专利名称：一种大功率hid电子镇流器的灯功率检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大功率HID电子镇流器灯的功率检测技术，即通过检测驱动电源地Vp (-)、信号电源地Vs (-)间的负信号电压，实现检测灯功率。
背景技术：
由于HID(HID就是High intensity Discharge高压气体放电灯的英文缩写)电子镇流器普遍采用了 APFC技术(即为有源功率因数校正Active Power Factor Correction, 简称APFC技术)，在较宽的输入电压范围内PFC的输出电压不会因为输入电压的变化而改变，而是稳定在一个设定值(例如400V)，因此HID电子镇流器的灯功率检测就显得非常简便，只需采样半桥工作电流，灯功率也就随之确定。目前，HID电子镇流器的灯功率检测主要有以下2种方案第一种也是目前应用最为普遍的半桥的工作电流通过采样电阻Rs的电压值Vin 取得，采样电阻Rs的位置基本上设置在如下两种位置，如下图1、图2所示，“信号电源地 Vs㈠”与“驱动电源地Vp㈠”为同一地，电压值Vin的采样值为正电压，采集的电压值Vin 经过正向比例放大，输出标准的功率信号电压，半桥驱动�？楦莨β市藕诺缪菇星德实髡刂啤⒌乒苁斜�、其他异常状态判别等。理论上输出的电压值Vin完全为正比例于灯功率的差模信号，但是由于大功率电子镇流器为高频大电流，其内部电磁环境复杂，使得电压值Vin含有一定量的共模信号，由于正向放大器对共模信号抑制能力有限，功率信号电压中含有一定量的“假信号”，使得实际灯功率小于电路检测值，同时还会出现线路过流保护误动作、启动失败保护误动作等。为了克服以上缺点，线路需要加大采样电阻值Rs用以增大电压值Vin的差模信号幅值，减小共模信号影响，对于小功率(例如70瓦以下)HID电子镇流器是能满足要求的，增大采样电阻Rs —方面增大了差模采样幅值，同时采样电阻Rs的功耗不会产生很大影响，但是对于大功率HID电子镇流器(例如400瓦、600瓦、1000瓦等)，增大采样电阻Rs， 等于大幅度增加功耗，采样电阻Rs的发热问题、寿命问题接踵而至。第二种方式采用电流互感器检测线路电流来获取灯功率，如下图3 :该方式能有效获取差模功率信号，同时信号幅值也能大幅度提高。不足之处响应速度慢，对短路性电流增长过快时可能来不及动作，造成产品损坏；对于处于寿终状态的HID灯，其电极两端电蚀程度差异较大，其正反向导通电流严重不对称，就是通常所说的 HID灯“单边整流效应”，涡流环的反向电流退磁受到影响，导致磁饱和和互感器温升较大。 此时已不能准确反馈灯功率状态，导致灯工作状态失控。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率HID电子镇流器的灯功率检测电路，有效剔除共模信号干扰，实时、精确地为控制电路提供目前灯功率状态，便于控制电路做出准确响应和控制。
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为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种大功率HID电子镇流器的灯功率检测电路，其特征在于市电AC220V通过电磁干扰滤波电路EMI滤波抑制电网的电磁干扰后分成二路其一是滤波后的信号经整流后给升压电路PFC供电，经过升压电路PFC升压后得到驱动电源Vp⑴和Vp(-)，其中Vp(-)为驱动电源地，而驱动电源Vp (+)经半桥逆变电路的高端MOSFET管的漏极D进入源极S出来后分成两路，一路进入到低端MOSFET管的漏极D， 最后经低端MOSFET管的源极S后流向信号电源地Vs㈠，另一路经过一电感L、大功率HID 灯后流向信号电源地Vs (-)，其中两MOSFET管的栅极G与驱动控制模块的输出端相连；其二是滤波后经信号电源�？榈玫叫藕诺缭碫s (+)和信号电源地Vs (-)，并负责给驱动控制�？楣┑纾藕诺缭吹豓s (_)同时作为“浮地”，直接连接在半桥逆变电路的低端MOSFET管的源级S ；电流采样电阻Rs连接在信号电源地Vs (_)和驱动电源地Vp(_)之间；所述的信号电源地Vs(-)和驱动电源地Vp(-)接至反方向比例放大电路，反方向比例放大电路输出功率信号电压Vout送至驱动控制�？�。根据以上电路可知由上述技术方案可知，Auf (放大倍数)=-Rf/Rl,由于该电路对共模信号的具有抑制作用，不存在需要加大差模信号的幅值，因此Rs可以取值很小，相比较目前正在使用的技术，Rs取值可下降90%，根本上解决了大功率HID电子镇流器采样电阻Rs的发热问题。
图1、2、3是现有技术中的三种检测电路；图4是本发明的电路原理图；图5是放大电路的电路原理图。
具体实施例方式
