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STC单片机控制金卤灯电子镇流器的设计方案0 引言金属卤化物灯（MHL）作为高压气体放电灯（HID）的典型代表，以其高光效、高显色性、寿命长等优点而被称为最理想的光源之一。
而作为一种气体放电灯，金卤灯具有负阻特性，所以必须使用镇流器来保证其稳定工作。
目前相关行业领域中研究最为广泛的是电子式镇流器，与传统的电感式镇流器相比，电子式镇流器体积更小、重量更轻、效率更高且能有效消除工作噪音。
制约电子式镇流器发展的主要问题在于其控制复杂。
基于模拟器件的控制电路结构将十分繁杂，成本较高且稳定性不能得到保证。
而由于单片机控制电路可以简化电子式镇流器的结构并显著提高其性能。
本文介绍了一种基于STC单片机控制的三级式恒功率金卤灯电子镇流器，详细分析了其控制策略并设计了相应的软件流程及硬件控制电路。
1 电子式镇流器的基本拓扑结构目前相关领域已经提出了多种电子镇流器的控制思想，其共同点是寻求在保证金卤灯稳定工作的同时，避免声谐振现象的发生。
声谐振现象是指HID 灯在高频工作时出现电弧不稳定现象，其会严重影响灯具的照明效果，甚至可能导致灯具的损毁。
为了避免声谐振，必须调节灯的工作频率以使其远离声谐振频带。
实践表明，低频方波驱动金卤灯的方案是消除声谐振现象最有效的解决方法。
低频方波驱动金卤灯方案应用最为广泛的是三级式电子镇流器，其基本构成如图 1 所示。
第一级功率因数校正电路（即APFC 电路），可在减小电流谐波，提高功率因数的同时，为其后的功率控制级电路提供恒定的直流母线电压。
本设计采用Boost 电路结构形式来提供较高的母线电压，以利于产生驱动金卤灯的高压点火脉冲。
第二级功率控制电路为Buck 电路，用于实现金卤灯的稳态控制，主要是指恒功率控制。
所谓的恒功率控制就是保证金卤灯在正常工作时，输出功率保持不变。
恒功率下金卤灯的光输出及相关色温指数均会十分稳定，不仅可以保证照明质量，同时也可以延长金卤灯的使用寿命。
在稳态工作时，Buck 电路会将金卤灯工作电流调整为一稳定值，同时，APFC 电路会输出恒。
金属卤化物灯工作原理
金属卤化物灯是一种使用稀土金属卤化物化合物作为发光材料的照明设备，其工作原理如下：
1. 灯泡结构：金属卤化物灯由光管、电极、反射器、电子镇流器等组成。
光管内部包含稀土金属卤化物化合物，电极通过连接电子镇流器与电源相连。
2. 点亮过程：当电源通电后，电子镇流器产生高频交流电，通过电极流过金属卤化物化合物。
这些化合物内的稀土金属原子受到电子激发，跃迁至高能级。
3. 发光过程：当激发的稀土金属原子回到低能级时，会释放出能量。
这些能量以光的形式(可见光和红外线)发射出来，产生
了可见光的效果。
4. 反射器增强：为了增强发光效果，灯泡内部装有一个反射器。
反射器能将发出的光线反射到灯外，从而使得灯光更加明亮。
5. 稀土金属选择：不同的稀土金属卤化物化合物会产生不同颜色的光。
通过选择不同的稀土金属，可以获得不同颜色的光源。
综上所述，金属卤化物灯利用电子激发稀土金属卤化物化合物，使其发出可见光，从而产生明亮的光源。
这种灯具具有较高的发光效率和较长的寿命，广泛应用于室内和室外照明领域。
至：哈尔滨工业大学远光光电仪器有限公司从：欧司朗（中国）照明有限公司客户服务中心技术支持主题：金卤灯使用说明尊敬的客户：金属卤化物系列光源属于高压气体放电类光源产品，金卤灯本身属专业照明类产品，所以在使用条件及环境上有一定的严格要求：1.金卤灯应与参数相匹配的灯具、镇流器、触发器、电容配套使用；2.金卤灯应保证在相对稳定的电压、电流回路环境中使用，以保证其内管正常放电工作状态。
同时允许的输入工作电压最大范围为镇流器额定电压的+6%~-8%，但为得到光源的最佳性能，电压波动应控制在额定电压的±3%。
超过此范围的光源在使用寿命及性能上均会受到负面的影响；3.金卤灯达到最大光通量需约10分钟，同时光源应避免频繁启动，再次启动应与上次启动间隔15~20分钟，以保证光源完全冷却；4.光源工作时，不得与冷的物体和液体直接接触，以避免因冷热冲击造成损坏。
如光源需连续运转，建议每周必须关灯一次，关灯时间不短于15分钟；5.安装必须由专业人员按电路图操作，同时必须确保光源与灯座接触良好；6.如光源外泡壳破裂，而电弧管继续工作，则紫外线的强度会增强进而造成伤害，对于紫外线敏感场合请使用专门紫外线滤光设备；7.光源达到使用寿命（表现为光源闪烁、不能启动、光通量显著下降等）时，请及时更换，以免对镇流器造成损害。
