用以实现点火脉冲叠加和时序控制的脉冲式点火控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用以实现点火脉冲叠加和时序控制的脉冲式点火控制装置，包括连接在主电路中的全桥变流器（５）以及分别连接在全桥变流器（５）的两个桥臂中点与地之间的两组ＲＣ充放电回路：ＲＣ充放电回路Ⅰ（１）和ＲＣ充放电回路Ⅱ（２），还包括气体放电管（３）以及副边与主电路中的ＨＩＤ灯串联的点火变压器（４）；ＲＣ充放电回路Ⅰ（１）由串联的充电电阻Ｒ↓［１］和电容Ｃ↓［１］组成，ＲＣ充放电回路Ⅱ（２）由串联的充电电阻Ｒ↓［２］和电容Ｃ↓［２］组成；气体放电管（３）与点火变压器（４）的原边以及电容Ｃ↓［１］和电容Ｃ↓［２］组成串联谐振放电回路。本实用新型专利技术的控制装置能同时解决点火脉冲时序控制和有效点火电压叠加的问题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种脉冲式点火控制装置，特别是一种用以实现点火脉冲叠加和时序 控制的脉冲式点火控制装置。
技术介绍
高强度气体放电(HID)灯凭借高光效、长寿命等优势，成为了继白炽灯、荧光灯之 后的第三代照明光源，并且在绿色照明领域中扮演着越来越重要的角色。由于HID灯体 内气压为大气压强的几倍甚至几十倍，要将其点亮，需要几千伏甚至几十千伏的击穿电压。目前针对HID灯的点火电路大多采用脉冲点火和谐振点火两种高压点火方式。谐振 式点火方案在工作时需要分别设置一个点火频率和稳态工作频率，并且在产生高压点火脉 冲时要进行扫频，因此驱动频率控制方案较为复杂。脉冲式点火方案通过引入一个高升压 比的辅助点火变压器来产生足够高的点火脉冲信号以击穿HID灯。但是HID灯在点火击 穿后能否顺利启动，很大程度上还取决于对点火脉冲产生时序的控制，因为在HID灯击 穿后还需要镇流器提供持续稳定的能量来维持灯弧稳定，因此能否将HID灯触发点亮和 能否提供持续稳定的能量都对HID灯的点火启动过程影响很大。对于应用了脉冲式点火 方案的低频电子镇流器，同时还要考虑产生的高压点火脉冲与灯两端低频交流方波电压叠 加有效性的问题，如果高压信号产生于反向方波脉冲发生时，其有效的点火电压只是二者 电压的差值，会影响有效击穿的效率。对于大多数已有的脉冲式点火拓扑，保证一定的脉 冲发生吋序就需要较为复杂的外加电路，如果再将有效点火电压叠加的问题作为考虑因 素，点火控制电路的设计就更为复杂。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种用以实现点火脉冲叠加和时序控制的脉冲 式点火控制装置，采用本技术的控制装置能同时解决点火脉冲时序控制和有效点火电 压叠加的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供一种用以实现点火脉冲叠加和时序控制的脉 冲式点火控制装置，包括连接在主电路中的全桥变流器以及分别连接在全桥变流器的两个桥臂中点与地之间的两组RC充放电回路RC充放电回路I和RC充放电回路II，还包括气 体放电管以及副边与主电路中的HID灯串联的点火变压器；RC充放电回路I由串联的充电电阻&和电容d组成，RC充放电回路II由串联的充电电阻R2和电容C2组成；气体放电 管与点火变压器的原边以及电容Q和电容C2组成串联谐振放电回路。本技术的脉冲式点火控制装置可用于进行简单可控时序的脉冲式点火控制，包括以下步骤1) 、通过RC充放电回路参数的选择以及气体放电管击穿电压的选取来控制高压脉冲产生的时序；第一个脉冲产生时间ri=i 2xC2xln :c ; 第二个点火脉冲产生时间& = i 2 X C2 X ln丄 Krfc ;二 ~c K6o维持灯弧的时间7;。w=ir——j;_r2;其中v。为选取的第三次(以每半个灯电压周期产生两个点火脉冲为例)充电电压最大值，Vde为已知的母线电压，Vb。为选取的气体放电管击穿电压， C = = a 2丄-，其中放电谐振频率/—Jt据灯特性选取；2) 、母线电压通过充电电阻R4向电容d充电，与此同时，电容C2通过充电电阻R2进行放电；3) 、当电容d、 C2端电压差达到气体放电管的击穿电压时，即产生高压脉冲，从而实 现通过硬件参数的选取来控制点火脉冲的时序。本技术的脉冲式点火控制装置还可用于进行点火电压叠加有效性的控制，包括 以下步骤1) 、两组RC充电回路RC充放电回路I和RC充放电回路II分别连接在全桥变流 器两个桥臂的中点；2) 、通过上述RC充放电回路I和RC充放电回路II来识别当前全桥变流器输出电压 的相位；3) 、将点火变压器连接在两组RC充电回路中，以便使得产生的高压点火脉冲跟踪全 桥变流器输出电压的相位。