CN101742802A - 高强度放电灯的控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度放电灯的控制方法、装置及系统。其中，该方法包括：CPU单元获取来自反馈单元的关于高强度放电灯的反馈电压；CPU单元判断反馈电压是否大于第一电压门限值；在反馈电压小于等于第一电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒流输出控制；在反馈电压大于第一电压门限值的情况下，CPU单元判断反馈电压是否大于第二电压门限值；在反馈电压小于等于第二电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒功率输出控制。通过本发明，能够缩短高强度放电灯达到标准规定亮度的时间，减少损耗，提高高强度放电灯的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度放电灯的控制方法、装置及系统。
背景技术
高强度放电灯(High Intensity Discharge，简称为HID)，也称高亮度放电灯或高压气体放电灯。目前常见的HID灯主要有三种，即汞(蒸气)灯、钠灯和金属卤化物灯，其中钠灯又分低压钠灯(LowPressure Sodium，简称为LPS)和高压钠灯(High Pressure Sodium，简称为HPS)。目前汽车上多用金属卤化物并充入氙气的高强度气体放电灯。这种含有氙气的新型汽车照明前大灯，又称高强度放电灯或气体放电式汽车氙气照明大灯系统(中文简称：氙气灯)。氙气灯亮度大，发出的亮色调与太阳光比较接近，消耗功率低，可靠性高，不受车上电压波动影响，大幅度提高了夜间行车的可视度。目前，只有新款高档车才配置使用了这种新型前大灯。这种灯采用高科技将氙气灌入石英管内，再透过精密的高压包将12V电瞬间提高至23000V，通过高压电激发管内的氙气，在两极间产生一束超强的高色温电弧光。使发光效率和亮度提高3倍，寿命使用提高了10倍，与汽车使用寿命差不多。HID灯被誉为二十一世纪革命性汽车照明产品，HID氙气灯取代传统卤素灯将是汽车乃至照明领域发展的大势所趋。
现有的汽车HID氙气灯控制系统，在不同电压下氙气灯的稳定点火、功率控制，冷热灯的处理上不尽如意。同时存在以下问题：损耗和发热较大，效率较低；不同电压下适应性较差；针对不同灯适应性较差。
针对相关技术中高强度放电灯的稳定性比较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对高强度放电灯的稳定性比较差的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种高强度放电灯的控制方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高强度放电灯的控制方法。
根据本发明的高强度放电灯的控制方法包括：CPU单元获取来自反馈单元的关于高强度放电灯的反馈电压；CPU单元判断反馈电压是否大于第一电压门限值；在反馈电压小于等于第一电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒流输出控制；在反馈电压大于第一电压门限值的情况下，CPU单元判断反馈电压是否大于第二电压门限值；在反馈电压小于等于第二电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒功率输出控制。
优选地，在反馈电压大于第二电压门限值的情况下，方法还包括：CPU单元在恒功率输出控制结束之后开始计时；CPU单元判断计时的时间是否到达预设时间；在计时的时间到达预设时间的情况下，CPU单元进行临界模式控制；在计时的时间未到达预设时间的情况下，CPU单元进行变频控制。
优选地，CPU单元进行临界模式控制包括：CPU单元根据反馈单元中的电流反馈和/或电压反馈的反馈参数的不同来对MOS驱动器的栅极驱动的占空比或频率进行调整。
优选地，在CPU单元进行恒功率输出控制之后，方法还包括：CPU单元判断高强度放电灯的输入和/或输出是否存在故障；在高强度放电灯的输入和/或输出存在故障的情况下，则CPU单元对故障进行相应的处理；在高强度放电灯的输入和/或输出不存在故障的情况下，则CPU单元继续进行恒功率输出控制。
在CPU单元对高强度放电灯进行恒流输出控制包括：CPU单元获取来自反馈单元的反馈电流；CPU单元根据反馈电流和参考电流来得到电流误差；CPU单元根据电流误差来调整升压单元的电流。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高强度放电灯的控制装置。
