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150W金卤灯电子镇流器的研发

作　者: 李莉
导　师: 胡建人；秦会斌
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 金属卤化物灯 电子镇流器 声共振 功率因数 恒功率
分类号: TM923.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 101次
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内容摘要


随着全球性不可再生能源的逐渐短缺,节能减排已成为我国乃至全世界工业发展所必需关注的问题。作为第三代绿色照明光源,金属卤化物灯由于其光效高、显色性好、寿命长等特点在绿色照明工程中扮演了重要的角色。目前为金卤灯配套的镇流器仍然为传统的电感式,这种镇流器存在耗能高、效率低、体积大等问题,无法满足绿色照明的要求。电子镇流器以其节能、轻便等一系列优点,正成为开发研究的热点。为抑制金卤灯所特有的“声共振现象”和解决电子镇流器电磁兼容性等问题,本论文采用有源功率校正、恒功率控制和低频方波驱动的三级式结构,设计了一款150W的金卤灯电子镇流器样机。第一级实现有源功率校正,将220V交流市电经EMI、RFI滤波器及整流后通过基于临界导通模式L6562控制的APFC电路,实现了170V～260V宽电压输入,功率因数提高到0.985,总谐波失真降低到9.1%。第二级实现恒功率控制,采用8位廉价PIC单片机和电流型脉宽调制芯片UC2843混合控制的BUCK电路,实现了金卤灯的平滑启动和精密恒功率控制,兼备了近似恒功率控制及恒流控制方法的优点。并利用单片机实现电子镇流器在开路、短路、启动失败和灯老化等异常状态下的自动保护,提高镇流器的可靠性。第三级实现全桥逆变和高压点火功能,采用350Hz的低频方波驱动模式,能够较好地避免“声共振现象”。高压点火电路采用脉冲点火方式,通过双向触发器与升压变压器产生高压脉冲,金卤灯完成点火后,点火电路失效。对研制的150W金卤灯电子镇流器样机进行了测试,采集了其关键点的波形并进行分析。测试结果表明,所设计的金卤灯电子镇流器工作稳定,输出功率恒定,功率因数达到0.98以上,效率达到85%以上。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪 论  9-17
  1.1 课题的研究背景  9
  1.2 研究的现实意义  9-11
  1.3 金卤灯的特性  11-13
    1.3.1 金卤灯发光原理  11
    1.3.2 金卤灯的电特性  11-13
  1.4 金卤灯电子镇流器  13-14
    1.4.1 金卤灯电子镇流器的要求  13
    1.4.2 150W 金卤灯电子镇流器设计  13-14
  1.5 电子镇流器的国内外发展现状和趋势  14-16
  1.6 本课题研究的主要内容  16-17
第2章 有源功率因数校正的设计  17-32
  2.1 功率因数校正  17-18
    2.1.1 功率因数的定义  17
    2.1.2 功率因数与总谐波畸变因数的关系  17-18
  2.2 功率因数校正实现的方法  18-20
  2.3 基于临界导通模式的有源功率因数校正电路设计  20-31
    2.3.1 L6562 芯片介绍  20-21
    2.3.2 基于L6562 的有源功率因数校正原理图  21-22
    2.3.3 电路参数设计  22-29
    2.3.4 影响总谐波畸变因数的因素及改进措施  29-30
    2.3.5 基于L6562 的APFC 的实物图  30-31
  2.4 小结  31-32
第3章 功率控制电路设计  32-47
  3.1 系统BUCK 电路  32-38
    3.1.1 电压输入与输出关系式及电流波形图  32-34
    3.1.2 IRS2111 芯片介绍  34-36
    3.1.3 BUCK 电路参数设计  36-38
  3.2 辅助电源的设计  38-40
    3.2.1 TOP244P 芯片介绍  38-39
    3.2.2 基于TOP244P 的辅助电源电路  39-40
  3.3 恒功率控制电路的设计  40-46
    3.3.1 硬件设计  40-45
    3.3.2 软件设计  45-46
  3.4 小结  46-47
第4章 全桥逆变电路和点火电路的设计  47-53
  4.1 HID 灯声谐振问题的研究  47-48
    4.1.1 HID 声谐振的产生机理  47
    4.1.2 声谐振的解决方法  47-48
  4.2 逆变电路的几种典型拓扑结构  48-49
  4.3 逆变器驱动电路的设计  49-50
  4.4 启动技术研究  50-52
    4.4.1 LC 谐振点火方式  50-51
    4.4.2 脉冲点火方式  51-52
  4.5 小结  52-53
第5章 电子镇流器的可靠性与电磁兼容性设计  53-60
  5.1 影响电子镇流器可靠性的因素  53
  5.2 关键电路的可靠性设计  53-55
    5.2.1 漏源极电压尖峰脉冲  53-54
    5.2.2 电子镇流器热效应  54-55
    5.2.3 其他方面的考虑  55
  5.3 电磁兼容性设计  55-58
    5.3.1 电子镇流器电磁干扰来源  55-56
    5.3.2 电磁干扰的抑制  56-58
  5.4 小结  58-60
第6章 系统测试与总结展望  60-65
  6.1 电子镇流器实物图  60
  6.2 工作波形和分析  60-63
  6.3 总结与展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录1  69-70
附录2  70

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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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