基于單片機的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器研制

1、基于單片機的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器研制隨著科技的迅猛進(jìn)展，世界自然資源也以同樣的迅猛速度消耗著，節(jié)能已經(jīng)成為各國科研方案中的重要項目。照明節(jié)能越來越引起人們的關(guān)注，并逐漸升高到庇護(hù)資源和環(huán)境的高度。近年來，得益于學(xué)的進(jìn)展，節(jié)能型電光源配套設(shè)備也得到了快速進(jìn)展。與傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器相比，鎮(zhèn)流器自身能耗大為降低，性能參數(shù)大大提高，體積和分量大大減小，用法壽命延伸，并且充實了照明質(zhì)量。金鹵燈作為一種新型節(jié)能高強度放電燈，其顯色性好，光色臨近于太陽光，而且發(fā)光效率高，廣泛應(yīng)用于廣場、碼頭、車間等室內(nèi)外照明中。因此，與其配套的電子鎮(zhèn)流器也成為近幾年討論的熱點。降低金鹵燈及電子鎮(zhèn)流器的成本，縮小其體積則成為討論的關(guān)鍵

2、。1 硬件設(shè)計11 金鹵燈電子鎮(zhèn)流器技術(shù)指標(biāo)功率因數(shù)大于等95；畸變系數(shù)小于等于10；電流波峰系數(shù)小于等于17；用法壽命大于等于10 000 h；啟動時光小于等于1 min；有過壓、過流及異樣狀態(tài)庇護(hù)功能。12 電子鎮(zhèn)流器的工作原理該電子鎮(zhèn)流器的基本結(jié)構(gòu)框圖1所示，它主要由整流及功率因數(shù)校正電路、恒功率控制電路、高頻逆變電路、點火電路及控制電路幾部分構(gòu)成。該電路的輸入為5060 hz，220 v的工頻溝通電，在電源接通而燈未點燃時，經(jīng)lc諧振電路諧振后能產(chǎn)生3 kv以上的高壓把燈點亮；而燈穩(wěn)定工作以后，燈兩端約為85 v，維持金鹵燈的正常點燃。121 整流與功率因數(shù)校正電路本電路的整流濾波是采

3、納橋式整流濾波電路來實現(xiàn)的，通過emi得到310 v的直流電壓送到apfc電路。而apfc是用功率因數(shù)控制芯片l6561完成的。其2所示。apfc的基本工作原理如下：主回路的輸出電壓vo。和基準(zhǔn)電壓vref比較后，輸入給電壓誤差ea，整流電壓檢測值vm1和誤差放大器的輸出電壓信號verr共同加到乘法器m的輸入端，乘法器m的輸出作為電流反饋控制的基準(zhǔn)信號。電流誤差放大器ca的輸出與電感零電流檢測器(zcd)的輸出作為開關(guān)管vg驅(qū)動器的輸入信號，控制開關(guān)管的開通和關(guān)斷，保證電感電流的峰值跟蹤整流電壓，從而使輸入電流(電感電流的平均值)與輸入電壓的波形基本全都，提高輸入端功率因數(shù)，降低電流畸變程度。

4、122 恒功率控制電路金鹵燈在用法壽命期間，燈電壓會隨著燈管的不斷老化而上升，而傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器具有恒流特性，導(dǎo)致燈功率不斷增大，從而加速燈管老化。本文采納了具有限流限壓功能的近似恒功率控制計劃，具有成本低，性能穩(wěn)定的特點，在電網(wǎng)電壓波動以及燈管老化等因素造成燈電壓變幻時，均能自動實現(xiàn)恒功率輸出。其電路原理圖3所示。該電路可以將系統(tǒng)的功率因數(shù)提高到099以上，有效地抑制輸入電源電流iin的波形失真，達(dá)到gb15144所要求的低于l級畸變指數(shù)，確保hid燈管的電流波峰系數(shù)小于17。在buck電路輸入端串聯(lián)接入檢測rs，然后通過電阻r1舉行濾波，得到平均電壓信號，從l2端檢測到燈的電壓信號，二者經(jīng)

5、過ea放大電壓信號，得到的輸出電壓作為反饋信號經(jīng)過比較強輸入到控制器，pwm控制器按照輸入的反饋電壓信號輸出一個控制信號vf來控制buck電路的開關(guān)s2的占空比。適當(dāng)?shù)靥暨xr1，r2，r3，就可以很好地控制輸出功率po。123 全橋逆變電路鎮(zhèn)流器中的低頻方波輸出是通過全橋逆變電路來實現(xiàn)的，4所示。全橋由4個構(gòu)成，在全橋控制器的控制下，兩對mos管交替導(dǎo)通，在穩(wěn)定工作狀況下輸出400 hz的方波。124 啟動電路由lc構(gòu)成諧振啟動電路。在啟動前，燈相當(dāng)于開路，l，c組成串聯(lián)諧振電路。點燈時，利用全橋輸出方波電壓正負(fù)跳變時的少量高頻重量，使l，c發(fā)生諧振，在c兩端產(chǎn)生高電壓將燈點燃。此啟動電路點火電壓的位置有利于燈啟動后電弧的穩(wěn)定，而當(dāng)燈工作于穩(wěn)態(tài)時，點火電路對燈并無影響。2 軟件設(shè)計主要完成燈啟動過程控制、穩(wěn)態(tài)時的恒功率控制以及過壓欠壓和開路、短路等異樣狀態(tài)庇護(hù)。其主程序流程5所示。3 試驗結(jié)果電路有關(guān)工作波形6所示。4 結(jié) 語基于單片機控制的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，能自動完成故障檢測、高壓點火、異樣狀態(tài)庇護(hù)及穩(wěn)態(tài)時的恒功率控制。所設(shè)計的電子鎮(zhèn)