[发明专利]一种用于超高压汞灯的降压电路及控制方法

权利要求书

1.一种用于超高压汞灯的降压电路，其特征在于，包括降压电路、补偿电路、软启动电压限幅电路、PFM调制控制电路及谷底检测电路；

所述降压电路为BUCK电路，包括开关管Q1，所述开关管Q1的漏极与市电输入信号连接，栅极与PFM调制控制电路连接，源极分别与谷底检测电路、二极管D1的阴极及电感L1的一端连接，所述二极管D1的阳极与电阻R1的一端连接，R1为电流采样电阻，所述电阻R1的另一端及电感L1的另一端跨接在电容C1的两端；

所述软启动电压限幅电路包括电阻R2、电阻R3及三极管Q2，所述电阻R2及电阻R3串联后跨接在电容C1的两端，所述三极管Q2的发射极与电阻R2及电阻R3之间连接，所述三极管Q2的基级与PFM调制控制电路连接，所述三极管Q2的集电极与补偿电路连接，所述补偿电路与PFM调制控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述谷底检测电路包括电阻Rg1、二极管Dg1及电容Cg1，所述电阻Rg1与二极管Dg1并联后，再与电容Cg1串联，电容Cg1与二极管D1的阴极连接。

3.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述PFM调制控制电路包括单片机及PFM调制单元，所述PFM调制单元将调制信号输入单片机，所述PFM调制单元包括比较器Q5、电容C2、电阻R7、电阻R8及电阻R10，所述电阻R7、电阻R8及电阻R10串联，所述电阻R7一端与5V电压连接，所述电阻R10一端与接地端连接，所述比较器Q5的反相端与电阻R7的另一端连接，所述比较器Q5的反相端通过电容C2与接地端连接，所述电阻R10的另一端与开关管Q1的基极连接，所述比较器Q5的同相端与补偿电路连接。

4.根据权利要求3所述的降压电路，其特征在于，所述补偿电路包括电阻R9、电容C4、运算放大器Q3、电阻R4、电阻R5及电阻R6；

所述电阻R9与电容C4串联在运算放大器Q3的反相端与比较器Q5的同相端之间，所述电阻R4一端采集降压电路输出电流，其另一端分别与运算放大器Q3的反相端及三极管Q2的集电极连接，所述运算放大器的同相端分别与电阻R5及电阻R6连接，所述电阻R5的另一端接地，所述电阻R6的另一端与单片机连接。

5.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述开关管Q1为NMOS管，三极管Q2为PNP型管。

6.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述电阻R2电阻值为66K欧，电阻R3的电阻值为2.4K欧。

7.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，所述市电信号经过功率因数校正电路处理后得到。

8.一种基于权利要求4所述用于超高压汞灯的降压电路的控制方法，其特征在于，包括：

在超高压汞灯点亮之前，降压电路的初始控制方式为恒流控制，电流设定值为2A，输出电压由限幅电路限至170V，降压电路工作在电流断续模式，此时采用双环控制达到电压限幅作用；三极管Q2及补偿电路实现软启动功能；

点亮汞灯时，降压电路检测点亮是否成功，若成功，则进入低恒功率控制阶段，否则降压电路仍工作在恒流模式；

汞灯点亮后首先进入低恒功率阶段，然后进入升功率阶段，降压电路根据采样的信息提高设定功率，直至功率达到额定功率并维持恒功率；

降压电路进入额定恒功率阶段，谷底检测电路开始工作，PFM调制控制电路及单片机根据谷底检测电路检测结果，决定开关管Q1的开通、关断时机，降低开关损耗，此时，降压电路由电流断续模式切换到电流临界连续模式。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述电压限幅实现过程为：当降压电路输出端电压分压到三极管Q2的发射极电压小于5.7V时，三极管Q2关断，电路处在纯电流闭环；当降压电路输出端电压分压到三极管Q2发射极大于5.7V，三极管Q2导通，使补偿电路负端升高，拉低占空比，则输出电压被限制在：

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述软启动功能实现过程为：

降压电路开启前，三极管Q2基极电平为0V，使得运算放大器Q3的反相端电压一直高于同相端电压，PFM调制单元处于关闭状态，抑制占空比的产生，降压电路启动时，将三极管Q2基极上升为5V，三极管Q2关闭，P7点电压不再影响电流环，此时将产生占空比，所述P7点为电阻R2及电阻R3的采样点，由于Q2的关闭不是瞬时完成的，利用这个过渡过程可以使占空比逐渐增大，起到软启动的功能。