光源在寿终时泡壳破裂的可能性也增大；8.个别型号光源搭配SIG400类型低脉冲电压软触发器时，光源启动会比较慢，等待时间可能会在1~2分钟左右；9.高压气体放电类光源，如外包装无明确说明可外置使用，应全部安装在密闭灯具内以保证使用安全；10.光源工作时受电网影响较大，为保证光源的使用寿命及正常工作状态，应使用独立电源供电回路（或采用隔离变压装置）以避免回路中其他大功率用电设备在工作时对 光源的冲击；11.配套灯具应保证光源在其最大允许工作温度下工作，以避免光源始终工作在较高温度下进而造成过早实效；12.金卤灯由于内部弧光放电原理，应避免在强磁场环境下工作，光源在此环境下工作会出现不启动、闪烁等现象（正常环境下可正常工作）；13.光源使用在环境较为不稳定及其他特殊场所时。
QCS004电子镇流器检验规范
1.目的:
确保我司出货产品达到设计、满足客户及国家标准要求，特制定此规范。
2.范围：
备注：
1、规范中常规检验项目：为出货时务必检验项目；
2、规范中确认检验项目：为新开发或者产品变更时务必增加检验的项目；且除变更检验外，一年最少也要进行一次确
认检验
6.有关文件：
6. 1. UPQC (QA)工作指引》--NVC-QC-W-018
7. 2.《不合格品操纵程序》-- NVC-CX-26
8. 3.《电子产品可靠性验证操作规程》一一NVC-QC-G-029
9. 4.《电子镇流器的电参数表》——NVC-QC-S-OlO
7.记录：
7. 1.《首件记录表》一NVC-QC-F-062.
8. 2.《镇流器巡检记录表》一NVJQC-F-063.
9. 3.《镇流器电参数测试记录表》一NVC-QC-F-059.
10..《实验报告》--NVC-QC-F-043.
11.5.《成品检验报告》一NVJQC-F-030-G。
金属卤化物灯（钪钠系列）1 概述1.1 范围本标准规定了产品的型号、主要尺寸、基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存；适用于功率为50W～1 500W透明玻壳的钪钠系列单端和双端金属卤化物灯（以下简称灯）。
符合本标准和GB 19652的金属卤化物灯，当采用符合附录A要求的镇流器和触发器时，在额定电源电压的92%～106%范围内，可以正常启动和燃点。
1.2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 191 包装储运图示标志（eqv ISO 780:1997）GB/T 2421 电工电子产品环境试验第1部分：总则（idt IEC 60068-1:1988）GB/T 2423.3—2006 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法（eqv IEC 60068-2-3:1984）GB/T 2423.10—1995 电工电子产品基本环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）（idt IEC 60068-2-6:1982）GB/T 2828.1-2003 计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 2829-2002 周期检查计数抽样程序及表（适用于生产过程稳定性的检查）GB 7000.1—2002 灯具一般安全要求与试验（idt IEC 60598-1:1992）GB/T 15042—2005灯用附件放电灯（管形荧光灯除外）用镇流器性能要求（IEC 60923：2001，IDT）GB 19652-2005 放电灯（荧光灯除外）安全要求（IEC 62035：2003,IDT）GB/T 19655-2005 灯用附件启动装置（辉光启动器除外）性能要求（IEC 60927：1999，IDT）GB 19510.2-2005 灯的控制装置第2部分：启动装置（辉光启动器除外）特殊要求（IEC 61347-2-1：2000,IDT）GB 19510.10-2005 灯的控制装置第10部分：放电灯（管形荧光灯除外）用镇流器的特殊要求（IEC 61347-2-9：2000,IDT）GB 1406 螺口式灯头的型式和尺寸（GB 1406-2001，eqv IEC 60061-1：1999，Lamp caps and holders together with gauges for the control of interchangeability and safety. Part 1:Caps）GB/T 1483 螺口式灯头的量规（GB/T 1483-2001，eqv IEC 