CN101977477A - 一种电子镇流器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子镇流器及其控制方法，电子镇流器包括滤波电路、整流电路、功率因数校正电路、半桥电路和镇流电路，镇流电路的输出端连接有负载，半桥电路的输入端连接有开关驱动控制电路；其控制步骤依次为系统设定中心频率、设定频率的最低值到最高值的范围、输出对称的PWM方波、判断是否高于或低于设定频率的最高值或最低值。本发明具有以下优点：1、可以将半桥电路工作主频频谱分散，减低主频的辐射与传导干扰，还可以通过减少滤波电路级数活滤波器的体积而有效降低成本，使整个电子镇流器的稳定性得到提高；2、同时有效地提高了电磁兼容性能，并配合使用前置整流电路的滤波电路，特别是辐射干扰的主频部分得到充分抑制。

Description

一种电子镇流器及其控制方法 
技术领域
本发明涉及电气照明及镇流器技术领域，特别涉及一种电子镇流器及其控制方法。 
背景技术
照明领域中电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，其过程是工频电源经过射频干扰(RFI)滤波器、全波整流和无源(或有源)功率因数校正器后，变为直流电源。通过DC/AC变换器，输出30KHZ-400KHZ的高频交流电源，连接到与灯管连接的LC串联谐振电路中，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使灯管“放电”变成“导通”状态，再进入发光状态。 
在我国的3C认证体制中，电子镇流器产品除了要进行安全认证外，还包括电磁兼容(EMC)认证。电磁兼容就是研究在有限的空间、时间及频谱条件下，各种电气设备可以共存而不至于引起降级和相互影响的一门科学。它包含两个方面的含义：一方面要求产品防止或减少产生电磁干扰，以免造成其它电气设备性能下降或损坏；二是要求产品对外界的电气设备所产生的电磁干扰有一定的抵抗能力，以免自身性能下降或损坏。 
目前，通常灯用电子镇流器采用的电磁兼容性处理电路普遍都是前置于整流电路前面，如图5所示，该电子镇流器包括滤波电路1、整流电路2、功率因数校正电路3、半桥电路4和镇流电路5，镇流电路5的输出端连接有负载6。这种电子镇流器电路，都是考虑加强滤波电路，而未考虑如何有效分散频谱，减低主频的辐射与传导。因而，采用现有的电磁兼容改善的电路结构造成灯用电子镇流器特别是对无极灯、金卤灯等新型光源的镇流器的电磁兼容改善效果 不佳，难以满足越来越严格的电磁兼容标准。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种有效减少电子镇流器传导和辐射干扰，并通过减少滤波电路级数活滤波器的体积而有效降低成本的电子镇流器及其控制方法。 
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电子镇流器，包括滤波电路、整流电路、功率因数校正电路、半桥电路和镇流电路，所述的镇流电路的输出端连接有负载，所述的半桥电路的输入端连接有开关驱动控制电路。 
所述的开关驱动控制电路由单片机及其外围电路构成，所述的单片机型号为AT90PWM216。 
所述的开关驱动控制电路为集成电路构成的芯片，其型号为IR2156。 
所述的负载包括荧光灯、无极灯、高压钠灯和金卤灯。 
所述的开关驱动控制电路，用于给半桥电路提供一个摆动的驱动频率，其控制步骤为： 
a)系统设定中心频率； 
b)设定频率的最低值到最高值的范围； 
c)输出对称的PWM方波； 
d)频率增加一个步长，并判断其是否高于设定频率的最高值； 
e)频率减少一个步长，并判断其是否低于设定频率的最低值。 
所述的开关驱动控制电路，用于给半桥电路提供跳动的多个点频率或者连续的频率。 
所述的开关驱动控制电路，用于给半桥电路提供单向的频率变动或者双向的频率变动。 
本发明采用上述结构和方法，具有以下优点：1、开关驱动控制电路将原来固定的驱动频率改变为一个摆动的驱动频率后，可以将半桥电路工作主频频谱分散，减低主频的辐射与传导干扰，还可以通过减少滤波电路级数活滤波器的体积而有效降低成本，使整个电子镇流器的稳定性得到提高；2、同时有效地提高了电磁兼容性能(包括传导干扰和辐射干扰)，并配合使用前置整流电路的滤波电路(一级或二极)，特别是辐射干扰的主频部分得到充分抑制，抑制幅度在10～40dB之间。传导干扰抑制幅度也在3～20dB之间。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明； 
图1为本发明的逻辑结构框图； 
图2为本发明的电子镇流器控制方法的流程图； 
图3为本发明中具体实施方式二中开关驱动控制电路的电路结构图； 
图4为本发明中背景技术的逻辑结构框图； 
在图1和图5中，1、滤波电路；2、整流电路；3、功率因数校正电路；4、半桥电路；5、镇流电路；6、负载；7、开关驱动控制电路。 
具体实施方式
如图1所示一种电子镇流器，包括滤波电路1、整流电路2、功率因数校正电路3、半桥电路4和镇流电路5，镇流电路5的输出端连接有负载6，负载6包括荧光灯、无极灯、高压钠灯和金卤灯。半桥电路4的输入端连接有开关驱动控制电路7。滤波电路1为一级滤波电路或二级滤波电路。 
