無極燈電源的自動阻抗匹配方法及匹配系統的製作方法

2023-04-24 08:08:56

專利名稱：無極燈電源的自動阻抗匹配方法及匹配系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無極燈電源及匹配電路設計及製造技術領域，特別涉及一種無極燈電 源的自動阻抗匹配方法及匹配系統。
背景技術：
高頻無極氣體放電燈(簡稱無極燈)屬於第三代光源。由於採用了電磁感應的方 法使氣體放電發光，避開了燈絲等易損器件，同時提高了放電電源的工作頻率，因此與傳統 的白熾燈和螢光燈相比，無極燈具有更長的壽命、更高的光效、更好的流明維持特性等顯著 優點。無極燈電源，又稱電子鎮流器，為無極燈提供高頻的交流電，以激發並維持氣體放電， 是無極燈的重要組成部分。無極燈電源產生的高頻交流電在提高燈的光效、改善燈光的顯 色性的同時，也帶來了諸多問題，例如產生高頻的傳導電磁幹擾和輻射電磁幹擾，降低電源 端的功率因數，限制無極燈的空間使用範圍等。其中一個顯著的問題是，無極燈的電纜傳輸 距離過短(約0. 5m 0. 8m)，給廠礦照明和道路照明等主要場合的應用和維護帶來了很大 的成本。據對國內某無極燈大型供應商的調研數據顯示，每年用於維護和更換特殊環境下 無極燈電源的設備租賃費用和人工操作費用佔整個維護費用的比例很大。因此，大幅提高 高頻交流電的電纜傳輸距離，具有重要的意義。目前主要應用的低壓氣體放電無極燈採用了 2.65MHz的工作頻率，屬射頻範圍， 即該電磁頻率可以輻射到空間中。因此，在傳輸過程中需要進行有效屏蔽，目前主要採用射 頻同軸電纜，避免使用雙導線。無極燈電源採用了諧振逆變環，即逆變出的2. 65MHz方波通 過串聯諧振在諧振電容兩端產生高壓驅動點燈，因此，燈的阻抗直接決定了諧振電路的輸 出。無極燈的阻抗特性可以簡化為一個變壓器模型，原邊匝數即為耦合器繞線匝數，例如 14，副邊匝數為1。非工作狀態下，副邊開路，無極燈輸出阻抗即為原邊阻抗；工作狀態下， 副邊阻抗為一非線性阻抗，無極燈的輸出阻抗為一感性阻抗。因此，在無極燈從點燈到穩態 工作的過程中，其輸出阻抗時刻都在發生變化。為了實現保證燈的正常工作，儘量少的降低 其發光效率，在延長高頻電纜時，需保證①高頻電纜的輸入端和輸出端都不發生能量的反 射；②傳輸線的長度任意可調。目前射頻電源輸出阻抗匹配的方法主要有四分之一波長線阻抗變換和L型或II 型阻抗變換網絡。四分之一波長線阻抗變換法即在負載前串聯四分之一波長的電纜，如此 電纜的輸入阻抗便與其特徵阻抗的平方成正比，與負載電阻成反比，即輸入阻抗可動態跟 隨燈的電阻，但對其電抗難以實現跟蹤；同時，電纜長度難以自主調節。l型或n型阻抗變 換網絡是通過三個電抗元件實現對阻性負載的變換，同樣難以對電抗分量進行跟蹤；同時 也難以實現匹配網絡和負載之間的匹配。發明專利「射頻自動阻抗匹配方法及射頻自動阻抗匹配器」(申請號 200810056157.0,申請日為2008年1月14日)涉及一種適用於射頻電源的自動阻抗匹配方 法，該方法所基於的原理是通過傳感器獲取射頻電源的輸出阻抗和匹配網絡的輸入阻抗， 通過匹配網絡輸入阻抗和等離子體腔室等效阻抗之間的建模關係由控制器計算出等離子
4體腔室的等效阻抗；根據匹配網絡輸入阻抗和射頻電源輸出阻抗相等的原則計算出匹配網 絡可變電抗器件(個數通常為2)的參數，進而通過執行機構對可變電抗參數進行調整，直 至匹配網絡的輸入阻抗等於射頻電源的輸出阻抗。該專利僅考慮了匹配網絡和射頻電源間 的匹配，並未考慮匹配網絡和等離子體腔體負載之間的匹配，因此，在匹配網絡和等離子體 腔體負載之間，仍會發生功率的反射。

發明內容
本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，提出了一種無極燈電源的自動阻 抗匹配方法及匹配系統。