荧光灯电子镇流器数字调光方案研究
作者：王守志毛兴武
关键词：镇流器，数字调光，微控制器，数字可寻址照明接口(DALI)
摘要：基于调光镇流器控制器IR21592的数字调光电子镇流器设计方案，含有一个通用电压输入的有源PFC电路，同时包含一个微控制器及连接到数字可寻址照明接口(DALI)的隔离电路。在介绍数字调光原理的基础上，给出了36W/T8荧光灯数字调光电子镇流器电路。
O 引言
可调光荧光灯电于镇流器具有明显的节电效果，故在近几年中得到了迅速发展和应用。荧光灯是一种低压气体放电灯，是非电阻性负载。因此，荧光灯调光控制技术要比白炽灯调光复杂得多。荧光灯调光技术分模拟调光和数字调光两种类型。对于紧凑型节能灯台灯的调光，通常采用模拟技术。而对于用于家庭、办公室、商场、车间等场所照明的调光荧光灯，则采用数字调光方案。数字调光电子镇流器，代表了该照明电器未来发展的方向。
荧光灯调光通过调节灯管功率实现。灯功率调节又有两种方法：一种是调节频率改变镇流器输出级LC网络的阻抗来调节灯电流，从而改变灯功率和灯亮度；另一种是通过凋节灯电流与灯电压之间的相位，来调节灯功率。IR公司生产的调光镇流器IR21592／IR21593，则采用相位调光方案。
1 数字可寻址照明接口(DALI)
数字可调光电子镇流器需利用DALI。数字可寻址照明接口(DALI)国际标准prIEC929，是一种在两线网络上去接口照明装置的通信协议和方法。DALI协议为16位，支持高达64个镇流器各自的寻址，16组群被播散到整个照明网络上。除协议之外，DALI还支持光衰减、对数调光、现场实况和故障检测。
对于全部照明环境，DALI允许不同的控制和管理。DALI利用同一个控制系统，可以控制(发送和接收)64个不同的电子镇流器。发射指令既可以到达单个镇流器，也可以到达一组镇流器，并实现从100％到l％的调光范围。通过数字控制，可根据不同的照明需要精密调节光电平。DALI包含256个亮度等级和一个对数调光曲线，如图l所示。在较低的光电平上易于更好地控制，而且对人的眼睛也更加敏感。
2 数字调光电子镇流器设计方案
2．1 数字调光电子镇流器的组成
数字调光电子镇流器组成框图如图2所示。该方案主要包括3个部分，即基于控制器L6561的有源功率因数校正(PFC)升压预变换器，基于控制器IR21592的镇流器电路和数字调光控制电路。此外，还包含输入EMT滤波器、桥式整流器以及保护电路。数宁控制电路提供DALI和软件，镇流器可以直接连接到DALI 2一线输入或其所依从的系统。利用RS232／DALI变换器连接到PC，目的是用于演示。微控制器PICl6F628控制基于IR21592的镇流器电路，IR21592依据从微控制器接收的信号控制镇流器电路。
2．2 微控制器与外界及IR21592之间的通信
微控制器在DALI和IR21592之间充当一个界面。微控制器与外界的通信利用TX和RX 两个信号实现。TX是从网络发送到微控制器的信号，RX是从微控制器发送到网络的信号，如图3所示。一个数字接口保证在DALI输入与镇流器输出级之间的高压隔离。
在微控制器PICl6F628与IR21592之间的通信利用4个信号完成。其中，从PICl6F628脚9发送到IR21592脚4的信号用于调光，从微控制器脚10发送到IR21592脚9的信号用于镇流器关闭或导通，在PICl6F628脚ll和脚12上接收的信号用于故障检测。微控制器控制IR21592的3个引脚。即脚4(DIM，控制灯亮度)、脚9(SD，有源高电平使IR21592关闭)和脚7(FMIN，逻辑“0”使IR21592禁止)。
IR21592脚4(DIM)需要0．5～5V的模拟调光电压，相应的灯功率电平为1％～100％。在O．5V的输入上，灯电流相位移最大，灯功率最低，灯光最暗；在5V的输入时，对应最小相位移和最大灯功率，灯输出为“满光”(100％)。PICl6F628脚9输出一个PWM信号，通过R25和C17滤波转换为模拟电压输入到IR21592的脚4(DIM)，提供256个不同电平的电压。瘦子从数字调光需要，输出电压为对数而不是线性关系。在较低光电平上由于趋于线性，人的眼睛对于其更加敏感。最低灯功率和最大灯功率，可由IR21592脚6(MIN)和脚5(MAX)上外部电阻设置。
2.3 软件
DALI执行软件容量较大，图4所示为软件在简单形式下的流程图。详细的源代码密封在CD中，可供设计时使用。
在程序从初始化启动之后，微控制器被置于环路中，并对输入数据进行检查。如果接收到有效数据，并且地址与镇流器确定地址匹配，组群与确定组群成员匹配，或者数据是一种广播命令，则被过滤和筛选。命令被分为标准和专用两种类型。在经过滤和筛选后，程序立即定向于适当的命令并执行。所有命令共分4类，即弧光功率控制命令、配置命令、查询命令和专用命令。弧光功率控制命令通常用于照明系统，这类命令占用信号被发送到镇流器控制器，并经脉宽调制调节光电平；配置命令用于镇流器设置，其中包括最大和最小灯光门限、减弱时间和速率及现场电平等，并且数据通常被存储在EEPROM区域中并被保持；查询命令为从镇流器得到反馈而被利用，通过适当的查询命令，可以获得光衰减、灯管、一般故障
