圈)，串在电子镇流器的LC谐振电路输出端与整机输出端(连接到HID灯的一端)之间，电子镇流器正常工作时，输出电流为正负向的三角波信号，这个三角波从T1的原边线圈通过时，T1的副边线圈(第3脚和第4脚之间的线圈为副边线圈)将通过电磁耦合得到一个按比例缩小的同频率同形状的输出电流信号，该信号以电阻R1作为假负载，得到一个稳定的可供检测的信号，完成了采样。

本实施例中的采用整流电路对隔离取样电路输出的取样电压信号进行整流，该整流电路属半波整流电路，该半波整流电路进行截取正向三角波为正向半波的转换电路，由一个二极管D1组成。T1副边线圈耦合得到的正负向三角波，从整流二极管D1的正极流向负极时，低于0V的负向部分，被截取掉舍弃，而得到高于0V的正向三角波。

半波整流后的信号，需要进行平滑滤波才能成为一个较为稳定可供检测的直流信号，于是就要通过本实施例的对整流电路的输出进行滤波的滤波电路来完成，该滤波电路由滤波电容C1、滤波电容C2和滤波电阻R2、假负载电阻R3组成，这个电路实际为一个“∏”型RC滤波电路，滤波完成后以电阻R3作为假负载，得到一个稳定的可供检测的电压。

该滤波电路输出的电压将通过一个芯片U1(型号LM2904)来进行检测，即为本实施例所述的将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较的电压比较电路,该滤波电路输出的电压通过R4进行一个限流处理，并从LM2904的Pin3输入，LM2904实际为一个运放集成电路，Pin3为运算放大器U1A的同相输入端，Pin2为运算放大器U1A的反相输入端,分压电阻R5、分压电阻R6组成一个参考电压的设置电路,以分压电阻R6上分得的电压作为运算放大器U1A的反相输入端的输入电压,此为该将滤波电路输出电压与设定的参考电压进行比较的电压比较电路的参考电压，滤波电容C4是对这个参考电压进行旁波，滤除高频干扰杂波。此时该运算放大器U1A组成了一个数字电压比较器。当运算放大器U1A的Pin3输入电压大于Pin2的输入电压时，运算放大器U1A的Pin1将输出高电平，通过上拉电阻R7上拉到5V，以保证输出高电平时是一个稳定的5V，稳压管D2是一个5.1V的稳压器，若输出电压大于5.1V时可以强行稳定在5.1V，是一种保护单片机引脚的措施。上面运算放大器U1A的电源和拉到5V都可以采用一个稳压5VDC电源实现。

以上已经将电子镇流器输出的电流信号，转化为可供单片机检测的直流电平信号。本实施例的单片机边沿中断识别电路，由电阻R8对单片机的输入信号进行限流处理、电容C7对输入信号进行旁波处理，滤除高频干扰成分。IC1为一个单片机，CL1是一个晶体振荡器，C5、C6是晶体振荡器的起振电容，C8、R9组成这个单片机的上电复位电路，C9是对单片机的供电进行旁波处理，这些电路是单片机工作所必须的外围电路。

本实施例的工作过程：当电子镇流器正常工作时，单片机的Pin7脚将检测到的是一个高电平信号；当电子镇流器输出开路时，由于输出端没有环路，就不会有电流流过T1的原边线圈，进而T1的副边线圈也耦合不到电压，进而运算放大器U1A所组成的数字电压比较电路的Pin3同相输入端电压为0，小于Pin2反相输入端的参考电压，Pin1将输出为低电平，此时单片机IC1的Pin7脚 会出现一个下降沿，单片机识别到该下降沿的动作，进入中断服务程序，无论电子镇流器的LC谐振输出电路是否发生振荡现象，都可以迅速从Pin11脚(SHUT)输出关断信号给电子镇流器的全桥驱动控制电路，关闭电子镇流器的全桥驱动信号，从而保护电子镇流器，避免电子镇流器因输出开路振荡而损坏的情况发生。