基于单片机控制的三级式恒功率金卤灯电子镇流器_孙爱如
- 格式:pdf
- 大小:1005.25 KB
- 文档页数:2
第19卷第5期重庆邮电大学学报(自然科学版)Vol.19 No.5 2007年10月Jo urnal of Chongqing University of Posts and Telecommunications(Natural Science)Oct.2007一款基于MCU控制的高性能汽车HID灯电子镇流器*帅欣1,董会宁1,李秋俊1,曾家黔2(1.重庆邮电大学光电工程学院,重庆400065;2.中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060)摘 要:设计了一款基于单片机(M CU)控制的高性能汽车高强度气体放电灯(HID)灯电子镇流器。
利用M CU实现HI D灯分段启动控制、恒电流控制、恒功率控制以及各种异常状态保护。
采用软开关变频控制方案使反激式变换器在额定输入工作电压下,始终处于临界导通状态,达到减小噪声和损耗并提高效率的目的。
关键词:电子镇流器;单片机;高强度气体放电灯;临界导通状态中图分类号:TM923.61;T M571 文献标识码:A文章编号:1673-825X(2007)05-0602-04 MCU-based electronic ballast for automotive high intensity discharge lampSH UAI Xin1,DONG H ui-ning1,LI Qiu-jun1,ZENG Jia-qian2(1.S chool of Optoelectronics Engineering,Ch ongqing Univers ity of Posts and Telecom munications,Chongqing400065,P.R.C hina;2.S ichu an Institute of Solid-S tate Circuits,China Electronics Technology G rou p Corpo ration,C hongqing400060,P.R.China)A bstract:A high-perfo rmance ballast sy stem co ntrolled by micro co ntrolle r unit(M CU)w as desig ned for automo tiv ehigh intensity discharg e(H ID)lam p.T he propo sed ballast using micr ocontro ller unit achieves the contro lling objec-tives of star t-up process,constant cur rent process,co nstant pow er process and abnor ma l sta tes pr otectio n step by step.In o rder to reduce the noise and impro ve the efficiency,a so ft-sw itching scheme using a variable f requency con-trol make s the fly back DC-DC conver ter opera ting in critical conduction mode(CCM)when input vo ltage is ty pical.Key wo rds:electr onic ballast;microco ntr oller unit(M CU);high intensity dischar ge;critical co nduction mode (CCM)0 引 言高强度气体放电灯(high intensity discharge, H ID)具有光效高、显色性好、长寿命等优点,在泛光照明中得到了广泛的应用,特别是金属卤化物灯同时具备上述优点而被称为最理想的光源[1]。
金卤灯电子镇流器设计与调试编者按:以节能为主的现代照明中,金卤灯以其优良的照明效果,较高的显色指数在商业领域得到了广泛应用,目前由于电子产品的不稳定性和制造工艺的制约,使该系列产品并未得到较为广泛的应用。
本文是针对目前各厂碰到的一些电路结构的分析,并结合本人在电路设计方面的经验所得出的一些心得体会。
一.金卤灯的灯管金卤灯作为高强度气体放电灯的一种,它包含了高压气体放电灯的一些典型特性,以民用 70w单双端灯泡为例:不同厂家或相同厂家的制造工艺,均有可能使灯泡的电气参数出现离散。
主要体现为管压、管流以及金卤丸的微量元素的差别,和色温的误差,其中以灯管管压和管电流尤为明显。
二.恒功率,用一个电子镇流器 , 点不同的灯泡会出现不同的功率。
如用不同厂家的灯泡有可能会出现更大的参数差别。
