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金卤灯二级拓扑电子镇流器控制策略的研究

/?? 2014年02月19日 ?? 收藏0
1.引言

随着科技进步,人类对照明的需求也与时俱进,经历了白炽灯、荧光灯两代照明产品之后,人类开辟了照明史的新纪元,进入了金属卤化物灯的照明时代.较之前两代产品,金卤灯的启动过程更为繁琐,在此过程中需要电子镇流器的参与。所以对镇流器的研究成了光源照明技术发展过程中必不可少的环节。最初研究镇流器主要面临的技术难题是“声谐振”现象。随着研究的深入,可采用低频方波技术能有效的解决这个问题,使电子镇流器应用于金卤灯获得了极其重要的进展。

在传统的电子镇流器的设计中,往往采用三级电路拓扑,包括率因数校正(PFC)电路、DC/DC电路和DC/AC逆变电路.但是电路级数越多使用的器件越多并且使产品设计愈显复杂。

因此为了节约设计成本简化电路设计,本文提出一种电子镇流器二级拓扑结构的设计思想。

2.镇流器的电路拓扑结构

2.1 三级电路拓扑结构

在电子镇流器的设计中,最常采用的设计电路为传统的三级拓扑,系统结构由功率因数校正(PFC)电路、DC/DC电路和DC/AC电路组成,三部分电路相互独立且各自完成相应的功能。第一级的功率因数校正电路,可选用的拓扑为BOOST型和反激型的功率因数校正电路。

第二级电路为DC/DC电路,其主要功能是控制灯启动过程中的电流和功率,稳定灯的工作点,这一级电路最常采用的拓扑为BUCK电路。

第三级电路为DC/AC逆变电路,其主要功能是为灯提供一个交变的工作电流和电压,常用拓扑为半桥和全桥电路.传统的三级电路每一级电路独立执行相应的功能。控制相对简单,系统的可靠性较好。但是,传统的三级低频方波电路存在电路复杂、成本高、效率低等缺点。

2.2 二级电路拓扑结构

近年来两级低频方波电子镇流器得到了很大的发展,主要有两种功能组合方式:

(1)将功率因数校正环节(PFC)和DC/DC进行合并,合并后的电路既要完成功率因数校正的功能,又需要控制灯的启动过程中的电流,控制较三级电路复杂。

(2)将DC/DC和逆变电路进行合并,整个电路省去了DC/DC环节,逆变电路进行PWM调制,起到控制灯电流大小和换向的作用.此种方法主要有PFC级+全桥DC/AC级和PFC级+半桥DC/AC级两种,但是,由于半桥双BUCK低频方波变换器开路输出电压低灯信号取样困难控制电路复杂等,所以采用PFC级+全桥DC/AC级电路。


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