[發明專利]一種碳化硅HID燈高頻驅動電路

在審

• 申請號: 201910408867.3
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110177418A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 潘玉灼;黃乙津;馮榮奔;黃小陽;車佳洋;肖倩;王丞昊
• 申請（專利權）人: 泉州師范學院
• 主分類號: H05B41/288
• 分類號: H05B41/288
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開一種碳化硅HID燈高頻驅動電路，其包括EMI濾波整流電路、功率因數校正電路、半橋逆變電路、半橋驅動電路和點火電路；交流市電接入EMI濾波整流電路，EMI濾波整流電路進行濾波整流后再至功率因數校正電路進行功率因數補償輸出直流電壓為點火電路提供電源，半橋逆變電路用于生成并提供兩路脈沖信號，半橋驅動電路包括兩路驅動電路和兩個碳化硅MOS管，兩路脈沖信號對應接入兩路驅動電路，每路驅動電路驅動一個碳化硅MOS管的導通關斷，兩個碳化硅MOS管構成半橋電路，兩個碳化硅MOS管的交替導通和關斷驅動點火電路，點火電路在點亮時提供高壓脈沖并在點亮后提供穩定的低壓供電電壓。本發明顯著提高了安全性、可靠性、穩定性和抗干擾性。

技術領域

本發明涉及電子信息技術領域，尤其涉及一種碳化硅HID燈高頻驅動電路。

背景技術

現有HID燈驅動電路一般是采用高耗能的工頻電感直接驅動，也有部分電路采用高頻驅動。在驅動IC輸出端與功率開關MOSFET管之間，用一個限流電阻相隔開。由于MOSFET管完全放電需要一定時間，僅加限流電阻無法保證兩個功率開關管交替導通。現有電力電子器件大部分都是由硅材料制成，在高頻、強輻射、高溫等環境下，硅材料器件無法正常工作，并且無法滿足更高的工作效率和更高的功率密度。

在高頻、強輻射的環境下硅材料器件無法正常工作，且硅管導通電阻大，在高功率電路中發熱嚴重，長時間工作驅動電路容易出現異常。以往的硅功率開關管逐漸無法滿足市場要求，新器件碳化硅的出現掀起了功率電路改型的浪潮，國內對SiC MOSFET的研究起步較晚，對于其驅動電路的研究成果比較少見，大多數驅動電路還處于研發階段，開發周期長，難度大。與傳統的Si MOSFET相比，SiC MOSFET安全閾值很小，對驅動電路的寄生參數很敏感，驅動電路的一個電壓尖峰很可能就會擊穿GS之間的氧化層。并且半橋輸入信號會存在干擾的問題，要確保兩個MOS開關管不會發生同時導通現象，半橋驅動電路設計難度比較大。功率轉換率低，電路能耗較大，硅材料器件無法達到更高的工作效率和功率密度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳化硅HID燈高頻驅動電路。

本發明采用的技術方案是：

一種碳化硅HID燈高頻驅動電路，其包括EMI濾波整流電路、功率因數校正電路、半橋逆變電路、半橋驅動電路和點火電路；交流市電接入EMI濾波整流電路，EMI濾波整流電路對交流市電進行濾波整流后輸出至功率因數校正電路進行功率因數補償，功率因數校正電路輸出直流電壓為點火電路提供電源，半橋逆變電路包括一振蕩器，該振蕩器用于生成并提供兩路脈沖信號，半橋驅動電路包括兩路驅動電路和兩個碳化硅MOS管，兩路脈沖信號對應接入兩路驅動電路，每路驅動電路驅動一個碳化硅MOS管的導通關斷，兩個碳化硅MOS管構成半橋電路，兩個碳化硅MOS管的交替導通和關斷進而驅動點火電路，點火電路在碳化硅HID燈點亮時提供高壓脈沖并在碳化硅HID燈點亮后轉為提供穩定的低壓供電電壓。

進一步地，直流電壓為400v直流電壓。

進一步地，EMI濾波整流電路包括共模電感，交流市電的一端通過一熔斷器接入共模電感一線圈的一端，交流市電的另一端連接共模電感另一線圈的一端，交流市電兩端通過壓敏電阻RV連接，共模電感一線圈的一端和共模電感的另一線圈的一端之間串接有電容C11,共模電感一線圈的另一端和另一線圈的另一端作為EMI濾波整流電路的兩個輸出端，兩個輸出端之間并聯有電阻R11和電容C21，電容C31的一端連接一個輸出端，電容C41的一端連接另一個輸出端，電容C31和電容C41的另一端接地。

進一步地，其中，所述電容C11的取值為0.1μF，電容C21取值為0.33μF，電容C31和C41的取值均為4700Pf，電阻R11取值為1MΩ。C11、C21被用于衰減差模(對稱性)干擾信號，C31、C41對共模(不對稱性)干擾信號起抑制作用，R11為C11、C21的放電電阻。當有共模干擾時，共模電感耦合后產生很大的阻抗，使干擾無法通過，對后級電路起到了保護作用。