一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器制造技术

本发明专利技术是一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器，包含滤波整流电路、有源功率因数校正电路、HID小信号处理及保护电路、远程控制模块、半桥逆变电路和脉冲点火电路，所述滤波整流电路的输入端连接220V市电，滤波整流电路的输出端连接有源功率因数校正电路，本发明专利技术基于两级结构式高频驱动电路，采用混沌调制解决声谐振问题。通过STM32控制操作，实现了高压钠灯的开启关断、梯度调光、远程控制、实时监测等功能，提高了驱动电路的可靠性，有效节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器
本专利技术涉及一种驱动器，特别是一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器。
技术介绍
现有高压钠灯驱动电路一般是采用高耗能的工频电感直接驱动；普遍存在钠灯功率输出不可调、维护困难等问题。1、设备维护困难设备日常维护需人工完成，工作量大，且不能及时、有效地进行损坏设备的更换。当设备发生故障时，需人工进行检测，由于电压较高，极易发生触电。2、资源利用率较低功率因数较低，电路能耗严重。改变灯工作功率相对困难，不能根据人流量、车流量实时调整亮度，浪费了大量电力资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器，包含滤波整流电路、有源功率因数校正电路、HID小信号处理及保护电路、远程控制模块、半桥逆变电路和脉冲点火电路，所述滤波整流电路的输入端连接220V市电，滤波整流电路的输出端连接有源功率因数校正电路，有源功率因数校正电路还连接半桥逆变电路，半桥逆变电路还分别连接HID灯和HID小信号处理及保护电路，HID灯还分别连接HID小信号处理及保护电路和脉冲点火电路。作为本专利技术的进一步技术方案：所述HID小信号处理及保护电路还分别连接脉冲点火电路和远程控制模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于两级结构式高频驱动电路，采用混沌调制解决声谐振问题。通过STM32控制操作，实现了高压钠灯的开启关断、梯度调光、远程控制、实时监测等功能，提高了驱动电路的可靠性，有效节约能源。附图说明图1为本专利技术的总体示意图；图2为EMI滤波电路的电路图；图3为APFC功率因数校正电路的电路图；图4为SG3525外接电路结构图；图5为半桥驱动电路；图6为点火电路的电路图；图7为调光电路的电路图；图8为X9313接线图；图9为混沌频率抑制电路的电路图；图10为I2C通信接口图；图11为点火检测流程图；图12为亮度检测流程框图；图13为按键梯度调光图；图14为智能梯度调光图；图15为热保护检测流程图实验结果与分析流程图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1-15；本专利技术实施例中，一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器，包含滤波整流电路、有源功率因数校正电路、HID小信号处理及保护电路、远程控制模块、半桥逆变电路和脉冲点火电路，所述滤波整流电路的输入端连接220V市电，滤波整流电路的输出端连接有源功率因数校正电路，有源功率因数校正电路还连接半桥逆变电路，半桥逆变电路还分别连接HID灯和HID小信号处理及保护电路，HID灯还分别连接HID小信号处理及保护电路和脉冲点火电路。HID小信号处理及保护电路还分别连接脉冲点火电路和远程控制模块。本专利技术的工作原理：滤波整流电路如图2所示，Rv为压敏电阻，F1为保险丝，C1、C2被用于衰减差模(对称性)干扰信号，C3、C4对共模(不对称性)干扰信号起抑制作用，R1为C1、C2的放电电阻。当有共模干扰时，共模电感耦合后产生很大的阻抗，使干扰无法通过，对后级电路起到了保护作用。输入电流通过整流滤波后，不但包含正弦波，还有许多谐波成分，导致电路的功率因数达不到1，对电网造成严重污染，甚至损坏电力设备。因此，需要增加功率因数校正电路，以达到提高交流电源利用率、增加用电设备的负荷等目的，有源功率因数校正电路如图3所示：如图3所示。APFC电路由控制芯片MC33262、升压电感T1、功率开关管Q2、二极管D1、输出电容C5及反馈网络构成。