具体实施方式一，如图3所示，开关驱动控制电路7由单片机及其外围电路构成，单片机型号为AT90PWM216，或者AT90PWM316等单片机。该单片 机为芯片U1，芯片U1的8脚与9脚分别接入半桥驱动器U2的输入端，半桥驱动器U2的型号为IXD611。半桥驱动器U2的输出端分别接入场效应管Q1和Q2的栅极，场效应管Q1的漏极接入电源，场效应管Q1的源极与电感L1的一端相连接，电感L1的另一端与电容C1连接，场效应管Q2的漏极与Q1的源极相连接，场效应管Q2的源极与电容C2的一端相连接，电容C2的另一端与电容C1相连接。芯片U1的10脚与晶体振荡器X1的一端连接，晶体振荡器X1的另一端与电容C3连接，芯片U1的10脚与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与电容C3连接，芯片U1的11脚接入晶体振荡器X1与电容C3之间。 
具体实施方式二，如图4所示，开关驱动控制电路7为集成电路构成的芯片，其型号为IR2156，或者IR2166，FM2822等类似芯片，也可以是分立元件组成。芯片U3的2脚接入二极管D1的正极，二极管D1的负极接入芯片U3的14脚，二极管D1的负极接入电容C5后与芯片U3的12脚相连接，芯片U3的2脚与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地。芯片U3的2脚依次接入电阻R1、电容C7后接地，芯片U3的3脚接入电阻R1与电容C7之间。芯片U3的4脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3一端连接，电阻R3的另一端接入芯片U3的5脚，芯片U3的4脚作为控制输出端。芯片U3的6脚接入电阻R8后接地，U3的6脚与电阻R3连接，芯片U3的7脚接入电阻R9后接地。芯片U3的13脚与11脚分别接入场效应管Q3和Q4的栅极，场效应管Q3的漏极接入电源，场效应管Q3的源极与电感L2的一端相连接，电感L2的另一端与电容C10连接，场效应管Q4的漏极与Q3的源极相连接，场效应管Q4的源极与电容C11的一端相连接，电容C11的另一端与电容C10相连接，并在第六脚CT端输入三角波来控制频率的摆动。 
在开关驱动控制电路7部分实现展频的办法减低电磁干扰，该方法是，开 关驱动控制电路7，用于给半桥电路4提供一个摆动的驱动频率，其控制步骤为： 
a)系统设定中心频率； 
b)设定频率的最低值到最高值的范围； 
c)输出对称的PWM方波； 
d)频率增加一个步长，并判断其是否高于设定频率的最高值； 
e)频率减少一个步长，并判断其是否低于设定频率的最低值。 
开关驱动控制电路7，用于给半桥电路4提供跳动的多个点频率或者连续的频率。开关驱动控制电路7，用于给半桥电路4提供单向的频率变动或者双向的频率变动。摆动的驱动频率可以是单片机编程实现，也可以用硬件电路实现或外部同步信号实现。摆动的驱动频率范围在低频无极灯应用时在100kHz～400kHz中的一端，摆动的驱动频率范围在荧光灯电子镇流器、高压钠灯电子镇流器以及金卤灯电子镇流器应用时在30kHz～100kHz中的一段。开关驱动控制电路将原来固定的驱动频率改变为一个摆动的驱动频率后，可以将半桥电路工作主频频谱分散，减低主频的辐射与传导干扰，还可以通过减少滤波电路级数活滤波器的体积而有效降低成本，使整个电子镇流器的稳定性得到提高。同时有效的提高了电磁兼容性能(包括传导干扰和辐射干扰)，并配合使用前置整流电路的滤波电路(一级或二极)，特别是辐射干扰的主频部分得到充分抑制，抑制幅度在10～40dB之间。传导干扰抑制幅度也在3～20dB之间。 
如图2所示为电子镇流器控制方法的流程图，流程大致包括以下几个步骤； 
在步骤100，流程开始； 
在步骤101，系统设定中心频率，流程进入步骤102； 
在步骤102，设定频率的最低值到最高值范围，流程进入步骤103； 
在步骤103，输出对称PWM方波，流程进入步骤104； 
在步骤104，频率增加一个步长，并判断其是否高于设定频率的最高值，若判断结果为是，流程返回步骤103，若判断结果为否，流程进入步骤105； 
在步骤105，输出对称PWM方波，流程进入步骤106； 
在步骤106，频率减少一个步长，并判断其是否低于设定频率的最低值，若判断结果为是，流程返回步骤105，若判断结果为否，流程返回步骤103。 
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种电子镇流器，包括滤波电路(1)、整流电路(2)、功率因数校正电路(3)、半桥电路(4)和镇流电路(5)，所述的镇流电路(5)的输出端连接有负载(6)，其特征在于：所述的半桥电路(4)的输入端连接有开关驱动控制电路(7)。
2.根据权利要求1所述的一种电子镇流器，其特征在于：所述的开关驱动控制电路(7)由单片机及其外围电路构成，所述的单片机型号为AT90PWM216。
3.根据权利要求1所述的一种电子镇流器，其特征在于：所述的开关驱动控制电路(7)为集成电路构成的芯片，其型号为IR2156。
4.根据权利要求1所述的一种电子镇流器，其特征在于：所述的负载(6)包括荧光灯、无极灯、高压钠灯和金卤灯。
5.一种根据权利要求1所述的电子镇流器的控制方法，其特征在于：所述的开关驱动控制电路(7)，用于给半桥电路(4)提供一个摆动的驱动频率，其控制步骤为：
a)系统设定中心频率；
b)设定频率的最低值到最高值的范围；
c)输出对称的PWM方波；
d)频率增加一个步长，并判断其是否高于设定频率的最高值；
e)频率减少一个步长，并判断其是否低于设定频率的最低值。
6.根据权利要求5所述的一种电子镇流器的控制方法，其特征在于：所述的开关驱动控制电路(7)，用于给半桥电路(4)提供跳动的多个点频率或者连续的频率。
7.根据权利要求5所述的一种电子镇流器的控制方法，其特征在于：所述的开关驱动控制电路(7)，用于给半桥电路(4)提供单向的频率变动或者双向的频率变动。
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