低频方波小功率金卤灯电子镇流器的研究

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1、图内图书分类号：TM923.6国际图书分类号：621.329工学硕士学位论文低频方波小功率金卤灯电子镇流器的研究硕士研究生：刘坤导师：刘汉奎副教授申请学位：工学硕士学科、专业：电力电子与电力传动所在单位：电气工程系答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TM923.6U.D.C.:621.329ADissertationfortheDegreeofM.Eng.THERESEARCHOFLOWFREQUENCYSQUAREWAVEFORMELECTRONICBALLASTFORLO

2、WWATTAGEMETALHALIDELAMPSCandidate：LiuKunSupervisor：AssociateProf.LiuHankuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：PowerElectronicsandElectricalDriveAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefense：June,2008Degree-conferring-institution：HarbinIns

3、tituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要金属卤化物灯（简称金卤灯）不但具有高强度气体放电灯高光效、高亮度、长寿命的特点，还具有更高的显色性，被广泛应用于场馆照明中。由于金卤灯的启动特性和负阻特性，需要有镇流器配套使用。传统电感镇流器重量大，功率因数低，频闪，功率随电网电压波动，已不能满足“绿色照明”的要求。而基于微控制器应用的数字化电子镇流器则能很好的解决上述问题，同时具有电路结构简单和控制功能强大的优点。目前对于小功率金卤灯来说，低频方波工作已被业界认为避免声共振的最有效方法。本文在两级结构

4、的基础上深入研究了一种新型双Buck半桥逆变电路，通过设计零电压信号采样处理电路，实现了自适应的开关管零电压开通，提高了效率。然后针对双Buck低频切换时出现的电流过冲，设计了单周期峰值电流限制电路，将回路峰值电流限制在安全区域，延长了金卤灯的寿命。其次提出了一种基于调节开关管导通时间控制灯端功率的控制策略，详细分析了过渡过程的实现方法。最后针对传统的滑频变频带启动方式存在的电感电流饱和问题，研究了高压脉冲启动电路，分析了关键参数的影响。经过样机测试，效率可达92%，大约50~60s即可达到额定功率，并且具有开路和短路保护

5、功能。关键词金卤灯电子镇流器；低频方波；零电压开通；控制导通时间-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractMetalHalideLamps(MHL)havenotonlythecharacteristicsofhighluminousefficacy,highluminance,andlonglifeasotherHighIntensityDischarge(HID)lamps,butalsothecharacteristicofgoodcolorrendering.Therefore,MHLiswidelyus

6、edinvenuelightings.Becauseofcharacteristicsofignitionandnegative-resistance,suitableballastshouldbeappliedwithMHL.However,traditionalelectromagneticballastsforMHLcannotsatisfythedemandsofmodernlightingsystem,duetotheirdrawbacksincludinglargesize,lowerpowerfactor,f

7、licker,andpoorpowerregulation.Butdigitalelectronicballastsbasedonmicrocontrollercanovercomemostoftheabovedrawbacks,andhaveadvantagesofsimplifyingthecircuitandprovidingplentifulfunctions.ForlowwattageMHL,lowfrequencysquarewaveform(LFSW)operationhasbeenconfirmedtobe

8、bestchoicetoavoidacousticresonance.Basedonresearchingtwo-stageballast,analysisonanoveltwo-stagedualBuckinverterisperformedinthispaper.First,ZeroVoltageS