專利名稱：一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零電路，應(yīng)用在金屬鹵化物燈低頻電子整流器中對DC-AC回路中的高頻電流進(jìn)行過零檢測。
技術(shù)背景金屬鹵化物燈低頻電子整流器需要將直流電壓(DC)變換成低頻交流電壓(AC)。 目前，常用的做法如圖l所示，該電路包括直流源ll、功率轉(zhuǎn)換電路12和電流取樣 電路13、電流過零檢測電路14和脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路15，在其功率轉(zhuǎn)換電路12中， 包括兩個串聯(lián)的開關(guān)元件Ql和Q2兩個串接的開關(guān)元件Ql和Q2以低頻的方式交替 工作，而在各自的低頻工作周期，開關(guān)元件Q1或Q2是以高頻0N-OFF的方式進(jìn)行工 作。在這種工作模式中，通常希望開關(guān)元件Q1或Q2在流過電流取樣電路13中的電 流I過零時開通，以減少開關(guān)元件Q1或Q2開關(guān)損耗。由于圖1電路中的電流取樣電 路處于浮地狀態(tài)，故使電流過零檢測電路14需采用與地隔離的方式進(jìn)行處理，使電 路的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，增加了電路的成本，降低了電路的可靠性。發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型提出一種改進(jìn)的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電 流過零的電路，通過對降壓電感電壓信號的采樣，實現(xiàn)對電流I過零時的檢測，以實 現(xiàn)開關(guān)元件Ql或Q2的零電壓和零電流開通。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案， 一種利用降壓電感的 電壓檢測降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉(zhuǎn)換電路、電流過零檢測電路 和脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括一降壓電感，其特征在于，所述直流 源的輸出端連接所述功率轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，所述過零檢測電路從所述功率轉(zhuǎn)換 電路的降壓電感上取得電壓信號，所述電流過零檢測電路的輸出端連接所述脈沖調(diào)制 及驅(qū)動電路的輸入端，所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路的輸出端連接到所述功率轉(zhuǎn)換電路的
第二輸入端。比較好的是，所述電流過零檢測電路進(jìn)一步包括串聯(lián)的整流電路和過零檢測電路。比較好的是，所述過零檢測電路包括一脈沖信號發(fā)生器，和比較器，所述脈沖 信號發(fā)生器發(fā)出的脈沖信號與所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路發(fā)出的驅(qū)動脈沖同相位，該脈 沖信號發(fā)生器串聯(lián)一第一電阻成為第一支路， 一電容與所述第一支路并聯(lián)，然后與二 極管串聯(lián)后連接到比較器的負(fù)相端；其中，所述整流電路的輸出端通過第二電阻和一 穩(wěn)壓二極管串聯(lián)后接地，所述第二電阻和穩(wěn)壓二極管間的連接點連接到所述比較器的 負(fù)相端，所述比較器的正相端與一直流參考電壓源相連。比較好的是，所述整流電路為橋式整流電路。比較好的是，所述整流電路為全波整流電路。本實用新型解決了傳統(tǒng)方案中電流取樣復(fù)雜，成本高的缺點，以及降壓電感中 的電流為雙向流動時，電流過零檢測困難的問題。同時，由于本實用新型的檢測電路 能使開關(guān)器件在多種異常狀態(tài)下都能檢測到高頻電流的過零點，因此，能保證整個電 路的可靠工作。


下面，參照附圖，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對本實用新型的詳細(xì)描述 中，本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。 圖1是已有電路的組成框圖； 圖2是本實用新型的電路框圖； 圖3是圖2中的電路示意圖； 圖4是圖2中的功率轉(zhuǎn)換電路的組成框圖；圖5是圖4中功率轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。
具體實施方式