和功率等方面的信息；专用命令是唯一的，这类命令对地址不受影响。在DALI上的所有镇
流器都响应于一个专用命令。
2．4 DALI与微控制器之间的连接
微控制器与DALI之间的连接通过光耦合器实现，如图5所示。利用光耦合器，由DALI 两线输入变为4个信号。这4个信号，一个是通信使能信号(ENABLE)，一个是发射信号(TX_DALI)，一个是接收信号(RX—DALI)，还有一个是接收一驱动信号(RECEIVE—DRIVE)。其中，发射信号和接收信号直接影响在DALI上的电平。利用通信使能信号和接收一驱动信号控制通信电路，可使镇流器获得非常低的功率。在正常工作期间，PICl6F628利用通信使能信号可使通信电路激活。当数据开始向镇流器发送时，通信使能信号电流低于100μA。为精确传送数据，该电流是不足够的。为使信号通过隔离有一个良好的传送，维持接收一驱动信号，需将电流上升到O．5mA以上。为传送所有数据，接收一驱动信号，使能时间足够长，尔后才截止，如图6所示。该方法可以有效地减小功率与电流消耗。
为检测输入数据，PICl6F628内建比较器设置门限电平。该数据检测门限被设置在PICl6F628的脚l(RA2)上。为接收DALI上的高电平逻辑，在微控制器上将其转换为5V的逻辑，并在DALI上转换为高电压逻辑电平。
2．5 微控制器供电
在灯管触发之后，PIC16F628脚14(VDD)上的供电电流由镇流器半桥输出上的电荷泵电路提供。微控制器在正常工作期间，内部频率为 4 MHz。当IR21592脚9(SD)上的电压VSD>2V时，半桥截止，电荷泵电路失能，PICl6F628脚14(VDD)上的电流由桥式整流输出经高阻值电阻(270 k?)供给，微控制器进入睡眠模式，消耗非常小的电流。欲唤醒微控制器
使其重新开始工作，需要供给足够的电流。图7所示为在灯被关断时的通信信譬。
3 数字调光36W/T8荧光灯电子镇流器实际电路
基于IR21592并由微控制器PICl6F628控制的32W/T8荧光灯数宁调光电子镇流器实际电路如图8所示。该数字调光电子镇流器AC线路输入电压范围为185～265V，输入电流总谐波失真(THD)<150k，各次谐波电流符合IECl000—3—2标准(C类)规定限制，系统功率因数高于O．98。灯丝预热频率为53 kHz，预热时间为ls(由IR21592的脚3外部电容CPH设置)，灯丝预热电流为0．35A。灯触发频率为46kHz，触发电压为1500V(峰值)。在调光模式，凋光范围从100％到l％。IR21592提供各种保护：一是线路欠电压保护，只要脚1上的电压VVDD<3V，则进入故障保护模式；二是过电流保护，只要IC2脚10上的电压VCS<1．6V，就会进入故障保护模式；三是灯故障关闭保护，只要脚9上的电压VSD>2V，则履行关闭保护；四是过温度保护，只要IC2结温TJ>165℃，则进入故障保护模式。在故障保护模式，
振荡器截止，半桥电路停止工作，功率开关S2、S3均被关断。
4 结语
本文介绍的32W/T8荧光灯数字调光DALI电子镇流器，使用了微控制器PICl6F628。微控制器在调光镇流器控制器IR21592与DALI之间充当一个界面。数字调光DALI电子镇流器设计方案包括基于L6561控制器的PFC升压电路和基于IR21592控制器的镇流器电路，同时还包含PICl6F628微控制器和为连接DALI的光耦器隔离电路。这种数字调光电子镇流器的调光范围为1％～100％，并具有完善的安全保护功能和高效率与高功率因数。
来源：https://www.doczj.com/doc/071963295.html,/info-21474.htm
荧光灯电子镇流器数字调光方案研究 作者：王守志毛兴武 关键词：镇流器，数字调光，微控制器，数字可寻址照明接口(DALI) 摘要：基于调光镇流器控制器IR21592的数字调光电子镇流器设计方案，含有一个通用电压输入的有源PFC电路，同时包含一个微控制器及连接到数字可寻址照明接口(DALI)的隔离电路。在介绍数字调光原理的基础上，给出了36W/T8荧光灯数字调光电子镇流器电路。 O 引言 可调光荧光灯电于镇流器具有明显的节电效果，故在近几年中得到了迅速发展和应用。荧光灯是一种低压气体放电灯，是非电阻性负载。因此，荧光灯调光控制技术要比白炽灯调光复杂得多。荧光灯调光技术分模拟调光和数字调光两种类型。对于紧凑型节能灯台灯的调光，通常采用模拟技术。而对于用于家庭、办公室、商场、车间等场所照明的调光荧光灯，则采用数字调光方案。数字调光电子镇流器，代表了该照明电器未来发展的方向。 荧光灯调光通过调节灯管功率实现。