根据本发明的高强度放电灯的控制装置包括：获取模块，用于获取来自反馈单元的关于高强度放电灯的反馈电压；第一判断模块，用于判断反馈电压是否大于第一电压门限值；第一控制模块，用于在反馈电压小于等于第一电压门限值的情况下，对高强度放电灯进行恒流输出控制；第二判断模块，用于判断反馈电压是否大于第二电压门限值；第二控制模块，用于在反馈电压小于等于第二电压门限值的情况下，对高强度放电灯进行恒功率输出控制。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高强度放电灯的控制系统。
根据本发明的高强度放电灯的控制系统包括：电源单元，提供电源；高压点火单元，与高强度放电灯和电源单元电连接，为高强度放电灯点火提供电压；升压单元，与电源单元和高压点火单元相连接，对电源单元提供的电压进行升压处理，并将升压后的电压提供给高压点火单元；反馈单元，与升压单元连接，提供与升压单元相关的电压反馈和/或电流反馈；CPU单元，，与升压单元和反馈单元连接，用于执行权利要求1-5中任一项的方法，根据反馈单元提供的电压反馈和/或电流反馈来控制升压单元。
优选地，反馈单元还包括调理电路，其中，调理电路包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第一电容器，其中，第一运算放大器的第一输入端连接至电源，第一运算放大器的第二输入端经由第一电阻接地，第一电容器和第二电阻并联于第一运算放大器的输出端和第一输入端之间。
优选地，升压单元包括驱动及锁止电路，在输出电压超过预定门限值时，对输出电压进行锁止，其中，驱动及锁止电路包括：处理模块、MOS驱动单元、比较单元、驱动三极管，其中，比较单元的一个输入端经由第三电阻连接至升压单元，另一个输入端经由第四电阻连接至电源单元，输出端连接至驱动三极管；驱动三极管的一个输出端连接至MOS驱动单元，并通过第五电阻与处理模块相连接。
优选地，电源单元包括滤波电路，对电源单元提供的电源进行滤波处理，其中，滤波电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、布线电感，其中，第一电容和布线电感串联构成LC滤波器；第二电容、第三电容与第二电感器构成∏型滤波器。
通过本发明的高强度放电灯的控制方法包括：CPU单元获取来自反馈单元的关于高强度放电灯的反馈电压；CPU单元判断反馈电压是否大于第一电压门限值；在反馈电压小于等于第一电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒流输出控制；在反馈电压大于第一电压门限值的情况下，CPU单元判断反馈电压是否大于第二电压门限值；在反馈电压小于等于第二电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒功率输出控制。通过本发明，解决了难以对电流反馈和电压反馈进行检测的问题，进而达到了提高高强度放电灯稳定性的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的高强度放电灯的控制系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的高强度放电灯的控制方法的流程图；
图3是根据本发明实施例优选的高强度放电灯控制方法的流程图；
图4是根据本发明实施例优选的高强度放电灯控制方法的流程图；
图5是根据本发明实施例优选的高强度放电灯的控制系统的示意图；
图6是根据本发明实施例的高强度放电灯控制系统的电结构示意图；
图7是根据本发明实施例的驱动及锁止电路的结构示意图；
图8是根据本发明实施例的滤波电路的示意图；
图9是根据本发明实施例优选的电压调理电路的示意图；
图10是根据本发明实施例优选的电流调理电路的示意图；
图11是根据本发明实施例的高强度放电灯的控制装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明的实施例，提供了一种高强度放电灯的控制系统。
图1是根据本发明实施例的高强度放电灯的控制系统的结构示意图。
如图1所示，该高强度放电灯的控制系统包括：CPU单元1、升压单元4、全桥驱动输出单元5、灯火单元7。其中，该控制系统包含智能控制和临界模式控制模式。