电路中R2与R3串联，再与R1组成分压电路，对整流滤波后的311V输入电压进行分压，检测APFC输入电压的相位及波形，然后将其作为3脚乘法器的输入信号。校正升压后，电压经R9输入芯片的1脚，与控制芯片MC33262内部参考点电位相比较，然后经过1脚与2脚之间的补偿网络输出到内部乘法器的另一端，由乘法器把这两个电压做乘积处理，获得功率开关截止依据的正弦波参考电压Vr。MC33262的7脚为驱动信号输出端，R8、R10、D3、S1组成的电路对开关管Q2起到了加速放电的作用，确保了电路的可靠性。当7脚输出驱动信号使Q2导通时，电感电流按照di/dt的变化规律上升，取电阻R6的跨压VR6输入4脚，使之与参考电压Vr相比较。当VR6＞Vr时，7脚输出低电压，Q2截止。变压器T1的初级绕组Np的作用是把311V的直流电压升到400V，次级绕组Ns用来检测初级绕组Np的零电流信号，其中R5为检测电感电流的电阻。该电路中升压变压器T1的初级绕组的电感量：其中交流电输入波动范围为170V～265V，Vimax取最大值265V，Vo＝400V，fswmin＝30kHz，Po＝250W，期望效率η＝94％，代入(1)式可得Lp＝0.295mH。半桥逆变电路如图4所示，采用基于SG3525的半桥逆变电路，相比于全桥逆变电路具有以下优点：所需元器件少，抗电路不平衡能力强，易控制，可靠性高。SG3525内部振荡器外接一个振荡电阻RT、一个振荡电容CT和一个放电电阻RD，其中振荡电容CT的充电电流由振荡电阻RT的阻值所决定，引脚5和引脚7之间的放电电阻RD为振荡电容CT提供了放电通道。通过改变放电电阻RD的阻值，可以改变振荡电容CT放电时间，同时，又可以调节死区时间。输出驱动信号的脉宽和频率都可以调制，其中振荡器频率由振荡电阻RT,振荡电容CT和放电电阻RD决定，其振荡频率计算公式为:由上式可看出，当振荡电阻RT、振荡电容CT和放电电阻RD固定时，电路输出脉冲频率也随之固定。本设计中，CT取3300pF，RD取2kΩ，RT取1K～3.5KΩ，则fo的取值范围为45.228～35.862KHz。传统半桥驱动电路，驱动IC输出端与功率开关MOSFET管之间，用一个限流电阻相隔开。由于MOSFET管完全放电需要一定时间，仅加限流电阻无法保证两个功率开关管交替导通，即无法保证Q12导通时，Q11已完全截止。本专利技术采用驱动隔离变压器T3、三极管Q5、Q10组成的放电电路，用来加速开关管放电，提高半桥输出可靠性，如图5所示。驱动信号1和驱动信号2分别由控制IC的11脚、14脚提供，其中，T3使芯片11脚上不必要的干扰被隔离，R16、R17为驱动限流电阻，R17、R19为双向钳位电阻，D6、D7、D10为开关二极管，D8、D9、D11为8.2V稳压二极管。当11脚输出高电平，经变压器、R16引入电流，使D6导通，从而驱动功率开关管Q11，过高的电流由R17、D8、D9进行钳位稳压，保护Q10不致损坏。当11脚关断后，Q11基级电位被Q10下拉，加速放电速度，确保了Q12导通时，Q11已经截止。14脚输出电路与之相似，不再累述。此电路能有效控制MOSFET的通断，使高压钠灯正常工作。点火电路如图6所示，Q1、Q2组成的半桥电路中，当Ql导通(Q2截止)时，400V母线直流电压通过开关管Ql、变压器T1及高压钠灯形成回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器，包含滤波整流电路、有源功率因数校正电路、HID小信号处理及保护电路、远程控制模块、半桥逆变电路和脉冲点火电路，其特征在于，所述滤波整流电路的输入端连接220V市电，滤波整流电路的输出端连接有源功率因数校正电路，有源功率因数校正电路还连接半桥逆变电路，半桥逆变电路还分别连接HID灯和HID小信号处理及保护电路，HID灯还分别连接HID小信号处理及保护电路和脉冲点火电路。

【技术特征摘要】
2017.06.17 CN 20171045997541.一种大功率可远程控制可调光高压钠灯驱动器，包含滤波整流电路、有源功率因数校正电路、HID小信号处理及保护电路、远程控制模块、半桥逆变电路和脉冲点火电路，其特征在于，所述滤波整流电路的输入端连接220V市电，滤波整流电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘玉灼，黄利彬，林威，韩荣荣，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建,35