技术摘要：
本申请实施例公开了一种HID灯控制电路及其工作方法，该种HID灯控制电路包括电源模块、HID灯管模块、电感镇流器模块以及触发器模块；触发器模块包括依次通讯连接的DC供电单元、MCU控制单元、光电隔离传输单元以及双向可控硅触发单元；DC供电单元分别与电源模块和电感镇  全部
背景技术：
高压气体放电灯简称HID(High  intensity  discharge)，是一种弧光放电型光源， 灯管内充有金属蒸气和卤化物，静态不发光呈高阻态。当HID通电工作时，在电感式镇流器 储能和触发器产生的高压脉冲能量作用下，HID管内电极间的金属卤化物蒸气被电离击穿， 产生弧光放电而发出可见光。因电感镇流器的恒流作用，HID启动点燃，形成稳定的电弧成 为低阻态后，则触发器停止触发工作进入休止状态。 由于HID使用中存在着灯管老化，失效以及电路联接故障等异常情况。传统触发器 在HID灯故障异常情况下，触发器通电后仍会持续输出高压触发能量，使触发器始终处于高 电压导通状态，由于长时间高压触发能量的产生和冲击，会造成触发器和电感镇流器的失 效损坏，产生安全隐患，引发安全事故。同样的，在传统触发器触发HID灯的工作方法中，HID 灯通电后，触发器通过HID灯是否处于高阻态状态来判断触发器是否需要进行下一次触发， 造成HID灯在失效或故障时，触发器持续保持高电压状态下的导通状态，导致触发器和镇流 器失效的问题出现，存在较大的安全隐患。
技术实现要素：
本发明为了解决第一个技术问题，提供一种HID灯控制电路，通过MCU控制单元对 双向可控硅触发单元进行控制，使触发的工作受MCU控制单元的控制，避免触发器始终处于 高压状态导通造成的损坏问题，确保镇流器和触发器的安全使用。为解决第二个技术问题， 提供了一种HID灯控制电路的工作方法，双向可控硅触发单元接收到HID灯管模块的高或低 阻态的反馈电压，并通过MCU控制单元对触发管的阈值电压进行限制，从而对双向可控硅的 导通进行控制，使HID灯的触发器在双向可控硅触发单元的控制下，根据HID灯管模块的实 时状态对HID灯执行触发任务，确保镇流器和触发器的安全使用，并提高HID灯的安全性。 为实现上述第一个技术目的，本发明提供了一种HID灯控制电路，包括电源模块、 HID灯管模块、电感镇流器模块以及触发器模块；所述触发器模块包括依次通讯连接的DC供 电单元、MCU控制单元、光电隔离传输单元以及双向可控硅触发单元；所述DC供电单元分别 与所述电源模块和所述电感镇流器模块相连，所述双向可控硅触发单元分别与所述HID灯 管模块和所述电感镇流器模块相连；所述电感镇流器模块包括主绕组L1和升压绕组L2，所 述电感镇流器模块的主绕组L1与所述电源模块相连、所述电感镇流器模块的升压绕组L2与 所述HID灯管模块相连。 基于上述结构，通过MCU控制单元对双向可控硅的触发进行控制，使双向可控硅的 导通与截止处于MCU控制单元的控制下，当HID灯管在失效或连接电路发生故障情况下，即 使触发器模块的双向可控硅接收不到HID灯管处于低阻态状态下的反馈信号，在触发器模 5 CN 111586912 A 说　明　书 2/9 页 块多次触发后仍然不能正常启动HID灯管燃灯时，触发器模块的MCU控制单元控制触发器单 元能自动停止触发工作，避免触发器模块处于始终导通触发的状态，造成触发器模块和电 感镇流器模块的失效甚至损坏的问题出现，有效地保护触发器和镇流器在HID异常状态下 的安全使用。 作为优选，所述双向可控硅触发单元包括双向可控硅电源端、电压传输端、双向可 控硅开关端、双向可控硅控制电路、双向可控硅控制信号输入端；所述双向可控硅电源端与 所述DC供电单元连接；所述电压传输端与所述电感镇流器模块和所述HID灯管模块连接；所 述双向可控硅开关端与所述电感镇流器模块连接；所述双向可控硅控制信号输入端与所述 光电隔离传输单元连接；所述双向可控硅控制电路包括触发管D1和双向可控硅D2；所述双 向可控硅D2的控制极G与所述触发管D1连接，并通过所述触发管D1与所述双向可控硅控制 信号输入端连接；所述双向可控硅D2的第一主电极T1分别与所述双向可控硅电源端和所述 双向可控硅控制信号输入端连接；所述双向可控硅D2的第二主电极T2通过加速电容器C4与 所述双向可控硅开关端连接，所述加速电容器C4与限流阻尼电阻器并联；所述触发管D1通 过RC阻容电路与所述双向可控硅电源端连接；所述触发管D1通过降压电路与所述电压传输 端连接，并与所述RC阻容电路连接。 