CN102176807B - 自保护变频调制icp镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：市电输入连接EMI及浪涌防护电路，滤波整流电路的输入端连接EMI及浪涌防护电路、输出端连接有源功率因数矫正电路；有源功率因数矫正电路输出连接半桥逆变电路，半桥逆变电路输出连接功率匹配网，功率匹配网输出连接ICP灯体与异常状态检测电路；异常状态检测电路连接变频调制MCU控制器，MCU控制器的输出端连接半桥逆变和保护电路。本发明可实时应对各种突发情况，改善镇流器的可靠性、提高转换效率并降低成本。

Description

自保护变频调制ICP镇流器

技术领域

本发明涉及新兴ICP光源的电子镇流器，尤其涉及具有异常情况自保护、变频调制EMI控制、浪涌防护、宽电压工作等功能的ICP镇流器。

背景技术

目前在大功率照明场合，主要采用的光源为金卤灯和ICP光源，而决定光源寿命和稳定性的重要因素为其所使用的镇流器。由于功率要求，金卤灯在大功率使用时必须用电感镇流器，然而电感镇流器体积大、功率因数低、启动电流过大等缺点已限制了其在节能减排领域的发展。

ICP光源通过高频电子镇流器将电磁能量耦合到封闭的玻璃管内，作用在汞和惰性元素构成的混合气体上，使汞原子产生电离以及电子能级跃迁而产生光谱。作为新型的绿色电光源，ICP光源虽然综合性和效果极佳，但是当前ICP电子镇流器还存在一些问题，如专利“电磁感应灯电路”(专利号200510024047.2)所述镇流器电路，没有良好的输入浪涌防护，局限于窄范围直流输入电压下，转换效率较低，不能有效的抑制EMI干扰；专利“无极灯用电子镇流器”(专利号：201020107948.4)没有考虑EMI干扰的抑制问题，异常情况的自保护电路也不够完善；专利“无极灯抖频镇流器”(专利号：201010281447.2)虽然解决了EMI干扰问题，但在稳定性和可靠性等方面做得不够完善。概括而言，主要的问题为(1)可靠性与稳定性：宽范围输入电压下工作不正常，异常状态时的保护电路不完善；(2)转换效率：传统的逆变电路和功率匹配网转换效率低，成本高；(3)电磁兼容：使用传统的EMI滤波器很难滤除电磁干扰波形。

发明内容

本发明的目的是为克服上述ICP镇流器技术的不足，提供了一种具有自保护功能的变频调制宽电压工作型ICP镇流器，可实时应对各种突发情况，改善镇流器的可靠性、转换效率并降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：市电输入连接EMI及浪涌防护电路，滤波整流电路的输入端连接EMI及浪涌防护电路、输出端连接有源功率因数校正和辅助电源电路；有源功率因数校正电路输出连接半桥逆变电路，半桥逆变电路输出连接功率匹配网，功率匹配网输出连接ICP灯体与异常状态检测电路；异常状态检测电路连接变频调制MCU控制器，MCU控制器的输出端连接半桥逆变和保护电路。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：还包括辅助电源，辅助电源的输入分别连接整流滤波电路和保护电路，辅助电源的输出分别连接有源功率因数校正电路、半桥逆变电路和变频调制MCU控制器。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：在所述的市电输入的ACL、ACN和大地连接EMI及输入防护电路，ACL线连接一个工频保险丝FUSE，压敏电阻Z1与气体放电管G1的串联组合、电容X1、共模电感LCM、电容X2、差模电感LDM、电容X3、压敏电阻Z2与气体放电管G2的串联组合依次并联连接、电容Y1、电容Y2分别与压敏电阻Z3、压敏电阻Z4并联后再串联连接构成Y电容电路，Y电容电路并联在电容X1两端，Y电容电路的公共端接大地，两端输出连接整流桥BR，整流桥BR的输出连接一个滤波电容CH，电路输出电压VH1。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：将所述的EMI及输入防护电路的输出端VH1连接有源功率因数校正电路的升压电感LP，LP、功率开关管QP、输出整流二极管DP1构成Boost升压拓扑，VH1端经RP1和RP2分压后连接有源功率因数校正控制器UP的Mult引脚，VH1经RP3、VCC经二极管DP2皆连接UP的供电引脚，有源功率因数校正控制器UP的驱动端引脚连接QP的栅极，功率开关管QP的源极经电流检测电阻RP5向UP反馈开关电流信号；CP为滤波电容，并接在输出电压VH和地之间，VH通过电阻RP6、电阻RP7构成反馈网络向有源功率因数校正控制器UP反馈输出电压。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：将所述的EMI及输入防护电路2的输出端VH1连接辅助电源4变压器TA的初级，变压器TA的初级另一端连接功率开关管QA和由RA1、CA1、DA1组成的钳位电路，变压器TA的次级连接输出整流二极管DA3和电容CA6，电路为反激式电源拓扑，辅助电源控制器UA的供电由变压器TA的辅助绕组经CA3、ZA1、DA2和CA2后提供，辅助电源控制器UA的驱动引脚连接功率开关管QA的栅极，功率开关管QA的源极经电组RA2后连接辅助电源控制器UA的电流检测引脚，输出电压VCC通过电阻RA3、电阻RA4构成反馈网络向辅助电源控制器UA反馈输出电压，变压器TA的次级经CA6、DA4、DA5、CA7后实现倍压，得到AVCC，用以为半桥逆变的扩流三极管供电，VCC经电阻RA5、电解电容CA5和齐纳二极管ZA2后得到5V电压，用以为MCU控制器供电；