如图1所示智能控制控制框图，该控制系统监测ilamp和vlamp的值，将反馈环节检测的ilamp和vlamp的值进行乘法运算，得出系统输出的功率plamp，功率参考pref与系统输出功率plamp相减得到功率误差perr，功率误差经调节器Gc(s)调节并结合控制算法后对脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，简称为PWM)单元输出进行调节，实现系统控制输出。其中，脉冲宽度调制PWM是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
智能控制算法可以反馈升压单元4中的电压反馈和电流反馈，由于反馈参数不同，故冷热灯点火后的电压和电流反馈特征不同，即ilamp和vlamp特征不同，监测电压调理电路输出和电流调理电路输出，就可以区分冷热灯并结合不同的控制算法进行控制。
变频及临界模式控制，即根据所反馈的升压单元4中的电压反馈和电流反馈的反馈参数不同，以及氙气灯控制系统的状态，对MOS驱动的栅极驱动的占空比或者频率进行实时调整，以满足氙气灯控制系统正常启动和稳态工作所需的工作电压和工作电流。
优选地，该控制系统包含智能控制和临界模式控制模式，智能控制包含CPU单元1、电源单元2、反馈单元3、升压单元4以及全桥驱动输出单元5，电源单元2产生CPU单元1和全桥驱动输出单元5的供电电源，升压单元4产生驱动高压点火单元6和全桥驱动输出单元5的输入电压，全桥驱动输出单元5的输出用来驱动灯驱动单元7。反馈单元3反馈系统输入电压、输出电压、输出电流，CPU单元包括一CPU或者DSP单片机，CPU单元根据反馈单元3的反馈调整智能控制算法，输出控制升压单元4以及全桥驱动输出单元5。
其中，CPU单元1根据电压调理电路和电流调理电路提供的电压和电流反馈，进行算法运算，电流环、电压环和功率控制，并驱动升压单元4，产生全桥输出单元5和高压点火单元6之所需电压，电压和电流调理电路经CPU单元1运算后还可以实现故障诊断及保护，故障诊断及保护包括输入过压、输入欠压，当电压反馈单元、电流反馈单元的反馈出现异常时，可以通过CPU进行判断输入过压、输入欠压，过流或者灯开路，并关断输出或者改变控制算法进行保护。
优选地，汽车氙气灯控制系统可以对新旧灯以及不同灯进行优化控制，具体实现为，新旧灯以及不同的灯，点火后以及灯预热过程中的电压调理电路和电流调理电路输出的电压、电流不同，针对不同的电压电流曲线，控制系统采用不同的控制算法控制，实现了不同灯及新旧灯的适应性控制。
优选地，汽车氙气灯控制系统具有不同电压下启动和再点火的电压适应性，调理电路单元15除电压反馈和电流反馈，还调理输入电压信号，根据不同的电源电压，通过优化控制策略，设置不同的启动参数和再点火参数，实现不同电压下的适应性，减少了损耗和发热量，提高了可靠性。
根据本发明实施例，提供了一种高强度放电灯的控制方法。
图2是根据本发明实施例的高强度放电灯的控制方法的流程图。
如图2所示，该方法包括如下步骤S202至步骤S210：
步骤S202，CPU单元获取来自反馈单元的关于高强度放电灯的反馈电压；
步骤S204，CPU单元判断反馈电压是否大于第一电压门限值；
步骤S206，在反馈电压小于等于第一电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒流输出控制；
步骤S208，在反馈电压大于第一电压门限值的情况下，CPU单元判断反馈电压是否大于第二电压门限值；
步骤S210，在反馈电压小于等于第二电压门限值的情况下，CPU单元对高强度放电灯进行恒功率输出控制。
其中，在反馈电压大于第二电压门限值的情况下，上述方法还可以包括：CPU单元在恒功率输出控制结束之后开始计时；CPU单元判断计时的时间是否到达预设时间；在计时的时间到达预设时间的情况下，CPU单元进行临界模式控制；在计时的时间未到达预设时间的情况下，CPU单元进行变频控制。
其中，CPU单元进行临界模式控制还可以包括：CPU单元根据反馈单元中的电流反馈和/或电压反馈的反馈参数的不同来对MOS驱动器的栅极驱动的占空比或频率进行调整。
其中，在CPU单元进行恒功率输出控制之后，上述方法还可以包括：CPU单元判断高强度放电灯的输入和/或输出是否存在故障；在高强度放电灯的输入和/或输出存在故障的情况下，则CPU单元对故障进行相应的处理；在高强度放电灯的输入和/或输出不存在故障的情况下，则CPU单元继续进行恒功率输出控制。
其中，在CPU单元对高强度放电灯进行恒流输出控制还可以包括：CPU单元获取来自反馈单元的反馈电流；CPU单元根据反馈电流和参考电流来得到电流误差；CPU单元根据电流误差来调整升压单元的电流。
