[发明专利]一种用于超高压汞灯的降压电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种用于超高压汞灯的降压电路及控制方法，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，所述软启动电压限幅电路包括两个电阻及三极管，本发明通过简易电路检测电压、电流及开关管谷底电压等信息，实现降压电路的软启动和输出限幅，利用PFM电路快速调制占空比，实现降压电路谷底导通，降低开关损耗及元器件发热。

技术领域

本发明属于超高压汞灯驱动控制领域，具体涉及一种用于超高压汞灯的降压电路及控制方法。

背景技术

超高压汞灯是一种利用水银蒸汽导电的具有负阻特性的气体放电灯，此类特殊负载对供电电源要求极高，同时考虑到实际应用需求，供电装置镇流器需要满足以下要求：1.具备能够提供合适点火功率的高压点火电路。点火电压和点火功率不足时难以触发点火；而点火功率过大和点火电压太高又会缩短灯泡使用寿命。2.供电电源拥有可靠的限流措施，防止电流雪崩现象。3.能够抑制高频能量驱动下超高压汞灯所出现的放电不稳定。4.应拥有较强的非线性负载适应能力，可以应对从启动到稳定工作的过渡过程。具备功率闭环调节能力，可以对超高压汞灯的发光稳定性和一致性进行控制，以满足生产实践需求。6.具有一定的故障诊断和保护措施。

因此，在超高压汞灯启动时，要求电子镇流器的降压电路能够提供合适的电压，并保持稳定，以保证后级谐振电路的正常工作，若电压过高，则降压电路容易进入不稳定工作状态，且要求使用电压等级更高的功率元件，若电压过低，则后级谐振电路需要达到更高的增益，同样提升了后级电路的工作频率和元器件要求，而后级电路输出的脉冲电压过高会引起灯的阴极溅射，影响灯的寿命，过低难以正常启动。

超高压汞灯启动之后，两极之间的阻抗由兆欧级别骤减为几欧至几十欧，降压电路需要通过电路电流判断超高压汞灯是否被点亮，此时灯体表现出负阻特性，等效阻抗很小，无法承受过高的功率，若此时以额定功率运行，则会造成灯体快速损坏。在过渡过程中，功率的提升速度，最低功率的设置都会对超高压汞灯的稳定运行和寿命造成影响。

超高压汞灯最终工作在恒功率状态，此时汞灯维持在出厂额定功率，通常情况下，超高压汞灯与镇流器电路被放置在防水防尘的密闭机箱，这对降压电路的工作损耗和发热情况提出了很高的要求，在这种工作环境下，要尽量使电路拥有更高的工作效率和更低的工作温度。由于降压电路长时间工作在断续模式，每周期续流二极管电流降为零时，电路中的直流电感与开关管、续流二极管的寄生电容共同构成振荡回路，电路出现衰减振荡，振荡频率往往远大于降压电路开关频率，由于续流二极管的限幅作用，振幅不会太大，但振荡的基波和高次谐波会对电路及外围系统产生不利影响，同时会对变换器效率产生影响，谐振的产生使得开关管两端在关断期间产生电流，此时开关管两端电压往往较大，导致了巨大的损耗和发热。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明的首要目的是提供一种用于超高压汞灯的降压电路；

本发明的另一个目提供一种用于超高压汞灯的降压电路的控制方法。

本发明采用如下技术方案：

一种用于超高压汞灯的降压电路，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。