CN101932185B - 一种荧光灯调光电路的调频调光方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种荧光灯调光电路的调频调光方法及系统，所述荧光灯调光电路包括镇流器和荧光灯，通过对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理，以实现对所述荧光灯进行调光。实施本发明的荧光灯调光电路的调频调光方法可实现调光控制与线性转换集成在微控制处理器中，从而简化了电路，实现调频调光。解决了控制电路与调光电路相分离的问题，以及镇流器的开关工作频率与荧光灯的功率不成线性关系问题，从而使得荧光灯的调光设计更方便，电路更为简化、稳定、可靠，并降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及调频调光，更具体地说，涉及一种荧光灯调光电路的调频调光方法及系统。
背景技术
目前采用的荧光灯的调光方法如图1所示，微控制处理器MCU输出PWM到驱动芯片、驱动芯片将驱动信号发送到驱动电路，由驱动电路实现对荧光灯的电压调节，其中电压变化通过MCU输出调光所需的频率PWM波，同时采集驱动电路和荧光灯之间反馈的灯电流，形成闭环变化，实现调频调光。在该方法中，镇流器的开关工作频率与荧光灯的功率不成线性变化关系，使得调光不柔和，必须增加外围电路进行处理。而且控制电路和调光电路分离，电路比较复杂，成本偏高，以及可靠性较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的荧光灯调光方法中控制电路与调光电路相分离，电路较复杂，成本较高，以及可靠性较低等缺陷，提供一种荧光灯调光电路的调频调光方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种荧光灯调光电路的调频调光方法，所述荧光灯调光电路包括镇流器和荧光灯,通过对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理，以实现对所述荧光灯进行调光；
进一步的，在对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理时，包括以下步骤：
S1：采集所述荧光灯的调光信号；
S2：根据最小二乘法曲线拟合对所述调光信号进行线性处理；
S3：输出与调光照度相对应的PWM波。
在本发明所述的荧光灯调光电路的调频调光方法中，在所述步骤S3中，输出与调光照度相对应的带死区互补的两路PWM波。
在本发明所述的荧光灯调光电路的调频调光方法中，所述镇流器包括微控制处理器和驱动电路，在所述微控制处理器中集成有线性转换模块和调光控制模块，其中，
所述线性转换模块用于对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理；
所述调光控制模块用于输出与调光照度相对应的PWM波。
在本发明所述的荧光灯调光电路的调频调光方法中，所述驱动电路包括三极管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3、R4，MOS管Q3、Q4，变压器L，电容C1，其中，
三极管Q1的集电极与微控制处理器的高压引脚连接，其基极和发射极均与电阻R1的一端连接；
电阻R1的另一端与MOS管Q3的栅极连接；
电阻R3的一端与微控制处理器的高压引脚连接，另一端与MOS管Q3的栅极连接；
三极管Q2的发射极与微控制处理器的低压引脚连接，其基极和集电极均与电阻R2的一端连接；
电阻R2的另一端与MOS管Q4的栅极连接；
电阻R4的一端与微控制处理器的低压引脚连接，另一端与MOS管Q4的栅极连接；
MOS管Q3的漏极耦合到400V电源，MOS管Q4的源极接地；
MOS管Q3的源极和MOS管Q4的漏极均与变压器L原边的同名端连接；
变压器L原边的异名端耦合到所述荧光灯，并与电容C1的一端连接；
电容C1的另一端接地；
变压器L副边的同名端作为所述镇流器的预热电流输入端，其异名端接地。
根据本发明的另一个方面，提供一种荧光灯调光电路的调频调光系统，包括：
