專利名稱：一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零電路，應用在金屬卣 化物燈低頻電子整流器中對DC-AC回路中的高頻電流進行過零檢測。
背景技術：
金屬鹵化物燈低頻電子整流器需要將直流電壓(DC)變換成低頻交流電壓(AC)。 目前，常用的做法如圖l所示，該電路包括直流源ll、功率轉換電路12和電流取樣 電路13、電流過零檢測電路14和脈沖調制及驅動電路15，在其功率轉換電路12中， 包括兩個串聯的開關元件Ql和Q2兩個串接的開關元件Ql和Q2以低頻的方式交替 工作，而在各自的低頻工作周期，開關元件Q1或Q2是以高頻0N-0FF的方式進行工 作。在這種工作模式中，通常希望開關元件Q1或Q2在流過電流取樣電路13中的電 流I過零時開通，以減少開關元件Q1或Q2開關損耗。由于圖1電路中的電流取樣電 路處于浮地狀態，故使電流過零檢測電路14需采用與地隔離的方式進行處理，使電 路的結構變得復雜，增加了電路的成本，降低了電路的可靠性。發明內容針對上述問題，本發明提出一種改進的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過 零的電路，通過對降壓電感電壓信號的釆樣，實現對電流I過零時的檢測，以實現開 關元件Ql或Q2的零電壓和零電流開通。為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案， 一種利用降壓電感的電壓 檢測降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉換電路、電流過零檢測電路和脈 沖調制及驅動電路，所述功率轉換電路包括一降壓電感，其特征在于，所述直流源的 輸出端連接所述功率轉換電路的第一輸入端，所述過零檢測電路從所述功率轉換電路 的降壓電感上取得電壓信號，所述電流過零檢測電路的輸出端連接所述脈沖調制及驅 動電路的輸入端，所述脈沖調制及驅動電路的輸出端連接到所述功率轉換電路的第二輸入端。比較好的是，所述電流過零檢測電路進一步包括串聯的整流電路和過零檢測電路。比較好的是，所述過零檢測電路包括一脈沖信號發生器，和比較器，所述脈沖 信號發生器發出的脈沖信號與所述脈沖調制及驅動電路發出的驅動脈沖同相位，該脈 沖信號發生器串聯一第一電阻成為第一支路， 一電容與所述第一支路并聯，然后與二 極管串聯后連接到比較器的負相端；其中，所述整流電路的輸出端通過第二電阻和一 穩壓二極管串聯后接地，所述第二電阻和穩壓二極管間的連接點連接到所述比較器的 負相端，所述比較器的正相端與一直流參考電壓源相連。比較好的是，所述整流電路為橋式整流電路。比較好的是，所述整流電路為全波整流電路。本發明解決了傳統方案中電流取樣復雜，成本高的缺點，以及降壓電感中的電 流為雙向流動時，電流過零檢測困難的問題。同時，由于本發明的檢測電路能使開關 器件在多種異常狀態下都能檢測到高頻電流的過零點，因此，能保證整個電路的可靠 工作。
下面，參照附圖，對于熟悉本技術領域的人員而言，從對本發明的詳細描述中， 本發明的上述和其他目的、特征和優點將顯而易見。 圖1是已有電路的組成框圖； 圖2是本發明的電路框圖； 圖3是圖2中的電路示意圖； 圖4是圖2中的功率轉換電路的組成框圖； 圖5是圖4中功率轉換電路的電路示意圖。
具體實施方式
請參見圖2所示，本發明的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路包 括直流源21、功率轉換電路22、電流過零檢測電路23和脈沖調制及驅動電路24，其 中直流源21輸出端連接功率轉換電路22的一輸入端，功率轉換電路22的輸出端連 接電流過零檢測電路23的輸入端，電流過零檢測電路23的輸出端連接脈沖調制及驅動電路24的輸入端，脈沖調制及驅動電路24的輸出端連接到功率轉換電路22的另 一輸入端。容易看出，該方案較傳統結構中減少了電流取樣電路，同時電流過零檢測 電路不再浮地。圖3進一步示意了圖2中功率轉換電路22的一種具體結構，該功率轉換電路12 包括兩個電容C1和C2、負載濾波電感L1和降壓電感L2，兩個串聯開關元件和Q2， 一個負載電阻Rlamp，其中負載電阻Rla卿與第二電容C2并聯后與負載濾波電感Ll 串聯，電容C1則與并聯在串聯后的第二電容C2和負載濾波電感L1之間。特別注意 的是，電流過零檢測電路23從功率轉換電路22的降壓電感L2上取出其電壓信號， 本發明利用該電壓信號檢測流過降壓電感L2上的脈沖電流I的過零狀態。圖4給出了電流過零檢測電路23的框圖組成，由串聯的整流電路41和過零檢測 電路42組成，圖5示意了其具體電路的一種，由四個二極管D1 D4組成了橋式整流 電路41，過零檢測電路42中，脈沖信號V—pluse通過第一電阻Rl與電容C串聯， 電阻Rl與電容C中間的連接點通過二極管D5連接到比較器comp的負相端，橋式整 流電路41的輸出端Vs經過電阻R2和穩壓二極管D6串聯連接到地，電阻R2和穩壓 二極管D6間的串聯連接點連接到比較器的負相端，比較器comp的正相端連接一直流 參考電壓Vref。圖5中的A、 B是來自圖3中降壓電感L2的線圈Nl的兩端，Vref 為直流參考電壓源，比較器comp為一帶使能端ENABLE的比較器，(也可不帶使能端)， V—pulse為與開關器件Ql或Q2的驅動脈沖同相位的脈沖信號，比較器co即的輸出 信號Vsignal為電流I過零檢測信號，當電流過零時，檢測信號Vsignal為高。