CN1901771B - 低频触发的电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低频触发的电子镇流器，可利用低频脉冲方波经倍压整流后所产生的直流电压给储能电容进行充电，以达到简化线路设计，更可因低频整流而减少电能损耗及提高工作效率进而降低制造成本，再者本发明还可持续检测高强度气体放电灯的电流值或电压值，而调整低频脉冲宽度调变讯号，以确保电子镇流器能持续稳定地动作。
Description
技术领域
本发明是关于一种电子镇流器，尤指一种适用于低频触发的电子镇流器。
背景技术
一般而言，在常态下，高强度气体放电灯(HID)的两端电极是不导电的，而要将HID点亮的前提是需要一个高压启动脉冲，其需达到稳定击穿的话还需要20一25千伏的脉冲电压，而镇流器除了提供点火脉冲之外，仍必须提供200-300伏特的输出电压以便于形成稳定的电弧，在产生电弧后的升温过程中，灯胆内高压氙气和由金属卤化物，水银蒸发形成的高压混合气体就可以发出近似于太阳光光谱(5800K)的有用光。电弧一旦形成，镇流器就必须限制电流大小，否则电弧会引发极大电流，对灯管或其它零件都不利。
再者，如图1所示，由于车用电源191是12伏特直流电压，所以镇流器则必须将12伏特的直流电压提升至所需要的高电压，而公知镇流器的高电压提升电路一般都是利用脉宽调变而控制直流变压器190产生点灯所需的80一200伏特直流高压，且于变压器190并联一高频倍压整流电路192，可利用变压器190次级上的高频脉冲方波经过由C1，D1，D2，C2所组成的倍压整流电路192进行倍压整流，进而产生一个直流高压给储能电容194充电，在刚打开电源的瞬间，由于变压器190几乎是处于空载状态，电流负载很小，所以倍压整流的输出电压对储能电容194充电，储能电容两端电压很快的升到600伏特以上。由于在储能电容194的两端并联有一击穿电压为600伏特的气体放电管193，所以一旦电压达到了气体放电管193的击穿电压时，储存在储能电容194中的电能则通过高压变压器195的初级线圈N1而产生一个迅速跳变的大电流脉冲，根据互成原理，在很大匝比的高压变压器195的次级端N2就能产生一个大约26K伏特的高压脉冲，以导通高强度气体放电灯196，但此公知技术是应用变压器次级上的中压高频脉冲来产生高压脉冲，所以整个倍压整流电路的高频响应要很好，因此整个镇流器的电路元件都需要使用高频性能好的元件，除了高频高压触发可能造成电路耗损大之外，更因元件需高频性能而造成制造成本的上升，造成使用上的困扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低频触发的电子镇流器。
由本发明的实施，除可简化线路设计外，还可因低频整流而减少电能损耗及提高工作效率进而降低制造成本，并可增加其电路的稳定性，以确保电子镇流器可安全动作。
为实现上述目的，本发明提供的低频触发的电子镇流器，电性连接于一高强度气体放电灯、与一电源装置；其中，该电子镇流器包括：
一电源供应控制器(power supply controller)，电连接至该电源装置，以控制其供应电力至该电子镇流器；
一第一升压电路，电连接至该电源装置，并包括一第一变压器、以及一低电平触发元件；
一微处理器，分别电连接至该电源供应控制器、以及该第一升压电路的该低电平触发元件，并当该电源供应控制器控制供应该电力至该微处理器时，该微处理器输出一低频脉冲宽度调变讯号(PWM)至该低电平触发元件，并触发其导通，促使该第一升压电路的该第一变压器开始进行升压转换，进而输出一低频直流中压；
一点灯驱动桥路，分别电连接至该第一升压电路、以及该微处理器，该点灯驱动桥路接收该第一升压电路输出的该低频直流中压，并进行定频处理(fixed frequency processing)后输出一具有(with)特定频率(specificfrequency)的低频中压脉冲方波；以及
一电压提升电路，包括一低频倍压整流电路、一储能电容、一气体放电管、以及一第二变压器，其中，该低频倍压整流电路电连接至该点灯驱动桥路，该第二变压器电连接至该高强度气体放电灯，该低频倍压整流电路接收该点灯驱动桥路输出的该低频中压脉冲方波，并将其整流成一直流高压，进而传送至该储能电容进行充电，并当该储能电容充电至一临界电压时，则该气体放电管击穿放电，以驱动该第二变压器进行升压转换，进而导通该高强度气体放电灯。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该电源装置包括一电磁干扰滤波器，电连接至该电源装置，并对其所提供的电力执行滤波处理以防止电磁干扰。