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：将辅助电源的输出电压5V连接变频调制MCU控制器的VDD引脚，MCU控制器UC的GP4和GP5引脚连接晶振XT、GP3引脚接地，将异常检测电路的输出检测信号连接MCU控制器UC的GP1引脚，MCU控制器UC的GP2引脚输出END信号至保护电路，GP0引脚输出信号经电阻RC1、电阻RC2后送至半桥驱动器UD。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：MCU控制器UC的输出引脚GP0的信号经RC1和RC2后连接半桥逆变电路的半桥驱动控制器UD，半桥驱动控制器UD输出两路信号HO和LO，HO经晶体三极管QDl、晶体三级管QD2后实现扩流，LO经晶体三极管QD3、晶体三级管QD4后实现扩流，辅助电源的输出电压AVCC为晶体三极管QD1供电，扩流后的信号分别连接功率开关管Q1和功率开关管Q2，半桥驱动控制器UD的VCC引脚和VB引脚之间接二极管DD，VB引脚和VS引脚之间接自举电容CD1，半桥逆变电路的输出，即功率开关管Q1和功率开关管Q2的公共结点连至由电阻RD、电容CD、匹配电感Lr、谐振电容CD4和耦合电感Le组成的功率匹配网，匹配电感Lr的辅助绕组和耦合电感Le的接地端连接异常状态检测电路。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：将功率匹配网中的匹配电感Lr的辅助绕组连接由电阻RF1和RF2构成的分压网络，分压结点经肖特基二极管DF1、稳压二极管ZF、电阻RF3将误差电压信号反馈至PNP三极管QF的发射极，三极管QF的基极由VCC经电阻RF4提供直流偏置，三极管QF的集电极连接电阻RF5后经电阻RF6、电容CF2输出检测信号；将功率匹配网中的耦合电感Le经电流检测电阻RFs将负载电流的变化反馈至QF的发射极，检测信号送至MCU控制器。

前述的自保护变频调制ICP镇流器的设计方法，其特征在于：变频调制MCU控制器的输出END信号和有源功率因数校正电路的输出VH电压连至保护电路，输出END经限流电阻RS6后连接晶闸管QS3的门极；有源功率因数校正电路的输出VH经二极管DS1后连接电阻RS1、稳压管ZS1和稳压管ZS2，稳压管ZS2连接电阻RS4和电阻RS5后接地，稳压管ZS2连接电阻RS4后连接PNP三极管QS2；三极管QS1的基极连接稳压管ZS1和电阻RS2、集电极连接电阻RS1和电阻RS3、发射极连接ZS3、三极管CS1和三极管QS2的发射极，三极管QS2的集电极连接二极管DS2，连接电容CS2与电阻RS7并联连接后一端与二极管DS2的阴极连接，另一端与晶闸管QS3的门极连接，晶闸管QS3的阳极连接辅助电源控制器UA的使能端EN，正常情况下EN为高电平，异常情况发生时，晶闸管导通，将EN拉低至1.5V左右，辅助电源控制器关断，镇流器停止工作，实现了异常情况下的自保护。