為達到上述目的，本發明一方面提出了一種無極燈電源的自動阻抗匹配系統，包 括與無極燈相連的第一匹配網絡，其中所述第一匹配網絡中包括至少一個可變阻抗元件； 與無極燈電源相連的第二匹配網絡，其中所述第二匹配網絡中包括至少一個可變阻抗元 件；連接在所述第一匹配網絡和第二匹配網絡之間的高頻電纜；用於檢測所述無極燈的等 效阻抗的第一傳感器；用於檢測所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中可變阻抗元件阻抗值 的第二傳感器；和與所述第一匹配網絡、第二匹配網絡、第一傳感器和第二傳感器均相連的 控制器，所述控制器根據所述第一傳感器的檢測值判斷所述無極燈的等效阻抗是否是有效 阻抗，如果判斷為無效阻抗，則所述控制器根據預先設定的所述第一匹配網絡輸出阻抗和 所述無極燈等效阻抗與所述第一匹配網絡可變阻抗之間的模型計算所述第一匹配網絡中 可變阻抗元件的阻抗值，並根據預先設定的所述第二匹配網絡輸出阻抗和所述高頻網絡特 徵阻抗與所述第二匹配網絡可變阻抗之間的模型計算所述第二匹配網絡中可變阻抗元件 的阻抗值，以及根據計算的阻抗值對所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中的可變阻抗元件 進行調整。在本發明一個實施例中，所述控制器通過所述第一執行機構和第二執行機構對所 述第一匹配網絡和第二匹配網絡中的可變阻抗元件進行調整。在本發明一個實施例中，所述控制器包括用於接收所述第一傳感器數據的第一接 收單元和第一 AD單元，和用於接收所述第二傳感器數據的第二接收單元和第二 AD單元，以 及分別與所述第一 AD單元和第二 AD單元相連的邏輯判斷單元。在本發明一個實施例中，所述控制器還包括用於存儲所述第一傳感器和第二傳感 器數據的第一存儲單元和第二存儲單元，以及用於根據所述第一存儲單元和第二存儲單元 內數據及預設計算模型計算所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值 的第一計算單元和第二計算單元，以及將第一計算單元和第二計算單元的計算結果發送給 對應執行機構的第一輸出單元和第二輸出單元。 在本發明一個實施例中，所述第一匹配網絡包括可變電容Ci和可變電阻隊。在本發明一個實施例中，可變阻抗元件阻抗值和第一匹配網絡輸入阻抗與輸出阻
抗之間的函數模型為Aw-T^r-o和f1::1 = Z0,其中，為zinl中的並聯形 式電抗，Zinl為輸入阻抗，z0為高頻電纜的特徵阻抗。在本發明一個實施例中，所述第二匹配網絡包括可變電抗L2和可變電容R2。在本發明一個實施例中，可變阻抗元件阻抗值和第二匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函數模型為:2 JIfL2 = Xout2 和
，其中，X。ut2 為 Z。ut2
中的並聯形式電抗，Zout2為輸出阻抗，Rout2為Z。ut2中的並聯形式電阻，Z0為高頻電纜的特徵 阻抗。本發明另一方面還提出了一種無極燈電源的自動阻抗匹配方法，包括以下步驟 判斷無極燈的等效阻抗是否是有效阻抗；如果判斷所述無極燈的等效阻抗是無效阻抗，則 獲得第一匹配網絡和第二匹配網絡中各個可變阻抗元件的阻抗初始值；根據預先設定的第 一匹配網絡輸出阻抗和所述無極燈等效阻抗與所述第一匹配網絡可變阻抗之間的模型計 算所述第一匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值，並根據預先設定的所述第二匹配網絡輸出 阻抗和所述高頻網絡特徵阻抗與所述第二匹配網絡可變阻抗之間的模型計算所述第二匹 配網絡中可變阻抗元件的阻抗值；和根據計算的阻抗值和獲得的阻抗初始值對所述第一匹 配網絡和第二匹配網絡中的可變阻抗元件進行調整。在本發明一個實施例中，所述第一匹配網絡包括可變電容C1和可變電阻隊。在本發明一個實施例中，可變阻抗元件阻抗值和第一匹配網絡輸入阻抗與輸出阻
抗之間的函數模型為
其中，Xini為Zini中的並聯形式電 抗，Zinl為輸入阻抗，Z0為高頻電纜的特徵阻抗。在本發明一個實施例中，所述第二匹配網絡包括可變電抗L2和可變電容R2。在本發明一個實施例中，可變阻抗元件阻抗值和第二匹配網絡輸入阻抗與輸出阻
抗之間的函數模型為2 π fl2 = Xout2和
，其中，X。ut2為Z。ut2
