本實(shí)用新型涉及HID燈電子鎮(zhèn)流器。

背景技術(shù)：

HID高壓氣體放電燈在對(duì)應(yīng)的額定功率下能發(fā)揮最好的光電轉(zhuǎn)化，因此電子鎮(zhèn)流器均對(duì)應(yīng)HID燈泡的額定功率等級(jí)，采用恒定功率輸出，以適應(yīng)HID燈這一特性。為實(shí)現(xiàn)恒定功率輸出，電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部會(huì)設(shè)定一個(gè)固定直流電壓源，一般是市電通過(guò)PFC整流輸出的400VDC，而后將此電壓源的輸出電流控制在一個(gè)固定的數(shù)值，這樣便完成了恒定功率輸出功能。

但此設(shè)定的固定直流電壓源不能直接加在HID燈兩端，需要將電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部的這一固定直流電壓降低，并逆變?yōu)榈皖l交流電壓以適應(yīng)電子鎮(zhèn)流器輸出端連接的HID燈。

在低頻交流電壓的逆變過(guò)程中，全橋電路換相時(shí)，全橋電路的功率MOS管會(huì)有一個(gè)時(shí)間段全部處于關(guān)閉狀態(tài)的死區(qū)時(shí)間，這個(gè)死區(qū)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致降壓電路的輸出由滿載進(jìn)入空載狀態(tài)，這將導(dǎo)致降壓電路輸出電壓振蕩，當(dāng)此振蕩電壓抬升時(shí)，加在全橋電路功率MOS的電壓應(yīng)力將提升，嚴(yán)重的可損壞功率MOS管導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)此這種由滿載進(jìn)入空載切換引起的電壓振蕩，提供一種HID 燈電子鎮(zhèn)流器，該電子鎮(zhèn)流器中具有一個(gè)鉗位電路，該鉗位電路可有效抑制因電壓振蕩而引起的功率MOS管電壓應(yīng)力尖峰。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種HID燈電子鎮(zhèn)流器，包括低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路和全橋逆變電路，電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源通過(guò)所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路降低至幅值與HID燈管電壓相同直流電壓，與HID燈管電壓相同直流電壓由所述的全橋逆變電路逆變成交流輸出接HID燈的電極；在所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸出的與HID燈管電壓相同直流電壓的低電位端(HV－)與電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的陰極之間還設(shè)置有鉗位電路，所述的鉗位電路在所述的全橋逆變電路處于死區(qū)時(shí)間段時(shí)將所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸出的與HID燈管電壓相同直流電壓的低電位端(HV－)鉗位。

本實(shí)用新型中，鉗位電路連接電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的陰極與動(dòng)BUCK電路輸出的低電位端HV-，可在全橋電路進(jìn)入死區(qū)時(shí)間段內(nèi)，將低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路的輸出直流電壓的低電位端HV-維持在某一直流電平上，避免振蕩，穩(wěn)定低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路的輸出電壓值。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：所述的鉗位電路包括二極管D1，所述的二極管D1的陽(yáng)極接電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的陰極，所述的二極管D1的陰極接所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸出的與HID燈管電壓相同直流電壓的低電位端(HV－)。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路包括電解電容E1、電容C45、二極管D14、二極管D34、MOS管Q14、電感T3A、電阻 R20、電阻R22；

所述的電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的陰極與低陰極分別與電解電容E1陽(yáng)極和陰極相連；

MOS管Q14的源極通過(guò)電阻R20接所述的電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的陰極端，MOS管Q14的漏極接電感T3A的一端，形成與HID燈管電壓相同直流電壓的低電位端(HV－)，與電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的高電位端(HV+)形成所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路的輸出；

MOS管Q14的柵極接控制信號(hào)(DR)，MOS管Q14的源極與柵極之間接電阻 R22，在MOS管Q14的源極引出檢測(cè)電流信號(hào)(IS)