图3是根据本发明实施例优选的高强度放电灯控制方法的流程图。
如图3所示，该优选的高强度放电灯控制方法包括如下步骤：
步骤S301，初始化。优选地，点灯时首先进行系统初始化。
步骤S302，自举电容充电，固定频率输出。优选地，系统根据固定频率固定占空比进行输出。
步骤S303，固定400V输出调整。优选地，电压环控制输出为固定400V。
步骤S304，根据检测结果判断是否点火。点火成功转入步骤SS305，否则，转入步骤S303。
步骤S305，开始过渡及烧灯过程。
步骤S306，将灯电压与阀值电压进行比较，判断V＞Value1是否成立，当灯电压小于等于阀值Value1时，转入步骤S307，否则进入第二判定阀值的过程2，详细见图4。
步骤S307，恒流输出控制。当灯电压达到阀值Value1时，进入恒流驱动过程，通过电流闭环实现。
其中，当氙气灯控制系统启动时，以一定频率和占空比启动，当氙气灯控制系统启动后，通过变频实现功率调整，使氙气灯控制系统输出功率按照既定的功率曲线变化。
在本发明中，如图3所示控制流程，CPU控制包括电流控制反馈回路和反馈功率控制回路，如果电流处于预置阀值最大级别，则电流控制回路控制氙气灯的功率；若电流值低于预置阀值最大级别，功率控制回路控制氙气灯的功率。
图4是根据本发明实施例优选的高强度放电灯控制方法的流程图
如图4所示，该优选的高强度放电灯控制方法包括如下步骤：
步骤S401，当灯电压小于等于第一阀值Value1时，将灯电压与阀值电压Value2进行比较，判断V＞Value2是否成立，当灯电压V大于等于Value2，转入步骤S403，否则，转入步骤S402。
步骤S402，进入恒功率过程。
步骤S403，判断计时时间是否达到预设时间，即判断此时是否为定时时间。如果达到预设时间，进入步骤S405，否则，转入步骤404。
步骤S404，变频控制及降功率过程
步骤S405，恒功率过程及临界模式控制
步骤S406，判断此时是否出现故障，如果出现故障，进入步骤S407，否则，转入步骤S405。
步骤S407，故障处理
其中，在反馈电压大于第二电压门限值的情况下，上述方法还可以包括：CPU单元在恒功率输出控制结束之后开始计时；CPU单元判断计时的时间是否到达预设时间；在计时的时间到达预设时间的情况下，CPU单元进行临界模式控制；在计时的时间未到达预设时间的情况下，CPU单元进行变频控制。
优选地，当氙气灯控制系统稳定后，根据图4流程，通过实时微调MOS驱动的栅极驱动的占空比或者频率，使氙气灯控制系统工作在临界模式。临界模式通过间接检测升压单元变压器副边电流来实现，当检测到副边电流电流为零时，使MOS驱动的栅极驱动为高，即开关工作在临界模式下。
图5是根据本发明实施例优选的高强度放电灯的控制系统的示意图。
如图5所示，该高强度放电灯控制系统包括：CPU单元1、电源单元2、高压点火单元6、升压单元4、反馈单元3、全桥输出单元5和灯单元7。
其中，电源单元1，提供电源；高压点火单元6，与高强度放电灯和电源单元1电连接，为高强度放电灯点火提供电压；升压单元4，与电源单元和高压点火单元相连接，对电源单元1提供的电压进行升压处理，并将升压后的电压提供给高压点火单元6；反馈单元3，与升压单元4连接，提供与升压单元4相关的电压反馈和/或电流反馈；CPU单元，与升压单元4和反馈单元3连接，根据反馈单元3提供的电压反馈和/或电流反馈来控制升压单元4。
电源单元2提供电源；高压点火单元6与高强度放电灯和电源单元2电连接，为高强度放电灯点火提供电压；升压单元4与电源单元2和高压点火单元6相连接，对电源单元2提供的电压进行升压处理，并将升压后的电压提供给高压点火单元6；反馈单元3，与升压单元连接，提供与升压单元相关的电压反馈和/或电流反馈；其中，反馈单元3还包括调理电路15，对电压反馈和/或电流反馈进行调理。
CPU单元1包括单片机数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称为DSP)及外围电路、下载电路；电源电源2包括电源滤波电路，单片机的电源及MOS驱动电源；反馈单元3包括电压反馈和电流反馈；升压单元4包括变压器、MOS及驱动电路；全桥输出单元5包括全桥驱动芯片及保护电路；高压点火单元6包括高压输出电路及充电限流电阻；灯单元7包括氙气灯、屏蔽线缆、高压包。
其中，电源单元2提供单片机的电源及MOS驱动电源，CPU单元1根据反馈单元3提供的电压和电流反馈，控制及驱动升压单元4，产生全桥输出单元5和高压点火单元6之所需电压，全桥输出单元5和高压点火单元6驱动灯单元7，实现氙气灯的点火、再起动以及稳定运行。
