一种新型的调光电子镇流器

作者：时间：2011-03-20来源：网络收藏

摘要：介绍了一种新型的荧光灯调光控制方式，即通过不对称占空比调制的方式控制荧光灯的输出功率。首先，基于功率关系的荧光灯模型，通过基波近似的方法得到了控制方程，得出了荧光灯的调光特性。然后，应用一个半桥式串联谐振并联负载电路为例，给出了设计步骤，仿真及实验结果。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/179392.htm

关键词：调光电子镇流器；占空比调制；谐振；功率模型

1 引言

高频调光电子镇流器以其效率高，无频闪，体积小等优点，获得了技术界的广泛认同。一般来说，可以通过调节电子镇流器电路的3个参数（直流母线电压，占空比和开关频率）实现调光。

通常，调节直流母线电压可以较好地实现调光的目的，但是，由于电子镇流器都有功率因数要求，如果采用普通的Boost电路作为功率因数校正，直流母线电压至少是输入电压的两倍，这样调光就被限制在了一个很小的范围，而且这种方法的控制电路比较复杂。调频调光是比较常用且简单的方法，但是，开关频率的不断变化，会使电路产生严重的电磁干扰，使EMC的设计比较困难，而且调频调光有一个固有的不稳定区，当频率达到某一值时荧光灯的输出功率会迅速变化，这会给实际应用带来麻烦。占空比的调节通常是指对称的占空比调节方式，这种方式虽然可以使调光特性曲线很平滑，但随着占空比的减小，波形的畸变程度大大加重，会影响荧光灯的寿命。

为了克服上述几种调光方法的缺点，使之能达到平滑地调光，且不产生很大的电磁干扰，本文提出了一种新型的调光方法，即不对称占空比的调光方法，可以达到理想的效果。

2 基本电路

图1为电子镇流器最基本的半桥谐振电路，输入电压V_in由市电经过整流桥直接得到，通过控制开关管S₁和S₂给谐振电路提供电流；C_s为隔直电容，使A和B两端得到一个对称方波电压信号，为使它基本上不参与谐振，因此，要求C_s》C_f，一般取C_s>10C_f就可满足条件；L_s和C_f分别是谐振电感、电容，为荧光灯提供必要的启动电压，并保证荧光灯正常工作时能稳定运行。

图1 基本电路

在图1的基本电路中，通过调节S₁及S₂的占空比（任何时候开关S₁及S₂导通时间互补），改变A和B两端的输入基波电压的幅值，便可以改变荧光灯的输入功率，从而达到调光的目的。

荧光灯是一种非线性负载，因此，需要建立一个适当的电路模型以便分析它的调光特性。本文通过对Philips T8－36W荧光灯（额定电压95V；额定电流0.31A）的测量，可以发现荧光灯的电压随功率的减小而线性增长，电流随功率的增长呈近似二次曲线的形式增长，因此，采用功率模型（以功率为自变量，电流和电压分别是功率的函数）对荧光灯的调光过程进行分析，可以得到与实际比较接近的结果。这里采用的模型如下：

V(P)=151－2P（1）

I(P)=2.28×10^－3＋5.8×10^－3P＋1.62×10^－4P2 （2）

式中：P为荧光灯的功率。

由式（1）和式（2）可以得出灯的等效电阻与功率的关系：R(P)=V(P)/I(P)。其关系曲线如图2所示。