專利名稱：一種高壓氣體放電燈安定器專用芯片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到高壓氣體放電燈安定器領域，尤其是涉及到一種高壓氣體放電燈安定器專用芯片。
背景技術：
隨著照明電器方面新技術的發展，各種新的照明電器產品不斷涌現，照明用LED 技術迅速進步，給傳統的照明電器的使用帶來了很大的挑戰。傳統的電感鎮流器工作在工頻市電頻率，體積大、消耗大量銅和硅鋼等金屬材料，散熱困難、工作效率低、燈發光有頻閃，且能耗高，推廣節能的電子鎮流器(安定器)代替傳統的電感鎮流器是十分必要的。電子鎮流器的逆變器在負載呈現電容性時，很容易燒壞大功率管。進入90年代后開始出現專用集成電路芯片，并且在集成電路芯片中加入了容性檢測、判斷和保護的電路。目前，集成電路芯片對逆變器容性負載狀態的檢測、判別和保護方面，技術上多數采用像鎖相環電路、 直接鑒相電路、乘法器鑒相電路、或相敏整流電路再加上邏輯電路來檢測和判斷負載的容性狀態。這種電路有一個共同的缺點，就是用逆變器電壓和電流信號作為判斷的信號來處理，這就使電路較為復雜，此外，目前的電路結構存在著元件數量多、故障點多、生產、維修難度大、整體成本高等缺點。
實用新型內容本實用新型針對現有技術的不足，提供一種高壓氣體放電燈安定器專用芯片，該芯片采用模塊化設計方法，包括全球唯一 ID號、控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態監測模塊、通信模塊組成，內置了運放比較器、MOS橋驅動電路。專用芯片技術數字控制系統程序的芯片全程狀態監控，從輸入電源的檢測、電流檢測、功率控制、功率因素校正到內部各電路的監控都由專用芯片完成，實現高穩定、高安全性和數字智能化管理。全球唯一 ID號由M位唯一標識的字母組成。控制模塊，采用一片高度集成，含有數字控制系統程序的芯片對市電的穩壓，氣體放電(冷光源)燈100 500Hz交流逆變、起輝以及異常狀態保護等工作實現數字化管理。采用芯片中的通信端口，通過網絡通信實現對燈的實時工作狀態的智能化管理；采用芯片中的比較器進行功率因素計算，實現功率因素校正。控制模塊以微處理器MPU為核心，集成有如下功能模塊(1)由AD構造的兩路電壓檢測電路，其中一路檢測市電電壓，一路檢測串聯穩壓以后的電壓；( 由比較器構造的電壓波動檢測電路，將檢測到的電壓直接反饋到輸出PWM電路，保證輸出電壓的平穩；(3)由放大器構造的電流放大電路和由AD構造的電流檢測電路；(4)由比較器構造的電流浪涌檢測電路，該電路可以在電流突變時發出信號，直接關斷PWM輸出，從而關斷串聯穩壓電源輸出，以防止電路受到損害；(5)通信電路，采用了芯片中的通信端口實現通訊遠程控制；(6) 逆變輸出電路和穩壓PWM輸出電路。功率因素校正模塊通過對電源輸入端的電壓、電流及其相位差的監測，經采樣電路輸入處理器模塊，計算當前實時的功率因素值，并控制功率因素校正電路調整電路參數進行功率因素校正。功率與狀態監測模塊，對輸入電壓、電流和功率輸出電壓、電流等參數進行采樣后，經過處理后形成控制信息，對高壓氣體放電燈進行恒流、恒壓的恒定功率狀態調整與控制。通信模塊與處理器模塊采用串口接口方式連接，實現組網通信模塊與電子鎮流器系統之間的接口轉換。專用芯片內置了運放比較器，構成了電流與電壓相位檢測電路。內置的MOS橋驅動電路，由I/O端口模擬脈沖發生器產生燈頭全橋驅動觸發脈沖，經脈沖驅動電路與全橋電路開關管驅動級連接，激勵逆變驅動模塊，為高壓氣體放電燈提供工作脈沖電壓，促使高壓氣體放電燈在高壓觸發后能穩定的工作。與現有的技術相比，本實用新型含有數字控制系統程序的專用芯片全程狀態監控，從輸入電源的檢測、功率控制、功率因素校正到內部各電路的監控都由SOC完成，實現高穩定、高安全性和數字智能化管理。采用芯片中的通信端口，通過網絡通信實現對燈的實時工作狀態的智能化管理；采用芯片中的比較器進行功率因素計算，實現功率因素校正。并在電路中取消了傳統開關變壓器，采用了一組獨立的電源電路，避免了傳統變壓器銅材及其他有色金屬耗費量大、功耗大、溫升高，體積大、重量大、低效率及低功率因素等缺點。
