一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法技术

一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，包括高强度气体放电灯电子镇流器和恒功率双闭环控制；其中，高强度气体放电灯电子镇流器包括电磁干扰滤波电路、全桥逆变电路、点火脉冲电路、基于ARM的数字控制电路和辅助电源，所述恒功率双闭环控制包括内环和外环，所述内环为电流控制环，所述电流控制环采用电流滞环跟踪控制，所述外环为功率控制环，所述功率控制环采用线性PI进行恒功率控制。本发明专利技术所述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，消除声谐振现象。

A digital hysteresis current tracking control method for two stage HID electronic ballast

【技术实现步骤摘要】
一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法
本专利技术属于电力电子
，特别涉及一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法。
技术介绍
滞环电流控制器具有实现简单、无条件稳定、电流跟踪精度高、动态响应快、无稳态误差、鲁棒性强等特点，已被应用于很多的场合。然而，传统固定环宽的滞环电流控制器的一个主要缺点是开关频率不固定，这将使逆变器输出侧滤波器的设计带来了困难，功率开关管的开关频率必须设置上限值。HID灯在高频工作时极易产生声谐振现象，如电弧闪烁、扭曲和光强不稳，严重时导致灯管损坏。消除（或避免）声谐振现象的方法是HID灯电子镇流器的重要技术问题之一。为了克服固定环宽的滞环控制存在的开关频率不固定的缺点，本控制系统的电流环采用基于误差电流过零调节环宽以稳定开关频率的滞环跟踪控制。本电子镇流器的逆变电路采用低频方波叠加高频PWM的控制方式，以消除声谐振现象。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，其特征在于：采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，包括高强度气体放电灯电子镇流器和恒功率双闭环控制；其中，高强度气体放电灯电子镇流器包括电磁干扰滤波电路、全桥逆变电路、点火脉冲电路、基于ARM的数字控制电路和辅助电源，所述电子镇流器的逆变电路采用低频方波叠加高频PWM的控制方式，所述恒功率双闭环控制包括内环和外环，所述内环为电流控制环，所述电流控制环采用电流滞环跟踪控制，所述外环为功率控制环，所述功率控制环采用线性PI进行恒功率控制，并用数字方式实现。/n

【技术特征摘要】
1.一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，其特征在于：采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，包括高强度气体放电灯电子镇流器和恒功率双闭环控制；其中，高强度气体放电灯电子镇流器包括电磁干扰滤波电路、全桥逆变电路、点火脉冲电路、基于ARM的数字控制电路和辅助电源，所述电子镇流器的逆变电路采用低频方波叠加高频PWM的控制方式，所述恒功率双闭环控制包括内环和外环，所述内环为电流控制环，所述电流控制环采用电流滞环跟踪控制，所述外环为功率控制环，所述功率控制环采用线性PI进行恒功率控制，并用数字方式实现。


2.根据权利要求1所述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，其特征在于：所述全桥逆变电路包括功率IGBT的T1，T2，T3和T4、功率IGBT的反并联二极管D1，D2，D3和D4、4个功率IGBT对应的PWM驱动信号PWM1，PWM2，PWM3和PWM4、用于高频滤波的电感L和电容C、HID灯等效电阻R、左半桥臂检流电阻Rsense1和右半桥臂检流电阻Rsense2；其中，所述vdc和idc分别为PFC输出电压（逆变器直流母线电压）和PFC输出电流（逆变器直流母线电流），所述iL为流过电感L电流，所述i1和i2分别为流过左半桥臂检流电阻Rsense1和右半桥臂检流电阻Rsense2的电流。


3.根据权利要求2所述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，其特征在于：所述低频方波叠加高频PWM的控制方法有四种实现方式：
（1）开关管T2和T4处于低频开关状态（相同的开关频率，决定输出方波电压的频率），开关管T1和T3处于高频PWM开关状态（相同的开关频率，其占空比决定输出方波电压的幅值），在T2导通期间内，T1和T4关断，T3处于高频PWM开关状态，在T4导通期间内，T2和T3关断，T1处于高频PWM开关状态；
（2）开关管T1和T3处于低频开关状态（相同的开关频率），开关管T2和T4处于高频PWM开关状态（相同的开关频率），在T1导通期间内，T2和T3关断，T4处于高频PWM开关状态，在T3导通期间内，T1和T4关断，T2处于高频PWM开关状态；
（3）开关管T3和T4处于低频开关状态（相同的开关频率），开关管T1和T2处于高频PWM开关状态（相同的开关频率），在T3导通期间内，T1和T4关断，T2处于高频PWM开关状态，在T4导通期间内，T2和T3关断，T1处于高频PWM开关状态；
（4）开关管T1和T2处于低频开关状态（相同的开关频率），开关管T3和T4处于高频PWM开关状态（相同的开关频率），在T1导通期间内，T2和T3关断，T4处于高频PWM开关状态，在T2导通期间内，T1和T4关断，T3处于高频PWM开关状态。


4.根据权利要求2所述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，其特征在于：所述全桥逆变电路的恒功率控制系统通过PFC输出电流idc的平均值（通过i1和i2计算可得）与PFC输出电压vdc相乘后可得PFC实际输出功率，通过功率环的控制，PFC输出的功率恒定，进而使灯功率基本稳定，所述功率控制环的PI调节器输出iref作为电流控制环的给定。


5.根据权利要求3所述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，其特征在于：所述开关管与开关周期的关系如下：
在电感电流正半周期内（PWM4为高电平），将检测的-i2作为电流反馈（i2≧iL,且i2=iL），当i2≧iref+Δ时，开关状态由S1切换到S8，电流i2开始减小（即电感电流iL开始减小），当i2≦iref-Δ时，开关状态由S8切换到S1，电流i2开始增大（即电感电流-iL开始增大）；其中，滞环环宽为2Δ，在第m个开关周期内，开关管T1导通期间内（ton(m)）满足如下关系式

（1）
由式（1）可得，
开关管T1关断期间内（toff(m)）满足如下关系式

（2）
由式（2）可得，
T1的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛兵，
申请(专利权)人：苏州鼎乾能源实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32