所述的低频触发的电子镇流器，其中还包括一低频驱动控制器其电连接于该微处理器与该点灯驱动桥路之间，并控制该点灯驱动桥路进行定频处理后输出一具有特定频率的低频中压脉冲方波。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该微处理器还撷取下列群组至少其一：该电源装置的电压值、该低电平触发元件的电流值、该高强度气体放电灯的电压值、以及该高强度气体放电灯的电流值，该微处理器并当该电流值或电压值变大则相应缩短该低频脉冲宽度调变讯号的低频脉冲宽度。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该点灯驱动桥路的特定频率为400Hz。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该临界电压为600伏特。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该低电平触发元件包括一NMOS开关器。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该电源供应控制器包括一指拨开关。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该微处理器为一8位元处理器。
所述的低频触发的电子镇流器，其中该高强度气体放电灯组设于一汽车头灯内。
附图说明
图1为公知镇流器的功能方块图。
图2为本发明一较佳实施例的功能方块图。
图3为本发明一较佳实施例的橾作环境示意图。
图4为本发明一较佳实施例的低频脉冲宽度调变讯号变化示意图。
具体实施方式
有关本发明的一较佳实施例，请先参照图2所示的电路图，并一并参照图3所示的操作环境示意图，于本实施例中，本发明的低频触发的电子镇流器10其电性连接于一车辆1上的高强度气体放电灯102(HID lamp)、与一电源装置101，于本实施例中，电子镇流器10组设于一汽车头灯内，其包括：一电源供应控制器12(power supply controller)、一第一升压电路13、一微处理器14、一点灯驱动桥路15、以及一电压提升电路16。于本实施例中电源供应控制器12较佳为一指拨开关，其亦可选用如按钮等具相同功能的装置，此电源供应控制器12可电连接至电源装置101，以用来控制其供应电力至电子镇流器，于本实施例中，电源装置101为一12伏特电源装置，其包括一电磁干扰滤波器11(EMI filter)，其可电连接至电源装置101，并对其所提供的电力(electricty)执行滤波处理以防止电磁干扰。上述第一升压电路13，亦电连接至电源装置101，且此第一升压电路13并包括一第一变压器131、以及一低电平触发元件132，于本实施例中，低电平触发元件132为一NMOS开关器，因低电平触发元件132仅需较低电位即可驱动，因此可采用基本型NMOS开关器即可，不需额外购置特殊MOSFET，此外，微处理器14为一8位元(8bits)处理器，其可分别电连接至电源供应控制器12、以及第一升压电路13的该低电平触发元件132，并当电源供应控制器12控制供应该电力至微处理器14时，微处理器14则输出一低频脉冲宽度调变讯号(PWM)至低电平触发元件132，并触发其导通，促使该第一升压电路13的该第一变压器131撷取车用电源12伏特开始进行升压转换，进而输出一约80-100伏特低频直流中压至点灯驱动桥路15，于本实施例中，微处理器14还撷取下列群组至少其一：电源装置101的电压值、低电平触发元件132的电流值、高强度气体放电灯102的电压值、以及高强度气体放电灯102的电流值，如图4所示，微处理器14并当电流值或电压值变大则相应缩短该低频脉冲宽度调变讯号的低频脉冲宽度PWM(占空比)，以达到能精确控制高强度气体放电灯102两端的电压及电流。
于本实施例中，点灯驱动桥路15其可分别电连接至第一升压电路13、以及微处理器14，当点灯驱动桥路15接收到第一升压电路13输出的低频直流中压时，并进行定频处理后输出一工作频率为400Hz的低频中压脉冲方波，此外，于本实施例中，电子镇流器10还包括一低频驱动控制器17其电连接于微处理器14与点灯驱动桥路15之间，因点灯驱动桥路15是由4个NMOS开关器S1，S2，S3，S4所组成，可通过此低频驱动控制器17控制NMOS开关器的状态，以控制点灯驱动桥路15进行定频处理后输出400Hz的低频中压脉冲方波。
