本发明专利技术公开了一种高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路，本发明专利技术的主体由高频启动信号发生电路、低频调制信号发生电路、功率闭环信号发生电路、控制信号综合电路和压频变换电路等组成，可以实现高强度气体放电灯的滑频启动、低频调制、连续变频功率闭环和大范围连续变频调光等功能，电路结构简单，能全面满足高强度气体放电灯的控制要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路，尤其是可以实现高强度气体放电灯的滑频启动、低频调制、连续变频功率闭环和大范围连续变频调光等功能可以用于高压钠灯和金属卤化物灯。
技术介绍
高强度气体放电(HID)灯具有光效高、寿命长、功率范围广等诸多优点，成为继白炽灯、荧光灯之后的第三代电光源。HID灯广泛应用于广场、码头、车间、道路等室内外照明环境中，在当今照明系统中占有重要的地位。高强度气体放电灯具有负阻抗特性，需要配镇流器才能正常工作。电子镇流器已经越来越多的代替传统的电感镇流器，它具有效率高、体积小、控制灵活、保护功能完善、延长灯泡寿命、功率因数高、对电网污染小等优点。高频电子镇流器的进线交流电源通过EMI电路和整流及功率因数校正电路，为高频逆变电路提供稳定的高压直流电源。高频逆变电路一般采用负载谐振逆变器。它输出的高频交流电源通过无源负载匹配网络驱动高强度气体放电灯。控制电路检测放电灯的工作状态，发出逆变器的驱动信号。驱动信号通过驱动电路控制高频逆变电路的功率开关。高强度气体放电灯启动时，必须施加高压脉冲电压于灯两端的电极。所需外加高压脉冲的幅值和宽度与灯内充有气体压力的大小、电极间距离长短等因素有关。为了可靠启动高强度气体放电灯，可以采用滑频启动的方法。在HID灯燃点的过程中，工作点会发生移动，灯电压升高。由于制造工艺和参数的差别，同一型号灯的参数和特性也具有很大的差异。如果灯功率超过额定功率，灯寿命会大大缩短。这要求电子镇流器必须具有灯功率闭环控制。对高频电子镇流器可以通过改变逆变器的工作频率实现灯功率闭环控制。另外，为了进一步实现节能降耗，在一些场合需要对高强度气体放电灯进行调光控制，这要求电子镇流器的频率变化范围很大。高强度气体放电灯具有明显的“声共振”现象。对高频电子镇流器，一种有效的抑制声共振现象的方法是在高频驱动波形中加入低频调制信号，低频调制信号的频率和幅值与灯特性有关。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路，是电子镇流器控制电路的主体。为解决上述技术问题本专利技术的控制电路的主体由高频启动信号发生电路A、低频调制信号发生电路B、功率闭环信号发生电路C、控制信号综合电路D和压频变换电路E等组成。本电路的输入信号mi至IN6由微处理器(MCU)发生，输出信号0UT5去驱动电路。高频启动信号发生电路A的输入信号mi来自MCU。mi是频率固定，占空比可变的PWM信号。输出OUTl是幅值随INl占空比变化而线性变化的直流信号，信号OUTl的变化范围必须满足HID灯的启动要求。OUTl的变化范围由负载网络参数和HID灯的特性确定。低频调制信号发生电路B的输入信号IN3来自MCU。IN3是频率可变占空比为50% 的方波信号。在灯启动过程中，IN3的频率较高，输出0UT3是纹波很小幅值接近IN3幅值一半的直流信号，相当于没有低频调制。灯启动后，IN3的频率降低，输出0UT3是低频三角波，平均值接近IN3幅值的一半，实现低频调制。电路B的参数设计和IN3的低频频率由灯的参数和特性确定，确定的原则是灯没有“声共振”现象。功率闭环信号发生电路C的输入信号IN2来自MCU。IN2是频率固定占空比可变的PWM信号。输出0UT2是幅值随IN2的占空比变化而线性变化的直流信号，信号0UT2的变化范围能够满足HID灯的功率闭环控制要求。0UT2的变化范围由负载网络参数和HID灯的功率来确定。控制信号综合电路D的输入信号0UT1、0UT2和0UT3是经过A、B、C处理的MCU的信号INI、IN2和IN3，D的输入信号IN4、IN5和IN6是来自MCU的逻辑信号。