上述高强度放电灯控制系统包含智能控制和临界模式控制模式，其中，智能控制包含CPU单元1、电源单元2、反馈单元3、升压单元4以及全桥驱动输出单元5，电源单元2产生CPU单元1和全桥驱动输出单元5的供电电源，升压单元4产生驱动高压点火单元6和全桥驱动输出单元5的输入电压，全桥驱动输出单元5的输出用来驱动灯驱动单元7。反馈单元3反馈系统输入电压、输出电压、输出电流，CPU单元包括CPU或者DSP单片机，CPU单元根据反馈单元3的反馈调整智能控制算法，输出控制升压单元4以及全桥驱动输出单元5，CPU控制包括电流控制反馈回路和反馈功率控制回路，如果电流处于预置阀值最大级别，则电流控制回路控制氙气灯的功率；若电流值低于预置阀值最大级别，功率控制回路控制氙气灯的功率。智能控制控制算法可以反馈单元3的反馈参数不同，区分冷热灯并结合不同的控制算法进行控制。
上述智能控制还包含变频控制和临界导通模式控制，若电流值低于预置阀值最大级别，功率控制回路控制氙气灯的功率，变频控制根据反馈单元3的反馈，通过算法得出不同的控制频率和其它参数，通过功率控制回路控制氙气灯的功率，临界导通模式控制实现软开关控制，根据反馈单元3的反馈，智能控制得到MOS导通和关断时机，结合变频控制，实现临界导通模式控制。
本系统包括电子控制单元(Electronic Control Unit，简称为ECU)控制器、连接ECU和氙气灯的连接线、氙气灯以及高压点火电压产生单元。其中，ECU控制器包括直流(Driect Current简称为DC)升压单元和输入输出反馈单元以及中央处理器单元(CenterProcessor Unit，简称为CPU)控制及将DC升压转换为能够驱动高强度放电灯的交流(Alternate Current，简称为AC)电压的全桥开关单元，DC升压单元可由变压器副边或者倍压电路产生一次升压，再由二级变压器产生点火电压。输入输出反馈单元包括输出电压反馈，输出电流反馈，输入电压反馈；CPU控制及其它单元还包括反激电压输出锁止及保护单元。
在本发明中，ECU控制器实现了HID的智能控制和反激变换器的临界控制；输入输出反馈单元和CPU控制实现了氙气灯的点火、烧灯以及恒功率控制；CPU控制采用变频变占空比控制使损耗减少，发热降低，电磁干扰(Electro Magnetic Interference，简称为EMI)降低，同时减少EMI元件数量。
在本发明中，CPU控制可以区分冷热灯并结合不同的控制算法进行控制，反馈单元3检测输出电压，并根据灯点火后冷热灯不同的电压、电流等特性来区分冷热灯，结合灯启动电压、启动电流的特性，优化启动时序，并采用不同的控制策略进行控制，以适应冷热灯的启动、再点火，实现冷热灯控制。ECU控制器具有点火模式，预热烧灯模式和稳定运行模式。其控制器进一步包括预热模式，故障保护模式，热灯再点火模式，高压氙气灯被用于汽车。
在本发明中，CPU控制包括电流控制反馈回路和反馈功率控制回路，反馈功率控制回路由电流反馈回路和电压反馈回路经CPU进行运算后得出，如果电流处于预置阀值最大级别，则电流控制回路控制氙气灯的功率；若电流值低于预置阀值最大级别，功率控制回路控制氙气灯的功率。其中，故障保护包括输入过压、输入欠压、氙气灯的连接线及氙气灯开路或者短路，当电压反馈单元、电流反馈单元的反馈出现异常时，可以通过CPU进行判断输入过压、输入欠压，过流或者灯开路，并关断输出或者改变控制算法进行保护。
在本发明中，本发明对新旧灯以及不同灯进行优化控制，具体实现为，新旧灯以及不同的灯，点火后以及灯预热过程中的电压、电流不同，针对不同的电压电流曲线，控制系统采用不同的控制算法控制，实现了不同灯及新旧灯的适应性控制。
下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。
图6是根据本发明实施例的高强度放电灯控制系统的电结构示意图。
如图6所示，滤波电路10包括电感、电容；MOS驱动及锁止电路11包括MOS驱动芯片、驱动限流电阻和锁止保护电路；CPU单元12包括DSP芯片及外围电路；倍压电路13包括高电压产生电路及点火限流电阻；电结构图还包括变压器单元14，调理电路15包括输入电压采集电路、输出电压及电流采集电路以及运算放大器调理电路；桥驱动单元16包括全桥驱动芯片及外围电路。
