一种低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的制作方法

本发明涉及交通闪光灯，尤其是一种低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片。

背景技术：

1、气体闪光灯在电子警察、治安卡口和道路监控等系统中应用越来越广泛，为在强日光环境下，为高清人脸抓拍提供有效补光，气体补光灯的光功率要求很高，峰值功率可达180kw，且回电时间要求也很高，相应的行业标准要求回电时间小于66ms。由于脉冲式工作，瞬时电流冲击很大，导致产生很强的电磁干扰。传统的驱动电路不能抑制这么强的电磁干扰，导致产品不能满足国标对相应产品的电磁干扰要求。现有技术以固定频率驱动开关进行升压；在气体补光灯的应用中，由于回电时间短，而且能量很大，导致在供电短产生较强的传导辐射，在芯片的开关频率点上形成很大的传导辐射干扰，导致设备在工作过程中不能满足国标gb9254对设备传导辐射限值的要求。

2、因此，有必要提供一种低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片来解决上述技术问题。当采样反馈电路失效后，芯片能在80ms内停止工作，保证输出电压不会超过电路最高工作电压，有效保证电路的稳定性；超宽输出电压调节范围，输出驱动电压能够在超过50％的范围内调节。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、因此，本发明所要解决的技术问题提供一种能通过国标9254对设备传导辐射限值的驱动芯片；同时该芯片把现有技术中外置的电压调控电路、温度保护电路集成到芯片内部，减小电路体积，降低整体电路成本，同时提高电路稳定性的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于，包括：芯片内部电源模块，将外部提供的电压转换为内部各个模块需要的供电电压，保证各个模块工作在稳定的工作电压下；通过时钟模块产生芯片需要的时钟频率，对各个需要时钟工作的模块提供对应的时钟频率；为了检测外围电路的工作温度安装温度保护模块；通过设置内部温度补偿电路实时检测芯片内部温度，用于对时钟模块进行补偿，提高时钟模块的时钟精度；同时对电流和电压检测模块提供温度补偿，提高检测精度；同时，还具有温度保护功能，当芯片内部温度超过120度，会通知专用信号处理模块停止工作；另外还包括电压采样模块、瞬时脉冲模块、电流采样模块、emi优化模块、过流保护模块、输出电压控制模块、信号转换模块、专用逻辑信号处理模块及开关信号输出模块，当气体闪光灯工作后，回电时，emi优化模块能在1ms内介入输出频率扩展，降低频谱密度，将短时间内的频率尖峰分散在10khz内，有效降低气体灯工作时产生的传导干扰。

4、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述芯片内部电源模块、所述时钟模块、所述电压采样模块、所述电流采样模块及瞬时脉冲模块与内部温度补偿电路连接。

5、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述过流保护模块、所述输出电压控制模块、所述信号转换模块、所述专用逻辑信号处理模块及所述开关信号输出模块连接。

6、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述电压采样模块：对输出驱动电压进行采样，反馈给逻辑信号处理模块；主要包括两个部分，信号中断保护模块和信号防抖模块；信号中断保护模块，当反馈电压丢失后，输出信号给瞬时脉冲模块，用于控制芯片工作，防止反馈环路失效导致电路异常；信号防抖模块，用于对反馈电压进行滤波和补偿，减小反馈信号抖动，以保证输出电压稳定，不产生振荡。

7、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述电流采样模块：对开关管的驱动电流进行检测，反馈给逻辑信号处理模块；主要包括两个部分，尖峰消除模块和斜率补偿模块；尖峰消除模块，用于对开关导通瞬间产生的尖峰进行处理，防止尖峰对电流采样准确度产生影响；斜率补偿模块，用于对电流检测进行补偿，保证检测时间内信号稳定；同时会将瞬时超过2.5v，连续2us超过0.78v的情况输出信号给过流保护模块。

8、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述输出电压控制模块：用于接收外部电压调控信号，将外部设置的pwm信号，整理成专用逻辑信号处理模块能够识别的电压范围，提供给专用逻辑信号处理模块。

9、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述信号转换模块：将电压采样模块和电流采样模块输出的电压电流信号转换成数字信号；emi优化模块：当专用逻辑信号处理模块进入瞬时脉冲模式时，且输出脉宽占空比超过50％，输出信号给emi优化模块，emi优化模块会将开关信号进行频谱扩展，将频率密度分散，输出给当专用逻辑信号处理模块。

10、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述专用逻辑信号处理模块：接收温度保护模块、过流控制模块以及瞬时脉宽模块输出的信号，关闭输出信号，停止工作；接收信号转换模块输出的电压和电流采样信号，用于调控输出信号的输出脉宽；接收内部温度补偿模块的温度信息，结合温度补偿参数，对电压和电流采样值进行补偿，保证控制的精确度。

11、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，所述开关信号输出模块：将专用逻辑信号处理模块输出的开关控制信号，转换成外置mos需要的驱动信号。

12、作为本发明所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片的一种优选方案，还包括控制接口，用于依据所述并行数字信号发送与并行数字信号对应的目标配置文件给所述数字信号接口，以及依据并行数字信号发送第一处理命令给芯片阵列，发送第二处理命令给行列驱动，其中，所述目标配置文件用于配置所述数字信号接口接收所述并行数字信号。

