單級(jí)高功率因數(shù)調(diào)光式熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)

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1、單級(jí)高功率因數(shù)調(diào)光式熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)

2、第1內(nèi)容加載中...摘要：提出了一種調(diào)光式熒光燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)方法?；谠摲椒ㄔO(shè)計(jì)了一種能調(diào)光的高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器。采用熒光燈PSPICE模型做仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明方案和參數(shù)設(shè)計(jì)合理，調(diào)光性能優(yōu)良。關(guān)鍵詞：調(diào)光；電子鎮(zhèn)流器；功率因數(shù)校正DesignofaHighPomingBallastLIYan,ZHENGYing-nanAbstract:Aelectronicdimmingballastdesignmethodispresented,basedonthismethod,akindofhighpomingballastiscarriedou

3、t.AfluorescentlampPSPICEmodelisutilizedfortheelectronicballastsimulationtoverifythevalidityofthedesign,andtheeffectofdimmingisgood.Keyming;Electronicballast;PFC　1引言近年來(lái)，高頻熒光燈電子鎮(zhèn)流器以其高效、體積小、重量輕、無(wú)頻閃、燈壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而逐漸為人們所接受。我國(guó)對(duì)電子鎮(zhèn)流器的研究和發(fā)展是在上世紀(jì)80年代末到90年代初。在初期，很多廠家為了節(jié)約成本，選用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，性能指標(biāo)往往無(wú)法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而且極易損壞，這無(wú)疑給電子

4、鎮(zhèn)流器的普及造成了更多障礙。目前,一些人直接套用國(guó)外先進(jìn)的電路拓?fù)?，致使設(shè)計(jì)方法紛繁復(fù)雜，甚至有些根本不適于在220V/50Hz電網(wǎng)下工作。隨著節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，高性能的熒光燈電子鎮(zhèn)流器需要增加調(diào)光功能，在不必要滿功率輸出的場(chǎng)合，降低輸出功率，不僅節(jié)能，延長(zhǎng)燈的使用壽命，而且還能起到變換視覺(jué)效果的目的。因此,研究出高性能、更貼近燈特性、且功能齊全的電子鎮(zhèn)流器迫在眉睫。2設(shè)計(jì)要點(diǎn)2．1概述調(diào)光功能實(shí)際上是指具有調(diào)節(jié)燈上的輸出功率的功能。當(dāng)照明裝置并不需要滿功率輸出時(shí)，研究表明，應(yīng)用調(diào)光系統(tǒng)可節(jié)能50％。在傳統(tǒng)的無(wú)調(diào)光系統(tǒng)鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)中，由于燈在高頻下且穩(wěn)定工作時(shí)，輸出功率也恒定，可以近

5、似認(rèn)為燈是定常電阻。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，或由于其它原因使燈電流、燈電壓發(fā)生變化，即燈電壓、燈電流RMS值及燈功率發(fā)生改變時(shí)，只要通過(guò)閉環(huán)控制就可以使燈穩(wěn)定地工作在額定點(diǎn)附近，燈電阻就不會(huì)發(fā)生很大的變化。然而，在調(diào)光工作模式下設(shè)計(jì)變得復(fù)雜了，如果仍然把燈等效成純阻性負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的偏差，因?yàn)樵诓煌恼{(diào)光等級(jí)，熒光燈所表現(xiàn)出的負(fù)阻特性是不同的。因此設(shè)計(jì)調(diào)光式電子鎮(zhèn)流器不能用簡(jiǎn)單的電阻負(fù)載來(lái)等效燈。近年來(lái)，由于采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)使電力電子裝置設(shè)計(jì)過(guò)程大大簡(jiǎn)化，并且可以得到更多的電路工作信息。常用的仿真軟件有PSPICE、MATLAB等等，而在電力電子裝置的設(shè)計(jì)中以使用PSPICE居多。因此，建

6、立熒光燈的PSPICE模型成為迫切需要解決的問(wèn)題。2．2熒光燈的建模熒光燈的建模主要有兩種方法，一種是物理建模，它是基于燈的物理放電現(xiàn)象，然而這種建模方法都要涉及較復(fù)雜的方程式和很多變量，不適合電路仿真；另一種是采用曲線擬和的方法，它是利用燈的V－I特性曲線建模，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果用含有待定系數(shù)的曲線方程去近似，其中，有的用立方曲線方程，還有用指數(shù)曲線方程、拋物線曲線方程、甚至用線性方程去擬和。PSPICE模型可以是靜態(tài)模型也可以是動(dòng)態(tài)模型。靜態(tài)模型需計(jì)算出在不同工作點(diǎn)時(shí)燈所表現(xiàn)的阻抗值,再進(jìn)行分布仿真，通常這類模型建立起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但應(yīng)用十分不便。動(dòng)態(tài)模型需要在工作點(diǎn)變化時(shí)，把此時(shí)燈所呈現(xiàn)出

7、來(lái)的阻抗值直接反映出來(lái)，包括它的啟動(dòng)過(guò)程，這樣的模型通常稱之為調(diào)光模型，這種模型非常適用于調(diào)光式電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)。圖1是一個(gè)熒光燈PSPICE動(dòng)態(tài)模型[1]。它是基于指數(shù)曲線擬和而成的，此模型是針對(duì)32狀態(tài)，電感電流的峰值iin(peak)(t)正比于線電壓，所以它在半個(gè)工頻周期（T/2）內(nèi)為iin(peak)(t)=500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">（1）(0t500)this.style.ouseg(this)">)式中：VI為電網(wǎng)電壓的幅值；ω(=2π/T)為電網(wǎng)電壓的角頻率；fs為開(kāi)關(guān)頻率，它大大高

8、于電網(wǎng)電壓頻率；D為開(kāi)關(guān)的占空比。而電感電流的平均值iin(m)(t)為iin(m)(t)=500)this.style.ouseg(this)">=500)this.style.ouseg(this)">(2)從上式可以看出電感電流的峰值是呈正弦變化的，因此能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。假設(shè)Buck－Boost變換器的效率是100％，功率因數(shù)是“1”，一個(gè)工頻周期內(nèi)輸入功率因數(shù)校正級(jí)的平均功率為Pi為Pi=500)this.style.ou