小功率hid燈驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及照明裝置驅(qū)動電路，具體設(shè)及一種小功率HID燈驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 照明光源是人類生活中不可或缺的要素，隨著人口不斷的增加，人們對于照明光 源之需求也日益增加。而高強度氣體放電燈化ID)具有亮度高、發(fā)光效率高、不誘蟲、壽命 長等良好的發(fā)光特性，因而具有研究的價值。
[0003]現(xiàn)有的小功率HID燈，其驅(qū)動電路一般都只是采用從HID燈工作電流得到反饋進 行恒功率控制，無法人為地自由改變HID燈的輸出功率、調(diào)節(jié)HID燈的亮度。
[0004] 現(xiàn)有的小功率HID燈，為了有效地避免聲諧振現(xiàn)象，在穩(wěn)態(tài)時采用低頻方波驅(qū)動， 該樣低頻方波的頻率范圍遠低于音頻共振頻帶，可延長HID燈的使用壽命。但如果啟動時 也采用低頻驅(qū)動方波進行點燈，不利于HID燈在啟動時電弧的形成和維持，HID燈不易點 爲。
[0005] 另外，現(xiàn)有HID燈的控制方式大部分只用有線電源開關(guān)，使用時只能通過現(xiàn)場手 動對HID燈進行調(diào)光、定時和開關(guān)燈等操作，使用不太方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種可人為地自由改變HID燈的輸出功率、調(diào)節(jié)HID燈亮度 的小功率HID燈驅(qū)動電路。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[000引小功率HID燈驅(qū)動電路，包括依次相連接的整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、降 壓電路和全橋逆變及點火電路，整流濾波電路的輸入端連接市電電源，全橋逆變及點火電 路的輸出端連接負載；還包括單片機控制電路，單片機控制電路的輸出端分別與功率因數(shù) 校正電路、降壓電路和全橋逆變及點火電路的相應(yīng)控制端相連接；
[0009] 降壓電路包括運算放大器、電流控制型脈寬調(diào)制器和第一開關(guān)管，運算放大器的 同相輸入端連接至第一開關(guān)管的源極，運算放大器的反相輸入端連接有基準電阻，此基準 電阻包括第一電阻、第二電阻和第S電阻，第一電阻與第二電阻并聯(lián)后與第S電阻相串聯(lián)， 第一電阻為可調(diào)電阻，第二電阻為數(shù)控電阻；運算放大器的輸出端連接電流控制型脈寬調(diào) 制器的輸入端，電流控制型脈寬調(diào)制器的輸出端連接第一開關(guān)管的柵極，第一開關(guān)管的漏 極連接功率因數(shù)校正電路的輸出端，第一開關(guān)管的源極為降壓電路的輸出端；數(shù)控電阻的 控制端連接至單片機控制電路的相應(yīng)輸出端，且單片機控制電路W有線或無線的方式連接 有用W調(diào)節(jié)數(shù)控電阻的阻值的調(diào)節(jié)部件。
[0010] 上述單片機控制電路WARMCodex-M3內(nèi)核的STM32F103作為主控巧片；上述運 算放大器的型號為LM2904,上述電流控制型脈寬調(diào)制器的型號為UC3845,上述第一開關(guān)管 的型號為4N60，上述數(shù)控電阻采用數(shù)字電位器X9313WSZ。
[0011] 上述全橋逆變及點火電路包括第二開關(guān)管Q5、自激式全橋驅(qū)動器U4、橋式逆變電 路和變壓器Tl，第二開關(guān)管Q5的柵極連接上述單片機控制電路的輸出端，自激式全橋驅(qū)動 器U4連接有調(diào)頻回路，此調(diào)頻回路包括電容巧、電阻R6和電容C8,電阻R6和電容C8串接 于自激式全橋驅(qū)動器的RT端，電阻R6與電容C8的連接節(jié)點連接至自激式全橋驅(qū)動器U4 的CT端并通過電容巧第二開關(guān)管Q5的漏極。
[0012] 上述單片機控制電路的通訊接口連接有藍牙模塊或NRF模塊。