前述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：在变频调制MCU控制器中，变频功率调制控制算法为：将开关管和整流桥在开关时刻的EMI能量发射有效搬移到EMI能量裕度在8dBμV及以上的频段上，这个频段最大为9kHz～3倍的开关频率，一般取开关频率±50kHz。即使工作频率在开关频率±50kHz～开关频率的三倍的范围内抖动，从而有效抑制了EMI尖峰干扰，提高了转换效率，降低了电路成本。

本发明的有益效果是：

1．本发明提供了完整可靠的自保护电路，在工作输入端欠压、输出端短路(包括接线错误)、输出欠压/过压、灯管破损或耦合器开路时，异常状态检测电路、MCU控制器和保护电路动作，完成异常情况自保护。

2．设计了变频调制控制算法，降低了电路损耗和成本，提高了工作效率，使EMI传导干扰的发射值不超过EMI限值。

3．设计了独立的辅助电源电路，效率高、体积小、可在输入电压范围为85～265VAC的情况下正常输出稳定的直流，使系统稳定工作。

4．搭建具有输入浪涌保护功能的EMI电路，工作温度按工业级(-40℃～+85℃)进行设计，通过了-40℃～80℃交变启动和连续工作测试，并通过了90℃环境连续工作500小时的破坏性试验。部分同类产品由于怕高温损坏，在内部使用了80℃的温度开关，因内部温升一般在20℃～30℃左右，故通常在60℃环境下就不能工作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细说明。

图1是本发明结构连接示意图。

图2是图1中EMI及输入防护电路的结构连接图。

图3是图1中有源功率因数校正电路的结构连接图。

图4是图1中辅助电源的结构连接图。

图5是图1中变频调制MCU控制器的结构连接图。

图6是图1中半桥逆变和功率匹配网电路的结构连接图。

图7是图1中异常状态检测电路的结构连接图。

图8是图1中保护电路的结构连接图。

图9是本发明设计的变频调制算法程序流程图。

具体实施方式

图1是本发明的结构连接示意图

如图2所示的EMI及输入防护电路，市电输入的一端ACL串接一个10A的保险丝FUSE后与ACN作为供电电源输入电路。压敏电阻Z1、Z2分别和气体放电管G1、G2组成两级组合型浪涌保护器SPD，具有防护由雷击、电网操作过压或核电磁脉冲等引起的浪涌电压电流的功能。当SPD意外失效时,FUSE会使电路与电网自动脱离。LCM为共模电感，采用空心电感结构，LDM为差模电感。X1～X3、Y1～Y2都为安规电容，X电容跨接在电力线之间，选用金属薄膜电容，用于抑制差模干扰。Y1、Y2并联Z3、Z4后分别跨接在电力线和地之间(ACL-E，ACN-E)，用于抑制共模干扰，按照IEC等国际标准，电容Y1+Y2不超过4700p。交流电网电压经过EMI及输入防护电路后，送入与之连接的整流桥BR，BR通过滤波电容CH输出一个高电压VH1。

如图3所示有源功率因数校正电路，将图2的EMI及输入防护电路的输出电压VH1连接功率因数校正电路中的电感LP和电阻RP1、RP3。电感LP、功率开关管QP、整流二极管DP1、输出滤波电容CP、有源PFC控制器UP构成升压型开关电源电路。电路通过四路信号反馈补偿矫正提高功率因数，即(1).输入VH1经电阻分压网络(RP1、RP2)连接UP的Mult引脚，为电流环路提供正弦参考；(2)输出VH经电阻分压网络(RP6、RP7)连接UP的FB引脚，向UP反馈输出电压波动；(3)QP源极连接电阻RP5向UP反馈开关电流信号；(4)LP的辅助绕组经电阻RP4连接UP的ZCD引脚，向UP反馈LP电流的变化。功率因素校正器的输出为：VH=410V，功率P=250W，效率η>90%。升压电感L_P的感量由以下公式进行计算：P_sto=D_max×L×I_pk ²×f_op>p_out，

确定。其中P_sto为电感LP的存储能量，P_out为高压VH端输出功率；I_ave为VH端输出电流平均值；I_pk为电感LP的峰值电流；V_min为VH端输出的最小电压；D_max为控制器输出开关信号的最大占空比；η为转换效率；f_op为控制器工作频率。为了尽可能降低由于趋肤效应和邻近效应造成的铜损耗，LP采用高频低损耗磁芯材料。

