mp为全桥输出电流的反馈信 号，KiIump通过一个与之串联的以地为参考取样电阻R15转换成电压，再过一个电阻R9经运 算放大器U2的第3脚流入运放的同相输入端。
[0027] 根据图4可得基准电阻R'=R1(i+R8//R x (1-1)
[0028] 电流控制型脉宽调制器U3的误差放大器具有极高的开路增益，因此在闭合回路 的情况下，同相比例运放器的输出电压会在Vkef附近做微小的变动，在误差放大器开路增益 极大的情况下，可以假设同相比例运放的输出为1?=VKEF，由此可得到下面的关系式
[0033] 电路在低频稳态工作时，根据HID灯的负阻特性可以得知电压Vump基本保持不变。 从公式1-4中可以得到Pump只与R'有关，而基准电阻可由公式1-1可知只与Rx有关，所以 通过控制数控电阻Rx(X9313D)来改变电路的输出功率的方法是可行的。当Rx的阻值越大 导致R'越大，则Pump越大；反之，R^阻值越小导致R'越小，则PUMP越小。
[0034] 表2为R'值与输出功率，输入功率，效率的对照表，如表2所示，当R'阻值大约 在9. 8KQ左右时，大约在半功率点20W左右，而当R'阻值约在18KQ时，输出功率达到额 定功率值。由图10可看出阻值与输出功率呈现正比例关系。
[0035]表2
[0036]
[0037] 如图4、图6所示，数控电阻Rx的控制端连接至单片机控制电路的相应输出端（数 控电阻心的5脚、C//万脚和^脚分别连接至单片机控制电路的主控芯片U5的10脚、32 脚和33脚），为了实现单片机控制电路对数控电阻的阻值调节，可在单片机控制电路的相 应控制端连接有按键等调节部件，通过此调节部件对单片机控制电路进行现场控制，调节 数控电阻Rx的阻值实现人为地自由改变HID灯的输出功率、调节HID灯亮度；为了方便使 用，可通过无线的方式对单片机控制电路进行控制，如，通过单片机控制电路的通讯接口连 接有蓝牙模块或NRF模块，配合遥控器对单片机控制电路进行远程控制，调节数控电阻Rx 的阻值实现人为地自由改变HID灯的输出功率、调节HID灯亮度。采用远程控制的方式大 大改善了用户的作业难度，而且能实现调功功能可以根据用户自行需求实时根据情况改变 HID灯亮度节约能源。
[0038] 如图9所示，根据需要实现的功能，将遥控端显示屏的Menu分为了四个一级选项， 有当前状态显示，定时模式，调节功率及关闭HID灯。当前状态显示即将HID灯的系统时间 和功率实时在显示屏上显示以便更好的控制；定时模式即将HID定时关闭；调节功率顾名 思义就是用来调节HID灯的亮度；关闭即实时将HID灯关闭即使处于定时模式下。
[0039] 如图7所示，数控电阻Rx (数字电位器X9313WSZ)内部包含控制电路、五位二进制 可逆计数器、32选1译码器、五位E2PROM及电阻阵列。电阻阵列包含有31个电阻单元，在 每个单元的两个端点都有可被滑动单元访问的抽头点，它的最大电阻值为IOKD。对滑动 单元抽头点位置的访问由^、&'/万和三个输入端所输入的数据经五位可逆计数器计 数，32选1译码器译码后控制单接点的电子开关来实现。在滑动端改变抽头位置时以"先 接通后断开"的方式进行工作。X9313WSZ的分辨率为10000/31 = 323Q。表1为数字电位 器X9313WSZ的引脚说明。
[0040]表1
[0041]
[0042] 如图5所示，本实用新型的全桥逆变及点火电路包括开关管Q5、自激式全桥驱动 器U4(IRS2453)、桥式逆变电路和变压器T1。
[0043] 由4个功率开关管〇1、〇2、〇3、〇4组成桥式逆变电路，功率开关管〇1、〇4及功率开 关管Q2、Q3分别组成两个导通回路，当功率开关管Ql、Q4导通时，功率开关管Q2、Q3断开， 输入电流经功率开关管Q1、变压器Tl的原绕组线圈和功率开关管Q4形成回路；同理，当功 率开关管Q2、Q3导通时，功率开关管Ql、Q4断开，输入电流经功率开关管Q3、变压器Tl的 原绕组线圈和功率开关管Q2形成回路，两对MOS管交替导通，输出的低频方波给HID灯供 电，使HID灯能够稳定的工作。
[0044] 开关管Q5的栅极连接单片机控制电路的输出端，自激式全桥驱动器U4连接有调 频回路，此调频回路包括电容C5、电阻R6和电容C8,电阻R6和电容C8串接于自激式全桥 驱动器U4的RT端（4脚），电阻R6与电容C8的连接节点连接至自激式全桥驱动器U4的 CT端（3脚）并通过电容C5第二开关管Q5的漏极。