[0013]采用上述方案后，本發(fā)明的小功率HID燈驅(qū)動電路，其降壓電路采用脈寬調(diào)制式DC-DC電路，包括運算放大器、電流控制型脈寬調(diào)制器和第一開關(guān)管，降壓電路的輸出電壓 由電流控制型脈寬調(diào)制器的輸出脈寬決定，而電流控制型脈寬調(diào)制器輸出的脈寬由運算放 大器進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明通過在降壓電路的運算放大器的反相輸入端連接有基準電阻，此基 準電阻由可調(diào)電阻與數(shù)控電阻并聯(lián)后與第S電阻相串聯(lián)，全橋輸出電流的反饋信號流入運 放的同相輸入端，此反饋信號的反饋輸入值只與基準電阻的阻值有關(guān)，最終可通過控制基 準電阻中的數(shù)控電阻的阻值來改變電路的輸出功率（燈功率）。當數(shù)控電阻的阻值越大導(dǎo) 致反饋電阻越大，則燈功率越大；反之，數(shù)控電阻的阻值越小導(dǎo)致反饋電阻越小，則燈功率 越小。使用者通過操作部件對單片機控制電路發(fā)出指令，單片機控制電路輸出控制信號給 數(shù)控電阻，控制數(shù)控電阻的阻值，從而實現(xiàn)人為地自由改變HID燈的輸出功率、調(diào)節(jié)HID燈 亮度。
[0014]本發(fā)明的小功率HID燈驅(qū)動電路，剛啟動時單片機控制電路輸出低電平至全橋逆 變及點火電路的第二開關(guān)管Q5的柵極，第二開關(guān)管Q5截止，該時候自激式全橋驅(qū)動器U4 輸出的方波頻率由其第=、第四腳之間的電阻R6和電容C8設(shè)定，此時方波頻率較高，通過 此高頻方波進行點燈，有助于HID燈在啟動時，有利于電弧的形成和維持，HID燈較易點亮； 當HID燈進入穩(wěn)態(tài)后，單片機控制電路通過輸出高電平把第二開關(guān)管Q5導(dǎo)通，此時電容巧 與電容C8并聯(lián)，自激式全橋驅(qū)動器U4第S、第四腳之間的方波設(shè)置頻率變小，通過此低頻 方波供給HID燈工作，使用低頻方波驅(qū)動電路在理想情況上可W提供燈管一恒定功率，避 免了在高頻工作時可能發(fā)生的聲諧振現(xiàn)象。而且，本發(fā)明中，采用高頻諧振點燈只需要一組 電感器和電容器，不需要其他的倍壓電路，升壓變壓器等，所需器件少，成本較低。
[0015]本發(fā)明的小功率HID燈驅(qū)動電路，單片機控制電路的通訊接口連接有藍牙模塊或NRF模塊，通過此藍牙模塊或NRF模塊，配合遙控器，可對驅(qū)動電路進行遠程控制，對HID燈 進行調(diào)光、定時和開關(guān)燈等操作，使用很方便。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的電路原理框圖；
[0017] 圖2為圖1中功率因數(shù)校正電路的電路原理圖；
[001引圖3為圖1中降壓電路的電路原理圖；
[0019] 圖4為圖3中運算放大器與電流控制型脈寬調(diào)制器的功率控制原理圖；
[0020] 圖5為圖1中全橋逆變及點火電路的電路原理圖；
[002。 圖6為圖1中單片機控制電路的電路原理圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明中數(shù)字電位器X9313的功能框圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明中單片機控制電路的信號處理流程圖；
[0024] 圖9為本發(fā)明中遙控端顯示屏的菜單示意圖；
[0025] 圖10為本發(fā)明中調(diào)功電阻阻值與輸出功率關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明的小功率HID燈驅(qū)動電路，如圖1所示，包括EMI整流/濾波電路、功率因 數(shù)校正電路、降壓電路、DC/AC全橋逆變及點火電路和單片機控制電路。Effl整流/濾波電 路的輸入端連接市電輸入電源~220V，EMI整流/濾波電路的輸出端依次連接功率因數(shù)校 正電路、降壓電路和DC/AC全橋逆變及點火電路，DC/AC全橋逆變及點火電路的輸出端連接 負載，單片機控制電路的輸出端分別與功率因數(shù)校正電路、降壓電路和全橋逆變及點火電 路的相應(yīng)控制端相連接。
[0027] 電磁干擾（EMI)是因電磁波造成設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能降低的一種電磁現(xiàn) 象。因此，在電路的輸入端就要抑制電磁干擾，從而得到一個穩(wěn)定的系統(tǒng)。為了保證HID燈 驅(qū)動電路能夠正常工作，本發(fā)明中，設(shè)置了EMI整流/濾波電路，市電~220V電壓經(jīng)過EMI 共模濾波到整流橋，輸出310V脈動直流電壓作為整個驅(qū)動電路的供電電源。為了提高驅(qū)動