MOS管Q14的漏極與電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源的高電位端(HV+)之間設(shè)置二極管D14，二極管D14的陽(yáng)極接MOS管Q14的漏極。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：還包括高頻電容C1，所述的高頻電容C1設(shè)置與所述的電解電容E1并聯(lián)。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：還包括電阻R70，所述的電阻R70 連接在控制信號(hào)(DR)與MOS管Q14的柵極之間。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：所述的全橋逆變電路包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的左高橋臂、左低橋臂、右高橋臂、右低橋臂和共模電感L6；

低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸出的與HID燈管電壓相同直流電壓的高電位端(HV+) 左高橋臂和右高橋臂的輸入端，左高橋臂的輸出端接左低橋臂的輸入端，右高橋臂的輸出入端接右低橋臂的輸入端，左低橋臂和右低橋臂的輸出端接與HID 燈管電壓相同直流電壓的低電位端(HV－)；

左高橋臂和左低橋臂的連接點(diǎn)接共模電感L6的3號(hào)引腳，右高橋臂與右低橋臂的連接點(diǎn)接共模電感L6的1號(hào)引腳，共模電感L6的2號(hào)引腳和4號(hào)引腳形成全橋逆變電路輸出端接HID燈的電極。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：左高橋臂、左低橋臂、右高橋臂、右低橋臂中的橋臂包括MOS管、所述的MOS管源－漏極之間接電容，柵－漏極之間接電阻、柵極接同名的控制信號(hào)。

進(jìn)一步的，上述的HID燈電子鎮(zhèn)流器中：在柵極與同名的控制信號(hào)之間還設(shè)置有限流電阻。

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路原理圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1全橋電路原理圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)施例是一種具有鉗位電路的HID燈電子鎮(zhèn)流器，該鉗位電路，用于抑制功率MOS管的電壓應(yīng)力尖峰，包括將電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定直流電壓源降低至幅值與HID燈管電壓相同直流電壓的低端驅(qū)動(dòng) BUCK電路，將已降低至幅值與HID燈管相同直流電壓逆變?yōu)榈皖l交流的全橋電路，在全橋電路處于死區(qū)時(shí)間段時(shí)將所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸出直流電壓低電位端維持在某一直流電平上的鉗位部分。所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路的輸出直流電壓為所述的全橋電路的輸入電壓。

本實(shí)施例中，鉗位部分連接低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸入的低電位端及輸出的低電位端HV-，可在全橋電路進(jìn)入死區(qū)時(shí)間段內(nèi)，將所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路的輸出直流電壓的低電位端HV-維持在某一直流電平上，避免振蕩，穩(wěn)定低端驅(qū)動(dòng) BUCK電路的輸出電壓值。

低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路由電解電容E1、高頻電容C1、C45、二極管D14、二極管D34、MOS管Q14、電感T3A、電阻R20、R22、R70組成。本實(shí)施例中400V為固定電壓源是輸入電壓，GND為電路地，400V與HV-的差值為輸出電壓，HV-為輸出電壓低電壓端，IS為電流檢測(cè)信號(hào)，DR為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制MOS管Q14的導(dǎo)通與關(guān)閉。

低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路將電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部設(shè)定的固定電壓源400V的陰極GND 抬升為HV-，在帶載時(shí)，HV-的電位高于GND的電位。400V對(duì)HV-的差值比400V 對(duì)GND的差值小，達(dá)到將固定電壓源400V對(duì)GND的電壓降低為400V對(duì)HV-的電壓。

在本實(shí)施例的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路中：MOS管Q14源極經(jīng)過(guò)檢流電阻R20連接到電路地GND，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DR可以直接通過(guò)電阻R70驅(qū)動(dòng)MOS管Q14，與傳統(tǒng)降壓式BUCK電路相比，節(jié)約了一個(gè)自舉芯片或者隔離驅(qū)動(dòng)變壓器，成本更低。根據(jù)檢流電阻R20上的電流信號(hào)IS，設(shè)定固定電壓源400V的輸出電流，維持固定電壓源的恒定功率輸出。

