专利名称:单周期控制恒功率hid灯电子镇流器的利记博彩app
技术领域:
本实用 新型属于高强度气体放电灯电子驱动技术领域,尤其涉及一种单周期控制 恒功率HID灯电子镇流器。
背景技术:
HID (High intensity discharge)灯又称为高强度气体放电灯,因其较高的发光 效率和良好的光色,成为目前户外照明中普遍采用的光源。常见的HID灯有高压钠灯,高压 汞灯,陶瓷HID灯和氙灯等。HID灯的传统驱动方式是电感镇流器方式。该驱动方式的优点 是,照明系统结构简单,成本低,镇流器可靠耐用;其缺点是,所驱动的光源有工频频闪,系 统输入功率因数低,且输出功率受电网电压的波动影响严重,不能保证光源的寿命。随着人 们对于照明品质要求的不断提高和节能降耗的意识的不断加强,电子式镇流器在越来越多 的领域替代了电感式镇流器。电子镇流器具有节能、消除光源的频闪、结构紧凑、重量轻、保 护功能完善等优点,而且能够符合国家的法律法规要求。因此电子镇流器的大力推广利国 利民,是镇流器发展的必然方向。HID灯电子镇流器的传统技术方案为三级功率变换,包括升压型PFC功率变换单 元,DC/DC降压单元和低频桥式逆变单元。三级功率变换方式具有控制思路清晰,各个环节 控制相对独立等特点。但是三级功率变换方案系统成本较高,效率偏低,控制方式相对比较 复杂。近年来对于降低镇流器成本和提高系统效率的两级功率变换方案的研究越来越 多,一种方案是前级采用降压型PFC替代升压型PFC功率变换单元和DC-DC降压单元,后 级采用低频桥式逆变。另一种方案是前级采用升压型功率因数校正单元,后级将低频桥式 逆变单元与DC-DC降压单元合并。上述第一种方案存在输入电压范围窄、控制驱动复杂等缺点,实际应用较少;第二 种方案的技术路线以意法半导体应用笔记[AN2747 :250W HID metal halide electronic ballast,May2008]为代表。该文献提出了一种典型的两级变换250W HID灯电子镇流器第 一级为功率因数校正单元,是常规的PFC升压变换器;第二级为全桥逆变单元,用于实现低 频逆变、降压及其恒功率控制。具体实现方式为逆变全桥的两个上桥臂开关管为M0SFET, 下桥臂开关管为IGBT,电流取样电阻连接于两个IGBT源极与直流母线电容器之间。两下桥 臂IGBT以驱动HID灯所需的较低频率交替导通,而与导通的下桥臂成对角的上桥臂MOSFET 以高频PWM调制模式工作,实现降压和功率控制;全桥输出经LC滤波后接点火单元,然后接 HID 灯。该技术方案具有功率变换次数少、结构简单、效率高等优点,但存在以下严重缺占.
^ \\\ ·DHID灯电极的高频电位与逆变桥的一个输出端相同,随着逆变桥的两个上桥臂 交替工作于高频PWM调制模式,HID灯电极上会间隔出现高幅值的高频PWM脉冲电压,导致 严重的电磁干扰,电磁兼容性难以达到有关规范的要求。[0008]2)系统恒功率调节计算繁琐,且易受系统参数离散性的影响。恒功率控制是通过采样IGBT电流峰值Ipeak、母线电压Vbus和灯电压Vlamp,先计算出 灯电流,计算公式为其中
权利要求1.一种单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是它包括高频逆变半桥(4)和 低频逆变半桥(5),所述高频逆变半桥(4)和低频逆变半桥( 共用同一直流母线;高频逆 变半桥⑷的逆变输出端串联滤波电感器(6)后接点火单元⑶的一个输入端;低频逆变 半桥(5)的逆变输出端接点火单元⑶的另一个输入端;滤波电容器(7)与点火单元⑶ 的两个输入端并联;点火单元(8)的输出端接HID灯(9);高频逆变半桥(4)和低频逆变半桥(5)的控制输入端则分别接驱动单元(12)的对应 驱动输出端;驱动单元(1 的高频驱动信号输入端接单周控制单元(11)的输出端,驱动单元(12) 的低频驱动信号输入端接主控单元(14)的低频方波驱动脉冲输出端;单周控制单元(11) 的输入端还分别与电流检测单元(10)的输出端以及主控单元(14)的对应控制输出端连 接;电流检测单元(10)的输入端串联在逆变桥直流母线的输入回路中;直流母线的两极之间还接有电压检测单元(13),其输出端接主控单元;高功率因数整 流单元O)的控制输入端与主控单元(14)的对应控制输出端连接。
2.如权利要求1所述单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是,所述单周控制单 元(11)由反相运算单元(15)、电阻器(16)、运算放大器(17)、积分电容器(18)、复位开关 (19)、异或运算单元(20)、RS触发器(21)、比较器(22)构成;其中,反相运算单元(15)的 输入端接所述单周控制单元(11)的电流信号输入端;电阻器(16)、运算放大器(17)和积 分电容器(18)接成反相积分器电路,其输入端接反相运算单元(1 的输出端,其输出端接 比较器02)的“ + ”输入端;比较器02)的“_”输入端接所述单周控制单元(11)的电流参 考信号输入端,其输出端接RS触发器的R触发端;RS触发器的S触发端接所述 单周控制单元(11)的高频同步信号输入端,其输出端Q接异或运算单元OO)的一个输入 端,其输出端ζ接复位开关(19)的控制端;复位开关(19)的两极与积分电容器(18)并联; 异或运算单元OO)的另一输入端接所述单周控制单元(11)的低频方波驱动脉冲输入端, 其输出端接所述单周控制单元(11)的输出端;。
