數控雙燈驅動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數控雙燈驅動器，屬于電子技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著國家對節(jié)能減排和實現(xiàn)綠色環(huán)保照明技術的日益重視，并得益于現(xiàn)代電力半導體技術和器件工藝的長足進步，新型照明燈具得到了迅速的發(fā)展。從城市道路、橋梁、廣場等公共照明方面來看，效率低壽命短的白熾燈已被淘汰，代之以高壓鈉燈、金鹵燈等效率高、壽命長的氣體放電燈；并進而向效率更高且壽命更長的LED燈具發(fā)展。
[0003]目前，市場占有率最大的公共照明燈具仍屬高壓鈉燈，其發(fā)光效率高，發(fā)光功率大，光色柔和，光譜透射率強，不產生刺眼的炫光，對自身散熱的要求相對較寬松，因此面對新一代LED燈具的挑戰(zhàn)，仍具有其獨特的性能優(yōu)勢和繼續(xù)存在的價值。
[0004]高壓鈉燈、金鹵燈等燈具有負阻特性因而必須采用鎮(zhèn)流部件配合才能正常工作。老式的鐵芯電感鎮(zhèn)流器由于直接使用于市電工頻，體積笨重龐大，耗用大量的電工鋼片、漆包銅線等材料，自身熱損耗大，而且在不進行補償的情況下，燈具功率因數很低，因此目前逐漸被各類電子鎮(zhèn)流器所取代。
[0005]在道路照明及與其類似的場合，常常需要對燈具進行組合應用，例如在一根燈桿上，分別安裝兩個或兩個以上的燈具，根據照明方向、燈具功率和照度分配的需求進行最合理的搭配。但是，目前的氣體放電燈驅動器(即電子鎮(zhèn)流器)基本上仍停留在一臺驅動器只能配用和驅動一套燈具的慣用方式，這時，就需要為每一個燈具分別配置和安裝相應的電子鎮(zhèn)流器，每一個電子鎮(zhèn)流器都必需有獨立的機殼、進線濾波及防過壓保護、整流濾波、有源功率因數補償、驅動脈沖發(fā)生器、功率管驅動級、半橋功率輸出級、自動功率控制等單元電路，若采用類似空調器“一拖二”的方式，上述這些單元電路都是可以共用的，不僅可以大大節(jié)省成本，節(jié)約大量有色金屬的消耗，而且還能顯著縮小體積，減小占用空間，有利于安裝布線工程的施工和日常的維護。
[0006]但是，這種方式的實施主要有以下幾個技術難點:
1、氣體放電燈的起輝需要數千伏的高壓，兩套以上的燈具共用一臺氣體放電燈驅動器，易造成起輝電壓互相牽制，產生高壓不足或高壓過高等難以控制的問題，輕則啟動困難，重則縮短燈具壽命甚至損壞驅動器自身。
[0007]2、兩只獨立燈具的工作必須具備完善的協(xié)調機制:當一只燈具發(fā)生問題時，必須使另一只燈具不受牽連，仍然能順利觸發(fā)起輝，直至轉入正常的工作狀態(tài)。
[0008]3、當一只燈具出現(xiàn)故障時，處理不當將會出現(xiàn)原來兩只燈具的總功率集中轉嫁到剩余完好的一只燈具身上，造成嚴重過載而迅速報廢，必須有完善的硬件平臺結構與高度智能化的系統(tǒng)功率調配功能。
[0009]4、必須了解每一只雙燈驅動器的實際工作情況并及時發(fā)現(xiàn)和診斷出故障燈的位置、故障類型、系統(tǒng)重組是否得以順利實施等情況，使故障范圍最小化以最大程度的保障照明效能。
[0010]本發(fā)明的目的就是要針對性的解決以上技術難點，提出一種先進的解決方案，提供一個實現(xiàn)數控雙燈驅動器的實用結構，并給出完善的調整控制方法。

【發(fā)明內容】

[0011]目的:為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種數控雙燈驅動器。
[0012]技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:
一種數控雙燈驅動器，包括電源輸入濾波器、AC-DC轉換器、有源功率因數校正器、功率半橋電路、高頻調制波形發(fā)生器；電源輸入濾波器、AC-DC轉換器、有源功率因數校正器、功率轉換電路依次順序連接，高頻調制波形發(fā)生器與功率半橋電路連接；其特征在于:還包括微處理器、電流誤差放大器、可調頻振蕩器和相應于所驅動兩盞燈具的雙燈獨立驅動回路、兩套燈接入執(zhí)行機構、兩套燈電流監(jiān)測回路，可同時驅動兩個獨立的燈具，并對每個燈具的運行情況分別予以監(jiān)測與控制；
其中，所述微處理器，用于對燈電流進行實時監(jiān)測；并根據照明需求的預置參數以及燈具的實際運行情況，控制各個燈具的啟停時間、功率變動規(guī)律、控制兩個燈功率的大小，或分別對燈進行開關切換；并診斷故障情況；
所述雙燈獨立驅動回路接在向燈具供給驅動電流的功率半橋電路輸出點和兩個獨立的燈具輸出端子之間；用于分別對兩盞燈具進行切換、驅動和監(jiān)控；
所述燈接入執(zhí)行機構接于微處理器和雙燈獨立驅動回路之間，根據微處理器發(fā)出的指令分別操控每盞燈具的接入與分斷；
所述燈電流監(jiān)測回路接于雙燈獨立驅動回路和微處理器之間，用于向微處理器提供各個燈具運行電流狀態(tài)是否正常的信息；
所述電流誤差放大器接于雙燈獨立驅動回路和可調頻振蕩器之間，用于放大來自雙燈獨立驅動回路的燈電流采樣信號以實現(xiàn)旨在穩(wěn)定電流的閉環(huán)控制；同時，所述電流誤差放大器還接于微處理器和可調頻振蕩器之間，可直接由微處理器來控制燈電流的大小，實現(xiàn)閉環(huán)控制之外的數控模式；