优选地，调理电路15包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第一电容器，其中，第一运算放大器的第一输入端连接至电源，第一运算放大器的第二输入端经由第一电阻接地，第一电容器和第二电阻并联于第一运算放大器的输出端和第一输入端之间。
如图5和图6所示，其中，升压单元4包括驱动及锁止电路11、倍压电路13以及变压器及低端MOS单元14，驱动及锁止电路11驱动低端MOS，经变压器产生升压电压；虚线框内为反馈单元3，分别为输入电压、输出电压、输出电流的反馈，反馈是通过电阻上的电压分压得到，这些电压经过调理电路调理，由CPU单元1的DSP采集后进行算法处理；升压单元4包括倍压电路13和单元14以及MOS管和MOS管驱动锁止电路；高压点火单元6由倍压产生单元13以及变压器单元14的电压输出一起构成。
本发明具有不同电压下启动和再点火的电压适应性，调理电路单元15除电压反馈和电流反馈，还调理输入电压信号，根据不同的电源电压，通过优化控制策略，设置不同的启动参数和再点火参数，实现不同电压下的适应性，减少了损耗和发热量，提高了可靠性。
图7是根据本发明实施例的驱动及锁止电路的结构示意图。
如图7所示，驱动及锁止电路11中的驱动单元驱动MOS单元，锁止电路包含电压反馈21，电压反馈和参考电压22比较，经比较单元18比较后，驱动20单元Q100，MOS驱动单元19由CPU单元17的IO经过电阻R200驱动，当输出电压DC_OUT小于设定值时，比价器单元18输出为低，Q100截止，MOS驱动电路由CPU驱动，当输出电压DC_OUT大于设定值时，比较器单元18输出为高，Q100导通，禁止CPU单元对MOS驱动单元的驱动输出，实现电压锁止功能。
其中，上述驱动及锁止电路包括：处理模块；MOS驱动单元；比较单元；驱动三极管，其中，比较单元的一个输入端经由第三电阻连接至升压单元，另一个输入端经由第四电阻连接至电源单元，输出端连接至驱动三极管；驱动三极管的一个输出端连接至MOS驱动单元，并通过第五电阻与处理模块相连接。
图8是根据本发明实施例的滤波电路的示意图。
如图8所示，电源滤波结构图包括布线电感及电容C100构成的陷波滤波器，陷波滤波器由电感和电容组成LC滤波器，电感利用PCB走线等效形成电感，和电容C100构成滤波器，在特定频率下形成谐振，外部电源输入经陷波滤波器后，外部电源干扰在谐振频率附近的干扰，会被陷波滤波器衰减，实现对外部电源特定频率干扰滤波；MOS开关单元24在开关频率附近形成对外部电源干扰，经陷波滤波器后，MOS开关对外部电源干扰在开关频率附近的干扰，会被陷波滤波器衰减，实现对MOS开关特定频率干扰滤波，即实现对控制器开关频率附近的陷波滤波，减小控制器对外部的辐射干扰。电源滤波还包括电感L100和电容C200、C300，其中，电感L100和电容C200、C300，构成∏型滤波器，∏型滤波器为低通滤波器，外部电源输入经∏型滤波器后，外部电源干扰在低通频率以上的干扰，会被∏型滤波器衰减，实现对外部电源特定频率以上干扰滤波；控制器单元形成的对外部电源干扰，经∏型滤波器后，控制器单元形成的对外部电源干扰在低通频率以上的干扰，会被∏型滤波器衰减，实现控制器单元形成的对外部电源干扰在低通频率以上的干扰滤波，减小控制器对外部的辐射干扰，实现对电源线上的滤波，进一步减少传导干扰。
上述滤波电路可以包括：第一电容、第二电容、第三电容、布线电感，其中，第一电容和布线电感串联构成LC滤波器；第二电容、第三电容与第二电感器构成∏型滤波器。
优选地，∏型滤波器为低通滤波器。
图9是根据本发明实施例优选的电压调理电路的示意图。
如图9所示，根据本实施例的调理电路包括：第四电阻、第五电阻、第一运算放大器、第一电容器，其中，第一运算放大器的第一输入端连接至电源，第一运算放大器的第二输入端经由第四电阻接地，第一电容器和第五电阻并联于第一运算放大器的输出端和第一输入端之间。
输入电压和输出电压的调理电路都可以如图6所示，不同的是输入电压调理电路没有图中捕获输入以及所连接的二极管。
输入电压和输出电压经过电阻R100、R101分压后，产生图中电压采集，电压采集经电阻R102、R103、电容C102以及运算放大器U100进行调理，产生图中所示的电压采样调理输出，该电压采样调理输出经CPU单元采集后参与控制算法运算。
电压采样调理输出经二极管D100后产生电压采样捕获输入，电压采样捕获输经CPU单元捕获后，可以进行状态变化，参与控制算法运算。
图10是根据本发明实施例优选的电流调理电路的示意图。