13、本发明的有益效果：当采样反馈电路失效后，芯片能在80ms内停止工作，保证输出电压不会超过电路最高工作电压，有效保证电路的稳定性；对于超宽输出电压调节范围，输出驱动电压能够在超过50％的范围内调节；当气体闪光灯工作后，回电时，emi优化模块能在1ms内介入输出频率扩展，降低频谱密度，将短时间内的频率尖峰分散在10khz内，有效降低气体灯工作时产生的传导干扰。能够保证气体灯按照1秒一次工作的频率下，单次爆闪功率30焦耳的工作条件下，满足国标9254对传导干扰限值得要求。

技术特征：

1.一种低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于，包括：芯片内部电源模块，将外部提供的电压转换为内部各个模块需要的供电电压，保证各个模块工作在稳定的工作电压下；通过时钟模块产生芯片需要的时钟频率，对各个需要时钟工作的模块提供对应的时钟频率；为了检测外围电路的工作温度安装温度保护模块；通过设置内部温度补偿电路实时检测芯片内部温度，用于对时钟模块进行补偿，提高时钟模块的时钟精度；同时对电流和电压检测模块提供温度补偿，提高检测精度；同时，还具有温度保护功能，当芯片内部温度超过120度，会通知专用信号处理模块停止工作；另外还包括电压采样模块、瞬时脉冲模块、电流采样模块、emi优化模块、过流保护模块、输出电压控制模块、信号转换模块、专用逻辑信号处理模块及开关信号输出模块，当气体闪光灯工作后，回电时，emi优化模块能在1ms内介入输出频率扩展，降低频谱密度，将短时间内的频率尖峰分散在10khz内，降低气体灯工作时产生的传导干扰。

2.根据权利要求1所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述芯片内部电源模块、所述时钟模块、所述电压采样模块、所述电流采样模块及瞬时脉冲模块与内部温度补偿电路连接。

3.根据权利要求2所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述过流保护模块、所述输出电压控制模块、所述信号转换模块、emi优化模块、所述专用逻辑信号处理模块及所述开关信号输出模块连接。

4.根据权利要求2所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述电压采样模块：对输出驱动电压进行采样，反馈给逻辑信号处理模块；主要包括两个部分，信号中断保护模块和信号防抖模块；信号中断保护模块，当反馈电压丢失后，输出信号给瞬时脉冲模块，用于控制芯片工作，防止反馈环路失效导致电路异常；信号防抖模块，用于对反馈电压进行滤波和补偿，减小反馈信号抖动，以保证输出电压稳定，不产生振荡。

5.根据权利要求1所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述电流采样模块：对开关管的驱动电流进行检测，反馈给逻辑信号处理模块；主要包括两个部分，尖峰消除模块和斜率补偿模块；尖峰消除模块，用于对开关导通瞬间产生的尖峰进行处理，防止尖峰对电流采样准确度产生影响；斜率补偿模块，用于对电流检测进行补偿，保证检测时间内信号稳定；同时会将瞬时超过2.5v，连续2us超过0.78v的情况输出信号给过流保护模块。

6.根据权利要求1所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述输出电压控制模块：用于接收外部电压调控信号，将外部设置的pwm信号，整理成专用逻辑信号处理模块能够识别的电压范围，提供给专用逻辑信号处理模块。

7.根据权利要求2所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述信号转换模块：将所述电压采样模块和所述电流采样模块输出的电压电流信号转换成数字信号；所述emi优化模块：当专用逻辑信号处理模块进入瞬时脉冲模式时，且输出脉宽占空比超过50％，输出信号给emi优化模块，emi优化模块会将开关信号进行频谱扩展，将频率密度分散，输出给当专用逻辑信号处理模块。

8.根据权利要求3所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述专用逻辑信号处理模块：接收温度保护模块、过流控制模块以及瞬时脉宽模块输出的信号，关闭输出信号，停止工作；接收信号转换模块输出的电压和电流采样信号，用于调控输出信号的输出脉宽；接收内部温度补偿模块的温度信息，结合温度补偿参数，对电压和电流采样值进行补偿，保证控制的精确度。

9.根据权利要求3所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：所述开关信号输出模块：将专用逻辑信号处理模块输出的开关控制信号，转换成外置mos需要的驱动信号。

10.根据权利要求1所述低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，其特征在于：还包括预警模块、通信模块及控制接口，所述控制接口用于依据并行数字信号发送与并行数字信号对应的目标配置文件给数字信号接口，以及依据并行数字信号发送第一处理命令给芯片阵列，发送第二处理命令给行列驱动，其中，所述目标配置文件用于配置数字信号接口接收并行数字信号。

技术总结
本发明公开了一种低电磁干扰的大功率气体闪光灯驱动芯片，应用于交通闪光灯技术领域，现有技术以固定频率驱动开关进行升压；在气体补光灯的应用中，由于回电时间短，而且能量很大，导致在供电短产生较强的传导辐射，在芯片的开关频率点上形成很大的传导辐射干扰，导致设备在工作过程中不能满足国标GB9254对设备传导辐射限值的要求。本发明通过EMI优化模块能在1ms内介入输出频率扩展，降低频谱密度，将短时间内的频率尖峰分散在10Khz内，有效降低气体灯工作时产生的传导干扰。能够保证气体灯按照1秒一次工作的频率下，单次爆闪功率30焦耳的工作条件下，满足国标9254对传导干扰限值得要求。

技术研发人员：曾贤文
受保护的技术使用者：江苏众辉电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4