[发明专利]一种紧凑型正弦恒流调光装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子工程技术领域，具体涉及一种对称结构的紧凑型交交斩波正弦恒流调光装置。

背景技术

在封闭环境下工作的人员长期进行空间内部工作生活，视觉灵敏度下降，工作效率降低。具备调光功能的照明系统在提供足够照度的同时，能为工作人员提供合适的视觉刺激，保持其视觉灵敏度，并能显著降低能源消耗。

目前，已有在照明灯具中内置低压小功率调光装置的分布式调光方案，该方案的问题在于灯具的工作电流难以做到完全一致，灯具间存在照度差异。此外，整个照明系统结构复杂，难以满足照明系统高可靠性的要求。据了解，民用航空领域已有较为成熟的助航灯光相控调光方案，该方案在升压变压器副边通过多个隔离变压器串联助航灯具回路，可确保流经每个灯具的电流完全一致。由于变压器的隔离作用，单个灯具的损坏并不会影响其他灯具的正常工作，保证了照明系统的高可靠性。该方案的主要问题在于，晶闸管相控斩波控制导致网侧功率因数低、谐波含量丰富、负载侧波峰系数高，严重影响电网供电品质和灯具使用寿命，供电电缆的有效绝缘强度也因此大打折扣。随着电力电子器件工艺水平的发展，近年来出现了采用交-直-交主电路结构的正弦恒流调光装置，但直流环节大容量的电解电容，使得该方案的可靠性并不是很高。

交-交直接变换电路通过省去传统交-直-交间接变换电路的中间直流环节，大大提高了系统可靠性。当前，工业界现成的双向电力电子开关器件并不多见，一般需要设计者采用多个开关器件组合，因此交-交直接变换电路的结构和控制都比较复杂，影响了交交斩波正弦恒流调光装置的实用化。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有交交斩波正弦恒流调光方案主电路拓扑结构和控制方式复杂、系统可靠性不高以及功率密度较低等问题，提供一种综合性能良好且易于实现的紧凑型交交斩波正弦恒流调光装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种紧凑型正弦恒流调光装置，其包括数字信号处理单元、驱动电路、输入滤波电路、交交斩波电路、输出滤波电路、隔离升压变压器，所述交交斩波电路包括：前向传输电路和后向传输电路，其特征在于，

所述数字信号处理单元连接至所述驱动电路；

所述驱动电路连接至交交斩波电路，以驱动所述交交斩波电路；

所述输入滤波电路的两输入端分别连接在交流输入端的两个接线端上，所述输入滤波电路的第一输出端与所述前向传输电路的第一端点连接，所述输入滤波电路的第二输出端与所述后向传输电路的第一端点连接，所述前向传输电路的第二端点与所述后向传输电路的第二端点连接；

所述前向传输电路的第一输出端和所述后向传输电路的第一输出端分别与所述输出滤波电路的两个输入端连接；

所述输出滤波电路的两个输出端分别与所述隔离升压变压器的两个输入端连接；

所述隔离升压变压器的输出端作为所述紧凑型正弦恒流调光装置的输出，用以对照明灯具串联回路进行供电。

进一步地，所述前向传输电路包括第一绝缘门极双极型晶体管、第一功率二极管、第二绝缘门极双极型晶体管、第二功率二极管和第一缓冲吸收电容，所述第一绝缘门极双极型晶体管与所述第一功率二极管反向并联形成第一反并联结构，所述第二绝缘门极双极型晶体管和第二功率二极管反向并联形成第二反并联结构，所述输入滤波电路的第一输出端连接到所述第一反并联结构的第一连接端，所述第一反并联结构在其第二连接端与所述第二反并联结构串联连接；

所述第一反并联结构与所述第二反并联结构的连接点还连接到所述输出滤波电路的第一输入端，所述第一反并联结构与所述第二反并联结构串联后，再与所述第一缓冲吸收电容并联连接。

进一步地，所述后向传输电路包括第三绝缘门极双极型晶体管、第三功率二极管、第四绝缘门极双极型晶体管、第四功率二极管和第二缓冲吸收电容，所述第三绝缘门极双极型晶体管与所述第三功率二极管反向并联形成第三反并联结构，所述第四绝缘门极双极型晶体管和第四功率二极管反向并联形成第四反并联结构，所述输入滤波电路的第二输出端连接到所述第三反并联结构的第一连接端，所述第三反并联结构在其第二连接端与所述第四反并联结构串联连接；

所述第三反并联结构与所述第四反并联结构的连接点还连接到所述输出滤波电路的第二输入端，所述第三反并联结构与所述第四反并联结构串联后，再与所述第二缓冲吸收电容并联连接。

进一步地，所述数字信号处理单元包括：锁相环、极性控制模块、电流控制器、电压控制器、绝对值电路、三角波发生器、比较器、第一反相器、第二反相器，