如图4所示的辅助电源电路，将EMI及输入防护电路的输出电压VH1连接变压器TA的初级，初级处接由RA1、CA1、DA1组成的RCD钳位电路。初级另一端连接功率开关管QA，TA的次级接整流二极管DA3和倍压电容CA6。TA、QA和DA3构成反激式AC-DC开关电源拓扑。TA的辅助绕组经CA3、ZA1、DA2和CA2后为辅助电源控制器UA供电。UA的驱动引脚输出占空比可变的方波驱动信号，用以驱动QA进行开关动作。QA的源极经电阻RA2连接UA的电流检测引脚，实现电流反馈。输出电压VCC通过由电阻RA3、RA4构成的反馈网络向UA反馈输出电压。在QA的开关过程中，TA的初级以一定频率(可选50kHz)向次级耦合能量，TA的次级经CA5、DA4、DA5、CA6后实现倍压，得到AVCC，用以给半桥逆变电路的扩流三极管QD1供电。VCC经齐纳二极管ZA2后得到5V电压，用以为MCU控制器UC供电。辅助电源输出稳定的直流供电电压，可使镇流器在宽范围输入电压的情况下正常工作。

如图5所示变频调制MCU控制器电路，将图7的异常状态检测电路的输出检测信号连接MCU控制器UC的输入引脚GP1，MCU控制器UC根据GP1的变化调整输出的两路信号。其中一路信号经电阻RC1、RC2后连接半桥逆变控制器UD的输入引脚，另一路连接保护电路。正常情况下，在MCU控制器内设计变频调制算法，将功率开关管Q1、Q2和整流桥BR在开关时刻的EMI能量发射有效搬移到附近的EMI能量比较小的频道上，使EMI传导干扰的发射值不超过EMI限值。电路中XT为8MHz的晶振，MCU控制器选用抗干扰性能强的Pic单片机。当出现异常情况时，异常状态检测电路输出的信号促使MCU控制器在GP2引脚输出高电平信号脉冲END，使保护电路及时动作，完成异常状态下的自保护。

如图6所示半桥逆变和功率匹配网电路，图5的变频调制MCU控制器的输出引脚GP0经电阻RC1和RC2后连接半桥驱动控制器UD的IN引脚，UD输出两路驱动信号HO和LO，HO和LO分别经QD1和QD2、QD3和QD4扩流后接至功率开关管Q1、Q2的栅极。DD为保护二极管，CD1为自举电容。Q1和Q2的公共结点在不断的开关过程中输出交变的电压。此交变电压连接由电阻RD、电容CD2、匹配电感Lr、谐振电容CD3和耦合电感Lr组成的功率匹配网络。RD和CD2的输出连接Lr，Lr连接CD3和灯电感Le。功率匹配网络的配置，尤其是匹配电感Lr的规格，决定了系统的输出功率。

设计ICP镇流器时应考虑，对于100～400W的ICP光源，在灯管未正式启动之前的瞬间，由于内部汞蒸气没有被离化，在感应耦合装置中，由灯管构成的次级阻抗无穷大，由Lr、CD3、Le构成的电路工作于谐振状态，可产生约2kV的交流高压，使灯管内的气体雪崩电离，形成稀薄等离子体，等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。依据汞原子的第一激发电位U₀=4.9V，实际管内荧光粉受汞原子辐射出253.7nm的紫外线的激发发光，考虑到其它谱线和汞原子浓度等因数，匹配网输出电离电压设置为在10.9～20V范围内。灯体内部形成等离子体后，其电阻从无穷大变为约1～8Ω，电路从谐振状态转为正常的功率匹配状态。

功率匹配网络中的匹配电感Lr的计算公式为：

$Z_1=\frac{R_1}{(\mathrm{j\ω}{R}_1{C}_1+1)}+\frac{\mathrm{j\ω}{L}_1}{1-{\mathrm{\ω}}^2{L}_1{C}^2},$ $Z_2=\frac{(R_2+\mathrm{j\ω}{L}_2)\×\mathrm{j\ω}{L}_3}{R_2+\mathrm{j\ω}(L_2+L_3)}.$ 其中Ψ为磁芯截面的磁通量，μ为磁导率，A、B、h分别为磁芯的外径、内径和厚度，l_e为磁芯有效磁路长度δ为空气气隙，u_o为空气的磁导率。感应耦合电感Le在灯管工作时直接与灯管接触，Le可能会处于超过100℃的高温环境中工作。故设计选用工作最高温度约220℃甚至更高、频率可达到250kHz左右的磁芯材料。