参见图4，市电AC220V通过电磁干扰滤波电路EMI滤波抑制电网的电磁干扰后分成二路其一是滤波后的信号经整流后给升压电路PFC供电，整流电路可以选用由4个二极管所组成的肖特基整流�？椋沟缏稰FC即功率因数校正电路。经过升压电路PFC升压后，得到驱动电源Vp⑴和Vp(_)，其中Vp㈠为驱动电源地，而驱动电源Vp(+)经半桥逆变电路(由2个型号相同的MOSFET管所组成的电路)的高端MOSFET管的漏极D进入源极S出来后分成两路，一路进入到低端MOSFET管的漏极D，最后经低端MOSFET管的源极S后流向信号电源地Vs (-)，另一路经过一电感L、负载大功率 HID灯，电容C并联在HID灯两端，同样流向信号电源地Vs (-)，其中两MOSFET管的栅极G 与驱动控制模块10的输出端相连。其二是滤波后经信号电源�？�20得到信号电源Vs (+)和信号电源地Vs (-)，负责给驱动控制�？�10供电，信号电源地Vs (-)同时作为“浮地”，直接连接在半桥逆变电路的低端MOSFET管的源级S。
将电流采样电阻Rs连接在信号电源地Vs㈠和驱动电源地Vp(_)之间。由于定义了信号电源地Vs(_)作为“浮地”，根据线路电流流向和原理分析可知 当信号电源地Vs(-)作为零电位，驱动电源地Vp(-)必为负电位，所以功率采样电阻Rs的采样电压Vin =驱动电源地Vp㈠必为负电位。电阻R2—端接反相比例放大电路30的同相输入端，另一端与Vs (_)和电容C相连接；电阻Rl —端与Vp (-)和电容C连接，另一端接反方向比例放大电路30的反相输入端，而反馈电阻Rf —端与Rl接反相比例放大电路30的反相输入端，反馈电阻Rf的另一端接反相比例放大电路30的输出端，进而得到与灯功率成正比例关系的功率信号电压Vout， 如图5所示，最后功率信号电压Vout送至驱动控制�？椋刂颇？楦莨β市藕诺缪� Vout进行驱动频率调整控制，从而得到所需要的灯功率。根据以上电路可知1) Auf (放大倍数)=-Rf/Rl，推荐 Auf 取-80 -100.2)采样电阻Rs值的选取由于该电路对共模信号的具有抑制作用，不存在需要加大差模信号的幅值，因此采样电阻Rs可以取值很�。啾冉夏壳罢谑褂玫募际酰裳缱鑂s取值可下降90%。根本上解决了大功率电子镇流器的采样电阻Rs的发热问题，推荐 0. 02 0. 05欧姆已完全满足要求。 3) Vout = Vin*Auf = -Vp (-) *Rf/Rl 本发明的核心在于采用了“浮地负电位”技术，将功率采样系统需要检测的对地浮动差模信号，通过反相放大，完全准确地“检波”出来，根本上剔除信号地Vs (_)与驱动电源地Vp(-)之间存在一些较高数值的共模干扰信号，克服了目前广泛使用技术所存在的不足，使得系统同时具有可靠性高、精度高、实时性强的优点。
权利要求
1.一种大功率HID电子镇流器的灯功率检测电路，其特征在于市电AC220V通过电磁干扰滤波电路EMI滤波抑制电网的电磁干扰后分成二路 其一是滤波后的信号经整流后给升压电路PFC供电，经过升压电路PFC升压后得到驱动电源Vp⑴和Vp(-)，其中Vp(-)为驱动电源地，而驱动电源Vp⑴经半桥逆变电路的高端MOSFET管的漏极D进入源极S出来后分成两路，一路进入到低端MOSFET管的漏极D，最后经低端MOSFET管的源极S后流向信号电源地Vs㈠，另一路经过一电感L、大功率HID灯后流向信号电源地Vs(-)，其中两MOSFET管的栅极G与驱动控制�？�(10)的输出端相连； 其二是滤波后经信号电源�？�00)得到信号电源Vs(+)和信号电源地Vs(-)，并负责给驱动控制模块供电，信号电源地Vs (-)同时作为“浮地”，直接连接在半桥逆变电路的低端MOSFET管的源级S ；电流采样电阻Rs连接在信号电源地Vs (-)和驱动电源地Vp(-)之间；所述的信号电源地Vs(-)和驱动电源地Vp(-)接至反方向比例放大电路(30)，反方向比例放大电路(30)输出功率信号电压Vout送至驱动控制�？�(10)。
2.根据权利要求1所述的大功率HID电子镇流器的灯功率检测电路，其特征在于信号电源地Vs(-)为零电位，驱动电源地Vp(-)为负电位，电流采样电阻Rs的采样电压Vin =Vp(-)为负电位。
3.根据权利要求1或2所述的大功率HID电子镇流器的灯功率检测电路，其特征在于电阻R2 —端接反相比例放大电路(30)的同相输入端，电阻R2的另一端与信号电源地 Vs(-)和电容C相连接；电阻Rl —端与驱动电源地Vp(-)和电容C连接，另一端接反方向比例放大电路(30)的反相输入端，而反馈电阻Rf—端与电阻Rl接反相比例放大电路(30) 的反相输入端，反馈电阻Rf的另一端接反相比例放大电路(30)的输出端，该输出端为与灯功率成正比例关系的功率信号电压Vout，功率信号电压Vout送至驱动控制�？�(10)，驱动控制�？�(10)根据功率信号电压Vout进行驱动频率调整控制，从而得到所需要的灯功率。
全文摘要
本发明涉及一种大功率HID电子镇流器的灯功率检测技术，即采样驱动电源地Vp(-)、信号电源地Vs(-)间的负信号电压，通过反向比例放大，有效剔除共模信号干扰，实时、精确地为控制电路提供目前灯功率状态，便于控制电路做出准确响应和控制。
文档编号G01R21/00GK102539904SQ20121003227
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者权循华, 杜庆朋, 谢洋 申请人:合肥大明节能科技有限公司
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