灯功率调节又有两种方法：一种是调节频率改变镇流器输出级LC网络的阻抗来调节灯电流，从而改变灯功率和灯亮度；另一种是通过凋节灯电流与灯电压之间的相位，来调节灯功率。IR公司生产的调光镇流器IR21592／IR21593，则采用相位调光方案。 1 数字可寻址照明接口(DALI) 数字可调光电子镇流器需利用DALI。数字可寻址照明接口(DALI)国际标准prIEC929，是一种在两线网络上去接口照明装置的通信协议和方法。DALI协议为16位，支持高达64个镇流器各自的寻址，16组群被播散到整个照明网络上。除协议之外，DALI还支持光衰减、对数调光、现场实况和故障检测。 对于全部照明环境，DALI允许不同的控制和管理。DALI利用同一个控制系统，可以控制(发送和接收)64个不同的电子镇流器。发射指令既可以到达单个镇流器，也可以到达一组镇流器，并实现从100％到l％的调光范围。通过数字控制，可根据不同的照明需要精密调节光电平。DALI包含256个亮度等级和一个对数调光曲线，如图l所示。在较低的光电平上易于更好地控制，而且对人的眼睛也更加敏感。
采用L6574的可调光电子镇流器的工作原理与应用 一、L6574的电路特点与控制功能 1、L6574的电路特点 L6574电子镇流器用控制集成电路可应用于高达600V供电电压的电子镇流器电路，它的驱动信号输出电流可达250mA，灌入电流可达450mA，输出驱动控制脉冲信号的上升、下降时间可低至80ns/40ns，可以驱动容性为1nF的负载，具有欠电压锁定输出控制功能，L6574的输出驱动信号的频率可以随灯电路的预热、点火和正常工作的要求而自动变化。为了确保L6574集成电路可靠工作，在L6574的引脚12的内部电路中添加了稳压箝位二极管，并且将自举升压二极管也集成到了L6574集成电路内，从而简化了L6574的外围电路，L6574可以驱动半桥功率输出电路，通过外接定时元件参数的选择可以获得所需的灯电路的预热和点火时间。同时L6574内部的运算放大器可以用作电子镇流器电路的闭环控制，确保电子镇流器电路稳定、可靠工作。L6574有DIP16和SO16N两种封装形式，外形图和引脚图分别如图1和图2所示，L6574的工作框图如图3所示，L6574的工作流程图如图4所示，引脚功能如表1所示。
2、L6574的内部单元电路功能简介 （1）L6574的高、低端驱动电路 L6574中的高、低端驱动电路用于为外接的两只半桥功率晶体管MOSFET提供驱动信号，由于可以提供450mA的灌入电流和250mA的输出电流能力，可以可靠地驱动外接的两只功率晶体管MOSFET。 （2）自举升压电路部分 由于采用了专门的技术，在L6574中集成了自举升压二极管，和外接的自举升压电容一起可以为高端功率晶体管MOSFET供电。为了使L6574可靠工作，不允许流入VBOOT引脚16电流。 （3）有关定时电路 为了确保灯电路有适当的预热时间（=），在L6574的CPRE引脚1外接电容的充电电流为恒定值，在灯电路的预热工作期间（），灯电路的工作频率为，当灯电路的预热时间结束时，L6574的CPRE引脚1的外接电容开始放电，放完电后又重新被充电，通过这种操作可以得到灯
采用IR21593的可调光电子镇流器 时间:2009-01-16 09:40来源: 作者:山东照明网信息中心编辑整理点击:103次 核心提示: 1、IR21593 可调光镇流器的特点 1 电子镇流器控制和半桥输出驱动器电路均集成在同一芯片中。 2 无需就可实现灯功率检测。 3 灯功率闭环控制。 4 灯预热工作电流闭环控制。5 灯丝预热时间可编程。 6 灯丝预热电流可编程。7 灯点火和调光时间可编程。8 0.5 1、IR21593可调光镇流器的特点 1电子镇流器控制和半桥输出驱动器电路均集成在同一芯片中。 2无需就可实现灯功率检测。 3灯功率闭环控制。 4灯预热工作电流闭环控制。 5灯丝预热时间可编程。 6灯丝预热电流可编程。 7灯点火和调光时间可编程。 80.5~5VDC调光控制信号输入。 9灯最小、最大功率调节。 10灯电路最低工作频率可编程。 11完善的灯故障保护控制功能。 12灯电路供电电压过低保护。 13灯电路自动再启动。
14灯电路微功率启动。 15IR21593的VCC引脚13电压由内部的稳压钳位。 16为16引脚DIP和SO封装。 2、IR21593控制功能简介 IR21593是集调光控制功能和600V半桥输出驱动器为一体的电子镇流器用控制集成电路，具有无器的相位控制灯功率检测和调节控制功能，电路仅需做很小的变化就可以用于调光或非调光的应用场合。集成电路外部的灯电路预热时间、预热电流、点火和调光时间的可编程特性、灯电路最大、最小调光范围的可设定元件使其使用灵活方便。具有灯电路点火失败、灯丝故障、灯电路热过载、灯电路正常工作时的灯故障、灯电路自动再启动等保护控制功能。集成电路的核心是一个压控振荡器（VCO），并且这个压控振荡器的振荡频率可由外部元件编程调节控制。