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(多图) 太阳能低压钠灯电子镇流器的研制

来源:电源技术应用/作者:李颖 张国荣 苏建徽 李桂臣?? 2008年04月30日 ?? 收藏0

  如图3所示,其工作原理为:经前级升压电路得到直流360V电压,启动时经R20向电容C18充电,当充到IR2153的启动电压时,芯片正常工作,产生PWM波来驱动两只MOSFET,使之轮流导通与截止,在其中心点VS(脚6)输出幅度约为直流电压的一半,即360V/2,其占空比约为50%的方波信号,经电感L1及电容C22和C24给灯管提供启辉信号。S6导通时,VCC通过自举二极管D5对自举电容C19充电,使VB(脚8)电压比H0(脚7)电压高出VCC,为lC内部高端驱动级提供直流电源。接于脚6的R24、C23串联网络起阻尼作用,可以减小方波输出前沿的噪声辐射,也有对S5、S6的续流作用。同时它将半桥中点电压通过D15、D16整流,供给IR2153的VCC(脚I)直流电压,不再由R20降压供给,以减小功耗。

低压纳灯的逆变电路原理图

  低压钠灯启动电路采用了LC串联谐振变换器,它是一种普遍应用于电子镇流器的电路拓扑,特别适合在荧光灯、低压钠灯等电子镇流器中使用。它结构简单,便于设计,可靠性高,可以满足灯启动和稳态工作的要求。LC谐振变换器由谐振电感L1、串联谐振电容C22和并联谐振电容C24组成,在低压钠灯启动前,由于低压钠灯无灯丝,并且电弧管中填充的隋性气体未气化,所以灯处于相当高的阻抗状态,可以认为灯处于开路状态。在半桥LC谐振变换器中,串联谐振电容C22,和并联谐振电容C24共同串联在一起和谐振电感L1在交流电源驱动下谐振,从而在C24两端产生高电压;在稳态工作的半桥LC谐振变换器中,串联谐振电容C22和谐振电感L1在交流电源驱动下为灯负载供电,提供稳态工作所需的灯端电乐和灯电流,在并联谐振电容C24中通过很小的旁路电流。

  4 实验结果

  在低压钠灯电子镇流器中采用了新型的异常保护电路和短路保护电路。如图4所示,在不接低压钠灯的情况下,在100ms的时间内电源先启动后关断,其中通道1为低压钠灯电压波形,通道2为半桥式逆变器芯片供电电源。在低压钠灯正常工作时,如灯突然断开或接触不良,即灯开路的情况下的波形图,如图5所示。同样半桥式逆变器芯片IR2153供电电源断开,半桥逆变器停止工作。图5中通道l为低压钠灯正常工作电压波形,通道2也为半桥式逆变器芯片供电电源。这样不仅保护了MOSFET功率管不因严重发热而损坏,而且还能在灯开路的情况下使半桥逆变器停止工作,节约电能。

  图6为低压钠灯启动波形图,由图6可以看出,其启动电压最高值为4lOV,满足了55W低压钠灯最低启动电压的要求,其启动周期为1s,可以满足低压钠灯多次可靠触发启动。

实验结果

  图7为低压钠灯正常工作电压、电流波形图,图7通道l为其正常工作电压波形图,电压有效值为105V,通道2为其正常工作电流波形图,电流有效值为O.50A,最大值为0.7A,功率为53W。

低压钠灯正常工作电压

  实验用了一节12V的蓄电池供电,经DC/DC升压电路将12V升到稳定的360V,实验用低压钠灯型号为PHLIPS公司的55W BY22d,数字存储示波器型号为DS-5000系列。研制的具有商品化的太阳能低压钠灯电子镇流器如图8所示,由于低压钠灯应用于街道照明引线不能太长,采用了前极升压电路与后极高频镇流电路分开没计的方案。

研制的具有商品化的太阳能低压钠灯电子镇流器

  5 结语

  55W的太阳能低压钠灯电子镇流器经老化及高低温实验表明电路工作稳定,各种保护工作可靠,基本实现恒功率控制。低压钠灯可靠稳定的工作,说明达到了相关技术要求,并且启动电路能多次可靠启动,结构简单。


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低压钠灯? 太阳能? 电子镇流嚣? LC串联谐振?

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