中的並聯形式電抗，Zout2為輸出阻抗，Rout2為Z。ut2中的並聯形式電阻，Z0為高頻電纜的特徵 阻抗。利用本發明實施例實現了在無極燈電源和燈之間連接高頻電纜時的阻抗匹配，保 證了燈的正常工作，同時節約了匹配資源，降低了匹配能耗。本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例的組成結構示意圖。圖2為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例的流程圖。圖3為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例中控制器的一種組成結構示意圖。圖4為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例中第一匹配網絡的一種拓撲結構 及所用可變阻抗元件示意圖。圖5為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例中第二匹配網絡的一種拓撲結構 及所用可變阻抗元件示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。本發明提出了一種針對無極燈電源的阻抗匹配系統和匹配方法，該發明實現了在 無極燈電源和燈之間連接高頻電纜時的阻抗匹配，保證了燈的正常工作，同時節約了匹配 資源，降低了匹配能耗。具體地，如圖1所示，為本發明實施例的無極燈阻抗匹配方法的組成結構示意圖。 在該無極燈阻抗匹配方法的組成結構中包括第一匹配網絡101、第二匹配網絡102、第一傳 感器103、第二傳感器104、和控制器105。其中，第一匹配網絡101用於匹配連接無極燈電源1001和高頻電纜1002，第二 匹配網絡102用於匹配連接高頻電纜和燈1003，無極燈電源1001包括至少一個阻抗元件 1021和驅動裝置1022，燈1003包括至少一個阻抗元件1011和驅動裝置1012，第一傳感器 103用於檢測燈1003的等效阻抗，第二傳感器104用於檢測第一匹配網絡101和第二匹配 網絡102中可變阻抗元件1011和1021的當前阻抗；控制器105用於接收第一傳感器103 和第二傳感器104的阻抗信息，根據阻抗信息和建模關係計算第一匹配網絡和第二匹配網 絡中可變阻抗元件1011和1021的阻抗值及其調整量，並將調整量對應輸出至第一匹配網 絡101和第二匹配網絡102中的驅動裝置1012和1022。如圖2所示，為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例的流程圖。包括以下步驟步驟201 控制器通過第一傳感器獲取燈的等效阻抗，並按照預先確定的燈的阻 抗的有效範圍對當前燈的等效阻抗進行判定，依據以下方法如果當前燈的等效阻抗落在燈的阻抗的有效範圍之內，則不啟動阻抗匹配程序， 繼續獲得下一個時刻燈的等效阻抗；反之，如果當前燈的等效阻抗落在燈阻抗的有效範圍 之外，則啟動阻抗匹配程序，執行步驟202。步驟202 控制器通過第二傳感器獲取第一匹配網絡和第二匹配網絡中可變阻抗 元件的阻抗初始值。其中，第一匹配網絡通過並聯器件將燈的感性阻抗變換為與高頻電纜的純阻性特 徵阻抗，這裡將高頻電纜看做無損耗傳輸線。因此第一匹配網絡至少包括一個可變電阻和 一個可變電容的並聯，如圖4所示，為本發明第一匹配網絡的一種拓撲結構及所用可變阻 抗元件示意圖。第二匹配網絡通過並聯器件將高頻電纜的純阻性特徵阻抗變換為燈的感性 阻抗，這裡同樣將高頻電纜看做無損耗傳輸線。因此第二匹配網絡至少包括一個可變電阻 和一個可變電感，如圖5所示，為本發明中第二匹配網絡的一種拓撲結構及所用可變阻抗 元件示意圖。如圖3所示，為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例中控制器的一種組成結構 示意圖，以下將以此控制器為例進行解釋說明。具體地，由於控制器的主要功能是接收、運算和發送數據，而接收和發送的數據量 都不是很大，燈的阻抗值的變化速率最大約0. lQ/ms，相角變化速率最大約5° /s，需要的 採樣速率並不是很苛刻，並且考慮到經濟成本，因此可以採用單片機實現，如51單片機，以 下將以此單片機為例進行說明。以單片機作為控制器，可以設置六個通道分別接收採集第
7一匹配網絡和第二匹配網絡的共計四個可變阻抗元件的當前阻抗值，以及燈的阻抗和相角 信息。並將這些信息通過AD轉換為高精度的數位訊號，如12位。轉換得到的代表四個可 變阻抗元件阻抗信息和燈阻抗和相角信息的數位訊號被存放到六個不同的寄存單元。步驟203 控制器通過預先設定的第一匹配網絡輸出阻抗和燈的阻抗與第一匹配 網絡的可變阻抗之間的模型關係，計算第一匹配網絡輸出阻抗等於高頻電纜的特徵阻抗時 第一匹配網絡中的可變阻抗值。所述的第一匹配網絡實際上可以等效為一個二埠網絡，輸入阻抗為燈的阻抗， 輸出阻抗目標值為高頻電纜的特徵阻抗。同時，要求該二埠網絡的輸入電壓與輸出電壓 相等。