IR21593（IR21591）的死时间表为1.0μs，而IR21592（IR2159）的死时间为1.8μs，其余的控制技术指标基本相同，而IR21593的型号较IR21592的型号要新，同理，IR21592又比IR21591新，而IR21591新近推出，所以在此讨论中对IR21593、IR21592、IR21591和IR2159的型号不加以区别。 3、IR21593的引脚功能 IR21593的引脚功能如表1所示。 IR21593的外形图、引脚图、工作框图、典型应用电路图和工作状态图分别如图1~图4所示。 4、设计采用IR21593控制集成电路的电子镇流器电路需注意的问题 在设计采用IR21593控制集成电路的电子镇流器电路前，应首先确定以下技术要求。 （1）对灯电路的技术要求 在选择电子镇流器输出级的有关元件参数值前，应事先确定表2所示的灯电路参数。
DALI电子镇流器的调光 1 电子镇流器的常用调光控制方法 随着计算机技术的发展，计算机技术和计算机网络技术不断渗透到各种电子产品中，使其性能指标得到了很大的提高。由于电子镇流器具有节能，易于实现调光控制的优点，在全世界得到了广泛的应用。而照明计算机调光控制目前常用的控制方法有：DALI、DMX512、TCP/IP、各种不同的现场总线(如CAN、C-BUS、CC-LINK、欧洲安装总线EIB等)。利用TCP/IP控制协议组成的计算机调光控制系统具有技术成熟、使用方便、控制范围宽和易于推广的优点，它在大型调光控制系统中应用具有较大的优势，但是成本较高，较为复杂。而DMX512控制协议在影视行业中应用较多，相对TCP/IP控制协议的控制能力和控制范围要弱些。而DALI电子镇流器调光控制协议是IEC929附录E中针对荧光灯电子镇流器的调光控制而专门提出的一种控制协议，使用较为简单、方便，更为易于实现。 本文主要针对DALI控制协议和美国IR公司和Microchip公司合作开发推出的DALI 电子镇流器调光控制软件的特点与使用加以介绍。 2 数字式可寻址照明调光接口标准(DALI) DALI由于具有开放性好，采用数字控制技术，采用DALI构成的可寻址数字调光控制系统，具有造价低、易于安装、系统重构灵活，可以级联(组成主/从控制系统)的特点，很适用于办公楼、会议厅、音乐厅、仓库、大学和住宅区等建筑的照明控制系统，和目前得到广泛应用的建筑物管理系统(如EIB、LON、LUXMATE和BATIBUS)一起可为建筑物提供更为复杂、集成度更高的照明控制系统，目前已成为照明控制(电子镇流器)的国际标准 IEC929和欧洲照明控制(电子镇流器)标准EN60929的一部分(附录E)，可以起到节能(节能可达30%)、环境保护的作用，得到了世界上主要电子镇流器生产厂商的支持，得到了越来越广泛的应用。 2.1 采用DALI的原因 DALI是一种可寻址、用于荧光灯照明电子镇流器控制的新工业标准协议，可引起照明工业的又一场革命。具有以下功能： (1)通过照明节能，可节能达30%; (2)可方便的实现照明控制; (3)通过灯工作状态和电子镇流器的中央监控可降低系统的维护费用; (4)系统安装简单，使用元器件较模拟控制系统少，系统成本低; (5)由于采用数字控制，DALI调光控制系统可实现对每只电子镇流器的控制，而模拟控制系统只能实现对每组电子镇流器的控制，所以DALI调光控制系统的灵活性很高; (6)“即插即用”，各厂家产品的互换性、灵活性好; (7)DALI为一开放控制系统，不同生产厂家生产的电子镇流器均可接到DALI。 2.2 DALI的开发背景 由于节能的需求在20世纪90年代欧洲开始进行数字式荧光灯照明控制系统的开发、研究，一些主要的照明生产企业提出了采用标准通信协议来加速群控照明节能产品的推广使用。 建筑师们也对照明群控通信协议和设备的兼容性非常关心，采用DALI以后可使不同照明设备厂家生产的产品(如控制系统、电子镇流器、传感器等产品)无缝的互连，系统连接可靠、方便，从而降低系统的开发、安装、维护费用和风险，增加产品的适用范围。
电子镇流器控制芯片IR2156 1 引言 IR2156是IR公司最新推出的多功能、低成本电子镇流器控制芯片，它由一个高压半桥门极驱动器和一个频率可调振荡器组成。具有预热频率和运行频率可调，预热时间可调，死区时间可调，以及过流门限可调等特性。完善的保护性能，诸如灯管触发失败保护，灯丝故障保护以及自动重启动功能都设计在其中。IR2156具有DIP14及SOIC14两种封装。图1是 其内部原理框图。 图1 IR2156内部原理框图 2 主要电气特性 2.1 主要电气特性 主要电气特性见表1。除非另有说明，一般情况下：
V CC=V BS=V BIAS=14V±0.25V,V VDC=OPEN,R T=39.0kΩ,R PH=100.0kΩ,C T=470pF,V CPH=0.0V, V CS=0.0V,V SD=0.0V,C LO，HO=1000pF,T a=25℃。 表1 主要电气参数 注1:该芯片内部VCC与COM之间设有15.6V稳压管，注意该脚不能直接外加电压源。详 细参数见IR2156数据表。
