專利名稱：用于高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流 器的控制方法，特別地，涉及一種高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度氣體放電燈由于其高發(fā)光效率、長(zhǎng)壽命得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 但是高強(qiáng)度氣體放電燈所呈現(xiàn)的負(fù)阻特性，使得不能單純地將其接入電網(wǎng)，只 有和鎮(zhèn)流器配合使用才能用于日常照明。而傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器體積大而笨重， 且存在一些諸如污染電網(wǎng)的嚴(yán)重問題，因此它必將為另一種新穎的鎮(zhèn)流器所取 代，這種鎮(zhèn)流器即電子鎮(zhèn)流器。電子式鎮(zhèn)流器需確保燈工作在恒功率狀態(tài)，使 光輸出穩(wěn)定、并延長(zhǎng)燈的壽命。主要原因有以下三點(diǎn)其一，同種規(guī)格的高強(qiáng) 度氣體放電燈的工作特性存在著很大差異，單純的恒壓或者恒流控制的電子鎮(zhèn) 流器接到不同的燈上時(shí)可能出現(xiàn)很大的功率差異，使其偏移額定功率，造成燈 壽命的下降。其二，高強(qiáng)度氣體放電燈并非等效于一個(gè)純阻，在恒壓或者恒流 控制下，功率也會(huì)隨機(jī)浮動(dòng)，使光輸出不穩(wěn)定并降低燈的壽命。其三，隨著使 用時(shí)間的推移，燈兩端的額定電壓會(huì)有上升趨勢(shì)，傳統(tǒng)的恒壓或者恒流控制方 法會(huì)使得燈工作在非額定功率下。使光輸出不穩(wěn)定并降低燈的壽命。
電子鎮(zhèn)流器有著許多的優(yōu)點(diǎn)，其中之一就是可以控制燈工作在恒功率狀態(tài) 下，提高照明質(zhì)量、延長(zhǎng)燈的壽命。高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的恒功率控 制方法大致分為兩類數(shù)字恒功率控制和模擬恒功率控制。模擬恒功率控制電 路復(fù)雜、移植性差、成本高、控制精度相對(duì)較低、對(duì)電路參數(shù)的敏感性比較大。' 而數(shù)字恒功率控制電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，由于其中有數(shù)字控制的部分， 因此控制精度高、移植性好?，F(xiàn)有的數(shù)字恒功率技術(shù)一般是單獨(dú)采集燈電流來 控制燈電壓或者采集燈電壓來控制燈電流。這樣的控制方法在燈泡電流換向時(shí) 會(huì)存在正反饋的現(xiàn)象。比如采樣燈電壓來控制燈電流的方法，當(dāng)燈電流換向時(shí) 電流會(huì)變小，燈電壓由于換向而產(chǎn)生一個(gè)過沖。此時(shí)采集的燈電壓上升，從而控制燈電流減小，而燈電流減小會(huì)導(dǎo)致燈泡能量維持不上而發(fā)生重點(diǎn)火的現(xiàn)象， 這樣電壓又要上升，形成一個(gè)正反饋使電路不穩(wěn)定。同樣，采樣燈電流控制燈 電壓的方法也會(huì)存在這種問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高強(qiáng)度氣體放電燈 的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 一種用于高強(qiáng)度氣體放電燈 的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法，鎮(zhèn)流器的主電路包括直流直流變換電路和全橋 逆變電路；控制系統(tǒng)包括微控制器和驅(qū)動(dòng)芯片，微控制器帶有模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn) 換器的高速P麵發(fā)生器。其特征在于，該方法包括以下步驟 (1 )控制器內(nèi)部自帶的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器采集鎮(zhèn)流器主電路上的電壓信號(hào)電流 信號(hào)，從而得到燈泡的當(dāng)前功率值；
(2) 數(shù)字PI調(diào)節(jié)采用增量式算法對(duì)功率值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)；
(3) 產(chǎn)生數(shù)字P麗信號(hào)微控制器內(nèi)部自帶高速P麗發(fā)生器根據(jù)PI調(diào)節(jié)的結(jié) 果跟內(nèi)部自帶的三角波信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生P麗信號(hào)；
(4) P麗信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)芯片直接控制直流直流變換電路，調(diào)節(jié)其輸出電壓，從 而達(dá)到恒功率控制。
進(jìn)一步地，通過以下方程對(duì)功率值進(jìn)行PI調(diào)節(jié) 力,=7/「i + (,p+M) e廣Ae卜i ，
式中力為PI調(diào)節(jié)器的第k次輸出值；
力—為PI調(diào)節(jié)器的第々一1次輸出值； ^為第A次采樣時(shí)，給定量和反饋量之間的差值；
,為第A—l次采樣時(shí)，給定量和反饋量之間的差值； ^為積分系數(shù)，Kp為比例系數(shù)，均根據(jù)具體的控制系統(tǒng)人工設(shè)定。 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過同時(shí)采集燈電流和燈電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá) 到恒功率的控制，恒功率控制的實(shí)時(shí)性好，精度高，同時(shí)保證在燈泡的各個(gè)狀 態(tài)下都能穩(wěn)定運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法的應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。 如圖1所示，本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法的控制系統(tǒng)包括一個(gè)微控 制器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片；微控制器帶有模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器的高速P麗發(fā)生器。 鎮(zhèn)流器的主電路包括直流直流變換電路和全橋逆變電路。直流直流變換電路把 直流電壓升壓得到一個(gè)適合燈泡工作的直流電壓Vlamp，這個(gè)直流電壓再經(jīng)過全 橋逆變電路變成一個(gè)交流電壓供給燈泡，使其正常工作。微控制器直接采集全 橋逆變電路前的直流電壓和電流信號(hào)，進(jìn)行乘法計(jì)算；兩個(gè)直流的信號(hào)相乘是 功率值。這樣計(jì)算出來的是前級(jí)直流直流變換電路的輸出功率?？紤]到全橋逆 變電路的損耗非常小，所以近似認(rèn)為這個(gè)功率值就是燈的功率值。然后微控制 器對(duì)這個(gè)功率信號(hào)進(jìn)行數(shù)字PI (比例積分)調(diào)節(jié)，根據(jù)PI調(diào)節(jié)的結(jié)果輸出對(duì)應(yīng) 占空比的PWM(脈寬調(diào)制)信號(hào)，此PWM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片給到直流直流變換電路， 調(diào)節(jié)Vlamp，從而達(dá)到恒功率控制的目的。