所以对于电子式金卤灯镇流器,有恒功率的要求,即同一电子镇流器点不同厂家的灯泡会得到同一输入功率。
例如点不同70w 金卤灯为输出70w,点150w 负载灯泡时的输出也为70w。
镇流器不会因为灯泡的差别而影响输出功率,所以这个功能对于电子镇流器优为重要,这个功能可使不同的灯管在同一功率下能稳定地工作。
(能均恒在多支灯同时使用的场合产生的光线误差并有效减少了该误差的存在——恒功率)。
三. 宽电压的输入。
电路结构中的前端APFC 电路,它的应用除可以修正输入电压与电流的波形相位,还可以使输出的直流电压稳定在直流400V,即输入100v~260v 交流变化时,电路的输出均为400v 直流,同时功率因素修整为0.99 以上,对于群体使用的TH D 的控制更具优势,平均可控制电流总谐波含量在8%,如电路调试良好可控在3%以内。
APFC 分为DCM 和CCM 二种,DCM 为峰指电流型即通用常见的STL6561,SA7527 ,MC33262.。
CCM 型 IR1150 等。
DCM 大部分用于450w 以内的电路结构,由于DCM 是频率与脉宽均可调,电路结构相对简单,而且应用最为广泛的结构,该结构的缺点为在空载启动时,上冲电压较高,原则上输出电压会停留在400v,这个电压是由1 脚的电阻分压采样决定的,1 脚基准电压为2.5v,如电阻分压超过2.5v 芯片的输入会控制输出PWM 波形宽度会减小,会使电感的储能减少,从而减少输出能量,降低输出电压。
基于单片机的金卤灯电子镇流器研制0引言随着科技的迅猛发展,世界自然资源也以同样的迅猛速度消耗着,节能已经成为各国科研计划中的重要项目。
照明节能越来越引起人们的关注,并逐渐上升到保护资源和环境的高度。
近年来,得益于电力电子学的发展,节能型电光源配套设备也得到了迅速发展。
与传统的电感镇流器相比,电子镇流器自身能耗大为降低,性能参数大大提高,体积和重量大大减小,使用寿命延长,并且改善了照明质量。
金卤灯作为一种新型节能高强度放电灯,其显0 引言随着科技的迅猛发展,世界自然资源也以同样的迅猛速度消耗着,节能已经成为各国科研计划中的重要项目。
照明节能越来越引起人们的关注,并逐渐上升到保护资源和环境的高度。
近年来,得益于电力电子学的发展,节能型电光源配套设备也得到了迅速发展。
与传统的电感镇流器相比,电子镇流器自身能耗大为降低,性能参数大大提高,体积和重量大大减小,使用寿命延长,并且改善了照明质量。
金卤灯作为一种新型节能高强度放电灯,其显色性好,光色接近于太阳光,而且发光效率高,广泛应用于广场、码头、车间等室内外照明中。
因此,与其配套的电子镇流器也成为近几年研究的热点。
降低金卤灯及电子镇流器的成本,缩小其体积则成为研究的关键。
1 硬件电路设计1.1 金卤灯电子镇流器技术指标功率因数大于等95%;电流畸变系数小于等于10%;电流波峰系数小于等于1.7;使用寿命大于等于10 000 h;启动时间小于等于1 min;有过压、过流及异常状态保护功能。
1.2 电子镇流器的工作原理该电子镇流器的基本结构框图如图1所示,它主要由整流及功率因数校正电路、恒功率控制电路、高频逆变电路、点火电路及控制电路几部分构成。
该电路的输入为50/60 Hz,220V的工频交流电,在电源接通而灯未点燃时,经LC 谐振电路谐振后能产生3 kV以上的高压把灯点亮;而灯稳定工作以后,灯两端电压约为85 V,维持金卤灯的正常点燃。
1.2.1 整流与功率因数校正电路本电路的整流滤波是采用桥式整流电容滤波电路来实现的,通过EMI滤波器得到310V的直流电压送到APFC电路。
描述: 金卤灯(HID) 电子式镇流器
特性:微电脑芯片控制恒定功率,低频方波,不闪烁,灯光颜色稳定,过载断路保护,短路保护,灯管寿命延长50%,无共振效应,过热保护,脉冲组合启动,自动检测负载. 可接灯管: 对应功率的CDM 陶瓷和石英金卤灯炮,G12,GU12,R7S 等
输入电压:欧标型 220 ~ 240V 0 / 50 - 60 Hz // 美标型 110 ~ 130V 0 / 50 - 60 Hz 功率因素: >0.96
保护等级: I (具有接地端子), PC 外盒 温度范围: -15 ~ + 50 ℃ 启动电压: 4.5KV 短路保护: Yes 温度保护: Yes
尺 寸: 123 x 78 x 30.5 mm (塑料壳),120x 75x 32 mm (铝壳) 认证: ENEC05 / K EMA / CE / CCC ** 不同侧端子台皆符合 EMC 规范
注:必须用0.5-1.5平方毫米的硬线连接,剥线头长度9mm ,必须严格接地。
金卤灯电子镇流器产品说明●基本概念金灯:金属卤化物灯的简称,金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上改进的。
高压汞灯具有较高的光效,但光色较差.它的光偏蓝、绿,缺少红色成分。
为了改善高压汞灯的颜色,在六十年代初期人们将金属以卤化物的形式加到高压汞灯中去。