2.2 推荐工作条件 推荐工作条件见表2。 表2 推荐工作条件 注2：VCC引线要有足够的电流使内部的15.6V的稳压管能够稳住电压。 3 IR2156管脚排列及功能 器件管脚排列见图2，管脚功能见表3。 表3 管脚功能
图2管脚排列 4 功能简介 4.1 欠压关断（UVLO）模式 欠压关断模式是当供电电压V CC低于IC的开启门限电压时，IC不工作。IR2156的欠压关断模式要求供电电流最小保持在200μA以上，保证IC正常工作并驱动高低端输出。图3为典型的从直流母线馈电和从镇流器输出级充电泵共同为IR2156供电的例子。通过供电电阻(R SUPPLY)的电流一部分作为启动电流流入IC，其余给启动电容(C VCC)充电。电阻应能供应两倍的最大启动电流，以保证镇流器在低电压输入下启动。一旦VCC脚电容电压到达启动门限，且SD脚电压低于4.5V，则IC开始工作，HO，LO振荡。由于IC工作电流增大，电 容开始放电见图4。
电子镇流器调光方法与工作原理 一. 占空比调光法 这种调光控制法是利用调节高频逆变器占空比,来实现灯输出功率调节,对半桥逆变 器的最大占空比为0.5,确保半桥逆变器中对两个功率开关管之间的导通有一个死时 间,以免两个功率开关管由于共态导通而损坏; 这种调光控制法存在的问题:如果电感电流连续并渧后于半桥电压U,则功率开关管 可能在导通时工作在零电位状态,在功率开关管关断瞬间需采取吸收电容以达到ZVS工 作条件,这样可进入ZVS工作方式,这是优点,同时EMI和功率开关管的应力可以明显降 低,然而,如果功率开关管的脉冲占空比太小,以致电感电流不连续,则将失去ZVS工作 特性,并且由于供电直流电压较高而使功率开关管上的应力加大,这种不连续电流导通 状态将导致电路的工作可靠性降低和加大EMI辐射; 除了小的脉冲占空比外，当灯管发生故障时，灯电路也会出现不连续工作状态，当负载为开路故障时，电感电流将流过谐振电容，又于这个电容的容量较小，所以阻抗较大，除非两个功率开关管有吸收电路保护，否则功率开关管将承受很大的电压力； 二. 脉冲调频调光法 脉冲调频调光法也是常用的调光方法，如果高频电子镇流器的脉冲开关工作频率增加，则镇流电感的阻抗也增加，这样通过镇流器电感的电流就会下降，从而实现调光控制，图2-1为 脉冲调频调光法的调光控制特性曲线; 脉冲调频调光法存在如下局限性： 1. 调光范围由脉冲调频范围决定,如果脉冲调频范围不大,则功率调节也不大; 2. 为了在低灯功率工作条件下实现调光, 脉冲调频范围(25-50KHZ),磁芯的工作的工作 频率范围以及驱动电路和控制电路的工作特性都可能限制脉冲调光范围 ; 3. 在整个脉冲调频范围内不易实现软开关,在灯负载较轻时,不能实现软开关 ,并将使功率开关管上的电压应力加大,硬开关的瞬态过渡是EMI辐射的主要来源; 4. 如果半桥功率逆变器不工作在软开关状态，则会导致功率逆变器的损耗加大，使灯电路的工作效率降低; 5. 当脉冲开关工作频率在红外摇控的频率范围内时,荧光灯将发射低电平的红外线,如果脉冲调频范围很大,其它的红外摇控装置(如电视机等家用电器)将会到影响; 6. 灯电流近似反比于功率逆变器的脉冲开关工作频率,调光范围与脉冲开关工作频率之间不是线性关系, 7. 当灯负载发生开路故障时,功率逆变器电路将会出现(电流不连续)DCM工作状态,特别是当脉冲开关工作频率很低时更是如此; 三. 改变半桥功率逆变器供电电压的调光法 利用改变半桥功率逆变器供电电压的方法来实现调光有以下优点: 1. 利用调节半桥功率逆变器供电电压的方法来实现调光 ; 2. 利用固定占空比(約0.5)的方法,可以使半桥功率逆变器工作在软开关镇流电感电流连 续(CCM)的宽调光范围内(这也可使开关控制电路简化); 3. 由于开关脉冲频率固定,所以可以针对给定的灯型号简化控制电路设计; 4. 由于开关脉冲频率刚好大于谐振频率,所以可以降低灯电路的无功功率和提高灯电路工作效率;
电子镇流器的三种启动类型 1、热启动（Pre-heated Start）： 欧洲地区又叫做柔性启动（Soft Start）、暖性启动（Warm Start）、或者北美地区又叫可程式启动（Programmed Start），此种设计方式系于灯管启动时，先给予灯丝预热或者加温，其最大特色为不受灯管开关点灭次数的影响，减轻灯管黑化现象，可以延长灯管的寿命，适合开关频率高的使用场所，或者维修困难的场所，如果配合使用调光电子镇流器，更必须使用含有预热式启动功能的电子镇流器，换而言之，预热启动式的电子镇流器对灯管的保护提供最佳的保证。 