專利名稱：一種利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零電路，應(yīng)用在金屬卣 化物燈低頻電子整流器中對(duì)DC-AC回路中的高頻電流進(jìn)行過零檢測(cè)。
背景技術(shù)：
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(zhuǎn)換電路12和電流取樣 電路13、電流過零檢測(cè)電路14和脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路15，在其功率轉(zhuǎn)換電路12中， 包括兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)元件Ql和Q2兩個(gè)串接的開關(guān)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(guān)元件Q1或Q2是以高頻0N-0FF的方式進(jìn)行工 作。在這種工作模式中，通常希望開關(guān)元件Q1或Q2在流過電流取樣電路13中的電 流I過零時(shí)開通，以減少開關(guān)元件Q1或Q2開關(guān)損耗。由于圖1電路中的電流取樣電 路處于浮地狀態(tài)，故使電流過零檢測(cè)電路14需采用與地隔離的方式進(jìn)行處理，使電 路的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，增加了電路的成本，降低了電路的可靠性。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種改進(jìn)的利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過 零的電路，通過對(duì)降壓電感電壓信號(hào)的釆樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流I過零時(shí)的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)開 關(guān)元件Ql或Q2的零電壓和零電流開通。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案， 一種利用降壓電感的電壓 檢測(cè)降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉(zhuǎn)換電路、電流過零檢測(cè)電路和脈 沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路，所述功率轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換電路的第一輸入端，所述過零檢測(cè)電路從所述功率轉(zhuǎn)換電路 的降壓電感上取得電壓信號(hào)，所述電流過零檢測(cè)電路的輸出端連接所述脈沖調(diào)制及驅(qū) 動(dòng)電路的輸入端，所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接到所述功率轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。比較好的是，所述電流過零檢測(cè)電路進(jìn)一步包括串聯(lián)的整流電路和過零檢測(cè)電路。比較好的是，所述過零檢測(cè)電路包括一脈沖信號(hào)發(fā)生器，和比較器，所述脈沖 信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的脈沖信號(hào)與所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的驅(qū)動(dòng)脈沖同相位，該脈 沖信號(hào)發(fā)生器串聯(lián)一第一電阻成為第一支路， 一電容與所述第一支路并聯(lián)，然后與二 極管串聯(lián)后連接到比較器的負(fù)相端；其中，所述整流電路的輸出端通過第二電阻和一 穩(wěn)壓二極管串聯(lián)后接地，所述第二電阻和穩(wěn)壓二極管間的連接點(diǎn)連接到所述比較器的 負(fù)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(fā)明解決了傳統(tǒng)方案中電流取樣復(fù)雜，成本高的缺點(diǎn)，以及降壓電感中的電 流為雙向流動(dòng)時(shí)，電流過零檢測(cè)困難的問題。同時(shí)，由于本發(fā)明的檢測(cè)電路能使開關(guān) 器件在多種異常狀態(tài)下都能檢測(cè)到高頻電流的過零點(diǎn)，因此，能保證整個(gè)電路的可靠 工作。


下面，參照附圖，對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中， 本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。 圖1是已有電路的組成框圖； 圖2是本發(fā)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(zhuǎn)換電路的組成框圖； 圖5是圖4中功率轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖2所示，本發(fā)明的利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零的電路包 括直流源21、功率轉(zhuǎn)換電路22、電流過零檢測(cè)電路23和脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路24，其 中直流源21輸出端連接功率轉(zhuǎn)換電路22的一輸入端，功率轉(zhuǎn)換電路22的輸出端連 接電流過零檢測(cè)電路23的輸入端，電流過零檢測(cè)電路23的輸出端連接脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路24的輸入端，脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路24的輸出端連接到功率轉(zhuǎn)換電路22的另 一輸入端。容易看出，該方案較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中減少了電流取樣電路，同時(shí)電流過零檢測(cè) 電路不再浮地。圖3進(jìn)一步示意了圖2中功率轉(zhuǎn)換電路22的一種具體結(jié)構(gòu)，該功率轉(zhuǎn)換電路12 包括兩個(gè)電容C1和C2、負(fù)載濾波電感L1和降壓電感L2，兩個(gè)串聯(lián)開關(guān)元件和Q2， 一個(gè)負(fù)載電阻Rlamp，其中負(fù)載電阻Rla卿與第二電容C2并聯(lián)后與負(fù)載濾波電感Ll 串聯(lián)，電容C1則與并聯(lián)在串聯(lián)后的第二電容C2和負(fù)載濾波電感L1之間。特別注意 的是，電流過零檢測(cè)電路23從功率轉(zhuǎn)換電路22的降壓電感L2上取出其電壓信號(hào)， 本發(fā)明利用該電壓信號(hào)檢測(cè)流過降壓電感L2上的脈沖電流I的過零狀態(tài)。圖4給出了電流過零檢測(cè)電路23的框圖組成，由串聯(lián)的整流電路41和過零檢測(cè) 電路42組成，圖5示意了其具體電路的一種，由四個(gè)二極管D1 D4組成了橋式整流 電路41，過零檢測(cè)電路42中，脈沖信號(hào)V—pluse通過第一電阻Rl與電容C串聯(lián)， 電阻Rl與電容C中間的連接點(diǎn)通過二極管D5連接到比較器comp的負(fù)相端，橋式整 流電路41的輸出端Vs經(jīng)過電阻R2和穩(wěn)壓二極管D6串聯(lián)連接到地，電阻R2和穩(wěn)壓 二極管D6間的串聯(lián)連接點(diǎn)連接到比較器的負(fù)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(guān)器件Ql或Q2的驅(qū)動(dòng)脈沖同相位的脈沖信號(hào)，比較器co即的輸出 信號(hào)Vsignal為電流I過零檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)電流過零時(shí)，檢測(cè)信號(hào)Vsignal為高。