一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法
2023-05-02 16:44:11
一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法。該多相併聯諧振變換器由開關網絡、諧振網絡和無極燈負載組成，開關網絡由n個橋臂並聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，用於調光控制，其餘n-1個並聯橋臂為同相驅動橋臂，可以擴大諧振變換器的功率輸出，減少開關管的電流應力。提出了移相與鎖相相結合的調光控制方法，使並聯諧振變換器能在同相驅動和移相調光過程中始終工作在諧振網絡固有諧振點附近，避免了因諧振網絡和燈負載參數發生變化引起固有諧振點漂移對燈工作帶來不利影響，確保無極燈穩定可靠工作。
【專利說明】-種用於無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法，特別是一種 用於大功率無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著我國經濟迅猛發展，能源緊缺問題令節能降耗成為當前關注的焦點。 照明用電約佔電力生產總量的10%?20%，是節能的一個重要領域。無極燈作為新型氣 體放電光源，具有壽命長、效率高、無頻閃等優點，大功率無極燈是提供高光通量的重要手 段之一，廣泛應用在高大廠房和建築物、體育場館、停車場等大功率工程照明領域尤其是工 礦、隧道等不方便換燈的場所。
[0003] 無極燈沒有電極，是依靠電磁感應形成等離子氣體放電的基本原理而發光的，其 放電的"伏安"性能呈負阻特性，因此必須與電子鎮流器配套才能正常運行。無極燈電子鎮 流器的核心部分就是諧振變換器。高頻諧振變換技術發展至今，可以說要點亮一隻合格的 無極燈泡，已非難事，但要做到高效，安全可靠地工作，仍有許多課題需要研究，其中的難點 就在於諧振變換器與無極燈的配合問題。
[0004] 無極燈電子鎮流器在工作時，由於耦合電感、材料、工作溫度等因素的變化，諧振 網絡及燈負載等效參數將發生變化，這將使電子鎮流器的工作頻率偏離諧振網絡固有諧振 點，燈輸出電壓急劇下降，燈變暗甚至熄滅。為了使電子鎮流器工作在最佳工作點，需要電 子鎮流器始終工作在諧振網絡固有諧振點附近，同時為了使諧振變換器工作在偏感性狀態 以實現半橋電路開關管的軟開關，也需要進行頻率跟蹤。除此之外，對無極燈的調光控制既 能達到照明節能、減少不必要損耗的目的，又能避免了有害的眩光，具有很大的節能降耗空 間，是實現綠色照明的重要指標。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器及調光控制方法。
[0006] 本發明採用以下技術方案實現：一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器，其特徵 在於：包括直流輸入、開關網絡、諧振網絡及無極燈負載；所述開關網絡的輸入端接直流輸 入，所述開關網絡的輸出端接諧振網絡的輸入端，所述諧振網絡的輸出端接無極燈負載；所 述開關網絡由n個橋臂並聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，其餘n-1個並聯橋臂為同相 驅動橋臂，n為大於1的自然數。
[0007] 在本發明一實施例中，所述移相橋臂作為所述諧振變換器的調光模塊，用於調光 控制；所述n-1個同相驅動橋臂作為所述諧振變換器的逆變模塊，用於擴大功率輸出。
[0008] 本發明提供一種基於上述的用於無極燈的多相併聯諧振變換器的鎖相控制方法， 其特徵在於：當所述n個並聯的橋臂均為同相驅動控制時，該並聯諧振變換器的輸出功率 最大；當移相橋臂移相控制時，隨著移相角度P的增加，並聯諧振變換器的輸出功率逐漸減 小，其中移相角度0為移相橋臂驅動信號滯後於同相驅動橋臂驅動信號的角度。
[0009] 在本發明一實施例中，還包括鎖相控制：以所述移相橋臂中點電壓和所述諧振網 絡的諧振電容電壓的相位差作為所述諧振變換器鎖相控制的控制變量；由一單片機鑑別出 該控制變量與基準值Y的誤差大小，再將該相位誤差大小乘以一定的比例係數從而產生 一個比例控制參數，同時將該相位誤差大小進行積分並在積分係數的調節下產生一個積分 控制參數；取所述比例控制參數和所述積分控制參數的和作為一數控振蕩器的控制參數， 由該數控振蕩器產生頻率隨所述相位差的基準值Y變化的信號作為所述開關網絡的驅動 信號，實現對所述諧振變換器的鎖相控制。
[0010] 在本發明一實施例中，所述相位差的基準值
【權利要求】
1. 一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器，其特徵在於：包括直流輸入、開關網絡、諧 振網絡及無極燈負載； 所述開關網絡的輸入端接直流輸入，所述開關網絡的輸出端接諧振網絡的輸入端，所 述諧振網絡的輸出端接無極燈負載； 所述開關網絡由η個橋臂並聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，其餘n-1個並聯橋臂 為同相驅動橋臂，η為大於1的自然數。
2. 根據權利要求1所述的用於無極燈的多相併聯諧振變換器，其特徵在於：所述移相 橋臂作為所述諧振變換器的調光模塊，用於調光控制；所述n-1個同相驅動橋臂作為所述 諧振變換器的逆變模塊，用於擴大功率輸出。
3.基於權利要求1所述的一種用於無極燈的多相併聯諧振變換器的調 光控制方法，其特徵在於：當所述η個並聯的橋臂均為同相驅動控制時，所 述並聯諧振變換器的輸出功率最大；當移相橋臂移相控制時，隨著移相角度 f的增加，並聯諧振變換器的輸出功率逐漸減小，其中移相角度1P為移相橋臂驅動信號滯 後於同相驅動橋臂驅動信號的角度。
4.根據權利要求3所述的用於無極燈的調光控制方法，其特徵在於：包括鎖相控制：以 所述移相橋臂中點電壓和所述諧振網絡的諧振電容電壓的相位差作為所述諧振變換器鎖 相控制的控制變量；由一單片機鑑別出該控制變量與基準值？r的誤差大小，再將該相位誤 差大小乘以一定的比例係數從而產生一個比例控制參數，同時將該相位誤差大小進行積分 並在積分係數的調節下產生一個積分控制參數；取所述比例控制參數和所述積分控制參數 的和作為一數控振蕩器的控制參數，由該數控振蕩器產生頻率隨所述相位差的基準值7變 化的信號作為所述開關網絡的驅動信號，實現對所述諧振變換器的鎖相控制。
5.根據權利要求4所述的用於無極燈的調光控制方法，其特徵在於：所述相位差的基 準值:T=adan-+ ^ 通過所述鎖相控制得到的諧振變換器的工作頻率隨所 IS一I Hr COSJs 述相位差的基準值Tr變化而變化，也即所述諧振變換器的工作頻率隨移相角度1P的變化而 變化，使所述的諧振變換器能在同相驅動和移相調光過程中始終工作在諧振網絡固有諧振 點附近，確保無極燈穩定可靠工作。
【文檔編號】H05B41/28GK104470167SQ201410815325
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】林國慶, 沈豫 申請人:福州大學