2、快速启动（Rapid Start）： 这是一类非常特别的启动方式，在美国市场上比较普遍，其特点是从启动至灯管点灯使用过程中，一直在灯丝上保留一很低的电压，因此其耗电量比预热或者瞬时启动型多出1.5W 至2W，一般以串联设计居多，这种启动方式较适合气候较冷的地区。 3、瞬时启动（Instant Start）： 其特性是利用高压启动灯管（启动电压约介于800V至1200V之间），点灯非常容易，但易造成灯管黑化，灯丝断裂，灯管寿命降低，其最大竞争优势是价格较低，适合用在开关次数不频繁的场所（每天开关次数约小于5次者比较适用） 镇流器/电子镇流器的常用术语 1、镇流器（安定器）损失值（Ballast Loss） 这一数值代表电子镇流器（电子安定器）本身所消耗的能源转换成热能而非光能，此数值可由总输出功率减去全部灯管所消耗的功率，一般而言，传统40W双灯之镇流器约消耗22W，而电子镇流器约为7W。 2、光输出比值（Ballast Factor） 这一数值可以看出使用电子镇流器光输出的相对效果，其值是由测得电子镇流器的光输出值，除以标准镇流器点灯下的光输出值，所求得百分比，一般而言，此一数值愈高，代表光输出效果愈佳，对电子镇流器而言，不得小于0.9，但也有为专门强调高输出值而设计的
______________________________________________________________________________________ 设计指南 基于IR2159可调光镇流器的1－10V隔离式电压控制 By Peter Green 相关标题 1)商业设计需要 2)普通应用方法 3)更加容易的方法 4)电路图 5)工作原理 基于 IR2159的调光镇流器的输出亮度是由0─5V 直流控制电压决定的，它为灯的闭环功率控制提供一个参考。输入电压低于0.5V时输出最小。有些已经预先设置好运行功率的镇流器对特殊的灯时，在预先设置功率以下运行并不令人满意, 这一点将随灯的型号不同而发生变化, 它依赖于灯管的长度、直径以及阴极效力, 在预先设置功率以上运行时，灯的功率将以线性从最小增加到最大。当运用IR2159相控技术时, 灯能够输出稳定的最小功率, 典型值为满功率的1%。 1.商业设计需要 在为商用镇流器设计电路时，控制电压为1－10VDC，电压低于1V时, 输出功率最小并且要求线性上升到10V。这个控制电压也必须与镇流器的主电路部分隔离，包括IR2159, 否则会使输入端控制电压成为热地, 这对镇流器用户是很危险的, 也可能损害与镇流器相连的调光装置。为了适应欧洲的低电压安全需要, 必须有4KV的隔离电压。 控制输入电路应能吸收灌电流, 当没有输入控制电压时将保持10V, 镇流器运行在最大输出。调光控制必须能使控制电压下降到1V以下，使镇流器能在整个范围内调光。所以必要通过1mA小的灌电流将电压拉至1V以下。这样可以使许多
______________________________________________________________________________________ 镇流器控制输入连接到一个能够单独提供200mA灌电流的调光控制源上, 因此它能够控制200个镇流器。 2.普通的应用方法 通过一个小的高频变压器可以实现隔离, 在变压器的非隔离侧有一个振荡器。给一次侧提供脉冲, 在二次侧会得到10V的脉冲, 这些脉冲被整流转换为直流, 然后附加的调光控制通过灌电流使电压降低。 这种方法会减小变压器一次侧峰值电压，而该电压能整流用作IC控制电压，这种方法被广泛使用, 由于较大的漏电感和其它不可预知的影响引起的振荡。在变压器的两侧很难得到线性关系的电压。 3.更加容易的方法 典型的直管灯电子镇流器在其输入部分都有一个升压变换器, 它是基于工业标准的低损耗功率因数校正IC ，为IR2159镇流器驱动部分产生400V直流总线电压。同时保持功率因数高于0.95 。这样，产品能够满足欧洲电源电流谐波标准EN61000-3-2 (C级) ，适应于所有功率超过25W的照明镇流器。下面的隔离技术利用镇流器的输入部分提供隔离电源电压, 在镇流器中如果没有有源PFC的电路，也可以从镇流器输出电感另加一个辅助绕组得到隔离的电源。 4.电路图 该电路给出了一个简单、可靠的方法提供隔离的1－10V直流控制电压。
1：HEP荧光灯可调光镇流器 型号 SD系列功率 0-80（W）电压 100-280（V） HEP集团，运用德国尖端科技，专业设计和生产高性能电子镇流器、变压器、LED驱动器和控制模块。产品分别通过ENEC，UL，CE和CCC等多项认证。 HEP电子产品是由德国Werdohl的资深工程师参照欧洲最新EN安全规范，结合台湾生产技术和品质管理，配合中国大陆人才资源所制造出的优质产品。产品不仅通过欧洲最高安全规格ENEC认证，符合EN61347与EN60929法规，同时也有EMC防电磁干扰认证，并且符合EN55015，EN61000及EN61547法规。 