基于电流跟踪控制的高压钠灯电子镇流器研制

《基于电流跟踪控制的高压钠灯电子镇流器研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于电流跟踪控制的高压钠灯电子镇流器研制

2、第1...图1电子镇流器原理框图1.1整流及APFC二极管不控整流的输入电压虽然是正弦的，但输入电流却严重畸变，大量使用会给电网造成严重危害。同时输入电流谐波生成的噪声也会影响电路运行。APFC能使电路输入功率因数提高到0.95以上；输入电流基本为正弦波，谐波含量大大减少。这里采用UC3854控制的Boost电路作为APFC电路（图2）。UC3854是美国Unitrode公司生产的高功率因数校正芯片，此芯片采用电压电流双闭环控制，电流内环使用平均电流模式控制。电压检测信号和同步信号相乘作为电流给定，Rs为电流

3、检测电阻。输出电压可在较大范围内进行控制，根据后一级需要，这里控制在380V。UC3854以及控制电路的电源来自辅助电源，辅助电源是由脉宽调制器UC3844控制的反激变换器构成的，它可提供多路输出。500)this.style.ouseg(this)">图2有源功率因数校正（APFC）电路1.2逆变部分及电流反馈控制逆变电路是电子镇流器最重要的部分，通常采用半桥逆变或全桥逆变电路。半桥逆变电路的输出电压是全桥的一半，在功率管电流相等的情况下，全桥电路的输出功率是半桥的2倍，但多用2只功率管。考虑到400控制。其原理如图3虚线框内所示，它由滞环比较器构

4、成。给定电流信号ig和电流反馈信号if之差ig－if作为滞环比较器的输入，通过其输出来控制S2和S3的通断。设灯电流iL的方向如图3所示，当S2（或D2）导通时，iL增大，当S3(或D3)导通时，iL减小。设滞环比较器的环宽为ΔI，若电流反馈系数为k（=if/iL），电流iL在（ig－ΔI）/k和（ig＋ΔI）/k范围内呈锯齿状跟踪给定电流，如图4所示。为简单起见，电流给定信号取自电网电压正弦波信号。500)this.style.ouseg(this)">图4滞环比较方式电流跟踪波形S2和S3的切换有两种模式，分别是双极性切换和单极性切换。双极性切换

5、时，无论给定电流ig处于正半周期还是负半周期S2与S3都是互补通断。单极性切换时，ig正半周时，S3始终关断，S2进行斩波；负半周时，S2关断，S3斩波。单极性切换原理分析见图4，即在t0～t1时段，S2导通，电流iL增大；到t1时刻，iL增大到比〔ig(t1)＋ΔI〕/k略大一点，滞环比较器动作，S2关断，电感L放电，iL经电容C2，二极管D3续流；直到t2时刻，下降到比〔ig(t2)－ΔI〕/k稍小一点，S2再一次导通，iL又将增大。ig处于负半周可作同样的分析。与双极性切换模式相比，单极性切换有以下优点：1）只有一只功率管动作，开关损耗是双极性

6、切换的一半；2）主电路各物理量的动态应力，如dv/dt及di/dt小于双极性切换模式，因此，对控制电路的干扰小于双极性电路。但是单极性模式的控制电路要附加一些简单的逻辑控制电路。电感L的大小与滞环宽度2ΔI决定了开关频率的高低。当其它条件一定时，开关频率与电感L和滞环宽度的乘积成反比。因为功率MOSFET的开关频率很高，所以，用较小的电感即能满足要求。2启动电路的设计启动电路采用逻辑控制，不须采取高压隔离措施，简化了主电路，并且能瞬时启动。工作原理如图5所示。利用LC振荡原理很容易产生高频脉冲，主电路中续流电感L作为LC振荡器的副边，原副边匝数比设为

7、1∶20。原边300V电压来自控制辅助电源，理论上副边能产生6kV的脉冲。因为LC振荡回路中串有晶闸管SCR，触发时L两端只能产生下正上负的触发脉冲。M1，M2，M3为三个逻辑控制信号，只有三个信号全为高电平时，才会产生高压触发脉冲。500)this.style.ouseg(this)">图5触发启动电路M1在C3上的电压被充到一定的值，变为高电平。M2用来判断是否有灯电流，有灯电流时为低电平，禁止启动；而且M2上的信号具有延时功能，以避免灯熄灭后出现热启动；在灯恢复冷态后，M2变为高电平，允许启动。M3与功率管S2驱动信号同步，使得只有在S2导通时

8、才能产生触发电压。这样当L两端产生高电压时，S2处于导通状态，避免了触发电压对功率管的破坏。3实验结果实验用钠灯型号为NG400，市电电压230V，动态存储示波器型号为TDS3012。进线端电压和电流波形如图6所示。电子镇流器的功率因数能达到0.97以上，谐波畸变也得到有效抑制，说明由UC3854构成的APFC性能良好。图7是稳定工作时灯电流波形，基本上是所要求的正弦波，电流幅值为6.5A，有效值为4.6A。实测进线段功率为412W，灯功率387W，所设计电子镇流器效率达到0.94。500)this.style.ouseg(this)">图6进线端电

9、压电流波形500)this.style.ouseg(this)">图7灯电流波形4结语400W高压钠灯电子镇