上述电压提升电路16包括一低频倍压笔流电路161、一储能电容162、一气体放电管163、以及一第二变压器164，其中，低频倍压整流电路161电连接至点灯驱动桥路15，第二变压器164电连接至高强度气体放电灯102，低频倍压整流电路161接收点灯驱动桥路15输出的低频中压脉冲方波，并将其整流成一直流高压，进而传送至储能电容162进行充电，并当该储能电容162充电至一临界电压时，则气体放电管163击穿放电，而储存在储能电容162的电能会使得第二变压器164的初级线圈产生一个迅速跳变的大电流脉冲，根据互感原理，在很大匝比的第二变压器164次级线圈端就能产生一个大约26K伏特的高压脉冲，由于第二变压器164的次级线圈是通过高强度气体放电灯102与点灯驱动桥路15之间，所以当次级线圈端产生26K伏特高压脉冲时，高强度气体放电灯102里的气体就会被放电击穿产生电弧，且此电弧会因为得到由点灯驱动电路15所输出的400Hz低频中压脉冲方波而继续维持放电，因而形成稳定的放电电弧，且由于微处理器14会不断地检测高强度气体放电灯102的电流值及电压值，所以可随时根据侦测结果而改变；低频脉冲宽度调变讯号，以控制高强度气体放电灯102维持稳定工作电流。
如上所述，本发明可利用低频脉冲方波经倍压整流后所产生的直流电压给储能电容进行充电，以达到简化线路设计，更可因低频整流而减少电能损耗及提高工作效率进而降低制造成本，此外，亦可由低频驱动控制器可控制点灯驱动桥路能以固定频率输出低频中压脉冲，使得高强度气体放电灯102能产生稳定的放电电弧，再者，微处理器则会依据监测到的高强度气体放电灯102电压或电流增加时，则为了避免低电平触发元件或其相关元件的损毁，则可改变其低频脉冲宽度，以确保镇流器可安全动作。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (10)
1.一种低频触发的电子镇流器，电性连接于一高强度气体放电灯、与一电源装置；其中，该电子镇流器包括：
一电源供应控制器，电连接至该电源装置，以控制其供应电力至该电子镇流器；
一第一升压电路，电连接至该电源装置，并包括一第一变压器、以及一低电平触发元件；
一微处理器，电连接至该电源供应控制器、以及该第一升压电路的该低电平触发元件，并当该电源供应控制器控制供应该电力至该微处理器时，该微处理器输出一低频脉冲宽度调变讯号至该低电平触发元件，并触发其导通，促使该第一升压电路的该第一变压器开始进行升压转换，进而输出一低频直流中压；
一点灯驱动桥路，电连接至该第一升压电路、以及该微处理器，该点灯驱动桥路接收该第一升压电路输出的该低频直流中压，并进行定频处理后输出一低频中压脉冲方波；以及
一电压提升电路，包括一低频倍压整流电路、一储能电容、一气体放电管、以及一第二变压器，其中，该低频倍压整流电路电连接至该点灯驱动桥路，该第二变压器电连接至该高强度气体放电灯，该低频倍压整流电路接收该点灯驱动桥路输出的该低频中压脉冲方波，并将其整流成一直流高压，进而传送至该储能电容进行充电，并当该储能电容充电至一临界电压时，则该气体放电管击穿放电，以驱动该第二变压器进行升压转换，进而导通该高强度气体放电灯。
2.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该电源装置包括一电磁干扰滤波器，电连接至该电源装置，并对其所提供的电力执行滤波处理以防止电磁干扰。
3.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中还包括一低频驱动控制器其电连接于该微处理器与该点灯驱动桥路之间，并控制该点灯驱动桥路进行定频处理后输出一低频中压脉冲方波。
4.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该微处理器还撷取下列群组至少其一：该电源装置的电压值、该低电平触发元件的电流值、该高强度气体放电灯的电压值、以及该高强度气体放电灯的电流值，该微处理器并当该电流值或电压值变大则相应缩短该低频脉冲宽度调变讯号的低频脉冲宽度。
5.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该点灯驱动桥路输出的低频中压脉冲方波的工作频率为400Hz。
6.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该临界电压为600伏特。
7.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该低电平触发元件包括一NMOS开关器。
8.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该电源供应控制器包括一指拨开关。
9.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该微处理器为一8位元处理器。
10.如权利要求1所述的低频触发的电子镇流器，其中该高强度气体放电灯组设于一汽车头灯内。
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