高压汞灯的弱点得到改善,形成金属卤化物灯。
所以说金属卤化物灯是在高压汞灯和卤钨灯的工作原理的基础上发展起来的新型高效光源。
它光效高、光色好,而且可以根据不同的需要设计制造出需要的光色。
因而不仅在照明技术中应用,还可以用于各种特殊需要的辐射中。
交流电子镇流器:交流电子镇流器是将电源的交流电转换为较高频率的交流电,并使一支或几支灯正常启动和稳定工作的交换器。
●电子镇流器的产品特点工作电压范围宽谐波含量低启动电流小保护功能全高效节能重量轻功率因数高安装简单恒功章输出启动时问短长线驱动性能使用寿命长照明质量高符合EMC要求●电子镇流器的产品优点l节电效果显著与长期使用的电感式镇流器比较,电子镇流器节电效果显著,节电原理体现在以下四夺力面1.1增加光输出.提高灯光效。
1.2自身功耗低。
各种气体放电灯电感镇流器功耗一般约为灯功率的20%。
而本产品电子镇流器功耗可低至7%以下。
采用电子镇流器后,节电效果明显。
在电子镇流器自身损耗相同的情况下,灯功率愈大,节能效果则愈显著。
1.3具有高功率因数。
采用电感镇流器,功率因数一般仅为0.5~0.6。
而采取功率因数校正措施的电子镇流器,系统功率因数很容易达到0.95以上,甚至能达到非常接近于1的水平,这是采用电感镇流器难以实现的。
线路功率因数的提高,在同样的发电和变电设备条件下,能够确效的提高供电能力和电源利用率,改善供电质量,节约大量的电能。
在下图所示,在全波整流器与大容量的电解电容之问,设置一级功率因数校正(PFC)升压型变换电路,其作用就是获得低电流谐波畸变,实现高功率因数。
1.4具有恒功率输出的特点,当输入电压升高时,电感镇流器输入功率明显提高,并对放电灯的寿命产生影响,而电子镇流器在输入为160V~270V之间时,输出功率保持不变。
2011年第8期中国照明电器CHINA LIGHT&LIGHTING21低频方波金卤灯电子镇流器孙立鸣(苏州蓝特照明科技有限公司,江苏常熟215500)摘要简述了金卤灯的电气特性、声共振现象的产生机理及解决方法。
采用不同于传统模拟控制方式的数字控制方式,分段控制金卤灯的4个运行阶段,避免了声共振现象的产生,设计出了性能参数达到较高水平的低频方波金卤灯电子镇流器。
关键词金属卤化物灯声共振低频方波电子镇流器单片机控制Low Frequency Square Wave Electronic Ballastfor Metal Halide LampSun Liming(Suzhou Lante Lighting Technology Co.,Ltd,Jiangsu Changshu215500)Abstract:Electrical characteristics and generation mechanism and solutions of acoustic resonance of metal halide lamp are described briefly.Instead of the traditional analog control mode,a digital control mode is used to control the four running stages of metal halide lamp step by step to avoid causing the acoustic resonance phenomenon.In this way,the low frequency square wave electronic ballasts for metal halide lamp which have higher performance parameters are developed successfully.Key words:metal halide lamp;acoustic resonance;low frequency square wave;electronic ballast;single-chip control金属卤化物灯是一种高效的高强度气体放电光源,应用领域广泛。
绿色照明工程再现辉煌——金卤灯电子镇流器新品
李福文
【期刊名称】《能源技术》
【年(卷),期】1997(000)002
【总页数】2页(P41-42)
【作者】李福文
【作者单位】上海伊利高科技发展有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM923.328
【相关文献】
1.基于单片机控制的三级式恒功率金卤灯电子镇流器 [J], 孙爱如
2.高压钠灯和金卤灯电子镇流器的应用 [J], 王涛
3.一种在低频上工作的金卤灯电子镇流器设计 [J], 王守志
4.数字控制金卤灯电子镇流器样机设计 [J], 卓书芳
5.金卤灯数字电子镇流器设计与研制 [J], 夏飞凤;鲍钰文;柴荔英;;;
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。