输出检测保护电路及HID灯用交流电子镇流器的制作方法

文档编号:14478490
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及电子镇流器技术领域,尤其涉及一种输出检测保护电路及HID灯用交流电子镇流器。



背景技术:

因HID灯的负载的特殊性,输出到负载的一般为高频交流电压,点火阶段输出高达3KV以上的点火电压,正常工作阶段电压最高到350VAC,根据使用环境不一样,输出线有0.5-15米不等,输出一般为三芯线,其中两根HV,LV为输出线接负载,一根为PE接地线方便客户使用时灯具接地。

经长期的使用跟踪发现,带延长线的产品故障率比一体式灯具高,灯泡老化后故障率较新灯泡明显提高,此类的故障率现象非常集中,因此分析失效原因和提出解决方案势在必行。

根据上述情况分析,第一类为输出点火电压较高造成绝缘击穿,导致插头或灯具端子打火,线皮破损对地漏电导致电子镇流器损坏。第二类是输出线对地短路引起,当输出线LV的与外部的保护接地导通时损坏电阻RS和MOS,另一种现象HV和LV任意一根输出线绝缘不好对地漏电时,造成L1和L2、L3的电流差异,引起内部线圈不平衡发热损坏。第三类是输出线电容本身的问题,在高频下线间电容有漏电,导致漏电而不能正常点燃灯泡。第四类为输出灯泡老化后,产生像二极管类似的整流效应,因为其电流的单向性,导致磁芯不能磁复位而饱和,最终导致器件损坏。

因此,针对上述故障问题进行的检测,本实用新型提出进一步的解决方案。



技术实现要素:

本实用新型旨在提供一种输出检测保护电路及HID灯用交流电子镇流器,以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:

一种输出检测保护电路,其用于HID灯用交流电子镇流器的输出检测,所述输出检测保护电路包括:防短路模块、输出电流信号检测模块、漏电流检测模块、故障报警模块以及MCU芯片;

所述防短路模块、输出电流信号检测模块、漏电流检测模块设置于保护电路的输出回路中,所述防短路模块与所述输出电流信号检测模块电连接,所述输出电流信号检测模块与所述漏电流检测模块电连接,所述输出电流信号检测模块和漏电流检测模块的输出端分别与所述MCU芯片电连接,所述故障报警模块与所述MCU芯片电连接。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,所述防短路模块包括第一电容,所述第一电容连接于接地端和输出回路的输出线之间。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,所述输出电流信号检测模块包括电流互感器、第一整流桥、第一电阻、第二电容,所述电流互感器的输出端与所述第一整流桥电连接,所述第一电阻和第二电容分别跨接于所述第一整流桥的两端。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,自所述输出电流信号检测模块输出的一路信号经第二电阻与所述MCU芯片电连接,自所述输出电流信号检测模块输出的另一路信号经第三电阻和第三电容与所述MCU芯片电连接。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,所述漏电流检测模块包括漏电流检测变压器和第二整流桥,所述漏电流检测变压器的输出端与所述第二整流桥电连接。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,自所述漏电流检测模块输出的信号经第四电阻、第五电阻以及第四电容与所述MCU芯片电连接。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,所述故障报警模块包括发光二极管,所述发光二极管经第六电阻与所述MCU芯片电连接。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,所述MCU芯片的型号为PIC16F1716-I/SS。

作为本实用新型的输出检测保护电路的改进,所述输出检测保护电路还包括半桥开关,所述半桥开关由所述MCU芯片进行控制驱动。

为解决上述技术问题,本实用新型的另一技术方案是:

一种HID灯用交流电子镇流器,其包括如上所述的输出检测保护电路。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型的输出检测保护电路能够实现电子镇流器的输出监控、检测输出漏电、对地短路保护以及整流效应保护。通过检测电流相位和幅值,判断负载整流效应发生,当灯泡出现单向导通导致的输出正负半周不对称时实现保护,通过漏电流检测回路实现输出线路异常的保护,实现产品可靠保护,减少漏电引起的安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的输出检测保护电路一具体实施方式的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,本实用新型的输出检测保护电路用于HID灯用交流电子镇流器的输出检测,具体地,所述输出检测保护电路包括:防短路模块、输出电流信号检测模块、漏电流检测模块、故障报警模块以及MCU芯片。

所述防短路模块与所述输出电流信号检测模块和漏电流检测模块一同设置于保护电路的输出回路中。其中,所述防短路模块与所述输出电流信号检测模块电连接,其用于防止短路时电流过大直通损坏。具体地,所述防短路模块包括第一电容C1,所述第一电容C1连接于接地端和输出回路的输出线之间。优选地,所述第一电容C1为谐振电容。从而,当短路发生时,谐振电容可限制电流在安全值,在HV线对地短路时因串联线圈的高频阻抗特性,其短路电流被控制在安全值,不会损坏MOS管。

