[实用新型]HID灯供电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及高强度气体放电灯技术领域，更具体地说，涉及一种高强度气体放电灯的电源。

背景技术

HID灯，又称为高强度气体放电灯，这类灯需要工作在较低频率的电压下才能稳定工作（如频率低于1kHz），在高频供电条件下工作容易发生光闪烁抖动现象，如声共振现象。

目前市场上成熟的HID灯供电主要有全桥电路、BUCK半桥电路、电感镇流器三种方案：

1、全桥电路：全桥电路由四个开关元件组成，全桥电路能够很好的提供HID灯的交流低频工作电压(如PWM方波电压)，并且死区时间短，灯光稳定；由于灯是串联于上、下臂桥开关元件中间，如图1所示；电路阻抗小，灯启动时电流和功率较大，特别适合需要灯启动后光通量上升快速的应用场合，如汽车、火车等HID交通灯，灯的启动功率大于稳定工作功率；

2、BUCK半桥电路：这种电路目前应用普通商业、工业照明，灯启动后功率一般是慢慢随灯的特性变化而上升到额定功率，光通量也是由低上升到正常值；灯可实现低频率工作，灯光稳定；

3、电感镇流器：一种串联于交流电源与灯之间的镇流器，启动后灯功率也是从小开始，随灯特性而上升到额定功率，光通量也是由低上升到正常值，灯工作频率为交流输入电源频率；在50/60Hz频率市电下点灯灯光有轻微的闪烁抖动，并且灯功率随输入电压的变化而变化。

现有全桥电路的工作原理是：Q2为桥低端开关元件，驱动电压由芯片的LO端口输出，芯片内部的LO驱动电压来自于低压电源VCC（一般为直流9-15V），当Q2导通时，Q1和Q4关断、Q3导通，点灯电压HV经过Q3、点火线圈、HID灯、Q2施加在HID灯上，DC1为低电平。由于Q2的导通，Q1的源极S也通过Q2接到低电平（GND）地上，低压电源VCC经过芯片内部D（二极管或电路）给电容C2进行充电，C2上的电压充满后接近VCC电压值。当灯需要电流换向时Q2和Q3关断，由于电容C2上的电压低电平端（电容下端）为DC1（芯片内部的VS），芯片中的高端驱动电路将C2的电压由HO端口输出施加在Q1的栅极G和源极S上，Q1开通，点灯电压HV经Q1、HID灯、点火线圈、Q4施加在HID灯。电容C2的容量大小取决于开关元件Q1的参数和开通时间，保证Q1在开通期间能提供足够的驱动能力。上述Q1和Q4与Q3和Q2的交叠导通形成了低阻抗的灯电压/电流回路，使灯电压/电流形成PWM方波，保证灯的稳定工作。

在现有全桥电路中还存在着以下的问题：1、在HID灯单次或多次点火及异常情况出现时，DC1（芯片内部的VS）端不可避免的出现大于芯片耐压极限的正高压脉冲或负高压脉冲（由点火线圈产生）；正/负高压脉冲在芯片内部VS端对驱动电路进行冲击，容易过压使芯片高/低端驱动电路损坏；2、由于开关元件Q1的驱动电压（充电电压值接近VCC）需要电容C2经高端驱动电路控制来提供，在DC1端因点火和异常情况出现不稳定时（正/负高压脉冲），电容C2上的电压也同样会随DC1（芯片内部VS）电压变压而变化，这样就造成Q1在将要开通或开通期间因HO电压过高/低而使栅G/源S之间欠压或过高，造成开关元件Q1损坏；3、DC1端正高压脉冲或负高压脉冲在Q1的源极S与漏极D形成一个电压差，容易造成Q1漏/源（D/S）过电压击穿；同理，Q3也存在着上述问题。因此，在驱动时以及在工作状态不稳定的情况下，Q1、Q3和驱动芯片容易损坏。

目前市场上的解决方案是：在桥的两个中点DC1和DC2以及4个开关元件上并联吸收高压的保护器件，如电容、TVS、压敏电阻等和串联抑制尖峰电压/电流的电感/热敏电阻等。但该解决方案通过吸收和抑制点火高压的方法在时间上有滞后性，且吸收和抑制电压值不稳定，有随机性。在灯的整个寿命期间点火电压是随机变化的，固定的吸收/抑制参数无法完全保障电路的安全，因此使用全桥电路的电子镇流器中，全桥电路开关元件损坏是电子镇流器损坏中最常发生的，影响到电子镇流器的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种HID灯供电电路，外接在HID灯负载的两端，电路可靠性高、可使灯管无闪烁抖动地稳定工作。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种HID灯供电电路，包括PWM控制模块，还包括：