圖2示出了本發(fā)明用于高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法的
流程，主要分以下步驟
1 、 采樣電流和電壓信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算
微控制器內(nèi)部自帶的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器先將電壓信號(hào)釆集進(jìn)來，然后切換通 道采集電流信號(hào)，對(duì)這兩個(gè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換值進(jìn)行乘法計(jì)算，得到燈泡的當(dāng)前功率值。
2、 數(shù)字PI調(diào)節(jié)
微控制器采樣增量式算法，對(duì)功率值進(jìn)行PI控制，方程如下
式中力為PI調(diào)節(jié)器的第k次輸出值；
力一,為PI調(diào)節(jié)器的第A—l次輸出值； ft為第A次采樣時(shí)，給定量和反饋量之間的差值；
,為第A—l次采樣時(shí)，給定量和反饋量之間的差值； 《為積分系數(shù)，Kp為比例系數(shù)，均根據(jù)具體的控制系統(tǒng)人工設(shè)定。
3、 產(chǎn)生數(shù)字P麗信號(hào)微控制內(nèi)部自帶高速P麵發(fā)生器，PI調(diào)節(jié)的結(jié)果跟內(nèi)部自帶的三角波信號(hào) 進(jìn)行比較產(chǎn)生P麵信號(hào)。
4、 PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)芯片直接控制直流直流變換電路，調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而
達(dá)到恒功率控制。
權(quán)利要求
1. 一種用于高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法，鎮(zhèn)流器的主電路包括直流直流變換電路和全橋逆變電路；控制系統(tǒng)包括微控制器和驅(qū)動(dòng)芯片，微控制器帶有模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器的高速PWM發(fā)生器。其特征在于，該方法包括以下步驟(1)微控制器內(nèi)部自帶的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器采集鎮(zhèn)流器主電路上的電壓信號(hào)電流信號(hào)，從而得到燈泡的當(dāng)前功率值。(2)數(shù)字PI調(diào)節(jié)微控制器采用增量式算法對(duì)功率值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)。(3)產(chǎn)生數(shù)字PWM信號(hào)微控制器內(nèi)部自帶高速PWM發(fā)生器根據(jù)PI調(diào)節(jié)的結(jié)果跟內(nèi)部自帶的三角波信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生PWM信號(hào)。(4)PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)芯片直接控制直流直流變換電路，調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而達(dá)到恒功率控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法，其特征在于，通過以下方程對(duì)功率值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)Ja二7/'- i + (《+《A) 《e卜！ ， 式中力為PI調(diào)節(jié)器的第k次輸出值；7H為PI調(diào)節(jié)器的第A—l次輸出值； ft為第A次采樣時(shí)，給定量和反饋量之間的差值； e^為第A—l次采樣時(shí)，給定量和反饋量之間的差值； &為積分系數(shù)，Kp為比例系數(shù)，均根據(jù)具體的控制系統(tǒng)人工設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器恒功率控制方法，鎮(zhèn)流器的主電路包括直流直流變換電路和全橋逆變電路，控制系統(tǒng)包括微控制器和驅(qū)動(dòng)芯片，微控制器內(nèi)部自帶的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器采集鎮(zhèn)流器主電路上的電壓信號(hào)電流信號(hào)，從而得到燈泡的當(dāng)前功率值，并采用增量式算法對(duì)功率值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，微控制器內(nèi)部自帶高速PWM發(fā)生器根據(jù)PI調(diào)節(jié)的結(jié)果跟內(nèi)部自帶的三角波信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生PWM信號(hào)，PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)芯片直接控制直流直流變換電路，調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而達(dá)到恒功率控制。本發(fā)明通過同時(shí)采集燈電流和燈電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到恒功率的控制，恒功率控制的實(shí)時(shí)性好，精度高，同時(shí)保證在燈泡的各個(gè)狀態(tài)下都能穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)H05B41/36GK101304627SQ20081006203
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者許建炳 申請(qǐng)人:許建炳