如图10所示，根据本发明实施例的电流调理电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二运算放大器、第二电容器和电感，其中，电感的一个输入端经由第八电阻接地，另一端经由第二电容器接地且经由第九电阻连接至第二运算放大器的第一输入端；第二运算放大器的第二输入端经由第十一电阻接地；第十电阻并联于第二运算放大器的第一输入端和输出端之间。
电流反馈采集调理电路可以如图7所示，电流反馈经电阻R106后，产生图中所示电流采样电压，电感L100、电容C104为滤波电路，进行滤波后的电压经电阻R106、R107、R108、电容C103以及运算放大器U101进行调理，产生图中所示的电流采样调理输出，该电流采样调理输出经CPU单元采集后参与控制算法运算。
CPU单元1根据电压调理电路和电流调理电路提供的电压和电流反馈，进行算法运算，电流环、电压环和功率控制，并驱动升压单元4，产生全桥输出单元5和高压点火单元6之所需电压。
CPU控制包括电流控制反馈回路和反馈功率控制回路，反馈功率控制回路由电流反馈回路和电压反馈回路经CPU进行运算后得出，如果电流处于预置阀值最大级别，则电流控制回路控制氙气灯的功率；若电流值低于预置阀值最大级别，功率控制回路控制氙气灯的功率。
电压和电流调理电路经CPU单元运算后还可以实现故障诊断及保护，故障诊断及保护包括输入过压、输入欠压，当电压反馈单元、电流反馈单元的反馈出现异常时，可以通过CPU进行判断输入过压、输入欠压，过流或者灯开路，并关断输出或者改变控制算法进行保护。
汽车氙气灯控制系统可以对新旧灯以及不同灯进行优化控制，具体实现为，新旧灯以及不同的灯，点火后以及灯预热过程中的电压调理电路和电流调理电路输出的电压、电流不同，针对不同的电压电流曲线，控制系统采用不同的控制算法控制，实现了不同灯及新旧灯的适应性控制。
汽车氙气灯控制系统具有不同电压下启动和再点火的电压适应性，调理电路单元15除电压反馈和电流反馈，还调理输入电压信号，根据不同的电源电压，通过优化控制策略，设置不同的启动参数和再点火参数，实现不同电压下的适应性，减少了损耗和发热量，提高了可靠性。
根据本发明实施例，提供了一种高强度放电灯的控制装置。
图11是根据本发明实施例的高强度放电灯的控制装置的示意图。
如图11所示，该装置包括：获取模块1101、第一判断模块1102、第一控制模块1103、第二判断模块1104和第二控制模块1105。
其中，获取模块1101，用于获取来自反馈单元的关于高强度放电灯的反馈电压；第一判断模块1102，用于判断反馈电压是否大于第一电压门限值；第一控制模块1103，用于在反馈电压小于等于第一电压门限值的情况下，对高强度放电灯进行恒流输出控制；第二判断模块1104，用于判断反馈电压是否大于第二电压门限值；第二控制模块1105，用于在反馈电压小于等于第二电压门限值的情况下，对高强度放电灯进行恒功率输出控制。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
1、降低了整体功耗和发热量。
本发明的目的是提供一种汽车HID系统，实现智能控制以及反激变化器的临界模式控制，降低了整体功耗和发热量，提高了效率。
2、实现了输出电压锁止，保护后端元器件，提高了元件可靠性和使用寿命。
由于本发明反激变化器输出电压锁止保护，实现了输出电压锁止，保护变压器及后端元器件，提高了元件可靠性和使用寿命。
3、实现了不同电压下适应性。
根据不同的电源电压，通过优化控制策略，实现不同电压下的适应性，减少了损耗和发热量，提高了可靠性。
4、采用变频控制，减少损耗和辐射。
5、采用电源入口陷波滤波器设计，减少传导发射干扰。
6、能够更好地对电压反馈和电流反馈进行调理。
7、解决了稳定性比较差的问题。
综上所述，本发明可以同时解决现有氙气灯系统损耗大、发热大，电压适应性差，冷热灯及不同灯适应性差等问题。本发明的目的是提供一种汽车氙气灯控制系统，实现智能控制以及反激变化器的临界模式控制，降低了整体功耗和发热量，提高了效率；与传统大灯相比有亮度高、效率高、节能的优点。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度放电灯的控制方法，其特征在于，包括：
CPU单元获取来自反馈单元的关于所述高强度放电灯的反馈电压；
所述CPU单元判断所述反馈电压是否大于第一电压门限值；
在所述反馈电压小于等于所述第一电压门限值的情况下，所述CPU单元对所述高强度放电灯进行恒流输出控制；
在所述反馈电压大于所述第一电压门限值的情况下，所述CPU单元判断所述反馈电压是否大于第二电压门限值；
