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150W金卤灯数字化电子镇流器的研究与设计

作　者: 李群
导　师: 吕广强
学　校: 南京理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 金卤灯 电子镇流器 恒功率 低频方波 数字控制
分类号: TM923.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


在照明领域中,高强度气体放电灯是用途比较广泛的节能型电光源。其中,金卤灯由于光效高、显色好、寿命长、节能等特点,是推进绿色照明工程的首选产品。与之配套使用的电子镇流器较于电感式镇流器在节约能源,提高照明质量,推进绿色照明领域具有很强的现实意义。论文研究了金卤灯特性及电子镇流器相关技术,提出电子镇流器的设计技术要求。在硬件设计方面,论文选择了三级式拓扑结构,即第一级是基于Boost的功率因数校正电路,第二级是基于Buck的功率控制级电路,第三级是产生低频方波的全桥逆变电路及启动电路。论文通过理论分析与仿真实验对每一级的硬件电路进行了深入的研究,同时在保证控制性能的前提下,简化了电路成本和控制难度,并给出各硬件电路的参数设计。在金卤灯的控制方面,由于数字控制较于模拟控制具有使用器件少,控制灵活等优点,论文采用Freescale公司的MC56F8013作为主控制DSP,实现金卤灯的安全点火,平滑启动,以及恒功率的数字控制。根据金卤灯的特性,论文设计的方案采用PFC输出电压与Buck输入平均电流相结合的方式实现恒功率控制,通过数字化控制,灯被安全可靠的击穿点亮,在从被击穿至稳态的过渡过程中,灯功率平滑地上升,并且针对可能会出现的异常状态,系统能提供异常状态保护。最后对所设计的150W电子镇流器样机做了测试与分析,结果表明样机达到了文中所述的技术要求,照明效果良好。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 课题的研究背景  9
  1.2 金卤灯的基本特性  9-12
    1.2.1 电光源分类及特点  9-10
    1.2.2 金卤灯基本工作原理及特性  10-12
  1.3 电子镇流器  12-14
    1.3.1 电子镇流器的技术要求  12
    1.3.2 电子镇流器的拓扑结构  12-14
  1.4 论文研究的主要内容  14-15
第二章 功率因数校正电路的设计  15-29
  2.1 功率因数校正  15-16
    2.1.1 功率因数  15-16
    2.1.2 功率因数校正技术  16
  2.2 有源功率因数校正电路的设计  16-29
    2.2.1 APFC的控制策略  16-17
    2.2.2 BCM-PFC电路的分析  17-22
    2.2.3 BCM-PFC电路参数设计  22-26
    2.2.4 基于L6562的BCM-PFC仿真  26-29
第三章 数字化恒功率控制电路设计  29-47
  3.1 硬件电路设计  29-35
    3.1.1 Buck电路分析  29-31
    3.1.2 Buck电路优化设计  31-32
    3.1.3 Buck电路参数设计  32-35
  3.2 数字化恒功率控制策略  35-39
    3.2.1 恒功率控制策略  35-37
    3.2.2 数字化控制  37-39
  3.3 控制电路设计  39-40
    3.3.1 控制器的选择  39
    3.3.2 控制板原理图  39-40
  3.4 数字化控制软件设计  40-47
    3.4.1 整体流程框图  41-42
    3.4.2 点灯程序模块  42
    3.4.3 异常保护模块  42-44
    3.4.4 状态判断的另一种方法  44-47
第四章 全桥逆变电路与启动电路设计  47-59
  4.1 声谐振问题  47-48
    4.1.1 声谐振的特性  47
    4.1.2 声谐振的解决方法  47-48
  4.2 全桥逆变电路设计  48-52
    4.2.1 逆变电路  48-49
    4.2.2 全桥逆变电路分析  49-51
    4.2.3 全桥逆变电路设计  51-52
  4.3 启动电路的研究  52-59
    4.3.1 LC谐振式启动电路  52-53
    4.3.2 脉冲式启动电路  53-59
第五章 样机测试结果及分析  59-65
  5.1 实验样机  59
    5.1.1 实验样机实物  59
  5.2 工作波形分析  59-65
    5.2.1 APFC电路测试  59-61
    5.2.2 BUCK电路测试  61-62
    5.2.3 全桥逆变测试  62
    5.2.4 灯电流波形  62-65
第六章 总结  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-71

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电气照明 > 附件 > 镇流器
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