鉗位電路為連接GND與HV-的二極管，二極管的陽(yáng)極接GND，陰極接HV-。當(dāng)HV-因所述的全橋電路進(jìn)入死區(qū)時(shí)間段而導(dǎo)致HV-振蕩為小于GND的電壓時(shí)，連接GND與HV-的二極管將導(dǎo)通，將HV-的電壓維持在比GND低一個(gè)二極管導(dǎo)通壓降的確定直流電平上。

本實(shí)用新型運(yùn)用了二極管的鉗位特性，巧妙的連接在電路的靜默端與動(dòng)態(tài)點(diǎn)之間，將動(dòng)態(tài)點(diǎn)的底部電位有效的維持在一個(gè)確定的直流電平上，達(dá)到降低全橋電路輸入電壓波動(dòng)，抑制全橋電路功率MOS管電壓應(yīng)力尖峰，進(jìn)而提升整體電路可靠性。

本實(shí)施例中：低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路具體電路如圖2所示：電解電容E1兩端的電壓400V固定電壓源為輸入電壓，高頻電容C45兩端400V對(duì)HV-的電壓為輸出電壓，通過(guò)將輸入電壓的低端電位GND抬升為輸出電壓低端電位HV-，達(dá)到將固定電壓源400V降低至與HID燈管電壓相同直流電壓的目的。

如圖2所示：整個(gè)驅(qū)動(dòng)BUCK電路由電解電容E1，高頻電容C1、高頻電容 C45、二極管D14、二極管D34、MOS管Q14、電感T3A、電阻R20、電阻R22、電阻R70組成，IS為電流檢測(cè)信號(hào)，DR為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制MOS管Q14的導(dǎo)通與關(guān)閉。電感T3A的一端連接HV-，另一端連接MOS管Q14漏極，MOS管Q14的源極經(jīng)過(guò)電阻R20連接GND，在400V與GND之間并接電解電容E1，電解電容E1的正極接400V，負(fù)極接GND，高頻電容C1與電解電容E1并聯(lián)。400V與HV-之間連接高頻電容C45，在400V與MOS管Q14漏級(jí)之間連接二極管D14，二極管D14 的陽(yáng)極接MOS管Q14的漏級(jí)，二極管D14的陰極接400V。驅(qū)動(dòng)信號(hào)DR經(jīng)過(guò)電阻 R70連接MOS管Q14的柵極，二極管D34并接在R70上，陰極接DR，陽(yáng)極接Q14 柵極，在Q14柵極與源極之間接電阻R22，在檢流電阻R20與Q14源極連接處引出電流信號(hào)IS，用于檢測(cè)固定電壓源的輸出電流。

當(dāng)MOS管Q14導(dǎo)通時(shí)，電流由400V、全橋逆變電路、電感T3A、MOS管Q14、電阻R20、電解電容E1、回至400V，電解電容E1提供能量。當(dāng)MOS管斷開(kāi)時(shí)，由于電感T3A上的電流不能馬上消失，電流由電感T3A、二極管D14、400V、全橋電路，而后回至電感T3A，電感T3A提供能量，電路按此循環(huán)工作。這就是一個(gè)典型的BUCK電路。通過(guò)控制信號(hào)DR控制其輸出電壓，一般DR是一個(gè)PWM信號(hào)，PWM的占空比由控制電路根據(jù)檢測(cè)電流信號(hào)IS綜合確定。

MOS管Q14的源極通過(guò)檢流電阻R20連接GND，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DR可以直接由電阻R70驅(qū)動(dòng)MOS管，而傳統(tǒng)BUCK電路的連接方式為MOS管的漏極連接在400V 處，因此本實(shí)施例的BUCK驅(qū)動(dòng)方式為低端驅(qū)動(dòng)。