60061-3：1999，Lamp caps and holders together with gauges for the control of interchangeability and safety. Part 3: Gauges）GB/T 13434—200x高强度气体放电灯特性测试方法QB 2274 电光源产品的分类和型号命名方法QB/T 2511—2001单端金属卤化物灯用LC顶峰超前式镇流器性能要求QB/T 2512—2001灯头温升的测量方法IEC 61167 金属卤化物灯(Metal halide lamps)中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局200x-xx-xx批准 200x-xx-xx实施2术语和定义本标准采用GB/T 7451所述的以及下列术语和定义。
CERARCERACDM OPERATION INSTRUCTION MANUAL一、 INSTALLATION AND OPERATING INSTRUCTION1. The light source must match with the electronic ballast or magnatic ballast and corresponding trigger for using. 2. The pulse height of the matching electronic ballast or trigger should be less than 5 kv.R陶瓷金卤灯使用说明书感谢您选用“熙瑞（上海）电气有限公司”光源，衷心希望能为阁下的生活增添光彩，请仔细阅读说明书， 它将告诉您如何正确安装及注意事项，并请妥善保管好《安装使用说明书》，以便随时查阅。
Thank you for selecting CERA brand light source, we sincerely hope to bring you a brighter life. Please read the instructions carefully,it will tell you how to install and some using attentions,and please keep the instructions properly to query at any time.一、安装使用注意事项及建议1.光源必须与相匹配的电子镇流器或电感镇流器加触发器配套使用。
2.相匹配的电子镇流器或触发器的脉冲高度应小于5KV。
3.使用电感镇流器加触发器配套系统时，应避免光源关闭后15分钟内再次启动；热启动容易造成光源电极损 伤，影响使用寿命。
4.推荐与电子镇流器配套使用，可延长光源寿命，提高效率；100W以下规格不建议配套使用电感镇流器。
常见的问题：1、金卤灯的主要材料是什么？金卤灯的主要材料是：A: 石英管：电弧管用石英管，要求羟基（OH ）小于2ppm ；外管用石英管，要求虑紫外的，羟基没有要求B: 电极: 各规格的产品对应相应规格的电极，只要作用是发射电子放电的C :钼片、钼杆: 石英管夹封处用，起封接和导电作用D: 填充物质: 启动气体（氩气+85Kr ）; 缓冲气体（汞蒸气）;发光物质.a 钪钠系列（主要金属有钠、钪的碘化物）b 镝系列（主要金属有镝、钬、铥的碘化物）E:外管石英管：虑紫外石英管F: 灯头2、金卤灯的工作原理是什么？能否提供一个工作原理的结构图及工艺流程图？金卤灯的工作原理：金属卤化物在管壁工作温度（1000K 左右）下大量蒸发，因浓度梯度而向电弧管中心扩散。
在电弧中心高温度区（约4000-6000K ）金属卤化物分子分解为金属原子和卤素原子，金属原子参与放电，产生热激发，热电离，并向外辐射不同能量分布的光谱。
由于电弧中心金属原子和卤素原子的浓度较高，它们又会向管壁扩散，在接近管壁的低温区域又重新复合形成金属卤化物分子。
正是依靠这种往复循环，不断向电弧管提供足够浓度的金属原子参与发光，同时又避免了金属在管壁的沉积。
工作原理图工艺流程图3、站在业务员的角度，能否列举一下我司金卤灯的几大优势？（说服顾客购买）1.采用国际领先的电弧管独特橄榄状外形设计，能够带来极佳的光色一致性。
有效的解决因光色漂移引起的色彩分布不均的现象。
2.具有特殊抗紫外线玻璃套管结构，能够最大限度的防止紫外线辐射，是更高标准的绿色环保产品。
3.在合理的点灯线路和稳定的电源网络上使用，对灯的电极有更好的保护作用，可以使灯的使用寿命更持久，最长可达8000小时以上。
4.高光效和长寿命，可以减少工程中使用光源，电器和灯具的数量，减少灯泡更换的次数，从而降低了整体的采购及维护成本。