进一步地，双向可控硅D2受控于具有双向负阻特性的触发管D1，触发管D1的工作 建立于RC阻容电路电位，同时受到电压传输端反馈的HID灯管模块的灯管电压影响，双向可 控硅控制信号输入端输入的电平信号改变触发管D1的门限电压；电路上电后，当HID灯管模 块在静止高阻态时，电压传输端输入电感镇流器模块的升压绕组L2输出的数千伏的触发电 压使触发管D1门限开启，双向可控硅D2工作，HID灯管模块被触发和发出可见弧光；且HID灯 管模块呈现低压管电压的燃灯低阻状态，此时低压管电压小于触发管D1的门限电压不足以 打开触发管D1，触发管D1关闭，双向可控硅D2截止，从而实现触发管D1的门限电压对触发器 模块的控制，确保HID灯控制电路中镇流器和触发器的安全使用。 作为优选，所述降压电路包括串联的电阻器R9和电阻器R10；所述RC阻容电路包括 电阻器R13、电阻器R14和电容器C3，所述电阻器R13和所述电阻器R14串联后与所述电容器 C3并联；所述双向可控硅控制信号输入端包括输入端A和输入端B，所述输入端A和所述输入 端B连接于RC阻容电路两端，所述双向可控硅D2的控制极G通过所述触发管D1与所述输入端 B连接，所述双向可控硅D2的第一主电极T1与所述输入端A连接。 作为优选，所述光电隔离传输单元包括依次连接的微机信号输入端、可变阻抗电 路、隔离及阻抗信号输出端；所述微机信号输入端与所述MCU控制单元连接；所述可变阻抗 电路包括依次连接的光电耦合器IC3、稳压二极管ZD2和整流桥BD2；所述光电耦合器IC3的 发光源一端的正极连接 5V电源，所述光电耦合器IC3的发光源一端的负极与放大器Q1的集 电极相连，所述放大器Q1的基集通过基极偏置电阻R8与所述微机信号输入端相连，所述放 大器Q1的发射极接地；所述光电耦合器IC3的受光器一端的集电极通过所述稳压二极管ZD2 与所述整流桥BD2的二极管双负极相连；所述光电耦合器IC3的受光器一端的发射极与所述 整流桥BD2的二极管双正极相连，所述隔离及阻抗信号输出端与所述双向可控硅控制信号 输入端相连。 借由上述光电隔离传输单元的结构，双向可控硅触发单元在触发时，存在着高压 电位场，MCU控制单元的低压控制信号不能直接驱动和控制双向可控硅，MCU控制单元的控 6 CN 111586912 A 说　明　书 3/9 页 制信号经基极偏置电阻R8和放大器Q1放大后，改变光电耦合器IC3、稳压二极管ZD2和整流 桥BD2组成的可变阻抗电路的阻抗，输出至双向可控硅触发单元，使触发管D1的门限阈值改 变，从而对双向可控硅D2的导通工作进行控制，提高了本申请HID触发器电路的可靠性，确 保HID镇流器和触发器的安全使用。 作为优选，所述MCU控制单元包括微机电源输入端、微机芯片IC2、高频旁路电容器 C2和微机信号输出端；所述微机电源输入端与所述DC供电单元和所述微机芯片IC2相连，所 述微机信号输出端与所述微机芯片IC2的I/O端口相连；所述高频旁路电容器C2与所述微机 芯片IC2的供电电源端并联。 作为优选，所述DC供电单元包括依次连接的电源输入端、容性降压电路、整流电 路、滤波电路、限流稳压电路和电源输出端；所述电源输入端与所述电源模块连接，所述电 源输出端与所述MCU控制单元相连。 进一步地，通过DC供电单元对电源模块输入的市电进行无功线性降压、整流和稳 压，使MCU控制单元得到稳定可靠的5VDC供电，从而提高本申请HID灯控制电路的可靠性，确 保HID镇流器和触发器的安全使用。 作为优选，所述整流电路包括整流桥BD1，所述整流桥BD1的整流负电压极输出端 接地，所述整流桥BD1的整流正电压极输出端与所述滤波电路相连；所述电源输入端包括火 线连接端和零线连接端，所述火线连接端和所述零线连接端经容性降压后分别与所述整流 桥BD1的交流输入端相连。 作为优选，所述容性降压电路包括降压电容器C5和电容器C0，所述电容器C0并联 于所述整流桥BD1的交流输入端之间，所述降压电容器C5串联于所述火线连接端和所述整 流桥BD1之间；所述滤波电路包括泄放电阻器R3、泄放电阻器R4和滤波电容器C1，所述泄放 电阻器R3、所述泄放电阻器R4和所述滤波电容器C1并联于所述整流桥BD1的整流正电压极 输出端和整流负电压极输出端之间，且所述泄放电阻器R3、所述泄放电阻器R4和所述滤波 电容器C1之间串接有所述限流稳压电路。 