数字控制金卤灯电子镇流器

《数字控制金卤灯电子镇流器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、摘要：本文针对模拟控制电子镇流器存在的许多不足之处，提出了数字控制电子镇流器的控制方法，采用PIC16F873系列单片机，实现对金卤灯的启动及其稳态运行过程的控制，实现与灯的不同阶段的负载特性相匹配。介绍其工作原理，电路结构组成，并通过实验验证该方法是可行的。关键词：数字控制；金卤灯；恒压；恒流；恒功率ResearchondigitalcontrolstrategyofelectronicballastforMHlampZHUOshu-fang,LINguo-qing(FuzhouUniversity,F

2、uzhou350002,China)Abstract:Todealwiththeweaknessoftheanalogycontrolintheelectronicballast,anoveldigitalcontrolstrategyofelectronicballastforMHlampwithPIC16F873singlechipisproposedinthepaper,.ItcanmeettherequirementsofthecontrolofMHstartingandsteadystate,a

3、ndcanbeusedtooperateMHlampsandmakesthelampworkwell.Thecircuitoperationandtheframeworkofthecircuitaredetailed,andtheexperimentialmeasurementsareusedtoverifythetheoreticalprediction.Keywords:digitalcontrol；MHlamp；constantvoltage；constantcurrent；constantpowe

4、r1引言高强度气体放电灯作为一种新型节能型电光源，因其发光效率高、显色性好、寿命长等优良电光源性能，已得到广泛的应用，但由于其复杂的启动过程和时序控制要求，传统的模拟控制往往显得麻烦且复杂。数字控制能够简化硬件电路，克服模拟电路中参数温度漂移的问题，而且控制灵活。由于金卤灯在高频下工作容易产生声谐振现象，使灯电弧不稳定，灯光闪烁，甚至熄灭，严重时会损坏放电管，大大损害灯的寿命。本文采用低频方波工作方式，即由PFC级+DC/DC级+低频全桥DC/AC级三级电路组成，避免金卤灯的声谐振现象，采用数字控制方法，

5、实现镇流器与灯的不同阶段的不同负载特性相匹配。2电路组成及工作原理整个电路的系统结构如图1所示，主要由以下五个部分组成：PFC级输出400V直流电压，作为DC/DC级的输入电压；DC/DC级进行功率处理；DC/AC级实现直流变为交流，其MOS管的驱动由单片机的I/O口输出固定占空比为50％的低频方波来实现；触发器用来产生高压启动HID灯；数字控制器用来实现电压，电流和功率控制以及异常状态保护。Fig.1Systematicframeofdigitalcontrolstrategyofelectronicb

6、allast主电路由三级电路组成，第一级为PFC级，第二和第三级分别为DC/DC级和DC/AC级，其电路如图2和图3所示。PFC级为功率因数校正，用来减少输入电流的谐波，提高功率因数，减少对电网的污染，同时还给DC/DC级提供稳定的输入电压，使DC/DC级输出的电压不受电网电压变化的影响，使灯能在较大的电网电压变化范围内正常启动和工作，PFC级采用升压型BOOSTDC/DC变换器，其输出电压根据电网最大输出电压而定，一般为400V。DC/DC级可实现功率控制，电路由ZVRTBUCK电路构成，包括主开关和辅

7、助开关两个管，通过调节电感参数，主开关可实现零电压开通，有效减小电路中开关管的损耗，这一级电路采用单片机来控制，实现输出的恒压、变流和恒功率以及电路的开路保护和短路保护。DC/AC级采用全桥电路，把DC/DC级输出的直流电压变为交流，使灯工作在低频方波，有效防止灯管的极化，有利于灯的正常工作，而且工作在低频方式，有效避免金卤灯的声谐振现象，其低频驱动方波由单片机的I/O口产生。数字控制电路如图4所示，采用28个引脚的PIC16F873系列单片机，具有三个定时器，10位AD采样精度，尤其是具有两个PWM口，

8、在工作频率为39K时，其输出精度可达9位，这样就可以省去外围的D/A转换器和专用的PWM芯片，从而简化了硬件电路，该系列单片机引脚少，价格便宜，功能强，是单片机芯片中很好的选择，其具体的参数如下表所示:控制电路中采用IR2105芯片，该芯片内部具有一定的死区时间和隔离电路，使其输出的驱动波形可以直接驱动BUCK电路的上下两个MOS管，而简化了BUCK电路的驱动电路，解决了BUCK电路驱动难的问题，简单又方便，并且该芯片的逻辑输