HEP产品为双面电路板设计，采用贴片电容和塑胶电容；并有完善自保护设计：拥有短路保护、断路保护、过热保护、灯管缺失或损坏保护以及过负载保护功能。 HEP集团的100%完全品质管制机制与RoHS管制机制，要求出厂产品百分之百通过点灯测试、EMI防电磁干扰测试、恶劣环境测试、外箱包装下落测试与振动测试，产品依照RoHS有害物质禁用条款全部采用无铅零件。 采用全玻纤双面板工艺 低亮度稳定启动，线性调光 塑胶电容，产品保用5年 体积小巧，多功率通用 功率因数高 短路保护，开路安全 光源损坏或缺失时自动保护 KEMA，EMC，ENEC(05)，RoHS，CCC认证 可选购100-280V全球通用型 型号/Type 描述/Description SD254-58 直管调光/T5, CFL, T8 Dimming 2×54,2×55,2×58W SD154-58 直管调光/T5, CFL, T8 Dimming 1×54,1×55,1×58W SD214-35 直管调光/T5 Dimming 2×14,2×21,2×28,2×35W SD114-35 直管调光/T5 Dimming 1×14,1×21,1×28,1×35W SD218-40 直管调光/T5, CFL, T8 Dimming 2×18,2×30,2×36,2×24,2×39,2×25W SD118-40N 直管调光/T8 Dimming 1×18,1×30,1×36W SD118-40 直管调光/T5,T8 Dimming 1×18,1×30,1×36,1×24,1×39,1×25W SD149 直管调光/T5 Dimming 1×49W SD180 直管调光/T5 Dimming 1×80W
常用调光方法的工作原理 1、脉冲宽度调制（PWM）调光法 这种调光控制法是利用调节高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，从而实现灯输出功率的调节。半桥逆变器的最大占空比为0.5，以确保半桥逆变器中的两个功率开关管之间有一个死时间，以避免两个功率开关管由于共态导通而损坏。 这种调光控制法能使功率开关管导通时工作在零电压开关（ZVS）状态，关断瞬间需采用吸收电容以达到ZCS 工作条件，这样即可进入ZVS 工作方式，这是它的优点，同时EMI 和功率开关管的电应力可以明显降低，然而，如果脉冲占空比太小，以致电感电流不连续，将会失去ZVS 工作特性，并且由于供电直流电压较高，而使功率开关管上的电应力加大，这种不连续电流导通状态将导致电子镇流器的工作可靠性降低并加大EMI 辐射。 除了小的脉冲占空比外，当灯电路发生故障时，也会出现功率开关管的不连续电流工作状态，当灯负载出现开路故障时，电感电流将流过谐振电容，由于这个电容的容量较小，所以阻抗较大，而在这个谐振电容上产生较高的电压。除非两个功率开关管有吸收保护电路，否则这时功率开关管将承受很大的电压应力。 2、改变半桥逆变器供电电压调光法 利用改变半桥逆变器供电电压的方法实现调光有以下优点： ①利用调节半桥逆变器供电电压来实现调光。 ①脉冲占空比（约0.5）固定，使半桥逆变器工作在软开关工作状态，并可在镇流电感电流连续的工作条件下实现宽调光范围的调光（这也可使开关控制电路简化）。 ①由于开关工作频率固定，所以可以针对给定的荧光灯型号简化控制电路设计。
①由于开关工作频率刚好大于谐振频率，所以可以降低无功功率和提高电路工作效率。①由于开关工作频率固定，所以可以比较方便地确定灯负载匹配电路中无源器件的参数。①可在较宽的灯功率范围内（5%~100%）保持ZVS 工作条件。 ①在很低的半桥逆变器供电电压下，电子镇流器电路将会失去较开关特性，会出现镇流电感电流不连续的工作状态。然而在直流供电电压很低的情况下，这种工作状态不再是个问题，这时功率开关管的电应力和损耗都将很小，即使工作在硬开关，在低直流供电电压情况下（如20V）也不会产生太多的EMI 辐射。 ①可实现平滑和几乎线性的灯功率调节控制特性。 ①可得到低功率解决方案，半桥逆变器的供电电压可以选得很低（如 5%~100%的调光范围对应30~120V），这样可采用低电压电容和低耐电压值的功率MOSFET。 ①由于半桥逆变器工作在恒频状态，所以可采用简单的AC/DC控制即可实现调光。 11灯电流近似和DC 变换器的直流供电电压成正比，调光几乎和逆变器的输出电压成正比，调光特性曲线如图1所示。
