金卤灯电子镇流器的新型控制方法

2022-01-21 15:07分类：电子元器件阅读：

金属卤化物灯电子镇流器的新式控制措施

明确提出了一种二级无音串联谐振金属卤化物灯电子镇流器的新式控制措施。电子镇流器包含功率因素校准、一个带降血压作用的半桥整流电路和打火电源电路。这类最新型的控制措施使灯工作中于400Hz的低頻波形运行状态，确保不发生声串联谐振的产生。还指出了一种新奇且简便的方式，摆脱了整流电路换相一瞬间的交流电过冲难题，减少了灯工作中电流量的波峰焊指数。70W金属卤化物灯电子镇流器的样品认证了这类控制策略的可行性分析
关键字：金属卤化物灯电子镇流器；低頻逆变电源；直流电源；电流量过冲

0 前言
现如今，高韧性金属卤素灯因为它的发亮高效率、led色温好、使用寿命长等优势，早已被普遍地运用于城市广场、路灯照明等场所。而这其中的金属材料卤化物灯因为具有众多优势更被觉得是较好的人工合成灯源之一。可是，因为金属卤化物灯的负阻特点和特别的运行规定，务必和与之相对应的电子镇流器一同应用。比照于传统式的电感式传感器电子镇流器，电子镇流器拥有很多优势，对它的分析和研发也是电力工程电子产业的一大网络热点。

为了更好地保证金属卤化物灯不发生声串联谐振，电子镇流器一般工作中于低頻波形情况。传统式的低頻波形电子镇流器包含3级构造：功率因素校准电源电路、降压电路和全桥整流电路。这类构造比较复杂并且导致了电子镇流器的费用价格昂贵。简单化电源电路、控制成本己经成为了现如今科学研究的关键。一种方式便是把前二级功率因素校准和降压电路构成一级。这类办法能够减少电子镇流器的容积，可是很有可能随着产生的情况便是减少了功率因素校准电源电路的主要表现，提升了电源开关元件的地应力等不利条件。另一种方式便是把降压电路和整流电路组成在一起。这类办法能够减少电子镇流器的容积和成本费，可是控制措施很有可能比较繁杂。

组成降压电路和半桥整流电路在一起的预案是目前较为时兴并且行得通的方式。由于这类方法的电源电路相对性更为简易，成本费最少。为了更好地促使这类方法的广泛运用，简单化它的控制措施，摆脱这类电源电路的缺陷，提升它的稳定性就变成科学研究的关键。

文中对此类电源电路明确提出了一种新式控制措施，而且明确提出一种简易合理的办法摆脱此线路在輸出电流量换相时造成的交流电过冲难题，减少了波峰焊指数。

1 电源电路叙述
电源电路的构造方框图如图所示1所显示。

1.l 电源电路工作中多形式的剖析
S1、S2的门极数据信号如图2所显示。当S1工作中于高频率情况时，S2被断掉。这时，电源电路等效于一个Buck电路，S1等同于主输出功率电源开关，而S2的体二极管等同于Buck的二极管。2个开关管的工作态度会以400Hz的一个頻率更替转变。那样，就可以获得一个低頻的波形电流量輸出提供灯。

二极管关闭时存有一个反向恢复难题，这会大大增加元器件的开关损耗。为了更好地防止这些情形的产生，大家让电源电路工作中在电流量时断时续情况下。图3是逆变电源级Buck电感电流量的情况平面图。

当S1工作中于高频率情况而S2断掉时，电源电路工作中于3种工作模式。

1.l.l 方式1
S1开通，电流量穿过C1、S1、Rs、灯、打火电感器和Lc图4是这个方式的等效电路图。在其中打火电感器的电感器量远远地低于电感器L的电感器量，假定电容器C上的电流在每一个电源开关周期时间中始终保持不会改变，电感器L上的工作电压VL为

l.1．2 方式2
S1断掉。因为电感器电流量不可以基因突变，电流量穿过Rs、灯、打火电感器、L、C2和D2o。图5是此类方式的等效电路图。电感器L的工作电压为

1.1．3 方式3
S1依然处在中断情况。可是电感器￡的电流量降至零。这时，电容器C给灯给予动能，电流量穿过C、Rs、灯和打火电感器。图6是此类工作模式的等效电路图。假定电容器充足大，电容器上的工作电压始终保持不会改变，大家可以从式(1)、式(2)中获得輸出的灯工作电压为

式中：指数k1与电感器电流量上升幅度相关，在图3中具有清晰的表明。

当S1断掉，S2工作中于高频开关情况时，电源电路的运行全过程大部分和上边的剖析一致。

依据以上的剖析，在每大半个低頻周期时间内半桥整流电路能够等效电路为一个Buck降压电路。进而一个半桥整流电路既能够保证给灯一个适合的T作工作电压又能使灯工作中于低頻波形情况。

1.2 闭环控制系统
由于金属卤化物灯的负阻特点，因此大家操纵电子镇流器的输入输出展现为电流源的特点，以确保灯的稳定工作。图7是半桥电路的控制措施框架图。根据Rs取样灯电流量。取样电阻器Rs上的工作电压是一个低頻的波形数据信号。最先根据运算放大器l把这个数据信号变大，随后历经一个逆变电路把这个沟通交流的波形数据信号整流器成直流电，再历经RC过滤后开展PI调整，调整輸出为一个直流电源。由此可见这类控制措施等效于DC／DC的控制措施，简易且合理。

1.3 电流量过冲
可是，这一电源电路存有一个明显情况便是在每一个輸出电流量换相的一瞬间会出现非常大的交流电过冲。那样的顶峰电流量会大幅度降低灯的使用期限。文中指出了一种简易合理的办法摆脱这个问题。

图8是半桥推动门极数据信号的造成电源电路，在其中的D触发器、2个跟门和2个或非门组成在一起用于减少推动数据信号的pwm占空比。而这一作用由操纵脚(CP)来操纵，当CP为高时，推动的pwm占空比就可以减少为大概原先的一半。那样大家就可以在每一个輸出电流量换相的一瞬间给CP一个上拉电阻，减少推动的pwm占空比，以大大的减少乃至清除过冲电流量。图9为一个简易CP操纵讯号的产牛电源电路。图10为脚CP数据信号与低頻逆变电源数据信号的状态图。

2 试验結果
选用以上控制措施的一个70W金属卤化物灯电子镇流器样品早已进行。电源电路基本参数以下。
L=380 μH；
C=1μF；
Vo=200V；
fh=100 kHz；
f1=400Hz。

在其中：fh为半桥电路推动的高频率和低頻頻率；
f1为半桥电路推动的低頻頻率。

图11表明了輸出电流量换相时推动数据信号的转变。图12为輸出电流量换相时电感器电流量的转变，能够见到电流量的过充非常小。图13为打火单脉冲，因为打火是在低頻情形下开展，因此打火通过率很高。图14为灯一切正常运行时的工作电流和工作电压波型，能够看得出灯电流量基本上都没有电流量过充的情形产生。整机高效率约为90％，波峰焊指数为1．1。