智能调光大功率电子镇流器的设计

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1、智能调光大功率电子镇流器的设计[摘要]基于调光镇流器IR21592的智能调光大功率电子镇流器设计，用AT20C51单片机系统控制21592调光控制电压输入端DIM，系统还加入有源功率因素校正模块，使其镇流器性能达到高功因电子镇流器的性能指标，并具有能根据自然光线强弱自动调光、能按设定时间长短进行调光、人工手控调光三种调光模式，三种调光模式可根据需要相互切换。该设计填补了我国在智能型、大功率节能灯的空白。1.引言在我国，缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈，大部分的家庭、企事业、公用设施仍以白炽灯为主体，而在大功率的照明场所，如城市街道、广场、隧道、厂房等地方，也都采用电感式镇

2、流器的高压钠灯、汞灯等，其具有能耗大、光色单一，显色性差、热辐射高等缺点。荧光灯（电子节能灯）由于具有节能、光效高、光色可选择范围广、热辐射小、寿命长等优点，所以被称为照明中的“绿色照明工程”。我国也已将“绿色照明工程”列为重点推广项目和节能产业跨世纪战略。目前节能灯我国已形成了一定的产业规模，但其中的具有智能可调光特点的电子节能灯的研制和开发以国外相比较为落后，主要表现在产品大多数性能指标不高，且主要应用于小功率节能灯，其原因在于节能灯及其镇流器不能采用简便的电压调节方式进行调光，而智能调光应用在大功率节能灯上我国还等于空白，因为大功率还易带来镇流器性能指标低、可靠性与稳定

3、性差、使用寿命短等问题。本设计在大功率电子镇流器及其大功率节能灯的基础上，进行反复比较、测试及实验，设计了具有较高性能指标的智能型大功率可调光电子镇流器。该设计智能调光大功率电子镇流器能根据使用场所的需求，可分别使用光控、定时程控、手控三种调光模式。光控调光，即能根据自然光线强弱自动调光。该模式可适用于如企业生产车间等场所的照明，当光线强时，节能灯关闭，当光线稍暗些时，节能灯开启，以最大功率的20﹪或40﹪照明，光线再暗时，节能灯输出功率进一步增大，天全暗时，节能灯功率达100﹪。定时程控调光，即按时间设定程序进行调光，这一模式可适用于城市街道、广场等处的照明，如天黑后，街道

4、、广场的照明节能灯能以满功率照明，当23时以后，夜深人静，可按预先所设定的程序控制一部分灯具关闭或使节能灯按50﹪左右功率照明。手控调光，即为采用人工手工控制调光，以满足另二种模式不宜控制的场合。三种调光模式可相互切换。智能调光大功率电子镇流器，将为节能照明产品带来更广泛的发展空间，进一步提高大功率照明的节能效率。2．设计要求⑴．实际消耗功率与额定功率之差不得大于额定功率的15%，最大输出功率要在85W左右。⑵．镇流器要达到国内外高性能电子镇流器的技术指标要求，即功率因素≥98％。⑶．振荡频率不在34KHz～38KHz,该频率段为接受红外线频率，所以要尽量避开这段频率从而减少

5、干扰等。⑷.具有智能调光功能，即具有根据光线强弱自动调光、按时间设定程序自动调光、人工手控调光这三种调光模式，三种调光模式可根据需求相互切换。24⑸.调光范围在最大功率的10﹪～100﹪可调。⑹.管耗要尽量小，产品具备灯触发失败、灯丝失效、热过载和欠电压等多种保护和自动重新启动等功能。3．IR21592镇流器的工作原理与分析目前市场上的电子节能灯和常规的独立式电子镇流器，还很多都是由分立元件组成。分立元件的组合系统是由各种单个元件联接起来的电子电路，这种电路功率开关管的开关时间过长，造成开关损耗过大，特别对电磁感应灯，工作频率往往要求较高，开关损耗可能成为镇流器损耗最大的一部

6、分，且分立元件的组合系统所用的元件很多，过于复杂。而集成芯片是相对于分立电路而言的，就是把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分割的整体，打破了分立元件和分立电路的设计方法，实现了材料、元件和电路的相统一。集成芯片与晶体管等分立元件联成的电路比较，体积更小，重量轻，功耗更小，从加工工艺上，减少了电路的焊接，所以芯片的性价比远远超出大量分立元件组成的电路。所以该设计我们选用IR公司生产的可调光镇流器芯片21592。IR21592是IR公司于2004年推出的一种新型可调光电子镇流器控制驱动芯片，该芯片集成了全调光镇流器控制器和600V半桥驱

7、动器。可实现无变压器灯功率检测，闭环灯功率控制和预热电流控制，预热时间和预热电流可编程，灯触发检测，触发到调光时间和最低频率可编程，0.5～5V的调光控制输入,最小和最大功率可调,内置电流检测消隐电路,灯故障保护,DC总线电压过低保护,自动重新启动,微功率启动和引脚VCC被内部15.6V的齐纳二极管钳位等。IR21592引脚及其各引脚功能如表3-1所示　表3-1IR21592引脚功能（来源于文献8）3.1相位控制　24为理解相位控制，图3-1给出一个镇流器输出端的简单模型。灯和灯丝由电阻间的灯电阻Rla