系统的散热可通过合理的空间布局和散热结构来提高散热效率，如：(1)利用铜皮、开窗及散热口等技术建立合理且有效的低热阻通道；(2)在高功耗器件与基材的接触面上使用导热材料，提高热传导效率；(3)增加电子元件以及感应耦合装置的散热面积来提高散热能力。

当前诸多ICP镇流器的自保护功能局限于输出过压保护，没有输出过流保护和输入欠压保护功能，为了提高镇流器的稳定性，特设计了由异常状态检测电路、MCU控制器和保护电路组成的自保护系统。

如图7所示异常状态检测电路，图6中功率匹配网的输出端除了通过耦合电感连接负载(ICP灯体)外，还连接了两路信号至异常状态检测电路，分别是匹配电感Lr的辅助绕组端的电压信号和耦合电感Le端的电流信号。当负载电压小幅波动时，匹配电感Lr的辅助绕组端的电压经电阻分压后送至PNP三极管QF的发射极；当负载电流小幅波动时，耦合电感Le经检测电阻RFs将波动的电流信号转换为电压后送至QF的发射极。QF将变化的电压电流信号送至MCU，由MCU内部比较处理后改变输出的驱动信号，进而调整输出电压电流。

当出现异常情况时，如输出欠/过压、灯管破损、耦合器开路或负载过流时，异常信号通过QF实时向MCU反馈，MCU根据输入的异常检测信号响应输出END信号至保护电路(6)的晶闸管QS3的门极。

如图8所示保护电路，保护电路用于处理两路信号，一路是由市电输入经有源功率因数校正电路得出的VH电压，一路是MCU控制器输出的END信号。当输入欠压时，过小的VH经三极管QS1、QS2等后输出高电平信号S1至晶闸管QS3的门极；当出现输出异常情况时，MCU控制器输出高电平脉冲END送至QS3的门极。电路正常工作时QP3承受正向阳极电压EN，异常情况发生时，以上两路信号都将使晶闸管导通，EN被拉低至1.5V左右，此时，具有使能关断的辅助电源控制器UA停止工作，整个系统停止工作，完成自保护。电路具有结构简单，成本低，响应速度快等特点。

图9为变频调制MCU控制器的程序流程图。由于半桥逆变电路内部存在寄生电感和电容，工作过程中开关管和整流器存在较高的dv/dt和di/dt，容易造成很强的电磁干扰。这种电磁干扰主要分布在电磁耦合装置工作频率的整数次谐波频率点上，使用传统的EMI滤波器、加装磁珠和增加吸收电路等方法很难滤除这些干扰波形。同时，也会给ICP镇流器部分造成体积过大、发热增多、效率下降和成本增加等问题。

为了降低EMI干扰和电路成本，提高电路工作效率，通过对EMI的产生机理进行理论研究与建模，设计出了变频调制算法。对于低频ICP镇流器，变频调制算法的策略是以fc=250kHz为ICP镇流器的中心频率，d为频率增减变化的步进，根据频率增量的正负判定抖动方向，在频率调整周期T_M内控制输出频率fc在一定的频率区域内线性增加和减少。工作频率在f_min→f_max→f_min之间往复增减。每个频率点f_i送出a(a为整数，且a≥1)个驱动半桥逆变电路中Q1和Q2开关管的信号。MCU控制器对ICP镇流器进行变频调制时，程序算法中的变量T_M、a、Δ、δ、f_o和T_D之间应当遵循的数学关系为： $T_D\≤\frac{T_M}{2}a\underset{i=0}{\overset{\frac{2\mathrm{\Δ}}{\mathrm{\δ}}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{f_o-\mathrm{\Δ}+\mathrm{i\δ}}\≥T_D.$

传统的半桥逆变方案有(1)驱动信号经推动变压器变为两路理论上对称的信号，连接至高、低侧功率开光管。这种方案比较难以控制死区时间，磁芯损耗较大，此外，为了抑制EMI干扰，会添加辅助元件，增加了电路的体积和成本。(2)直接由一片半桥驱动控制器输出驱动信号。这种方案虽然没有了推动变压器，但是驱动信号的高次谐波危害严重，EMI干扰严重，为了抑制EMI而增加的电路成本也比较高。