3.如权利要求1所述单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是,所述高频逆变 半桥由功率场效应管I 、快恢复二极管I 04)、肖特基二极管I 0 、功率场效应管 II 06)、快恢复二极管II 07)、肖特基二极管II 08)构成;其中,功率场效应管I 03)的漏 极接直流母线正极,其源极接肖特基二极管I 0 的阳极,其栅极接所述高频逆变半桥(4) 的对应驱动输入端;肖特基二极管1 的阴极接所述高频逆变半桥的逆变输出端; 快恢复二极管I 04)的阳极接所述高频逆变半桥的逆变输出端,其阴极接直流母线正 极;功率场效应管II 06)的漏极接所述高频逆变半桥(4)的逆变输出端,其源极接肖特基 二极管II 08)的阳极,其栅极接所述高频逆变半桥的对应驱动输入端;肖特基二极管 11(28)的阴极接直流母线负极;快恢复二极管II 07)的阳极接直流母线负极,其阴极接所 述高频逆变半桥(4)的逆变输出端;功率场效应管I 和功率场效应管II (26)的源极还 分别接所述高频逆变半桥(4)的对应驱动输入端。
4.如权利要求1所述单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是,所述高频逆变半 桥由IGBT 1(29)和IGBT 11(30)按照公知逆变半桥的连接关系构成。
5.如权利要求1所述单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是,所述驱动单元(12)由半桥驱动器I (31)、半桥驱动器II (32)、与门I (33)、与门II (34)、非门I (35)、非门 11(36)构成;其中,半桥驱动器1(31)的各驱动输出端分别接所述驱动单元(1 的高频逆 变半桥驱动对应输出端,其输入端H和输入端L分别接与门1(3 和与门11(34)的输出端; 与门1(3 的一个输入端接所述驱动单元(1 的高频驱动信号输入端,另一个输入端接非 门11(36)的输出端;与门11(34)的一个输入端接非门1(35)的输出端,另一个输入端接所 述驱动单元(1 的低频驱动信号输入端;半桥驱动器II (3 的各驱动输出端分别接所述 驱动单元(1 的低频逆变半桥驱动对应输出端,其输入端H接所述驱动单元(1 的低频 驱动信号输入端,其输入端L接非门11(36)的输出端;非门1(35)和非门11(36)的各输入 端分别接所述驱动单元(1 的高频驱动信号输入端和低频驱动信号输入端。
6.如权利要求1所述单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是,所述驱动单元 (12)由半桥驱动器III (37)、半桥驱动器IV(38)、非门III (39)、非门IV(40)构成;其中,半 桥驱动器III (37)的各驱动输出端分别接所述驱动单元(1 的高频逆变半桥驱动对应输 出端,其输入端H接所述驱动单元(1 的高频驱动信号输入端,其输入端L接非门111(39) 的输出端;半桥驱动器IV(38)各驱动输出端分别接所述驱动单元(1 的低频逆变半桥驱 动对应输出端,其输入端H接所述驱动单元(1 的低频驱动信号输入端,其输入端L接非 门IV(40)的输出端;非门111(39)和非门IV(40)的各输入端分别接所述驱动单元(12)的 高频驱动信号输入端和低频驱动信号输入端。
7.如权利要求1所述的单周期控制恒功率HID灯电子镇流器,其特征是,所述直流母线 的两极之间接有储能电容器(3),并与高功率因数整流单元(2)的输出端连接;高功率因数 整流单元O)的输入端接电磁兼容滤波单元(1)的输出端,电磁兼容滤波单元(1)的输入 端接市电线路。
专利摘要本实用新型涉及一种单周期控制恒功率HID灯电子镇流器;它具有整体效率高、电磁兼容好、系统稳定可靠、结构简单、易于实施等优点;它包括依次连接的电磁兼容滤波单元、高功率因数整流单元、储能电容器、高频逆变半桥、低频逆变半桥、滤波电感器、滤波电容器、点火单元;电磁兼容滤波单元的输入端接市电,点火单元的输出端接HID灯;所述高频逆变半桥和低频逆变半桥还分别与驱动单元连接,驱动单元与单周期控制器和主控单元连接;单周期控制与电流检测单元和主控单元连接,电流检测单元串联在直流母线输入回路中;主控单元还与电压检测单元连接,电压检测单元与直流母线连接。
文档编号H02M7/521GK201878401SQ20102061214
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者李建明, 田中林 申请人:德州三和电器有限公司