根據第一匹配網絡的拓撲結構和所用可變阻抗元件的電氣屬性，可以分析得到可變 阻抗元件阻抗值和第一匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函數模型，如公式(1)所示f1(Zinl，Zoutl，Z11，Z12) = 0(1)其中，Zn、Z12分別表示兩個可變阻抗元件的阻抗值，Zinl、Z。utl分別表示第一匹配網 絡的輸入阻抗和輸出阻抗。對於上文所述的由一個可變電阻和一個可變電容構成的第一匹 配網絡中，在zinl已知為燈的阻抗，z。utl已知為高頻電纜特徵阻抗的情況下，該函數的維度 為2，未知量的個數也為2，因此可以快速求解。步驟204 控制器通過預先設定的第二匹配網絡輸出阻抗和高頻電纜的特徵阻抗 與第二匹配網絡的可變阻抗之間的模型關係，計算第二匹配網絡輸出阻抗等於燈阻抗時第 一匹配網絡中的可變阻抗值。所述第二匹配網絡也可以等效為一個二埠網絡，輸入阻抗為高頻電纜的特徵阻 抗，輸出阻抗目標值為燈的阻抗。根據第二匹配網絡的拓撲結構和所用可變阻抗元件的電 氣屬性，可以分析得到可變阻抗元件阻抗值和第二匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函 數模型，如公式(2)所示f2(Zin2,Z0Ut2,Z21,Z22) = 0(2)其中，Z21、Z22分別表示兩個可變阻抗元件的阻抗值，Zin2、Z。ut2分別表示第二匹配網 絡的輸入阻抗和輸出阻抗。對於上文所述的由一個可變電阻和一個可變電感構成的第二匹 配網絡中，在Zin2已知為燈的阻抗，Z。ut2已知為高頻電纜特徵阻抗的情況下，該函數的維度 為2，未知量的個數也為2，因此可以快速求解。需要說明的一點對於高頻電纜的選取，應使其特徵阻抗低於燈並聯等效阻抗的 最小電阻值，即可保證根據公式(1)和公式(2)計算出的阻抗值物理有意義且在可變阻抗 元件的調節範圍之內。同時，為了節省運算資源，在預先設定的單片機固件程序中，已經分 別將該公式(1)和公式(2)分別簡化為關於Zn、Z12的兩個計算表達式和關於Z21、Z22的 兩個計算表達式，且在表達式中已經將第一匹配網絡的輸出阻抗量化為高頻電纜的特徵阻 抗，而輸入阻抗，則可設定指向燈阻抗的存儲單元；將第二匹配網絡的輸入阻抗量化為高頻 電纜的特徵阻抗，而輸出阻抗，則可同樣設定指向燈阻抗的存儲單元。為了能對本發明上述實施例有更清楚的認識，以下就以具體舉例的方式進行詳細 的描述。其中，在該例子中，以圖2所示實施例流程為例，控制器的組成結構可以從圖3中 看出。接收單元一 401a用於接收來自第一傳感器的燈的等效阻抗信息，之後送入AD單元 一 402a進行數據採集，402a採集得到的關於燈等效阻抗的數位訊號被傳送至邏輯判斷單 元403，403對該數位訊號是否在預先設置的燈的有效阻抗的範圍內進行判斷，若在範圍之內，則繼續接受下一個信號進行判斷，若不在範圍之內，則通知接收單元二 401b接收來自 第二傳感器的信息，同時403將該數字信息傳送給存儲單元一 404a。計算單元一 405a緊 接著從404a和存儲單元二 404b讀取數字信息，根據預先設定好的計算模型，計算出第一 匹配網絡中可變阻抗元件的調整量，傳送至輸出單元一，輸出單元一將該調整量發送至第 一匹配網絡的驅動裝置1012。接收單元二 401b在接收到到403的控制信號後開始接收第 二傳感器的信息，將該信息傳送至AD單元二 402b，402b進行AD採集後將數字信息傳送給 存儲單元二 404b，計算單元405b從404a和404b讀取數字信息，根據預先設定好的計算模 型，計算出第二匹配網絡中可變阻抗元件的調整量，傳送至輸出單元二，輸出單元二將該調 整量發送至第二匹配網絡的驅動裝置1022。需要說明的一點是，在燈關閉時，控制器隨之關 閉，在控制器關閉前，CPU控制405a和405b讀取當前404a和404b中可變阻抗的阻抗值， 並將405a和405b中的阻抗值清零，然後根據清零模型計算出調整量經由406a和406b發 送至1012和1022，將第一匹配網絡和第二匹配網絡中的可變阻抗值清零。在上電時，404a 和404b中的初始化阻抗信息和兩個匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值均為零。