請參見圖2所示，本實用新型的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電 路包括直流源21、功率轉(zhuǎn)換電路22、電流過零檢測電路23和脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路24， 其中直流源21輸出端連接功率轉(zhuǎn)換電路22的一輸入端，功率轉(zhuǎn)換電路22的輸出端 連接電流過零檢測電路23的輸入端，電流過零檢測電路23的輸出端連接脈沖調(diào)制及
驅(qū)動電路24的輸入端，脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路24的輸出端連接到功率轉(zhuǎn)換電路22的 另一輸入端。容易看出，該方案較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中減少了電流取樣電路，同時電流過零檢 測電路不再浮地。圖3進(jìn)一步示意了圖2中功率轉(zhuǎn)換電路22的一種具體結(jié)構(gòu)，該功率轉(zhuǎn)換電路12 包括兩個電容C1和C2、負(fù)載濾波電感Ll和降壓電感L2，兩個串聯(lián)開關(guān)元件和Q2， 一個負(fù)載爭阻Rlarap,其中負(fù)載電阻Rla卿與第二電容C2并聯(lián)后與負(fù)載濾波電感Ll 串聯(lián)，電容C1則與并聯(lián)在串聯(lián)后的第二電容C2和負(fù)載濾波電感L1之間。特別注意 的是，電流過零檢測電路23從功率轉(zhuǎn)換電路22的降壓電感L2上取出其電壓信號， 本實用新型利用該電壓信號檢測流過降壓電感L2上的脈沖電流I的過零狀態(tài)。圖4給出了電流過零檢測電路23的框圖組成，由串聯(lián)的整流電路41和過零檢測 電路42組成，圖5示意了其具體電路的一種，由四個二極管D1 D4組成了橋式整流 電路41，過零檢測電路42中，脈沖信號V—pluse通過第一電阻Rl與電容C串聯(lián)， 電阻Rl與電容C中間的連接點通過二極管D5連接到比較器co即的負(fù)相端，橋式整 流電路41的輸出端Vs經(jīng)過電阻R2和穩(wěn)壓二極管D6串聯(lián)連接到地，電阻R2和穩(wěn)壓 二極管D6間的串聯(lián)連接點連接到比較器的負(fù)相端，比較器comp的正相端連接一直流 參考電壓Vref。圖5中的A、 B是來自圖3中降壓電感L2的線圈Nl的兩端，Vref 為直流參考電壓源，比較器co卿為一帶使能端ENABLE的比較器，(也可不帶使能端)， V—pulse為與開關(guān)器件Ql或Q2的驅(qū)動脈沖同相位的脈沖信號，比較器co即的輸出 信號Vsignal為電流I過零檢測信號，當(dāng)電流過零時，檢測信號Vsignal為高。在該電路中，當(dāng)脈沖信號V一pulse為高時，加在降壓電感L2上的電壓信號通過四 個二極管D1 D4組成的整流電路41整流后產(chǎn)生一脈動的直流信號Vs，信號Vs通過 電阻Rl和二極管D6產(chǎn)生電壓Vd，使電壓Vd大于直流參考電壓源Vref向比較器comp 的正相端提供的電壓Vr，此時比較器co即的輸出信號Vsignal為低。同時，由于驅(qū) 動脈沖V—pulse為高時，通過電阻Rl及二極管D5，使電容C上的電壓Vt略大于Vd。 當(dāng)與驅(qū)動脈沖同相位的脈沖信號V—pulse為低時，則由驅(qū)動脈沖控制的開關(guān)器件Q1 或Q2關(guān)斷，由于降壓電感L2上的電壓瞬間換向，使該時刻的整流電路41的輸出脈 動直流信號Vs為零，但此時電流I并不為零。由于電阻Rl和電容C之間的電壓Vt 的存在，通過二極管D5，使電壓Vd〉電壓Vr，保持比較器comp的輸出信號Vsignal 為低，避免了輸出信號Vsignal出高，產(chǎn)生誤觸發(fā)。在脈沖信號V—pulse為低后，電 容C上的電壓Vt通過電阻Rl經(jīng)脈沖電源V—pulse放電，并到零，而由于電感電流I
放電，使Vs為高，進(jìn)而保持Vd〉Vr。當(dāng)電感電流I放電為零時，電壓Vt和直流信號 Vs均為零，使輸出信號Vsignal出高，產(chǎn)生了真實的過零信號，并通過驅(qū)動脈沖開 通開關(guān)元件Q1或Q2，實現(xiàn)了開關(guān)元件Q1或Q2的零電流開通，減少了開關(guān)元件Q1 或Q2的開關(guān)損耗。當(dāng)功率轉(zhuǎn)換電路換向或某些異常工作狀態(tài)時，降壓電感L2的線圈N2的電壓會在 瞬間出零，此時，通過控制電阻R1和電容C的放電時間，使電壓Vt在短時間內(nèi)大于 電壓Vr，可有效避免輸出信號Vsignal的誤觸發(fā)，以確保功率轉(zhuǎn)換電路安全可靠地 工作。圖5所示的檢測電路很好地解決了圖1的電路中電流取樣復(fù)雜，成本高的缺點， 很好地解決了降壓電感L2中的電流為雙向流動時，電流過零檢測困難的問題。