基于数字控制的两级金卤灯电子镇流器研究.pdf

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1、第44卷第8期电力电子技术V01．44．No．82010年8月PowerElectronicsAugust，2010基于数字控制的两级金卤灯电子镇流器研究郑园圆，林国庆，唐建山(福州大学，福建福州350108)摘要：详细分析了两级结构的金卤灯(MHL)电子镇流器的工作原理，提出一种适用于MHL负载特性的新型数字控制策略，实现了灯启动过程中的恒流和限流控制、稳态时的恒功率控制。采用差分平衡电路对灯电压进行取样，解决了悬浮的灯电压与控制电路的共地问题。制作了一台150W的实验室样机对理论分析进行验证。实验结果验证了所提的方案是可

2、行的关键词：电子镇流器：金卤灯：数字控制中图分类号：TM923．61文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2010)08—0091—02ResearchonTwo—stageElectronicBallastforMetalHalogenLampBasedonDigitalControlZHENGYuan．yuan，LINGuo-qing，TANGJian—shan(FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：Theoperationprincipleoftwo—stage

3、metalhalogenlamp(MHL)electronicballastisanalyzed．AnewdigitalcontrolstrategytomatchtheloadcharacteristicsofMHLisproposedtorealizeconstantandlimitcurrentcontrolofstart—upprocessandconstantpowercontrolinsteady—stateprocess．Adiferentialamplifierisusedtosamplethelampvol

4、tage，andtorealizethecommongroundofthefloatinglampsignalandthedrivecircuit．A150Wlaboratoryprototypeisde—signedtovalidatethetheoreticalanalysis．Theexperimentalresultsverifytheproposedmethodisfeasible．Keywords：electronicballast；metalhalogenlamp；digitalcontrolFoundatio

5、nProject：SupposedbytheNaturalScienceFoundationofFujianProvince(No．2008J0147)1引言用于产生恒定的400V电压．并满足MHL输入电压金卤灯(MetalHalogenLamp，简称MHL)作为宽范围的启动要求；后级为全桥逆变电路，u一u新一代高效电光源，正日益实现其优越的性能。金卤分别为VQ-VQ驱动信号。灯用电子镇流器与传统的电感式镇流器相比有着无整流与伦比的优越性及～PFC传统采用模拟控制的电子镇流器通过对灯电、，。、，。压、灯电流等模拟量进行检测，

6、利用运放、比较器和补偿网络等模拟电路实现对灯功率的控制，具有实1主电路结构图时性好，带宽宽等优点。但存在硬件电路复杂、不够整个电路等效于两个BuckDC／DC变换器工作灵活、较难实现一些先进的控制技术等缺点。随着微过程，在一个低频周期内有两种工作模式：①VQ低电子技术和计算机技术的不断发展，特别是近年来频导通，VQ高频通断；②VQ低频导通，VQ高频通低成本单片机的广泛应用【l_。电子镇流器技术也开断。两种模式交替工作，可在负载端得到一个与低频始逐渐实现数字化。采用低成本单片机为控制核心开关管工作频率相同、正负对称的低频方波信

7、号。的电子镇流器不仅可以通过软件简化硬件电路，而3控制电路设计且为满足现代高质量的照明要求提供了可能。MHL从启动到灯稳定工作期间灯电压、灯电流这里针对金卤灯复杂的启动及稳态运行过程，变化很大，要求与其配套的电子镇流器必须适应灯采用数控的电子镇流器来满足金卤灯的运行要求。的变化，要与灯的不同阶段的负载特性相匹配，如启2工作原理动过程的恒流和限流以及稳态运行时的恒功率控制图1为基于全桥的两级结构低频方波电子镇流等。因此控制电路必须实时检测各阶段灯的状态，以器拓扑。其中，PFC级采用有源功率因数校正电路，实现不同的控制方案．灯电

8、压取样采用差分平衡电路．使悬浮的灯电压可以与控制电路共地，如图2a所示。经差分放大基金项目：福建省自然科学基金资助(2008J0147)后的输出信号为交流方波信号。通过绝对值电路转定稿日期：2010—02—02化为直流信号后送到单片机RA1进行采集。作者简介：郑园圆(1985一)，女，福建