CN1805647A

CN1805647A - 高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法及其装置

Info

Publication number: CN1805647A
Application number: CNA2006100491831A
Authority: CN
Inventors: 许建炳; 陈敏; 钱照明
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-07-19

Abstract

一种高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法及其装置，方法是交流或直流电变成适于高强度气体放电灯工作的直流电压经模数转换；微控制部件根据该转换信号和前次送出的电流数字信号或者与此电流数字信号相对应的电压信号，算出应送的参考电流数字信号；经数模转换送给脉宽调制控制芯片作为参考电流；同时脉宽调制控制芯片采集直流直流变换输出供给高强度气体放电灯的电流，经其控制后让直流直流变换输出的电流等于参考电流。装置是在脉宽调制控制芯片和直流直流变换部件输出端的电阻之间设置依次连接的数模转换部件、微控制部件和模数转换部件。本发明控制精度高，移植性好；具有结构简单、成本低、可靠性高、对各类型电路参数适应性强。

Description

高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种电子镇流器的恒功率控制方法及恒功率控制装置，具体说是关于高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法及恒功率控制装置。

背景技术

高强度气体放电灯由于其高发光效率、长寿命得到了越来越广泛的应用。但是高强度气体放电灯所呈现的负阻特性，使得不能单纯地将其接入电网，只有和镇流器配合使用才能用于日常照明。而传统的电感式镇流器体积大而笨重，且存在一些诸如污染电网的严重问题，因此它必将为另一种新颖的镇流器所取代，这种镇流器即电子镇流器。电子式镇流器需确保灯工作在恒功率状态，使光输出稳定、并延长灯的寿命。主要原因有以下三点：其一，同种规格的高强度气体放电灯的工作特性存在着很大差异，单纯的恒压或者恒流控制的电子镇流器接到不同的灯上时可能出现很大的功率差异，使其偏移额定功率，造成灯寿命的下降。其二，高强度气体放电灯并非等效于一个纯阻，在恒压或者恒流控制下，功率也会随机浮动，使光输出不稳定并降低灯的寿命。其三，随着使用时间的推移，灯两端的额定电压会有上升趋势，传统的恒压或者恒流控制方法会使得灯工作在非额定功率下。使光输出不稳定并降低灯的寿命。

高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法大致分为两类：数字恒功率控制和模拟恒功率控制。模拟恒功率控制电路复杂、移植性差、成本高、控制精度较低、对电路参数的敏感性比较大。数字恒功率控制方法对数字控制芯片要求高，成本高、可靠性低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的适应性强的工作稳定的高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法及其装置。

本发明的目的是通过下述方案实现的：

高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法：

1)交流电压经整流得到直流电压或者输入直流电压，由直流直流变换部件降压到适合于高强度气体放电灯工作的直流电压；

2)由模拟数字转换部件采样灯电压(或与之相对应的电压信号)转换成数字信号传给微控制部件；

3)微控制部件根据该数字信号和前次送出的电流数字信号，或者根据该数字信号和与前次送出电流数字信号相对应的电压数字信号，算出应送的参考电流数字信号；

4)再将此参考电流数字信号经数字模拟转换部件转换成参考电流模拟信号送给脉宽调制控制芯片作为参考电流；

5)同时脉宽调制控制芯片通过采集直流直流变换部件输出的供给高强度气体放电灯的电流，经其控制后让直流直流变换部件输出的电流等于参考电流，从而达到恒功率控制的目的。

为实施高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法，而专门设计的高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制装置，包含连接在直流直流变换部件上和其输出端的脉宽调制控制芯片，在所述脉宽调制控制芯片和直流直流变换部件输出端的电阻之间设置依次连接的数字模拟转换部件、微控制部件和模拟数字转换部件。

本发明由于采用数模混合恒功率控制方法，所以控制精度高(1％以内)，移植性好；同时具有结构简单、成本低、可靠性高、对各类型电路参数适应性强。

附图说明

图1是本发明应用在高强度气体放电灯电子镇流器上的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的恒功率控制的第一种算法的流程示意图；

