[发明专利]高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路，尤其是可以实现高强度气体放电灯的滑频启动、低频调制、连续变频功率闭环和大范围连续变频调光等功能可以用于高压钠灯和金属卤化物灯。 

背景技术

高强度气体放电(HID)灯具有光效高、寿命长、功率范围广等诸多优点，成为继白炽灯、荧光灯之后的第三代电光源。HID灯广泛应用于广场、码头、车间、道路等室内外照明环境中，在当今照明系统中占有重要的地位。 

高强度气体放电灯具有负阻抗特性，需要配镇流器才能正常工作。电子镇流器已经越来越多的代替传统的电感镇流器，它具有效率高、体积小、控制灵活、保护功能完善、延长灯泡寿命、功率因数高、对电网污染小等优点。 

高频电子镇流器的进线交流电源通过EMI电路和整流及功率因数校正电路，为高频逆变电路提供稳定的高压直流电源。高频逆变电路一般采用负载谐振逆变器。它输出的高频交流电源通过无源负载匹配网络驱动高强度气体放电灯。控制电路检测放电灯的工作状态，发出逆变器的驱动信号。驱动信号通过驱动电路控制高频逆变电路的功率开关。 

高强度气体放电灯启动时，必须施加高压脉冲电压于灯两端的电极。所需外加高压脉冲的幅值和宽度与灯内充有气体压力的大小、电极间距离长短等因素有关。为了可靠启动高强度气体放电灯，可以采用滑频启动的方法。 

在HID灯燃点的过程中，工作点会发生移动，灯电压升高。由于制造工艺和参数的差别，同一型号灯的参数和特性也具有很大的差异。如果灯功率超过额定功率，灯寿命会大大缩短。这要求电子镇流器必须具有灯功率闭环控制。对高频电子镇流器可以通过改变逆变器的工作频率实现灯功率闭环控制。另外，为了进一步实现节能降耗，在一些场合需要对高强度气体放电灯进行调光控制，这要求电子镇流器的频率变化范围很大。 

高强度气体放电灯具有明显的“声共振”现象。对高频电子镇流器，一种有效的抑制声共振现象的方法是在高频驱动波形中加入低频调制信号，低频调制信号的频率和幅值与灯特性有关。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度气体放电灯电子镇流器的新型控制电路，是 电子镇流器控制电路的主体。 

为解决上述技术问题本发明的控制电路的主体由高频启动信号发生电路A、低频调制信号发生电路B、功率闭环信号发生电路C、控制信号综合电路D和压频变换电路E等组成。本电路的输入信号IN1至IN6由微处理器(MCU)发生，输出信号OUT5去驱动电路。 

高频启动信号发生电路A的输入信号IN1来自MCU。IN1是频率固定，占空比可变的PWM信号。输出OUT1是幅值随IN1占空比变化而线性变化的直流信号，信号OUT1的变化范围必须满足HID灯的启动要求。OUT1的变化范围由负载网络参数和HID灯的特性确定。 

低频调制信号发生电路B的输入信号IN3来自MCU。IN3是频率可变占空比为50％的方波信号。在灯启动过程中，IN3的频率较高，输出OUT3是纹波很小幅值接近IN3幅值一半的直流信号，相当于没有低频调制。灯启动后，IN3的频率降低，输出OUT3是低频三角波，平均值接近IN3幅值的一半，实现低频调制。电路B的参数设计和IN3的低频频率由灯的参数和特性确定，确定的原则是灯没有“声共振”现象。 

功率闭环信号发生电路C的输入信号IN2来自MCU。IN2是频率固定占空比可变的PWM信号。输出OUT2是幅值随IN2的占空比变化而线性变化的直流信号，信号OUT2的变化范围能够满足HID灯的功率闭环控制要求。OUT2的变化范围由负载网络参数和HID灯的功率来确定。