变频功率调制算法则很好地解决了上述问题，MCU输出的频率在一定范围内抖动的驱动信号经半桥驱动控制器处理后变为两路信号，经扩流后连接至半桥。电路省去了推动变压器，降低了系统损耗；EMI干扰被有效抑制；降低了电路成本；与灯管连接时，因灯管启动时，功率匹配网的谐振点只有一个，通过对驱动信号进行频率抖动，谐振点极易找到，灯管容易启动。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：市电输入(1)连接EMI及浪涌防护电路(2)，滤波整流电路(3)的输入端连接EMI及浪涌防护电路(2)、输出端连接有源功率因数校正(5)；有源功率因数校正(5)输出连接半桥逆变电路(7)，半桥逆变电路输出连接功率匹配网(8)，功率匹配网输出连接ICP灯体(11)与异常状态检测电路(10)；异常状态检测电路连接变频调制MCU控制器(9)，MCU控制器的输出端连接半桥逆变(7)和保护电路(6),在所述的市电输入(1)的ACL、ACN和大地连接EMI及输入防护电路(2)，ACL线连接一个工频保险丝FUSE，压敏电阻Z1与气体放电管G1的串联组合、电容X1、共模电感LCM、电容X2、差模电感LDM、电容X3、压敏电阻Z2与气体放电管G2的串联组合依次并联连接，电容Y1与压敏电阻Z3并联连接，电容Y1的第一端依次通过差模电感LDM、共模电感LCM与工频保险丝FUSE连接，电容Y1的第二端连接公共端，电容Y2与压敏电阻Z4并联连接，电容Y2的第一端依次通过差模电感LDM、共模电感LCM连接至ACN端，电容Y2的第二端连接公共端，所述公共端接大地，电容Y1的第一端和电容Y2的第一端连接整流桥BR，整流桥BR的输出端并联连接一个滤波电容CH，滤波电容CH一端接输出电压端VH1，滤波电容CH另一端接地；还包括辅助电源，辅助电源(4)的输入分别连接整流滤波电路(3)和保护电路，辅助电源(4)的输出分别连接有源功率因数校正电路(5)、半桥逆变电路(7)和变频调制MCU控制器(9)；将所述的EMI及输入防护电路(2)的第一输出电压端VH1连接辅助电源(4)变压器TA的初级，变压器TA的初级另一端连接功率开关管QA的漏极和由RA1、CA1、DA1组成的钳位电路，辅助电源(4)内的辅助电源控制器UA的供电由变压器TA的辅助绕组经电容CA3、DA2后提供，变压器TA的辅助绕组经的正、负端之间设有反向连接的齐纳二极管ZA1，辅助电源控制器UA的电源输入端设有滤波电容CA2，辅助电源控制器UA的驱动引脚连接功率开关管QA的栅极，功率开关管QA的源极经电流检测电阻RA2向辅助电源控制器UA反馈开关电流信号，辅助电源(4)的供电端VCC通过电阻RA3、RA4构成反馈网络向辅助电源控制器UA反馈输出电压，变压器TA的次级经电容CA6、二极管DA4、二极管DA5、电容CA7后实现倍压，得到用以为半桥逆变的扩流三极管供电的AVCC电压，辅助电源(4)的供电电压VCC还经电阻RA5、电解电容CA5和齐纳二极管ZA2后得到用以为MCU控制器供电的5V电压。

2.根据权利要求1所述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：所述的EMI及输入防护电路(2)的第一输出电压端VH1连接有源功率因数校正电路(5)的升压电感LP，升压电感LP、功率开关管QP、输出整流二极管DP1构成Boost升压拓扑，EMI及输入防护电路(2)的第一输出电压端VH1经电阻RP1和RP2分压后连接有源功率因数校正控制器UP的Mult引脚，还经电阻RP3连接有源功率因数校正控制器UP的供电引脚、有源功率因数校正电路(5)的供电电压VCC还经二极管DP2与有源功率因数校正控制器UP的供电引脚相连接，有源功率因数校正控制器UP的驱动端引脚连接功率开关管QP的栅极，功率开关管QP的源极经电流检测电阻RP5向有源功率因数校正控制器UP反馈开关电流信号，功率开关管QP的漏极与输出整流二极管DP1的正极连接，在EMI及输入防护电路(2)的第二输出电压端VH和地之间还设有CP为滤波电容，第二输出电压端VH通过电阻RP6、电阻RP7构成反馈网络向有源功率因数校正控制器UP反馈输出电压。

