[发明专利]用于HID灯的启动电路和方法以及HID开关电源系统

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及用于HID灯的启动电路和方法以及HID开关电源系统。

背景技术

HID(HighIntensityDischarge)灯，即高压气体放电灯，是汞灯、钠灯、金灯、氙灯的统称。HID灯的亮度是传统卤素灯泡的三倍，使用寿命比传统卤素灯泡长10倍。由于HID灯具有亮度高、寿命长等优点，不仅应用于汽车照明设备中，还可应用于消防紧急照明系统、军警野外照明、船舶夜间领航系统、火车头灯照明、工业建筑夜间主要照明、民间轻型手提户外照明等等。

HID灯在工作时的电压和电流并不是恒定的，而是受外界因素影响，其中以温度影响为主。为了保证照明亮度均匀稳定，驱动HID灯的开关电源芯片通常不采用传统的恒压或恒流控制方式，而是采用恒功率控制。在HID的点灯启动过程中，也可以运用功率控制技术，实现快速启动的功能。具体而言，HID灯在工作时两端的电压随温度的升高而增大。在点灯启动过程中，初始阶段由于灯管还未预热，故电压比较低，此时称之为“冷灯”；随着工作时间的积累，灯管温度逐渐上升，HID灯两端电压随之升高，HID灯也由“冷灯”状态进入“热灯”状态。为了保证HID可以快速平稳的启动，通常会使HID灯在处于冷灯状态时以较大的功率进行工作，加快启动过程；当其由冷灯进入热灯状态时，逐渐将功率降至热灯的额定功率，防止HID长时间工作于大功率下导致寿命减少；当HID充分预热以后，使其在额定功率下进行恒功率工作。

传统的HID启动方法是采用时间延迟进行功率控制。如图1所示，以时间为横坐标，以功率为纵坐标。在点灯启动时从0开始计时，刚开始处于冷灯状态，HID在高功率P_H下工作直到时间t₁，随后在t₁～t₂时段内开始降功率过程，当预热一段时间后(到时间t₂)，HID在低功率P_L下恒功率工作。这种方法可以大致反映出HID的启动过程，但一般时间延迟t₁、t₂是预先设定的，系统无法实时判断HID是处于冷灯还是热灯状态。若延迟过长，则启动太慢；若延迟过短，有可能灯没有充分预热而导致点灯失败，故该控制方法存在准确性差、成功率低的缺点。

鉴于上述内容，本领域需要用于HID灯的启动电路及启动方法。

发明内容

本发明提出了用于HID灯的启动电路及启动方法，并给出了启动电路中分段式功率基准模块的原理和电路结构。

根据本发明的一个实施例，一种用于HID灯的启动电路包括：分段式功率基准电路，其接收基准信号以及与所述HID灯的电压或电流相关的检测信号并输出分段式功率基准；乘法器，其接收所述HID灯的电压采样信号和电流采样信号，并将所述电压采样信号和所述电流采样信号相乘以提供采样功率；以及误差放大器，其接收所述采样功率和所述分段式功率基准并提供所述采样功率与所述分段式功率基准之间的误差放大信号以控制所述HID灯的功率。

根据一个方面，所述基准信号包括对应于冷灯的第一基准信号和对应于热灯的第二基准信号，所述第一基准信号小于所述第二基准信号，所述分段式功率基准电路在所述检测信号低于所述第一基准信号时输出第一功率基准，在所述检测信号高于所述第二基准信号时输出第二功率基准，并在所述检测信号高于所述第一基准信号且低于所述第二基准信号时输出在所述第一功率基准与所述第二功率基准之间的功率基准。

根据一个方面，所述基准信号包括第一基准信号和第二基准信号，所述第一基准信号小于所述第二基准信号，所述分段式功率基准电路在所述检测信号低于所述第一基准信号时输出第一功率基准，并在所述检测信号高于所述第一基准信号时输出第二功率基准。

根据一个方面，所述分段式功率基准电路包括：最大值选取电路，其接收所述检测信号和第一基准信号，并输出所述检测信号和第一基准信号中的较大值作为第一中间信号；最小值选取电路，其接收所述第一中间信号和第二基准信号，并输出所述第一中间信号和第二基准信号中的较小值作为第二中间信号；以及减法器，其接收所述第二中间信号和第三基准信号，并输出所述第三基准信号与第二中间信号之差作为所述分段式功率基准，其中所述第一基准信号小于所述第二基准信号，所述第二基准信号小于所述第三基准信号。