下面以具體的實施例對上述的公式(1)和公式(2)進行詳細介紹，需要說明的是 以下實施例僅是本發明第一匹配網絡及第二匹配網絡的具體結構，不同的結構對應有不同 的公式，以下實施例僅是有助於更清楚的理解本發明，並不是對本發明的限制，本領域技術 人員可對本發明的下述實施例做出修改或變換，這些修改或變換均應包含在本發明的保護 範圍之內。如圖4所示，為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例中第一匹配網絡的一種拓 撲結構及所用可變阻抗元件示意圖。兩個可變阻抗元件分別為可變電容Q和可變電阻隊。 zinl為輸入阻抗，即燈的等效阻抗；z。utl為輸出阻抗，即目標匹配阻抗一高頻電纜的特徵 阻抗。可變電容(^可以通過公式(3)並聯諧振補償掉Zinl中的並聯形式電抗Xinl: 其中，f為無極燈的工作頻率，比如2. 65MHz。可變電阻隊通過與Zinl中的並聯形式電阻Rinl調整得到高頻電纜的特徵阻抗，如
公式⑷所示 其中，Z0為高頻電纜的特徵阻抗。如圖5所示，為本發明無極燈自動阻抗匹配方法實施例中第二匹配網絡的一種拓 撲結構及所用可變阻抗元件示意圖。兩個可變阻抗元件分別為可變電容l2和可變電阻R2。 Z。ut2為輸出阻抗，即目標匹配阻抗一燈的等效阻抗；zin2為輸入阻抗，即高頻電纜的特徵 阻抗。可變電容1^2可以通過公式(5)並聯產生Z。ut2中的並聯形式電抗X。ut2:2 3i fL2 = Xout2(5)可變電阻&通過串聯得到Z。ut2中的並聯形式電阻R。ut2，如公式(6)所示
9
(6)其中，Z0為高頻電纜的特徵阻抗。接著，根據公式(3)、(4)、(5)、(6)可以計算出第一匹配網絡和第二匹配網絡中可 變阻抗元件的調整目標值，進而換算成調整量，發送給驅動裝置對可變阻抗元件阻抗值進 行調整，完成整個匹配過程。通過本發明實施例提出的針對無極燈電源阻抗的匹配方法，可以簡單實現無極燈 電源和燈之間連接高頻電纜時的阻抗匹配，保證了燈的正常工作，同時節約了匹配資源，降 低了匹配能耗。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
一種無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，包括與無極燈相連的第一匹配網絡，其中所述第一匹配網絡中包括至少一個可變阻抗元件；與無極燈電源相連的第二匹配網絡，其中所述第二匹配網絡中包括至少一個可變阻抗元件；連接在所述第一匹配網絡和第二匹配網絡之間的高頻電纜；用於檢測所述無極燈的等效阻抗的第一傳感器；用於檢測所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中可變阻抗元件阻抗值的第二傳感器；和與所述第一匹配網絡、第二匹配網絡、第一傳感器和第二傳感器均相連的控制器，所述控制器根據所述第一傳感器的檢測值判斷所述無極燈的等效阻抗是否是有效阻抗，如果判斷為無效阻抗，則所述控制器根據預先設定的所述第一匹配網絡輸出阻抗和所述無極燈等效阻抗與所述第一匹配網絡可變阻抗之間的模型計算所述第一匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值，並根據預先設定的所述第二匹配網絡輸出阻抗和所述高頻網絡特徵阻抗與所述第二匹配網絡可變阻抗之間的模型計算所述第二匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值，以及根據計算的阻抗值對所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中的可變阻抗元件進行調整。
2.如權利要求1所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，還包括分別與 所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中可變阻抗元件相連的第一執行機構和第二執行機構， 所述控制器通過所述第一執行機構和第二執行機構對所述第一匹配網絡和第二匹配網絡 中的可變阻抗元件進行調整。
3.如權利要求1或2所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，所述控制器 包括用於接收所述第一傳感器數據的第一接收單元和第一 AD單元，和用於接收所述第二 傳感器數據的第二接收單元和第二 AD單元，以及分別與所述第一 AD單元和第二 AD單元相 連的邏輯判斷單元。