5.适合垂直燃点和水平燃点.6.特别适用与对光色一致性和防紫外线辐射要求较高的文物收藏馆、重要物品展示馆，重要的运动场所、大型超市等场所的照明。
电子镇流器简介电子镇流器因其显著的节能效果，体积小、重量轻、高可靠性，已经在紧凑荧光灯、日光灯、一体化灯等广泛应用，取得良好的经济效益和社会效益，随着电子技术不断发展，电子元器件可靠性不断提高，而成本大幅度降低，HID灯电子镇流器将成为绿色照明工程的重要部分。
HID灯（高强度气体放电灯）是目前国际上广泛使用的新一代高效光源，去年仅我国生产的金属卤化物灯泡、高压钠灯多达1480万只，而且随着基础建设不断加大，HID灯的用量每年都会有较大的增长，因此合理设计配套HID灯用的电器附件是非常重要的，而使用电子镇流器可以取得很好的性能价格比，以下本文就主要的几个方面介绍电子镇流器的性能特点与应用，并对如何进一步推广使用HID灯电子镇流器提出探讨意见。
二、电子镇流器的主要优点1、具有显著的节能效果，这主要的是：※在同等条件下，要得到相同的照度，相对于传统电磁式镇流器，使用HID灯用电子镇流器，其输入功率普遍可减少10%以上，因为灯泡采用高频或低频方波电流点灯工作时，其系统发光效率得到提高。
※电子镇流器自身的损耗小，我公司生产的250W电子镇流器效率可达92%以上。
※功率因数高，可达0.99，提高发电厂供电能力并降低输电线路损耗。
※由于电子镇流器具有稳定的灯输出功率（我公司生产的电子镇流器，电源电压变化±15%时，灯输出功率变动小于3%）,而使用电抗式镇流器的灯输出功率会随电源波动超过10%以上，因此，在设计时，为保证在电源电压波动范围内满足设计照度，均按电压波动的下限（-10%）设计，这样在正常电压使用时，灯从电源取得的输入功率将超过正常功率约10%，既造成灯泡过载，缩短灯寿命，也造成不必要的浪费。
但是，如果使用电子镇流器，由于电子镇流器有稳定输出功率的特性，不存在此类问题，达到同样的设计效果时，其从电源输入的功率可以降低10%以上。
以上可见，电子镇流器的节电效果是非常显著的。
2、可以大量节省资源从所周知，传统的电磁式镇流器需要消耗大量的矽钢片和漆包线，这将消耗大量存量有限的地球资源，如采用电子镇流器就可以大大降低资源损耗，以400W金属灯（电感镇流器）为例，需要铜2.0公斤，矽钢片4.0公斤，而使用电子镇流器，只需要铜约0.4公斤，不需要矽钢片。
关键词:绿色照明;环保;节能;照度;功率密度值绿色照明是节约能源、保护环境,有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的照明。
也即在满足建筑照度要求的前提下又要节能环保。
所以,在建筑照明设计中,必须遵循国家相应的法律法规,实施绿色照明。
国标《建筑照明设计标准》GB50034-2004中“照明节能评价”一节规定了以照明功率密度值作为照明节能的评价指标,这个指标是指单位面积上的照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)来计算,单位是W/㎡。
在进行照明设计时,所选照明方案除满足照度要求时,还需校核功率密度值的要求。
照明节能设计和应用可以从以下多方面入手:1、充分利用天然光和合理的选择电气控制开关太阳能是取之不尽、用之不竭的能源。
充分利用太阳能可节能和环保。
1.1 首先房间的采光系数或采光窗的面积比应符合《建筑采光设计标准》,同时充分利用室内受光面的反射性,能有效地提高光的利用率,如白色的墙面的反射系数可达70～80%,能起到节能的作用。
1.2 在电气控制上也宜充分利用自然光,光线强时,可以关掉靠窗的一部分灯具。
1.3 技术经济条件允许的条件下,采用各种导光装置,将天然光导入室内,或将太阳能作为照明电源,有利于节能。
2、选择符合环境功能的节能光源在照明设计时,应根据不同的使用场合,选用不同的节能高效的光源。
以下简要介绍几种主要光源的选用原则及适用范围。
2.1 白炽灯照明设计时,应尽量减少白炽灯的使用量。
一般情况下,室内外照明不应采用普通白炽灯。
但不能完全取消,这是因为白炽灯没有电磁干扰,便于调节,适合频繁开关,对于要求瞬时启动和连续调光的场所、防止电磁干扰要求严格的场所及照明时间较短的场所是可以选用的光源。
2.2 荧光灯荧光灯是应用最广泛、用量最大的气体放电光源。
它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点,是首选的高效节能光源。
2.2.1 紧凑型荧光灯。
推荐采用紧凑型荧光灯取代普通白炽灯。
