用于高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法，镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥逆变电路，控制系统包括微控制器和驱动芯片，微控制器内部自带的模拟数字转换器采集镇流器主电路上的电压信号电流信号，从而得到灯泡的当前功率值，并采用增量式算法对功率值进行ＰＩ调节，微控制器内部自带高速ＰＷＭ发生器根据ＰＩ调节的结果跟内部自带的三角波信号进行比较，产生ＰＷＭ信号，ＰＷＭ信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其输出电压，从而达到恒功率控制。本发明专利技术通过同时采集灯电流和灯电压进行调节，达到恒功率的控制，恒功率控制的实时性好，精度高，同时保证在灯泡的各个状态下都能稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯的电子镇流 器的控制方法，特别地，涉及一种高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法。
技术介绍
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。电子镇流器有着许多的优点，其中之一就是可以控制灯工作在恒功率状态 下，提高照明质量、延长灯的寿命。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、控制精度相对较低、对电路参数的敏感性比较大。' 而数字恒功率控制电路简单、成本低、可靠性高，由于其中有数字控制的部分， 因此控制精度高、移植性好。现有的数字恒功率技术一般是单独采集灯电流来 控制灯电压或者采集灯电压来控制灯电流。这样的控制方法在灯泡电流换向时 会存在正反馈的现象。比如采样灯电压来控制灯电流的方法，当灯电流换向时 电流会变小，灯电压由于换向而产生一个过冲。此时采集的灯电压上升，从而控制灯电流减小，而灯电流减小会导致灯泡能量维持不上而发生重点火的现象， 这样电压又要上升，形成一个正反馈使电路不稳定。同样，采样灯电流控制灯 电压的方法也会存在这种问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于高强度气体放电灯 的电子镇流器恒功率控制方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的 一种用于高强度气体放电灯 的电子镇流器恒功率控制方法，镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥 逆变电路；控制系统包括微控制器和驱动芯片，微控制器带有模拟数字信号转 换器的高速P麵发生器。其特征在于，该方法包括以下步骤 (1 )控制器内部自带的模拟数字转换器采集镇流器主电路上的电压信号电流 信号，从而得到灯泡的当前功率值；(2) 数字PI调节采用增量式算法对功率值进行PI调节；(3) 产生数字P丽信号微控制器内部自带高速P丽发生器根据PI调节的结 果跟内部自带的三角波信号进行比较，产生P丽信号；(4) P丽信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其输出电压，从 而达到恒功率控制。进一步地，通过以下方程对功率值进行PI调节 力,=7/「i + (,p+M) e广Ae卜i ，式中力为PI调节器的第k次输出值；力—为PI调节器的第々一1次输出值； ^为第A次采样时，给定量和反馈量之间的差值；,为第A—l次采样时，给定量和反馈量之间的差值； ^为积分系数，Kp为比例系数，均根据具体的控制系统人工设定。 本专利技术的有益效果是，本专利技术通过同时采集灯电流和灯电压进行调节，达 到恒功率的控制，恒功率控制的实时性好，精度高，同时保证在灯泡的各个状 态下都能稳定运行。附图说明图1是本专利技术电子镇流器恒功率控制方法的应用电路结构框图； 图2是本专利技术电子镇流器恒功率控制方法的流程图。具体实施例方式下面根据附图详细说明本专利技术，本专利技术的目的和效果将变得更加明显。 如图1所示，本专利技术电子镇流器恒功率控制方法的控制系统包括一个微控 制器和一个驱动芯片；微控制器带有模拟数字信号转换器的高速P丽发生器。 镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥逆变电路。直流直流变换电路把 直流电压升压得到一个适合灯泡工作的直流电压Vlamp，这个直流电压再经过全 桥逆变电路变成一个交流电压供给灯泡，使其正常工作。微控制器直接采集全 桥逆变电路前的直流电压和电流信号，进行乘法计算；两个直流的信号相乘是 功率值。这样计算出来的是前级直流直流变换电路的输出功率。考虑到全桥逆 变电路的损耗非常小，所以近似认为这个功率值就是灯的功率值。然后微控制 器对这个功率信号进行数字PI (比例积分)调节，根据PI调节的结果输出对应 占空比的PWM(脉宽调制)信号，此PWM信号经驱动芯片给到直流直流变换电路， 调节Vlamp，从而达到恒功率控制的目的。图2示出了本专利技术的流程，主要分以下步骤1 、 采样电流和电压信号并进行计算微控制器内部自带的模拟数字转换器先将电压信号釆集进来，然后切换通 道采集电流信号，对这两个信号的转换值进行乘法计算，得到灯泡的当前功率值。2、 数字PI调节微控制器采样增量式算法，对功率值进行PI控制，方程如下式中力为PI调节器的第k次输出值；力一,为PI调节器的第A—l次输出值； ft为第A次采样时，给定量和反馈量之间的差值；,为第A—l次采样时，给定量和反馈量之间的差值； 《为积分系数，Kp为比例系数，均根据具体的控制系统人工设定。3、 产生数字P丽信号微控制内部自带高速P麵发生器，PI调节的结果跟内部自带的三角波信号 进行比较产生P麵信号。4、 PWM信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其输出电压，从而达到恒功率控制。权利要求1. 一种，镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥逆变电路；控制系统包括微控制器和驱动芯片，微控制器带有模拟数字信号转换器的高速PWM发生器。其特征在于，该方法包括以下步骤(1)微控制器内部自带的模拟数字转换器采集镇流器主电路上的电压信号电流信号，从而得到灯泡的当前功率值。(2)数字PI调节微控制器采用增量式算法对功率值进行PI调节。(3)产生数字PWM信号微控制器内部自带高速PWM发生器根据PI调节的结果跟内部自带的三角波信号进行比较，产生PWM信号。(4)PWM信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其输出电压，从而达到恒功率控制。2. 根据权利要求1所述的电子镇流器恒功率控制方法，其特征在于，通过以下方程对功率值进行PI调节Ja二7/'- i + (《+《A) 《e卜！ ， 式中力为PI调节器的第k次输出值；7H为PI调节器的第A—l次输出值； ft为第A次采样时，给定量和反馈量之间的差值； e^为第A—l次采样时，给定量和反馈量之间的差值； &为积分系数，Kp为比例系数，均根据具体的控制系统人工设定。全文摘要本专利技术公开了一种，镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥逆变电路，控制系统包括微控制器和驱动芯片，微控制器内部自带的模拟数字转换器采集镇流器主电路上的电压信号电流信号，从而得到灯泡的当前功率值，并采用增量式算法对功率值进行PI调节，微控制器内部自带高速PWM发生器根据PI调节的结果跟内部自带的三角波信号进行比较，产生PWM信号，PWM信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法，镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥逆变电路；控制系统包括微控制器和驱动芯片，微控制器带有模拟数字信号转换器的高速ＰＷＭ发生器。其特征在于，该方法包括以下步骤：　　　　（１）微控制器内部自带的模拟数字转换器采集镇流器主电路上的电压信号电流信号，从而得到灯泡的当前功率值。　　　　（２）数字ＰＩ调节：微控制器采用增量式算法对功率值进行ＰＩ调节。　　　　（３）产生数字ＰＷＭ信号：微控制器内部自带高速ＰＷＭ发生器根据ＰＩ调节的结果跟内部自带的三角波信号进行比较，产生ＰＷＭ信号。　　　　（４）ＰＷＭ信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其输出电压，从而达到恒功率控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许建炳，
申请(专利权)人：许建炳，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]