线性转换模块，用于根据最小二乘法曲线拟合对镇流器的开关工作频率和荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理；
调光控制模块，用于输出与调光照度相对应的PWM波，以实现对所述荧光灯进行调光。
在本发明所述的荧光灯调光电路的调频调光系统中，所述输出与调光照度相对应的PWM波是带死区互补的两路PWM波。
在本发明所述的荧光灯调光电路的调频调光系统中，所述线性转换模块和调光控制模块集成在同一微控制处理器中。
实施本发明的荧光灯调光电路的调频调光方法，具有以下有益效果：实现镇流器的开关工作频率与荧光灯的功率线性转换，从而使得荧光灯的调光设计更方便，电路更为简化、稳定、可靠，并降低了成本，另外，调光控制与线性转换集成在微控制处理器中，从而简化了电路，实现调频调光，解决了控制电路与调光电路相分离的问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的荧光灯的调光电路原理框图；
图2是本发明荧光灯调光电路的调频调光系统中荧光灯调光电路原理框图；
图3是图2所示的一实施例的电路原理图。
具体实施方式
本发明的技术方案主要解决的是可调光的荧光灯中镇流器的开关工作频率与荧光灯的功率不成线性变化关系，为了实现线性调光，必须采用外围电路处理，并且控制电路和调光电路相分离，导致电路复杂，成本高，可靠性降低等问题。在工作中，以1为步长输出一组递增的镇流器的开关工作频率，并获取该组开关工作频率所对应的荧光灯的功率，此时该组开关工作频率与荧光灯的功率之间为非线性的对应关系，通过最小二乘法曲线拟合，将两者的对应关系线性化，即使得开关工作频率线性对应一组值，而实际是非线性关系对于一组功率值。
如图2所示本发明的荧光灯调光电路的调频调光方法所涉及的调光电路中，主要电路包括两个部分：镇流器和荧光灯，该镇流器又包括微控制处理器和驱动电路，本发明的主要发明点在于，通过对镇流器的开关工作频率和荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理，以实现对荧光灯进行调光。在对镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理时，包括以下步骤：S1：采集所述荧光灯的调光信号；S2：根据最小二乘法曲线拟合对所述调光信号进行线性处理；S3：输出与调光照度相对应的PWM波。以上线性调光的实现主要是在微控制处理器中集成有线性转换模块和调光控制模块，其中，线性转换模块用于对所述镇流器的开关工作频率和荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理；调光控制模块用于输出与调光照度相对应的PWM波。在一优选实施例中，线性转换模块和调光控制模块均是通过软件实现。
在具体一荧光灯的调光电路中，针对每一个不同的镇流器都有特定的f（开关工作频率）→p（荧光灯的功率）关系，而该频率与功率都是不成线性关系，
函数通常为一条曲线，因此在本发明的荧光灯调光电路的调频调光方法中，首先由微控制处理器器采集调光信号（该调光信号可以是针对某一荧光照度，进行预设的值，从而可获得一组相关的数据），通过微控制处理器中的线性转换模块处理后，发送到调光控制模块，调光模块根据该处理后的调光信号，输出与调光照度相对应的PWM波，驱动电路接收到该PWM波后，进一步控制荧光灯发光，并实现调光。在具体工作中，对该荧光灯调光电路进行测试，得到实测数据，采用最小二乘法对数据进行拟合，从而得到f和p之间的具体函数关系。利用这个函数，求得自变量ω与f之间的一个特定函数f=ψ（ω），利用微控制处理器来获得自变量ω到因变量f的ψ关系变化。最终，使得自变量ω与输出功率p为线性关系：p=C·ω，其中C为常数，从而实现线性调光。
如图3所示的一优选实施例中，该驱动电路包括三极管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3、R4，MOS管Q3、Q4，变压器L，电容C1，其中，三极管Q1的集电极与微控制处理器的高压引脚连接，其基极和发射极均与电阻R1的一端连接；