所述可調頻振蕩器接于電流誤差放大器和功率半橋電路之間，用于把放大后的采樣電流變化轉換為半橋驅動脈沖頻率的變化，以保持燈電流的穩(wěn)定；同時，所述可調頻振蕩器還接于微處理器和功率半橋電路之間，一方面用于通過微處理器直接控制燈具啟動瞬間的頻率提升，產生觸發(fā)高壓以便點燃燈具；另一方面當設備發(fā)生故障時，可通過微處理器對可調頻振蕩器進行封鎖，使立即停止輸出振蕩脈沖，防止元器件的損壞。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:所述微處理器采用單片機
Ulo
[0014]具體的，所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:所述雙燈獨立驅動回，包括第一支路獨立驅動回路和第二支路獨立驅動回路；在大功率VMOS管半橋輸出點后，經電容C9和電阻R13的并聯(lián)回路后，耦合到兩套不同燈具支路的部分；第一支路獨立驅動回路包括繼電器RLl、磁芯電感L1、啟動諧振觸發(fā)電容ClO、ClL以及第一支路電流取樣電阻R24串聯(lián)構成的完整通路，第一燈具連接于電容C10、Cll兩端所引出的插座J2處；第二支路獨立驅動回路包括繼電器RL2、磁芯電感L2、啟動諧振觸發(fā)電容C12、C13，以及第二支路電流取樣電阻R25與R26的并聯(lián)體所串聯(lián)構成的完整通路，第二燈具連接于電容C12、C13兩端所引出的插座J3處。
[0015]具體的，所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:所述燈電流監(jiān)測回路，包括第一支路的電流取樣電阻、第一支路的燈電流比較器、第二支路的電流取樣電阻、第二支路的燈電流比較器、以及兩個比較器公共的門限電壓分壓電阻；所述的第一支路的電流取樣電阻，為第一支路獨立驅動回路中的電阻R24，電阻R24上的電流取樣值經電阻R32送到比較器U4B，與門限電壓進行比較，并將比較后的輸出電平送到單片機Ul ;第二支路的電流取樣電阻，就是第二支路獨立驅動回路中的電阻R25與R26的并聯(lián)體；第二支路的電流取樣電阻上的電流取樣值經電阻R27送到比較器U4A，與門限電壓進行比較，并將比較后的輸出電平送到單片機Ul。
[0016]具體的，所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:兩套燈接入執(zhí)行機構，對應于兩盞燈具的燈接入執(zhí)行指令分別由單片機Ul的第7引腳和第8引腳輸出；其中第7引腳輸出的控制電平信號SWl經電阻R17送到NPN型三極管Q5和PNP型三極管Q4構成的兩級放大器進行電流放大，放大后流過Q4的電流經R15、R16的并聯(lián)體后送去控制第一支路獨立驅動回路中的繼電器RLl的驅動線圈，當SWl信號電平為“高”時，放大后流過Q4的電流飽和，繼電器RLl吸合，第一燈具支路接通；反之當SWl信號電平為“低”時，Q4的電流截止，繼電器RLl釋放，切斷第一燈具支路；同理，第8引腳輸出的控制電平信號SW2用于控制第二支路獨立驅動回路中的繼電器RL2。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:所述數控雙燈驅動器還包括通信接口電路，所述通信接口電路接于微處理器和外部通信線路之間，用于微處理器收發(fā)雙向通信引腳與通信線路間的方向控制、電平轉換、隔離及匹配；微處理器通過串行通信方式與照明監(jiān)控中心通信連接。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:所述通信接口電路包括光電耦合器OPl、0P2構成的隔離電路，將外部通信線路與單片機Ul電路系統(tǒng)完全分開，同時又保證通信信號可暢通無阻。
[0019]所述的數控雙燈驅動器，其特征在于:所述通信接口電路包括專用接口轉換芯片U6與工業(yè)控制總線RS485線路；與電力線載波通信線路、短距離無線組網通信線路(ZIGBEE技術)、公共無線網絡分組交換(GPRS技術)通信線路相適應。
[0020]所述的數控雙燈驅動器的控制方法，包括以下步驟:
1)復位和啟動:
上電啟動后，微處理器復位，延時300ms等待電路各部分進入穩(wěn)態(tài)；緊接著微處理器完成對內部控制資源的初始化和配置；
2)輸出繼電器控制:
高頻電源通過兩路繼電器開關送達燈具端；微處理器會根據外部控制指令和燈具的故障情況來判斷需要打開哪些控制繼電器；保證有故障的燈具不會加電以免造成設備損傷；同時也完成了亮燈組合的控制，可以自由選擇打開哪一盞燈，關閉哪一盞燈；
3)計算功率控制信號:
根據外部控制信號的要求，(開啟I盞燈還是2盞燈，如果是只開I盞燈的話是哪盞燈)計算功率控制信號Vcp，信號電壓越大，燈端輸出的功率就越大；由于雙燈的特點，最終工作的燈具有很多可能性，系統(tǒng)輸出的功率也應該匹配相應的燈具；因此信號的大小對于燈具安全穩(wěn)定工作至關重要；信號由脈寬調制的PWM信號經過濾波和整形得到，PWM脈寬越大，Vcp越大；
4)高壓點燈:
在完成系統(tǒng)初始化和功率控制信號計算之后，便進行高壓點燈步驟；為產生一個高壓完成對鈉燈內部放電氣體的電離擊穿；微處理器MCU通過控制諧振電路的頻率在燈端產生高壓；在完成高壓掃描之后，微處理器MCU檢測燈電流和燈端電壓來判斷燈具是否