[發明專利]低頻半橋HID安定器、高壓氣體放電燈及驅動方法

有效

• 申請號: 201210063450.6
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN103313494A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 李立源;楊勇;何和順
• 申請（專利權）人: 深圳市拓邦汽車電子技術有限公司
• 主分類號: H05B41/288
• 分類號: H05B41/288;H05B41/36
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 易釗

技術領域

本發明設計電子電路領域，更具體地說，涉及一種低頻半橋HID安定器及高壓氣體放電燈。

背景技術

高壓氣體放電燈(HID)也稱為重金屬燈或氙氣燈，由于其放光色溫接近6000K，十分接近正午日光的色溫，無論是照明效果還是人眼舒適度都遠遠優于傳統的鹵素燈，因此越來越多的汽車照明開始使用HID。HID燈由密閉、雙層外科組成，在外殼中發生等離子放電，放電使氣體電離，根據放電外殼中的氣體成分，氣體將以各種波長發光。為了有效的進行工作，需要在接通電源的瞬間，通過轉換將低壓電源升至2萬伏特以上的高壓脈沖電壓，經過高壓振蕩激發，使氙氣燈燈管內的多種化學氣體電離，并在電極之間發出強光，然后HID安定器提供恒定頻率的低頻交流電使燈泡達到額定的功率。

現有的HID安定器普遍采用全橋逆變的方式，使用全橋逆變的方式存在自身的缺陷：1、電路結構復雜，成本較高；2、對元件的耐壓要求較高，難以選擇合適器件；3、因為全橋逆變的電路所使用的開關管較多，且存在一定的導通阻抗，故影響效率，存在較大的發熱問題。

而傳統的半橋逆變方式的HID安定器，由于實現低頻交流方波比較困難，且對電路有一定的要求。由于此種逆變方式要實現低頻交流方波是基于雙BUCK電路的原理，要求前級(DC/AC逆變中的DC部分)必須為高壓，驅動電路需是高頻信號，且逆變電路中需要輔助電感來配合，故不適合于車用HID安定器。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有HID安定器電路結構復雜、元件需要承受高壓以及發熱較高的缺陷，提供一種能克服上述缺陷的低頻半橋HID安定器，以及一種使用低頻半橋HID安定器的高壓氣體放電燈。

本發明一方面構造一種低頻半橋HID安定器，包括主電路和控制電路，其中主電路用于將供電電源轉換為HID燈點火時所需的瞬間高壓以及在點火后的正常工作電流；控制電路用于檢測主電路的轉換性能以及控制主電路。

具體的，主電路包括：

DC-DC升壓變壓器，用于將供電電源的低壓直流電升壓為電壓穩定的高壓直流電；

DC-AC逆變電路，利用半橋逆變方式將高壓直流電轉換為高壓交流電；

啟動電路，用于在DC-AC逆變電路向負載的HID燈提供高壓直流電之前，首先向負載提高瞬間的高壓電流。

具體的，控制電路包括：

MOSFET驅動電路，用于控制DC-DC升壓變壓器的運行；

電流檢測電路，用于檢測DC-DC升壓變壓器工作過程中，內部電流的大小，并在電流超出工作范圍時產生報警信號；

燈管電壓檢測電路和燈管電流檢測電路，用于檢測加載在HID燈上的電壓電流大小，并在電壓或電流超出工作范圍時產生報警信號；

CPU主控電路，用于檢測控制電路中MOSFET驅動電路、電流檢測電路、燈管電壓檢測電路和燈管電流檢測電路的運行狀況，以及控制DC-AC逆變電路的逆變過程。

本發明的低頻半橋HID安定器還包括與CPU主控電路電連接的保護電路，保護電路在監測到報警信號時中斷主電路，保護各元件避免燒壞。

本發明的低頻半橋HID安定器，DC-DC升壓電路包括依次電連接的高頻變壓器和整流濾波電路，其中高頻變壓器用于將低壓直流電轉化為高壓交流電；整流濾波電路用于將轉變后的交流電進行整流濾波、轉化為穩定直流電。

具體的，高頻變壓器為中心抽頭變壓器，包括一個初級繞組和兩個次級繞組。整流濾波電路包括兩個快速恢復二極管和兩個電容。

本發明的低頻半橋HID安定器，DC-AC逆變電路包括：兩個連接成橋的開關管。

本發明的另一方面，提供一種使用低頻半橋HID安定器的高壓氣體放電燈，包括依次電連接的直流供電電源、低頻半橋HID安定器和HID燈。

本發明的使用低頻半橋HID安定器的高壓氣體放電燈，還包括用于提供瞬間高壓，以點亮啟動HID燈的高壓包。

本發明的低頻半橋HID安定器，供電電源為車載12V直流電源。

本發明還提供一種高壓氣體放電燈的驅動方法，包括：

S1)供電電源向DC-DC升壓變壓器供電，MOSFET驅動電路驅動DC-DC升壓變壓器將低壓直流電轉換為高壓直流電；

S2)電流檢測電路檢測DC-DC升壓變壓器內的電流，若電流超出安全閾值，則發出報警信號，保護電路中斷主電路的工作，否則跳轉至步驟S3；