基于上述容性降压电路的结构，电容器C5和电容器C0串联组成容性降压电路，对 电路中的电压进行无功降压分压处理，由电容器C0上获得的降压交流电经整流、滤波、限 流、稳压后对MCU控制单元和光电隔离传输单元进行供电，从而提高本申请HID灯控制电路 运行的稳定性。 作为优选，所述限流稳压电路包括限流电阻器R5、稳压电阻器R6、稳压二极管ZD1 和稳压芯片IC1；所述限流电阻器R5串联于所述整流桥BD1的整流正电压极输出端和所述稳 压芯片IC1的输入端之间；所述稳压电阻器R6和所述稳压二极管ZD1串联后并联于所述滤波 电容器C1和稳压芯片IC1输入端之间；所述稳压芯片IC1的输出端与所述电源输出端相连， 所述稳压芯片IC1的接地端接地。 基于同一发明构思，为实现上述第二个技术目的，本发明提供了一种HID灯控制电 路的工作方法，包括以下步骤： 一、初始化MCU：定义微机芯片IC2内部时钟、定时器和程序存储器； 二、MCU上电： 1、电源模块输出市电经电感镇流器模块流入触发器模块，并与DC供电单元工频供 电； 7 CN 111586912 A 说　明　书 4/9 页 2、DC供电单元对流入的工频交流电依次进行降压、整流、滤波和限流稳压后输出 DC5V电压至MCU控制单元和光电隔离传输单元； 三、控制信号传输：MCU上电后，微机芯片IC2产生触发器所需的触发控制信号，触 发控制信号经光电隔离传输单元耦合后传输至双向可控硅触发单元触发双向可控硅D2，具 体包括： 1、微机芯片IC2获得5VDC电源，根据内部程序存储器存储的应用程序产生触发器 所需的TTL电平触发控制信号； 2、触发控制信号以高低电平的方式以定时器定义的时间间隔和频次输出，并以内 部时钟定义的时间持续输出控制电平信号； 3、微机芯片IC2输出的控制电平信号控制和改变可变阻抗电路的阻抗形成双向可 控硅控制信号，并输出至双向可控硅触发单元； 四、双向可控硅触发单元受控于双向可控硅控制信号使双向可控硅D2导通，HID灯 管模块上电引燃发出可见弧光，双向可控硅触发单元持续对双向可控硅D2进行控制，具体 包括： 1、电感镇流器模块上电后，双向可控硅触发单元通电； 2、双向可控硅触发单元输入双向可控硅控制信号，双向可控硅控制信号改变触发 管D1的门限电压和双向可控硅D2的导通状态； 3、双向可控硅D2的导通和截止产生的交变电流使电感镇流器模块的主绕组L1电 压经由升压绕组L2升压后，形成数千伏的触发高压引燃HID灯管发出可见弧光； 4、触发管D1受RC阻容电路的输出、电压传输端引入的灯管反馈电压、来自MCU的信 号控制，使触发管D1在灯管静止高阻态时控制双向可控硅D2导通工作，并在灯管引燃转变 为低阻态时控制双向可控硅D2截止。 基于上述HID灯控制电路的工作方法，双向可控硅触发单元接收HID灯管模块的高 或低阻态的反馈电压，并通过MCU控制单元对触发管D1的阈值电压进行限制，从而对双向可 控硅D2的导通进行控制，使HID灯的触发器在双向可控硅触发单元的控制下，根据HID灯管 模块的实时状态对HID灯执行触发任务，确保镇流器和触发器的安全使用，并提高HID灯的 安全性。 综上所述，根据本申请的HID灯控制电路及其工作方法，MCU控制单元控制触发管 D1和双向可控硅D2对HID灯进行燃灯触发，在触发过程中，触发器根据HID灯管的实时状态 和MCU控制单元的控制信号而改变双向可控硅D2的工作状态，确保镇流器和触发器的安全 使用，并提高HID灯的安全性。 附图说明 为了更清楚地说明本申请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是本申 请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。 图1是本申请实施例的系统框图； 图2是本申请实施例的电路原理图； 8 CN 111586912 A 说　明　书 5/9 页 图3是本申请实施例中触发器模块的电路原理图； 以上附图的附图标记：100-电源模块，200-HID灯管模块，300-电感镇流器模块， 400-触发器模块，410-DC供电单元，420-MCU控制单元，430-光电隔离传输单元，440-双向可 控硅触发单元。