IN4、IN5和 IN6是高电平“1”有效，无效时设为MCU的输入，相当于“高阻”悬浮状态。通过IN4、IN5和 IN6有效状态的组合可以扩大并确定0UT4的电平变化范围，最终确定逆变电路的开关频率变化范围。此频率变化范围必须满足灯功率闭环和大范围调光的要求。另外，通过电路D参数的配合设计和IN4、IN5和IN6的组合有效状态，可以保证在IN2的占空比从0%到100% 来回变化时0UT4的电平基本符合连续单调变化，简化MCU控制软件的设计，这也是本电路的独特之处。D的输入信号IN4、IN5和IN6可以采用一个或多个，它或它们的作用是提高 MCU输出PWM信号IN2的分辨率。D的输入信号IN4、IN5和IN6可以采用加法器的方式进行综合，也可以采用开关电阻网络的方式进行综合。压频变换电路E的输入信号来自D的输出信号0UT4，E的输出信号0UT5去图1的驱动电路。电路E的作用就是将直流信号0UT4变换为占空比为50%的高频方波信号0UT5。 0UT5的频率与0UT4的幅值成线性关系。灯滑频启动时，IN2为最大占空比100%，对应为高电平；IN3的频率较高，输出 0UT3是纹波很小幅值接近IN3幅值一半的直流信号；IN4、IN5和IN6设置为无效悬浮状态； INl占空比从大向小变化，0UT5的频率从高向低变化。这样控制可以实现灯的平滑滑频高压启动。灯启动后，mi占空比为最小0%，对应为低电平；IN3的频率降低，输出0UT3是低频三角波，实现低频调制；IN2的占空比连续变化，与IN4、IN5和IN6的有效状态配合。这样控制可以实现低频调制、连续变频功率闭环和大范围连续变频调光等功能。采用这样的结构后，可以实现高强度气体放电灯的滑频启动、低频调制、连续变频功率闭环和大范围连续变频调光等功能，电路结构简单，能全面满足高强度气体放电灯的控制要求。MCU通过检测灯和镇流器的工作状态，还可以实现灯开路、灯短路、热灯状态、输入超压、输入欠压和镇流器过热等保护功能。附图说明本专利技术为图1所示的控制电路作为高频电子镇流器的主体。 图2是高频电子镇流器主体的控制电路构成。本专利技术为图1所示的控制电路作为高频电子镇流器的主体。图3是本专利技术的第一种实施方式高频启动信号发生电路。图4是本专利技术的第二种实施方式低频调制信号发生电路。图5是本专利技术的第三种实施方式功率闭环信号发生电路。图6是本专利技术的第四种实施方式控制信号综合电路。图7是本专利技术的第五种实施方式压频变换电路。具体实施例方式A的实现电路如图3所示。电路元件由电阻Rl (IOk Ω )、R2 (100k Ω )、R3 (300k Ω )、 尺4(10(^0)、电容(1(11^)和集成运算放大器UlA构成。UlA可以采用UC904或其他的集成运算放大器。Rl的一端接输入信号IN1，另一端接R2、C1和UlA的正输入端。R2—端接地，另一端接R1、C1和UlA的正输入端。Cl 一端接地，另一端接R1、R2和UlA的正输入端。 R3 一端接地，另一端接R4和UlA的负输入端。R4 —端接UlA的输出端，另一端接R3和UlA 的负输入端。UlA的电源正端接直流电源VCC(+12V)，电源负端接地。输出OUTl接UlA的输出端和R4。输入信号mi的幅值为5V，频率为IOkHz。B的实现电路如图4所示。电路元件由电阻R7 OOkQ)、R8 OOkQ)、R9 OOkQ)、 RlO (IOOkQ )、Rll (IOOkQ )、电容C3(0. IyF)和集成运算放大器U2A构成。U2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路，该控制电路为电子镇流器控制电路的主体，其特征在于：所述控制电路能将ＨＩＤ灯正常启动、抑制声共振、功率闭环和调光所需的信号综合在一起，可以实现高强度气体放电灯的滑频启动、低频调制、连续变频功率闭环和大范围连续变频调光等功能，电路结构简单，能全面满足高强度气体放电灯的控制要求。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉奎，
申请(专利权)人：刘汉奎，李永山，
类型：发明
国别省市：93
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