在該電路中，當(dāng)脈沖信號(hào)V一pulse為高時(shí)，加在降壓電感L2上的電壓信號(hào)通過四 個(gè)二極管D1 D4組成的整流電路41整流后產(chǎn)生一脈動(dòng)的直流信號(hào)Vs，信號(hào)Vs通過 電阻Rl和二極管D6產(chǎn)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(shí)比較器co即的輸出信號(hào)Vsignal為低。同時(shí)，由于驅(qū) 動(dòng)脈沖V—pulse為高時(shí)，通過電阻Rl及二極管D5，使電容C上的電壓Vt略大于Vd。 當(dāng)與驅(qū)動(dòng)脈沖同相位的脈沖信號(hào)V—pulse為低時(shí)，則由驅(qū)動(dòng)脈沖控制的開關(guān)器件Ql 或Q2關(guān)斷，由于降壓電感L2上的電壓瞬間換向，使該時(shí)刻的整流電路41的輸出脈 動(dòng)直流信號(hào)Vs為零，但此時(shí)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(hào)Vsigrml 為低，避免了輸出信號(hào)Vsignal出高，產(chǎn)生誤觸發(fā)。在脈沖信號(hào)V—pulse為低后，電 容C上的電壓Vt通過電阻Rl經(jīng)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(jìn)而保持Vd〉Vr。當(dāng)電感電流I放電為零時(shí)，電壓Vt和直流信號(hào) Vs均為零，使輸出信號(hào)Vsignal出高，產(chǎn)生了真實(shí)的過零信號(hào)，并通過驅(qū)動(dòng)脈沖開 通開關(guān)元件Q1或Q2，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)元件Q1或Q2的零電流開通，減少了開關(guān)元件Q1 或Q2的開關(guān)損耗。當(dāng)功率轉(zhuǎn)換電路換向或某些異常工作狀態(tài)時(shí)，降壓電感L2的線圈N2的電壓會(huì)在 瞬間出零，此時(shí)，通過控制電阻R1和電容C的放電時(shí)間，使電壓Vt在短時(shí)間內(nèi)大于 電壓Vr,可有效避免輸出信號(hào)Vsignal的誤觸發(fā)，以確保功率轉(zhuǎn)換電路安全可靠地 工作。圖5所示的檢測(cè)電路很好地解決了圖1的電路中電流取樣復(fù)雜，成本高的缺點(diǎn)， 很好地解決了降壓電感L2中的電流為雙向流動(dòng)時(shí)，電流過零檢測(cè)困難的問題。同時(shí)， 由于本發(fā)明的檢測(cè)電路能使開關(guān)器件Q1和Q2在多種異常狀態(tài)下都能檢測(cè)到高頻電流 I的過零點(diǎn)，因此，能保證整個(gè)電路的可靠工作。前面提供了相對(duì)較佳實(shí)施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用 本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的各種修改對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，可把這里所 述的總的原理應(yīng)用到其他實(shí)施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明將不限于這里所示的 實(shí)施例，而應(yīng)依據(jù)符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。
權(quán)利要求
1、一種利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉(zhuǎn)換電路、電流過零檢測(cè)電路和脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路，所述功率轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換電路的第一輸入端，所述過零檢測(cè)電路從所述功率轉(zhuǎn)換電路的降壓電感上取得電壓信號(hào)，所述電流過零檢測(cè)電路的輸出端連接所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接到所述功率轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述電流過零檢測(cè)電路進(jìn)一步包括串聯(lián)的整流電路和過零檢測(cè)電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零的電路， 其特征在于，所述過零檢測(cè)電路包括一脈沖信號(hào)發(fā)生器，和比較器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出 的脈沖信號(hào)與所述脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的驅(qū)動(dòng)脈沖同相位，該脈沖信號(hào)發(fā)生器串 聯(lián)一第一電阻成為第一支路， 一電容與所述第一支路并聯(lián)，然后與二極管串聯(lián)后連接 到比較器的負(fù)相端；其中，所述整流電路的輸出端通過第二電阻和一穩(wěn)壓二極管串聯(lián)后接地，所述第 二電阻和穩(wěn)壓二極管間的連接點(diǎn)連接到所述比較器的負(fù)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(jù)權(quán)利要求3所述的利用降壓電感的電壓檢測(cè)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(jù)權(quán)利要求3所述的利用降壓電感的電壓檢測(cè)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(fā)明公開了一種利用降壓電感的電壓檢測(cè)降壓電感電流過零的電路，包括直流源、功率轉(zhuǎn)換電路、電流過零檢測(cè)電路和脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括一降壓電感，直流源的輸出端連接功率轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，過零檢測(cè)電路從功率轉(zhuǎn)換電路的降壓電感上取得電壓信號(hào)，電流過零檢測(cè)電路的輸出端連接脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，脈沖調(diào)制及驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接到功率轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中電流取樣復(fù)雜，成本高的缺點(diǎn)，及降壓電感中的電流為雙向流動(dòng)時(shí)，電流過零檢測(cè)困難的問題。同時(shí)，由于本發(fā)明的檢測(cè)電路能使開關(guān)器件在多種異常狀態(tài)下都能檢測(cè)到高頻電流的過零點(diǎn)，因此，能保證整個(gè)電路的可靠工作。
文檔編號(hào)H05B41/292GK101309542SQ200710040819
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者余世偉, 劉東帆, 穗 郭, 溱 高 申請(qǐng)人:環(huán)球邁特照明電子有限公司