在所述反馈电压小于等于所述第二电压门限值的情况下，所述CPU单元对所述高强度放电灯进行恒功率输出控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述反馈电压大于所述第二电压门限值的情况下，所述方法还包括：
所述CPU单元在所述恒功率输出控制结束之后开始计时；
所述CPU单元判断所述计时的时间是否到达预设时间；
在所述计时的时间到达所述预设时间的情况下，所述CPU单元进行临界模式控制；
在所述计时的时间未到达所述预设时间的情况下，所述CPU单元进行变频控制。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述CPU单元进行临界模式控制包括：
所述CPU单元根据所述反馈单元中的电流反馈和/或电压反馈的反馈参数的不同来对MOS驱动器的栅极驱动的占空比或频率进行调整。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述CPU单元进行恒功率输出控制之后，所述方法还包括：
所述CPU单元判断所述高强度放电灯的输入和/或输出是否存在故障；
在所述高强度放电灯的输入和/或输出存在故障的情况下，则所述CPU单元对所述故障进行相应的处理；
在所述高强度放电灯的输入和/或输出不存在故障的情况下，则所述CPU单元继续进行恒功率输出控制。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述CPU单元对所述高强度放电灯进行恒流输出控制包括：
所述CPU单元获取来自反馈单元的反馈电流；
所述CPU单元根据所述反馈电流和参考电流来得到电流误差；
所述CPU单元根据所述电流误差来调整升压单元的电流。
6.一种高强度放电灯的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取来自反馈单元的关于所述高强度放电灯的反馈电压；
第一判断模块，用于判断所述反馈电压是否大于第一电压门限值；
第一控制模块，用于在所述反馈电压小于等于所述第一电压门限值的情况下，对所述高强度放电灯进行恒流输出控制；
第二判断模块，用于判断所述反馈电压是否大于第二电压门限值；
第二控制模块，用于在所述反馈电压小于等于所述第二电压门限值的情况下，对所述高强度放电灯进行恒功率输出控制。
7.一种高强度放电灯的控制系统，其特征在于，包括：
电源单元，提供电源；
高压点火单元，与高强度放电灯和所述电源单元电连接，为所述高强度放电灯点火提供电压；
升压单元，与所述电源单元和所述高压点火单元相连接，对所述电源单元提供的电压进行升压处理，并将升压后的电压提供给所述高压点火单元；
反馈单元，与所述升压单元连接，提供与所述升压单元相关的电压反馈和/或电流反馈；
CPU单元，，与所述升压单元和所述反馈单元连接，用于执行权利要求1-5中任一项所述的方法，根据所述反馈单元提供的所述电压反馈和/或所述电流反馈来控制所述升压单元。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述反馈单元还包括调理电路，其中，所述调理电路包括：
第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第一电容器，其中，
所述第一运算放大器的第一输入端连接至电源，所述第一运算放大器的第二输入端经由第一电阻接地，所述第一电容器和所述第二电阻并联于所述第一运算放大器的输出端和所述第一输入端之间。
9.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述升压单元包括驱动及锁止电路，在输出电压超过预定门限值时，对所述输出电压进行锁止，其中，所述驱动及锁止电路包括：
处理模块、MOS驱动单元、比较单元、驱动三极管，其中，
所述比较单元的一个输入端经由第三电阻连接至所述升压单元，另一个输入端经由第四电阻连接至电源单元，输出端连接至所述驱动三极管；
所述驱动三极管的一个输出端连接至所述MOS驱动单元，并通过第五电阻与所述处理模块相连接。
10.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述电源单元包括滤波电路，对所述电源单元提供的电源进行滤波处理，其中，所述滤波电路包括：
第一电容、第二电容、第三电容、布线电感，其中，
所述第一电容和所述布线电感串联构成LC滤波器；
所述第二电容、所述第三电容与第二电感器构成∏型滤波器。
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