在該電路中，當脈沖信號V一pulse為高時，加在降壓電感L2上的電壓信號通過四 個二極管D1 D4組成的整流電路41整流后產生一脈動的直流信號Vs，信號Vs通過 電阻Rl和二極管D6產生電壓Vd，使電壓Vd大于直流參考電壓源Vref向比較器comp 的正相端提供的電壓Vr，此時比較器co即的輸出信號Vsignal為低。同時，由于驅 動脈沖V—pulse為高時，通過電阻Rl及二極管D5，使電容C上的電壓Vt略大于Vd。 當與驅動脈沖同相位的脈沖信號V—pulse為低時，則由驅動脈沖控制的開關器件Ql 或Q2關斷，由于降壓電感L2上的電壓瞬間換向，使該時刻的整流電路41的輸出脈 動直流信號Vs為零，但此時電流I并不為零。由于電阻Rl和電容C之間的電壓Vt 的存在，通過二極管D5，使電壓Vd〉電壓Vr，保持比較器comp的輸出信號Vsigrml 為低，避免了輸出信號Vsignal出高，產生誤觸發。在脈沖信號V—pulse為低后，電 容C上的電壓Vt通過電阻Rl經脈沖電源V一pulse放電，并到零，而由于電感電流I放電，使Vs為高，進而保持Vd〉Vr。當電感電流I放電為零時，電壓Vt和直流信號 Vs均為零，使輸出信號Vsignal出高，產生了真實的過零信號，并通過驅動脈沖開 通開關元件Q1或Q2，實現了開關元件Q1或Q2的零電流開通，減少了開關元件Q1 或Q2的開關損耗。當功率轉換電路換向或某些異常工作狀態時，降壓電感L2的線圈N2的電壓會在 瞬間出零，此時，通過控制電阻R1和電容C的放電時間，使電壓Vt在短時間內大于 電壓Vr,可有效避免輸出信號Vsignal的誤觸發，以確保功率轉換電路安全可靠地 工作。圖5所示的檢測電路很好地解決了圖1的電路中電流取樣復雜，成本高的缺點， 很好地解決了降壓電感L2中的電流為雙向流動時，電流過零檢測困難的問題。同時， 由于本發明的檢測電路能使開關器件Q1和Q2在多種異常狀態下都能檢測到高頻電流 I的過零點，因此，能保證整個電路的可靠工作。前面提供了相對較佳實施例的描述，以使本領域內的任何技術人員可使用或利用 本發明。對這些實施例的各種修改對本領域內的技術人員是顯而易見的，可把這里所 述的總的原理應用到其他實施例而不使用創造性。因而，本發明將不限于這里所示的 實施例，而應依據符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。
權利要求
1、一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉換電路、電流過零檢測電路和脈沖調制及驅動電路，所述功率轉換電路包括一降壓電感，其特征在于，所述直流源的輸出端連接所述功率轉換電路的第一輸入端，所述過零檢測電路從所述功率轉換電路的降壓電感上取得電壓信號，所述電流過零檢測電路的輸出端連接所述脈沖調制及驅動電路的輸入端，所述脈沖調制及驅動電路的輸出端連接到所述功率轉換電路的第二輸入端。
2、 根據權利要求1所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述電流過零檢測電路進一步包括串聯的整流電路和過零檢測電路。
3、 根據權利要求2所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述過零檢測電路包括一脈沖信號發生器，和比較器，所述脈沖信號發生器發出 的脈沖信號與所述脈沖調制及驅動電路發出的驅動脈沖同相位，該脈沖信號發生器串 聯一第一電阻成為第一支路， 一電容與所述第一支路并聯，然后與二極管串聯后連接 到比較器的負相端；其中，所述整流電路的輸出端通過第二電阻和一穩壓二極管串聯后接地，所述第 二電阻和穩壓二極管間的連接點連接到所述比較器的負相端，所述比較器的正相端與 一直流參考電壓源相連。
4、 根據權利要求3所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述整流電路為橋式整流電路。
5、 根據權利要求3所述的利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路，其特征在于，所述整流電路為全波整流電路。
全文摘要
本發明公開了一種利用降壓電感的電壓檢測降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉換電路、電流過零檢測電路和脈沖調制及驅動電路，所述功率轉換電路包括一降壓電感，直流源的輸出端連接功率轉換電路的第一輸入端，過零檢測電路從功率轉換電路的降壓電感上取得電壓信號，電流過零檢測電路的輸出端連接脈沖調制及驅動電路的輸入端，脈沖調制及驅動電路的輸出端連接到功率轉換電路的第二輸入端。本發明解決了傳統結構中電流取樣復雜，成本高的缺點，及降壓電感中的電流為雙向流動時，電流過零檢測困難的問題。同時，由于本發明的檢測電路能使開關器件在多種異常狀態下都能檢測到高頻電流的過零點，因此，能保證整個電路的可靠工作。
文檔編號H05B41/292GK101309542SQ200710040819
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者余世偉, 劉東帆, 穗 郭, 溱 高 申請人:環球邁特照明電子有限公司