所述输出电流信号检测模块用于检测整流效应和电流值,其与所述漏电流检测模块电连接,同时,所述输出电流信号检测模块的输出端还与所述MCU芯片U1电连接。具体地,所述输出电流信号检测模块包括电流互感器L1、第一整流桥BR1、第一电阻R1、第二电容C2,所述电流互感器L1的输出端与所述第一整流桥BR1电连接,所述第一电阻R1和第二电容C1分别跨接于所述第一整流桥BR1的两端。

由于电子镇流器使用的都是非隔离的结构,输出线率LV与内部电解电容的负极DC-连接,输入交流通过桥堆整流后的负极与电解DC-相连,电解负极与保护地线间有较高的电压,为半个周期的正弦波,其中非隔离的电解电容的负极为“热地”,热地人手不能触摸,对地短路时会烧毁保险和回路中的器件。

因此,基于上述电子镇流器的特性,所述输出电流信号检测模块工作时,电流互感器L1检测输出的电流信号,正负半周通过桥式整流后得到2倍的输出频率的脉动波,通过脉动波的幅值进行对比判断正负半周的电流是否正常,通过MCU芯片U1的检测脚检测零点计算频率和相位,当负载出现异常时,相位发生变化,MCU芯片U1设置判断工作条件,有效的检测负载异常。

为了实现判断正负半周的电流是否正常,自所述输出电流信号检测模块输出的一路信号经第二电阻R2与所述MCU芯片U1电连接。从而,所述MCU芯片U1通过脉动波的幅值进行对比判断正负半周的电流是否正常,通过ZCD检测零点计算频率和相位差。为了实现判断判断负载的开路、短路,自所述输出电流信号检测模块输出的另一路信号经第三电阻R3和第三电容C3与所述MCU芯片U1电连接。所述MCU芯片U1对经过第三电阻R3和第三电容C3滤波得到电流有效值信号,判断负载的开路和短路。

所述漏电流检测模块用于用于检测漏电流。具体地,所述漏电流检测模块包括漏电流检测变压器L2和第二整流桥BR2,所述漏电流检测变压器的输出端与所述第二整流桥BR2电连接,同时,所述漏电流检测变压器L2和第二整流桥BR2之间还跨接有第七电阻R7。进一步地,自所述漏电流检测模块输出的信号经第四电阻R4、第五电阻R5以及第四电容C4与所述MCU芯片U1电连接。

从而,漏电流检测模块工作时,由于流过HV、LV的电流为交流,在没有漏电时呈现平衡状态,当漏电流产生时漏电流检测变压器L2感应出电流,电流通过第七电阻R7产生电压,电压经第二整流桥BR2后,连接第四电阻R4、第五电阻R5以及第四电容C4分压后送入MCU芯片U1检测。当任意一根输出线对外壳短路,对保护接地线短路,任意一根输出线对地漏电时,漏电流检测变压器L2会产生检测信号,通过MCU芯片U1的阈值进行合理的保护,关闭输出保护谐振回路安全。

所述故障报警模块用于在发生漏电故障时进行闪烁。具体地,所述故障报警模块包括发光二极管LED1,所述发光二极管LED1经第六电阻R6与所述MCU芯片U1电连接。从而,当发生漏电时,发光二极管指示为闪烁状态,可设定闪烁的次数所代表的含义,用户可以对闪烁的次数进行解读,以方便指导用户检修,防止触电。

所述MCU芯片U1具有与所述防短路模块、输出电流信号检测模块、漏电流检测模块、故障报警模块相连接的引脚,以实现对接收的反馈进行进行计算,并发出控制指令,实现电路的保护。优选地,所述MCU芯片的型号为PIC16F1716-I/SS。此外,所述输出检测保护电路还包括半桥开关,所述半桥开关由所述MCU芯片进行控制驱动。

基于如上所述的输出检测保护电路,本实用新型还提供一种HID灯用交流电子镇流器,其包括如上所述的输出检测保护电路。

综上所述,本实用新型的输出检测保护电路能够实现电子镇流器的输出监控、检测输出漏电、对地短路保护以及整流效应保护。通过检测电流相位和幅值,判断负载整流效应发生,当灯泡出现单向导通导致的输出正负半周不对称时实现保护,通过漏电流检测回路实现输出线路异常的保护,实现产品可靠保护,减少漏电引起的安全事故。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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