同時， 由于本實用新型的檢測電路能使開關(guān)器件Q1和Q2在多種異常狀態(tài)下都能檢測到高頻 電流I的過零點，因此，能保證整個電路的可靠工作。前面提供了相對較佳實施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用 本實用新型。對這些實施例的各種修改對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，可把這 里所述的總的原理應(yīng)用到其他實施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本實用新型將不限于這 里所示的實施例，而應(yīng)依據(jù)符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。
權(quán)利要求1、一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉(zhuǎn)換電路、電流過零檢測電路和脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括一降壓電感，其特征在于，所述直流源的輸出端連接所述功率轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，所述過零檢測電路從所述功率轉(zhuǎn)換電路的降壓電感上取得電壓信號，所述電流過零檢測電路的輸出端連接所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路的輸入端，所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路的輸出端連接到所述功率轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述電流過零檢測電路進(jìn)一步包括串聯(lián)的整流電路和過零檢測電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述過零檢測電路包括一脈沖信號發(fā)生器，和比較器，所述脈沖信號發(fā)生器發(fā)出 的脈沖信號與所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路發(fā)出的驅(qū)動脈沖同相位，該脈沖信號發(fā)生器串 聯(lián)一第一電阻成為第一支路， 一電容與所述第一支路并聯(lián)，然后與二極管串聯(lián)后連接到比較器的負(fù)相端；其中，所述整流電路的輸出端通過第二電阻和一穩(wěn)壓二極管串聯(lián)后接地，所述第 二電阻和穩(wěn)壓二極管間的連接點連接到所述比較器的負(fù)相端，所述比較器的正相端與 一直流參考電壓源相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述整流電路為橋式整流電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路，其特征在于，所述整流電路為全波整流電路。
專利摘要本實用新型公開了一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉(zhuǎn)換電路、電流過零檢測電路和脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括一降壓電感，直流源的輸出端連接功率轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，過零檢測電路從功率轉(zhuǎn)換電路的降壓電感上取得電壓信號，電流過零檢測電路的輸出端連接脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路的輸入端，脈沖調(diào)制及驅(qū)動電路的輸出端連接到功率轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。本實用新型解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中電流取樣復(fù)雜，成本高的缺點，及降壓電感中的電流為雙向流動時，電流過零檢測困難的問題。同時，由于本實用新型的檢測電路能使開關(guān)器件在多種異常狀態(tài)下都能檢測到高頻電流的過零點，因此，能保證整個電路的可靠工作。
文檔編號H05B41/292GK201054853SQ20072006995
公開日2008年4月30日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者余世偉, 劉東帆, 穗 郭, 溱 高 申請人:環(huán)球邁特照明電子有限公司