图4是本发明的恒功率控制的第二种算法的流程示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，高强度气体放电的高压钠灯、金属卤化灯等的电子镇流器主要由整流部件1、直流直流变换部件2和逆变部件3组成。整流部件1把输入的交流电压经整流得到直流电压，并提高功率因数。直流直流变换部件2把直流电压降压到适合于例如金属卤化灯工作的直流电压V1amp。再经过逆变部件3将直流电压V1amp变成交流电压，供给金属卤化灯，使其正常工作。其数模混合恒功率控制装置是由模拟数字转换部件4、微控制部件5、数字模拟转换部件6和脉宽调制控制芯片7依次连接组成。模拟数字转换部件4采样直流直流变换部件2输出的直流电压Vlamp，并把它转换成数字信号传给微控制部件5。微控制部件5根据这个数字信号和前次送给脉宽调制控制芯片7的电流数字信号算出应给参考电流数字信号，或者根据所述这个数字信号和与前次送给脉宽调制控制芯片7的电流数字信号相对应的直流电压算出应给参考电流数字信号。然后再经数字模拟转换部件6转换成参考电流模拟信号送给脉宽调制控制芯片7作为其参考电流。同时脉宽调制控制芯片7通过采集直流直流变换部件2输出的供给金属卤化灯的电流Ilamp，经其控制后输出脉宽调制信号让直流直流变换部件2输出的电流Ilamp等于参考电流Iref，从而达到恒功率控制的目的。

参照图3，微控制部件5根据模拟数字转换部件4采集到的直流直流变换部件2输出的直流电压Vlamp和例如金属卤化灯的额定功率算出电流值I。然后把I和前次送给脉宽调制控制芯片7的参考电流值Irefo进行比较。当I＞Irefo时，再比较I和Irefo的差值是否大于一个设定的阈值N，N为实数，当两者差值大于阈值N时，新的参考电流值Iref就等于前次的参考电流加上阈值N，否则新的参考电流Iref就等于I。当I＜Irefo时，判断Irefo和I的差值是否大于N，当两者差值大于N时，新的参考电流Iref就等于前次参考电流减去N，否则新的参考电流就等于I。接着更新前次电流参考值Irefo＝Iref。微控制部件5算出新的参考电流Iref后，它就把这个数字信号送给数字模拟转换部件6转换成相应的模拟量后送给脉宽调制控制芯片7，脉宽调制控制芯片7再控制直流直流变换部件2输出的电流Ilamp等于参考电流Iref。完成这样一个控制过程后再进入下一个控制周期。

参照图4，微控制剖件5将模拟数字转换部件4采集到的直流电压V与前次参考电流Iref相对应的参考电压Vrefo做比较。当V＞Vrefo时，比较V和Vrefo的差值是否大于一个设定的阈值N，当两者相差大于这个阈值N时，新的参考电压Vref就等于Vrefo加上N，否则新的参考电压Vref就等于V。当V＜Vrefo时，比较Vrefo和V差值是否大于阈值N，当这个差值大于阈值N时，新的参考电压Vref就等于Vrefo减去N，否则新的参考电压Vref就等于V。接着更新前次电流参考值Vrefo＝Vref然后微控制部件5再根据参考电压Vref和例如金属卤化灯额定功率算出参考电流值Iref。微控制部件5把这个数字信号送给数字模拟转换部件6转换为相应的模拟量后送给脉宽调制控制芯片7，脉宽调制控制芯片7再控制直流直流变换部件2输出的电流Ilamp等于参考电流Iref。完成这样一个控制过程后再进入下一个控制周期。

Claims

1、一种高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法：

5)同时脉宽调制控制芯片通过采集直流直流变换部件输出的供给高强度气体放电灯的电流，经其控制后让直流直流变换部件输出的电流等于参考电流。

2、为实施权利要求1而专门设计的恒功率控制装置，包含连接在直流直流变换部件(2)上和其输出端的脉宽调制控制芯片(7)，其特征在于：在所述脉宽调制控制芯片(7)和直流直流变换部件(2)输出端的电阻之间设置依次连接的数字模拟转换部件(4)、微控制部件(5)和模拟数字转换部件(6)。