直流供電低壓鈉燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器設(shè)計
劉漢奎,張相軍,徐殿國
1 引 言
綠色照明工程要求采用效率高,壽命長,安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品。直流供電照明廣泛用于車船照明、風力發(fā)電照明、太陽能照明、流動攤販照明、停電應(yīng)急照明、安全照明等方面。低壓鈉燈光效可達210lm／W,是目前光效最高的氣體放電燈,具有很強的單色性。功率小于35W的低壓鈉燈主要用在光譜儀器中作為單色光源。35W以上低壓鈉燈主要用于照明或信號燈。在此針對110V直流電壓采用升壓變換器和半橋LCC逆變器設(shè)計了55W低壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器(Electronic Ballast,簡稱EB),并應(yīng)用單片機實現(xiàn)了保護和恒定輸出功率等功能。
2 電路結(jié)構(gòu)及工作分析
圖1示出110V直流供電的EB結(jié)構(gòu)框圖。在主電路中,直流電壓經(jīng)過Boost電路升壓到350V,再經(jīng)過半橋逆變,最后在LCC結(jié)構(gòu)的負載匹配網(wǎng)絡(luò)兩端產(chǎn)生高頻方波,從而驅(qū)動燈�？刂齐娐分邪ǹ刂�電源電路、Boost控制電路、半橋控制電路、檢測電路和驅(qū)動電路。
圖2示出主電路拓撲結(jié)構(gòu)圖。其中Boost變換器工作在電感電流連續(xù)工作狀態(tài)。在該狀態(tài)下,輸入電流紋波隨電感L1的增大而減小。
圖3示出Boost變換器工作過程的等效電路與各點波形。
當開關(guān)管VQ1導(dǎo)通時,電感電流iL流過電感線圈L1,在L1未飽和之前,電流線性增加,電能以磁能的形式儲存在電感線圈中。此時,電容C1放電,RLoad上流過電流Io,RLoad兩端為輸出電壓Uo,極性上正下負。由于開關(guān)管導(dǎo)通,二極管陽極接電源US的負極,二極管承受反向電壓,所以電容不能通過開關(guān)管放電,其工作狀態(tài)見圖3a。