采用本技术的控制装置，可同时实现简单而精确的点火脉冲时序控制和有效点火电压同向叠加；因此本技术具有简单高效的优点。本技术主要的特点是由于高压点火脉冲时序的控制对HID灯的点火及启动过 程影响十分重要，因此大量的脉冲点火拓扑都需要复杂的外加控制电路，或者采用软件来 配合完成，但是这些方法都不具备很好的可移植性。本技术提出并设计了一种简单可 控时序的脉冲点火装置，通过简单的硬件参数设计(RC充放电回路参数R、 C的设计) 和选取来控制点火产生的时序，以达到期望中的脉冲时序，保证HID灯能够完成迅速高 效的点火。本技术的控制装置能使所产生的高压脉冲信号严格跟随逆变级的输出相位，从 而使得高压脉冲信号与HID灯两端的母线电压相位保持一致，始终实现正向叠加，提高 点火脉冲电压负值，提高点火成功率。以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。 附图说明图1是本技术的脉冲式点火控制装置的连接关系示意图； 图2是本技术的实际电路点火脉冲产生原理说明图2中A为前半个周期点火脉冲产生说明图；B为后半个周期点火脉冲产生说明图； 图3是本技术的可控时序全周期同向叠加点火脉冲的仿真说明图； 图4是本技术的全周期同向叠加实际点火脉冲图4中A为前半个周期产生的同向叠加点火脉冲；B为后半个周期产生的同向叠加 点火脉冲。具体实施方式实施例1、 一种HID灯电子镇流器点火电路控制装置(如图1所示)，包括由Qh Q2、 Q3、 Q4组成的全桥变流器5，包括分别连接在全桥变流器5的两个桥臂中点与地之间的两 组RC充放电回路，即RC充放电回路I 1禾口 RC充放电回路II2;还包括与电容d、电容 C2组成放电回路的气体放电管3以及点火变压器4。RC充放电回路I 1由串联的充电电阻Ri和电容d组成，RC充放电回路I12由串联 的充电电阻R2和电容C2组成；气体放电管3与点火变压器4的原边以及电容d和电容 C2组成串联回路，点火变压器4的副边与主电路中的HID灯串联。具体为-桥变流器5由Q^ Q2、 Q3、 Q4组成，Qi与Q4采用相同的控制信号，Q2与Q3釆用与Q!、 Q4互补的控制信号，使得整个全桥的两个桥臂交替工作，使得两个桥臂中点可以得到交流信号；并在信号高低电平转换时留有一段死区时间，防止同一桥臂的两个管子(例如Qb Q3)同时开通，导致输出短路。点火信号没有直接取自母线(DC/DC的输入端)，而是来自全桥电路的一个中点，这 样，只有当Qh Q4开通时(如图2中的A)，母线才会通过充电电阻Ri对电容d充电，电容C2通过充电电阻R2放电，只要适当的设置充电电阻R卜R2以及电容d、 C2值，使得产生脉冲的时间小于逆变级工作周期的二分之一，就可以保证在Q卜Q4关断之前产生 点火脉冲，避免点火脉冲落在死区时间内。当Q2、 Q3开通时(如图2中的B)，直流母线 会通过充电电阻R2对电容C2充电，而电容d通过充电电阻R!放电。通过合理的参数选 择，可以对点火脉冲进行精确的定位，有助于灯弧的稳定和灯电极尽快达到热电子发射状 态。设置合理参数的具体内容如下1、设母线电压为Vdc (由DC/DC输出电压决定)，气体放电管3击穿电压为Vb。(由所选器件特性决定)，则可以根据逆变级正常工作频率fbc/AC来设置产生点火脉冲时间，即RC电路充电时间为r二^xqxln ^^「，考虑到点火脉冲宽度要有一定的宽度tpuke，由、- L」于d、 c2、 Li谐振放电回路的谐振频率y—本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以实现点火脉冲叠加和时序控制的脉冲式点火控制装置，其特征是：包括连接在主电路中的全桥变流器（５）以及分别连接在全桥变流器（５）的两个桥臂中点与地之间的两组ＲＣ充放电回路：ＲＣ充放电回路Ⅰ（１）和ＲＣ充放电回路Ⅱ（２），还包括气体放电管（３）以及副边与主电路中的ＨＩＤ灯串联的点火变压器（４）；所述ＲＣ充放电回路Ⅰ（１）由串联的充电电阻Ｒ↓［１］和电容Ｃ↓［１］组成，所述ＲＣ充放电回路Ⅱ（２）由串联的充电电阻Ｒ↓［２］和电容Ｃ↓［２］组成；气体放电管（３）与点火变压器（４）的原边以及电容Ｃ↓［１］和电容Ｃ↓［２］组成串联谐振放电回路。

【技术特征摘要】
1、一种用以实现点火脉冲叠加和时序控制的脉冲式点火控制装置，其特征是包括连接在主电路中的全桥变流器(5)以及分别连接在全桥变流器(5)的两个桥臂中点与地之间的两组RC充放电回路RC充放电回路I(1)和RC充放电回路II(2)，还包括气体放电管(3)以及副...

【专利技术属性】
技术研发人员：马重光，陈敏，钱照明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]