如圖3所示為全橋逆變電路，由MOS管Q1、Q5、Q12、Q13組成四個(gè)臂、另外電阻R80、R82、R83、R84、R85、R87、R88、R89、電容C3、C5、C6、C7分別用于MOS管外圍組成左高LH、左低LL、右高RH、右低RL四個(gè)臂，LL、LH、RL、 RH分別為左高、左低、右高、右低四個(gè)臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)也是由控制電路提供。400V、HV-為輸入端，OUT1、OUT2為輸出端。MOS管Q5、Q1為左邊橋臂，Q5的漏極接400V，源極接Q1的漏級(jí)，Q1的源級(jí)接HV-,C5、C7分別并接在 Q5、Q1的漏級(jí)與源極之間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)LH經(jīng)過(guò)電阻R80連接Q5柵極，驅(qū)動(dòng)信號(hào) LL經(jīng)過(guò)電阻R85連接Q1柵極，Q5的柵極與源極接電阻R83、Q1的柵極與源極接電阻R88。Q12、Q13為右邊橋臂，Q13的漏極接400V，源極接Q12的漏級(jí)， Q12的源級(jí)接HV-,C3、C6分別并接在Q13、Q12的漏級(jí)與源極之間，驅(qū)動(dòng)信號(hào) RH經(jīng)過(guò)電阻R82連接Q13柵極，驅(qū)動(dòng)信號(hào)RL經(jīng)過(guò)電阻R87連接Q12柵極，在 Q13的柵極與源極接電阻R84、Q12的柵極與源極接電阻R89。共模電感L6一端連接全橋電路的兩個(gè)中點(diǎn)，另一端為輸出端OUT1、OUT2。

上述的全橋逆變電路中，MOS管Q5、Q12同步導(dǎo)通，MOS管Q1、Q13同步導(dǎo)通，當(dāng)Q5、Q12導(dǎo)通時(shí)，Q1、Q13關(guān)閉。而Q1、Q13導(dǎo)通時(shí)，Q5、Q12關(guān)閉，兩組MOS管交替導(dǎo)通。在兩組MOS管交替導(dǎo)時(shí)，會(huì)有一段四個(gè)MOS管均關(guān)閉的時(shí)間段，這個(gè)時(shí)間段為死區(qū)時(shí)間，目的是為了避免左右兩橋臂的MOS管出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通而造成損壞的情況。

上述的全橋逆變電路中，正是因?yàn)閮山M管子交替時(shí)需要進(jìn)入死區(qū)時(shí)間，所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路輸出端由帶載切換為空載，該電路中的功率電感T3A因?yàn)樵趲лd時(shí)存儲(chǔ)了能量，切換為空載后，存儲(chǔ)于T3A的能量不能直接消失，而是轉(zhuǎn)化為振蕩的電壓逐漸衰減，這將導(dǎo)致HV-電位波動(dòng)，當(dāng)HV-小于GND電位的負(fù)向電壓波動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，400V與HV-之間的差值擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)，這個(gè)擴(kuò)大的電壓差值會(huì)導(dǎo)致全橋電路功率MOS管損壞。

如圖1所示，D1為用于鉗位的二極管，二極管的陽(yáng)極接GND，陰極接HV- 當(dāng)所述的全橋電路進(jìn)入死區(qū)時(shí)間，HV-的電位波動(dòng)，當(dāng)HV-的電位低于GND時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，GND為電路地。一般的，二極管的導(dǎo)通壓降為0.7V，此時(shí)HV- 的電壓被鉗位至負(fù)0.7V，所述的低端驅(qū)動(dòng)BUCK電路的輸出端：400V對(duì)HV-的電壓為400.7伏，與低端驅(qū)動(dòng)BUCK點(diǎn)的輸入端400V對(duì)GND的電壓400伏幾乎一致，穩(wěn)定了后端所述的全橋電路輸入電壓波動(dòng)，有效的抑制所述全橋電路功率 MOS的電壓應(yīng)力尖峰，從而提升了電路整體可靠性。