[发明专利]一种正弦恒流调光装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种正弦恒流调光装置及其控制方法。本发明的正弦恒流调光装置包括：数字信号处理单元、驱动电路、输入滤波电路、不控整流电路、全桥逆变电路、输出滤波电路、隔离升压变压器。本发明的正弦恒流调光装置只需配置小容量缓冲吸收电容，结构紧凑，功率密度和电能变换效率高，工作稳定可靠，易于实现功率单元模块化。本发明相比传统的交‑直‑交两级变换拓扑的正弦恒流调光装置，中间电压为脉动的直流而非恒定的直流，省去了大容量直流母线电容，并且无需配置高频整流电路，大幅提升了设备功率密度和网侧电能质量。本发明相比交‑交单级变换拓扑的正弦恒流调光装置，具有自然的续流通道，提高了负载适应性和系统可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子工程技术领域，具体涉及一种正弦恒流调光装置。

背景技术

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。

随着全控型电力电子开关器件的大规模应用，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，使得该方案的功率密度较低。此外，为了保证网侧电能质量，还需配置高频整流电路，大大增加了系统的复杂程度，系统可靠性大为降低。

交-交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，大大提高了系统功率密度。然而，当前工业界现成的双向电力电子开关器件并不多见，一般需要采用多个开关器件组合，因此交-交直接变换电路的控制一般较为复杂。此外，由于缺乏自然的续流通道，交-交变换电路的负载适应性也不理想，影响了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-直-交和交-交斩波正弦恒流调光方案功率密度较低和负载适应性不佳等问题，提供一种综合性能良好且易于实现的正弦恒流调光装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种正弦恒流调光装置，其包括数字信号处理单元、驱动电路、输入滤波电路、不控整流电路、缓冲吸收电路、全桥逆变电路、输出滤波电路、隔离升压变压器，其特征在于，

所述数字信号处理单元向所述驱动电路输出脉冲宽度恒定且具有倍频特性的脉冲信号序列；

所述驱动电路连接至全桥逆变电路，以驱动所述全桥逆变电路；

所述输入滤波电路的两个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两个输出端分别连接在不控整流电路的两个桥臂中点上；

所述不控整流电路的两个桥臂端点分别与直流缓冲电路的两个端点连接，进一步地，所述直流缓冲电路的两个端点分别与所述全桥逆变电路的两个桥臂端点连接；

所述全桥逆变电路的两个桥臂中点分别与所述输出滤波器的两个输入端连接；

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。