3.根据权利要求1所述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：将辅助电源(4)的输出电压5V连接变频调制MCU控制器(9)的VDD引脚，MCU控制器UC的GP4和GP5引脚连接晶振XT引脚，MCU控制器UC的GP3引脚接地，异常检测电路(10)的输出检测信号连接MCU控制器UC的GP1引脚，MCU控制器UC的GP2引脚输出END信号至保护电路，GP0引脚输出信号经电阻RC1、电阻RC2分压后送至半桥驱动器UD。

4.根据权利要求1所述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：MCU控制器UC的输出引脚GP0的信号经电阻RC1、电阻RC2分压后连接半桥逆变电路(7)的半桥驱动控制器UD，半桥驱动控制器UD输出两路信号HO和LO，一路信号HO经晶体三极管QDl、晶体三级管QD2后实现扩流，另一路信号LO经晶体三极管QD3、晶体三级管QD4后实现扩流，辅助电源(4)的输出电压AVCC为晶体三极管QD1供电，两路信号HO和LO扩流后的信号分别连接功率开关管Q1和功率开关管Q2，半桥驱动控制器UD的VCC引脚和VB引脚之间接二极管DD，VB引脚和VS引脚之间接自举电容CD1，功率开关管Q1的源极和功率开关管Q2的漏极相连的公共结点依次经过并联的电阻RD和电容CD、匹配电感Lr、并联的谐振电容CD3和耦合电感Le后连接异常状态检测电路(10)至MUC控制器UC的GP1引脚，所述匹配电感Lr、并联的谐振电容CD3和耦合电感Le组成的功率匹配网(8)。

5.根据权利要求1所述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：将功率匹配网(8)中的匹配电感Lr的辅助绕组连接由电阻RF1和RF2构成的分压网络，分压结点经肖特基二极管DF1、稳压二极管ZF、电阻RF3将误差电压信号反馈至PNP三极管QF的发射极，三极管QF的基极由功率匹配网(8)的供电电压VCC经电阻RF4提供直流偏置，三极管QF的集电极连接电阻RF5后经电阻RF6、电容CF2构成的RC滤波电路输出检测信号，检测信号送至MCU控制器UC；将功率匹配网(8)中的耦合电感Le的接地端经电流检测电阻RFs将负载电流的变化反馈至三极管QF的发射极。

6.根据权利要求1所述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：变频调制MCU控制器(9)的输出END信号和有源功率因数校正电路(5)的第二电压输出端VH电压连至保护电路(6)，输出END信号经限流电阻RS6后连接晶闸管QS3的门极；有源功率因数校正电路(5)的第二电压输出端VH经二极管DS1后连接电阻RS1、稳压管ZS1和稳压管ZS2的负极，稳压管ZS2的正极连接电阻RS4和电阻RS5后接地，稳压管ZS2的正极连接电阻RS4后还连接PNP三极管QS2的基极；稳压管ZS1的正极与三极管QS1的基极连接，三极管QS1的基极还通过偏置电阻RS2与三极管QS1的集电极相连接三极管QS1的发射极连接电阻RS1、三极管QS1的集电极连接稳压管ZS3、电容CS1和三极管QS2的发射极，三极管QS1的发射极还通过电阻RS3连接三极管QS2的发射极，三极管QS2的集电极连接二极管DS2的正极，二极管DS2的负极通过并联的电容CS2与电阻RS7与晶闸管QS3的门极连接，晶闸管QS3的阳极连接辅助电源控制器UA的使能端EN，正常情况下EN为高电平，异常情况发生时，晶闸管导通，将EN拉低至1.5V，辅助电源控制器关断，镇流器停止工作，实现了异常情况下的自保护。

7.根据权利要求1所述的自保护变频调制ICP镇流器，其特征在于：在变频调制MCU控制器中，变频功率调制控制算法为：将开关管和整流桥在开关时刻的EMI能量发射有效搬移到EMI能量裕度在8dBμ^V及以上的频段上，此频段最大为9kHz～3倍的开关频率。

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