圖1為高壓氣體放電燈安定器專用芯片結構示意圖。圖2為高壓氣體放電燈安定器專用芯片內部方框圖。圖3為高壓氣體放電燈安定器專用芯片應用的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。圖1為高壓氣體放電燈安定器專用芯片結構示意圖，包括全球唯一 ID號、控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態監測模塊、通信模塊，內置了運放比較器、MOS橋驅動電路。圖2為高壓氣體放電燈安定器專用芯片內部方框圖。圖3為高壓氣體放電燈安定器專用芯片應用的電路圖。市電經過整流濾波，送到串聯穩壓電路。串聯穩壓電路由Q1、D1、L1、 C2組成，將市電整流得到的電壓，通過串聯穩壓電路，得到100 400V可控的直流電壓，直流電壓再送到逆變橋電路。逆變橋電路由Q3、Q4、Q6、Q5組成，將逆變后的100 500Hz的交變電流送到HID燈。芯片在工作當中，對輸入電壓、燈電壓、燈電流、溫度等實時監控。專用芯片從輸入電源的檢測到內部各電路的監控都由專用芯片完成，能非常快速的完成保護過程，不管是輸入電壓異常、內部電路故障、輸出短路或開路都能做出快速保護，實現高穩定、高安全性和數字智能化管理。芯片中的通信端口，通過網絡通信實現對燈的實時工作狀態的智能化管理。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種高壓氣體放電燈安定器專用芯片，其特征在于所述專用芯片采用模塊化設計方法，包括全球唯一 ID號、控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態監測模塊、通信模塊， 將所述全球唯一 ID號、功率因素校正模塊、功率與狀態監測模塊和通信模塊分別于控制模塊電連接。
2.根據權利要求1所述的專用芯片，其特征在于所述的專用芯片內置了運放比較器， 構成了電流與電壓相位檢測電路。
3.根據權利要求1所述的專用芯片，其特征在于所述的專用芯片內置了MOS橋驅動電路，由I/O端口模擬脈沖發生器產生燈頭全橋驅動觸發脈沖，經脈沖驅動電路與全橋電路開關管驅動級連接，激勵逆變驅動模塊，為高壓氣體放電燈提供工作脈沖電壓，促使高壓氣體放電燈在高壓觸發后能穩定的工作。
4.根據權利要求1所述的專用芯片，其特征在于所述的控制模塊以微處理器MPU為核心，使用軟件完成核心控制功能，集成有如下功能模塊由AD構造的兩路電壓檢測電路，其中一路檢測市電電壓，一路檢測串聯穩壓以后的電壓；由比較器構造的電壓波動檢測電路，將檢測到的電壓直接反饋到輸出PWM電路，保證輸出電壓的平穩；由放大器構造的電流放大電路和由AD構造的電流檢測電路；由比較器構造的電流浪涌檢測電路，該電路可以在電流突變時發出信號，直接關斷PWM 輸出，從而關斷串聯穩壓電源輸出，以防止電路受到損害；通信電路，采用了芯片中的通信端口實現通訊遠程控制；逆變輸出電路和穩壓PWM輸出電路。
5.根據權利要求1所述的專用芯片，其特征在于所述的功率因素校正模塊通過對電源輸入端的電壓、電流及其相位差的監測，經采樣電路輸入處理器模塊，計算當前實時的功率因素值，并控制功率因素校正電路調整電路參數進行功率因素校正。
6.根據權利要求1所述的專用芯片，其特征在于所述的功率與狀態監測模塊，對輸入電壓、電流和功率輸出電壓、電流等參數進行采樣后，經過處理后形成控制信息，對高壓氣體放電燈進行恒流、恒壓的恒定功率狀態調整與控制。
7.根據權利要求1所述的專用芯片，其特征在于所述的通信模塊與處理器模塊采用串口接口方式連接，實現組網通信模塊與電子鎮流器系統之間的接口轉換。
專利摘要一種高壓氣體放電燈安定器專用芯片，采用模塊化設計方法，包括唯一ID號、控制模塊、功率因素校正模塊、功率與狀態監測模塊、通信模塊組成，內置了運放比較器、MOS橋驅動電路。高壓氣體放電燈安定器專用芯片含有數字控制系統程序的芯片全程狀態監控，從輸入電源的檢測、功率控制、功率因素校正到內部各電路的監控都由專用芯片完成，實現高穩定、高安全性和數字智能化管理。采用專用芯片中的通信端口，通過網絡通信實現對燈的實時工作狀態的智能化管理；采用專用芯片中的比較器進行功率因素計算，實現功率因素校正。并在電路中取消了傳統開關變壓器，采用了一組獨立的電源電路，避免了傳統變壓器銅材及其他有色金屬耗費量大、功耗大、溫升高，體積大、重量大、低效率及低功率因素等缺點。
文檔編號H05B41/282GK202218466SQ20112025391
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者方利國 申請人:黃山市高立亞照明電器有限責任公司