电子变压器工作原理图 电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。 开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。 下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4构成整流桥把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V 左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在 H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0.45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1.25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用 IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。
?电子镇流器的生产流程 电子镇流器的工作原理及相关知识 一、电子镇流器的工作原理、组成和优点: ?１、什么是电子镇流器: 电子镇流器（Baｌlast）是指安装在电源与一个或几个荧光灯之间,将电源的交流电压变换为高频的交流电，使灯（单支或多支)正常启动和稳定工作的变换器或电子装置. ２、电子镇流器的工作原理： 电子镇流器是将低频的交流电通过整流转变为直流电,再经过逆变器变换为较高频率的交流电,由高频能量来驱动一只或几只灯管,使之启辉点亮并正常工作.逆变器一般工作于20~70KＨz的高频，无源电路输出级采用LC串联谐振电路,通过高频电压将灯点燃,在正常点亮以后由电感限制灯的电流;有源电路采用功率因素校正和和芯片驱动将灯管点燃,在正常点亮以后由电感限制灯的电流. 在电子镇流器中,还可以增加一些附加电路,如:保护电路、调光电路等,来增加它的功能和扩大它的应用范围. ?３、电子镇流器的优点 ?⑴能量损耗低、用电效率高?⑵发光效率高、光色柔和 ?⑶重量较轻、无闪烁及无噪声、有异常状态保护功能?⑷有预热启动功能、可以实现调光和具有高功率因素?二、电子镇流器生产的主要工序及注意事项: 4、电子镇流器的流水线生产主要经过的工序?①元器件检测②根 据生产任务和配料清单配料③插件④波峰焊接⑤补 焊⑥调试⑦老化⑧装配与成品检测?5、在波峰焊中，焊接温度的高低对线路板有哪些影响? 温度过高:⑴印制线路板会发生变形⑵阻焊膜会起泡⑶对元器件造成损伤．?温度过低:⑴焊点毛糙、不光亮⑵出现虚焊及拉尖 6、补焊工序要做哪些事情? ⑴将摆放不整齐的元器件扶正?⑵补虚焊点、漏焊点及漏插的元器件 ⑶有能力时，要将插反的元器件(如二极管)纠正． 7、一个良好的焊点是怎么样的? 一个良好的焊点应该焊点光滑、锡量适中、无毛刺、砂眼、气孔，无拉尖、桥接和短路等现象. 8、什么是线路板的调试? 焊接好的线路板经检查无误后,要逐个进行测试，在输出端接相应功率的灯管，在输入端加额定交流电压,检测电子镇流器是否正常工作,各项参数是否满足技术要求,将出现故障的进行返修，称为线路板的调试．?三、涉及到镇流器的一些专业用语：?1、线路功率(Lｉne Poｗeｒ):在镇流器的额定电源电压和额定电源频率下,镇流器和灯的组合体所消耗的总功率. 2、线路功率因素(Liｎe Powｅｒ Factｏr):镇流器和灯组合体的功率因 素，它等于线路有功功率与视在功率之比,符号为λ．?3、镇流器的流明系数:灯与在额定电源电压下的被测镇流器配套工作时的光通量同该灯与在额定电源频率下的基准镇流器配套工作时的光通量的比值.符号为μ．
导读: 在照明行业，人们对于LED光源的调光往往有个误区，认为LED调光相对容易。而现实是LED光源调光技术在工程中的应用中往往不尽人意，为什么会是这样的情形?是LED光源的调光技术不成熟，还是该技术很难掌握?因此本文通过解析及分析LED 光源的调光技术，来帮助读者全面理解及掌握LED光源的调光及其应用。 LED LED照明LED调光LED光源的调光应采用那种技术?我们如何掌握呢?要解答以上问题，首先我们要了解LED的伏安特性。 所谓LED的伏安特性，即是流过LED P-N结的电流随电压变化的特性，在示波器上能十分形象地展示这种变化(如图1)，一根完整的伏安曲线包括正向特性与反向特性。通常，反向特性曲线变化较为陡峭，当电压超过某个阈值时，电流会出现指数式上升，从而击穿LED P-N结。而LED的正向电压也是由其正向电流决定的。从LED的伏安特性(图1)可知，正向电流的变化会引起正向电压的相应变化，确切地说，正向电流的减小也会引起正向电压的减小。所以在把电流调低的时候，LED的电压也就跟着降低，这就会改变电源电压和负载电压之间的关系。 图一 LED伏安特性 因此从LED的伏安特性，我们可得知LED光源的调光不能够简单用降低LED的输入电压或输入电流来实现，另外LED的正弦波的波形有别于白炽灯的波形，因此也不能简单得通过改变其导通角，从而实现改变其有效值(有效调光)的目的。 为了让大家更容易理解以上的观点，举例如下： 例如，在一个输入为24V的LED灯具中，采用了8颗1W的大功率LED串联起来。在正向电流为350mA时，每个LED的正向电压是3.3V，那么8颗串联就是26.4V，因