电阻R1的另一端与MOS管Q3的栅极连接；电阻R3的一端与微控制处理器的高压引脚连接，另一端与MOS管Q3的栅极连接；三极管Q2的发射极与微控制处理器的低压引脚连接，其基极和集电极均与电阻R2的一端连接；电阻R2的另一端与MOS管Q4的栅极连接；MOS管Q3的漏极耦合到400V电源，MOS管Q4的源极接地；MOS管Q3的源极和MOS管Q4的漏极均与变压器L原边的同名端连接；变压器L原边的异名端耦合到所述荧光灯，并与电容C1的一端连接；电容C1的另一端接地；变压器L副边的同名端作为所述镇流器的预热电流输入端，其异名端接地。其具体工作过程，首先由微控制处理器采集调光信号，通过线性变换模块对该调光信号进行处理，接着将处理后的调光信号发送到调光控制模块，调光控制模块根据该信号，输出与调光照度相对应的带死区互补的两路PWM波，该两路PWM波分别通过微控制处理器的HVG引脚（高压引脚）和LVG引脚（低压引脚）输出，该输出的PWM波进一步驱动电路中高频逆变器中MOS管Q3和Q4的脉冲频率，从而使镇流变压器L的阻抗也随之变化，这样通过镇流变压器L的电流就会随之变化，使荧光灯发光，从而实现调光。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (7)
1.一种荧光灯调光电路的调频调光方法，所述荧光灯调光电路包括镇流器和荧光灯,其特征在于，通过对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理，以实现对所述荧光灯进行调光；
进一步的，在对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理时，包括以下步骤：
S1：采集所述荧光灯的调光信号；
S2：根据最小二乘法曲线拟合对所述调光信号进行线性处理；
S3：输出与调光照度相对应的PWM波。
2.根据权利要求1所述的荧光灯调光电路的调频调光方法，其特征在于，所述输出与调光照度相对应的PWM波是带死区互补的两路PWM波。
3.根据权利要求1～2任一所述的荧光灯调光电路的调频调光方法，其特征在于，所述镇流器包括微控制处理器和驱动电路，在所述微控制处理器中集成有线性转换模块和调光控制模块，其中，
所述线性转换模块用于对所述镇流器的开关工作频率和所述荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理；
所述调光控制模块用于输出与调光照度相对应的PWM波。
4.根据权利要求3所述的荧光灯调光电路的调频调光方法，其特征在于，所述驱动电路包括三极管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3、R4，MOS管Q3、Q4，变压器L，电容C1，其中，
三极管Q1的集电极与微控制处理器的高压引脚连接，其基极和发射极均与电阻R1的一端连接；
电阻R1的另一端与MOS管Q3的栅极连接；
电阻R3的一端与微控制处理器的高压引脚连接，另一端与MOS管Q3的栅极连接；
三极管Q2的发射极与微控制处理器的低压引脚连接，其基极和集电极均与电阻R2的一端连接；
电阻R2的另一端与MOS管Q4的栅极连接；
电阻R4的一端与微控制处理器的低压引脚连接，另一端与MOS管Q4的栅极连接；
MOS管Q3的漏极耦合到400V电源，MOS管Q4的源极接地；
MOS管Q3的源极和MOS管Q4的漏极均与变压器L原边的同名端连接；
变压器L原边的异名端耦合到所述荧光灯，并与电容C1的一端连接；
电容C1的另一端接地；
变压器L副边的同名端作为所述镇流器的预热电流输入端，其异名端接地。
5.一种荧光灯调光电路的调频调光系统，其特征在于，包括：
线性转换模块，用于根据最小二乘法曲线拟合对镇流器的开关工作频率和荧光灯的功率之间的对应关系进行线性处理；
调光控制模块，用于输出与调光照度相对应的PWM波，以实现对所述荧光灯进行调光。
6.根据权利要求5所述的荧光灯调光电路的调频调光系统，其特征在于，所述输出与调光照度相对应的PWM波是带死区互补的两路PWM波。
7.根据权利要求6所述的荧光灯调光电路的调频调光系统，其特征在于，所述线性转换模块和调光控制模块集成在同一微控制处理器中。
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