[0045] 本实用新型采用高频点灯，低频稳态工作，所以电路需要一次高频转低频的动作。 刚启动时单片机控制电路输出低电平至全桥逆变及点火电路的开关管Q5的栅极，开关管 Q5截止，这时候自激式全桥驱动器U4输出的方波频率由其第3、第4脚之间的电阻R6和电 容C8设定，频率公式为F= 1八1. 453*R6*C8)，此时方波频率较高，通过此高频方波进行点 灯，有助于HID灯在启动时，有利于电弧的形成和维持，HID灯较易点亮；当HID灯进入稳态 后，单片机控制电路通过输出高电平把开关管Q5导通，此时电容C5与电容C8并联，第三第 四脚之间的方波设置频率变为F= 1/[1.453*R6*(C8+C5)]，自激式全桥驱动器U4第3、第 4脚之间的方波设置频率变小，通过此低频方波供给HID灯工作，使用低频方波驱动电路在 理想情况上可以提供灯管一恒定功率，避免了在高频工作时可能发生的声谐振现象。而且， 本实用新型中，采用高频谐振点灯只需要一组电感器和电容器，不需要其他的倍压电路，升 压变压器等，所需器件少，成本较低。
[0046] 单片机控制电路如图6所示，其主控芯片U5采用以ARMCortex-M3为内核的 STM32F103,接收蓝牙模块或NRF模块传送的信号，进行驱动电路的调控。主控芯片U5的最 小系统电路由晶振电路、复位电路、指示灯电路组成。晶振电路的两个晶振电路各司其职， 8MHSE晶振用作PLL倍频；32. 768K晶振为外部低频晶振，也称时钟晶振，计时与系统待机 时使用。电源模块AMSl17将辅助电源的15V转化为3. 3V给主控芯片U5、NRF模块、蓝牙模 块、数字电位器X9313WSZ供电。
[0047] 在HID灯开启，系统进入恒功率状态后，主控芯片U5就一直处于检测电路是否异 常与是否有接收到信号的状态中。若有远程端发送来信号被接收后，主控芯片U5开始读取 接收寄存器状态指令，状态指令为可读的情况下，读取接收指令，接收的数据以及长度，否 则清空缓冲区。接下来，判断校验和与帧头，都正确后开始判断功能字。根据接收到的功能 字，执行相对应的指令动作。主控芯片U5信号处理程序流程如图8所示。
【主权项】
1. 小功率HID灯驱动电路的全桥逆变及点火电路，其特征在于：包括开关管Q5、自激 式全桥驱动器U4、桥式逆变电路和变压器Tl，开关管Q5的栅极连接小功率HID灯驱动电路 的单片机控制电路的输出端，自激式全桥驱动器U4连接有调频回路，此调频回路包括电容 C5、电阻R6和电容C8,电阻R6和电容C8串接于自激式全桥驱动器U4的RT端，电阻R6与 电容C8的连接节点连接至自激式全桥驱动器U4的CT端并通过电容C5开关管Q5的漏极。2. 根据权利要求1所述的小功率HID灯驱动电路的全桥逆变及点火电路，其特征在于： 上述单片机控制电路以ARM Cortex-M3内核的STM32F103作为主控芯片。3. 根据权利要求1所述的小功率HID灯驱动电路的全桥逆变及点火电路，其特征在于： 上述单片机控制电路的通讯接口连接有蓝牙模块或NRF模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种小功率HID灯驱动电路的全桥逆变及点火电路，其包括开关管Q5、自激式全桥驱动器U4、桥式逆变电路和变压器T1，开关管Q5的栅极连接小功率HID灯驱动电路的单片机控制电路的输出端，自激式全桥驱动器U4连接有调频回路，此调频回路包括电容C5、电阻R6和电容C8，电阻R6和电容C8串接于自激式全桥驱动器U4的RT端，电阻R6与电容C8的连接节点连接至自激式全桥驱动器U4的CT端并通过电容C5开关管Q5的漏极。本实用新型通过高频方波进行点灯，有助于HID灯在启动时，有利于电弧的形成和维持，HID灯较易点亮。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN204697336
【申请号】CN201520316128
【发明人】潘玉灼
【申请人】泉州师范学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月15日