4.如權利要求3所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，所述控制器還 包括用於存儲所述第一傳感器和第二傳感器數據的第一存儲單元和第二存儲單元，以及用 於根據所述第一存儲單元和第二存儲單元內數據及預設計算模型計算所述第一匹配網絡 和第二匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值的第一計算單元和第二計算單元，以及將第一計 算單元和第二計算單元的計算結果發送給對應執行機構的第一輸出單元和第二輸出單元。
5.如權利要求1所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，所述第一匹配 網絡包括可變電容q和可變電阻隊。
6.如權利要求5所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，可變阻抗元件阻抗值和第一匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函數模型為Xin1－1/2πfC1=0和R1Rin1/R1+Rin1＝Zo，其中，xinl為zinl中的並聯形式電抗，zinl為輸入阻抗，&為高頻電纜的特徵 阻抗。
7.如權利要求1所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，所述第二匹配 網絡包括可變電抗L2和可變電容R2。
8.如權利要求7所述的無極燈電源的自動阻抗匹配系統，其特徵在於，可變阻抗元件阻抗值和第二匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函數模型為 ，其中，x。ut2為Z。ut2中的並聯形式電抗，Z。ut2為輸出阻抗，Rout2為Z。ut2中的並聯形式電阻，Z0為高頻電纜的特徵阻抗。
9.一種無極燈電源的自動阻抗匹配方法，其特徵在於，包括以下步驟 判斷無極燈的等效阻抗是否是有效阻抗；如果判斷所述無極燈的等效阻抗是無效阻抗，則獲得第一匹配網絡和第二匹配網絡中 各個可變阻抗元件的阻抗初始值；根據預先設定的第一匹配網絡輸出阻抗和所述無極燈等效阻抗與所述第一匹配網絡 可變阻抗之間的模型計算所述第一匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值，並根據預先設定的 所述第二匹配網絡輸出阻抗和所述高頻網絡特徵阻抗與所述第二匹配網絡可變阻抗之間 的模型計算所述第二匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值；和根據計算的阻抗值和獲得的阻抗初始值對所述第一匹配網絡和第二匹配網絡中的可 變阻抗元件進行調整。
10.如權利要求9所述的無極燈電源的自動阻抗匹配方法，其特徵在於，所述第一匹配 網絡包括可變電容Q和可變電阻隊。
11.如權利要求10所述的無極燈電源的自動阻抗匹配方法，其特徵在於，可變阻抗元件阻抗值和第一匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函數模型為 和 其中，Xinl為Zinl中的並聯形式電抗，Zinl為輸入阻抗，&為高頻電纜的特徵 阻抗。
12.如權利要求9所述的無極燈電源的自動阻抗匹配方法，其特徵在於，所述第二匹配 網絡包括可變電抗L2和可變電容R2。
13.如權利要求12所述的無極燈電源的自動阻抗匹配方法，其特徵在於，可變阻抗 元件阻抗值和第二匹配網絡輸入阻抗與輸出阻抗之間的函數模型為 ，其中，x。ut2為z。ut2中的並聯形式電抗，z。ut2為輸出阻抗，Rout2為Z。ut2中的並聯形式電阻，Z0為高頻電纜的特徵阻抗。
全文摘要
本發明提出一種無極燈電源的自動阻抗匹配方法及匹配系統，其中匹配系統包括第一匹配網絡、第二匹配網絡、高頻電纜、第一傳感器、第二傳感器和控制器，控制器根據第一傳感器的檢測值判斷無極燈的等效阻抗是否是有效阻抗，如果判斷為無效阻抗，則根據第一匹配網絡輸出阻抗和無極燈等效阻抗與第一匹配網絡可變阻抗之間的模型計算第一匹配網絡中可變阻抗元件的阻抗值，並根據第二匹配網絡輸出阻抗和高頻網絡特徵阻抗與第二匹配網絡可變阻抗之間的模型對第一匹配網絡和第二匹配網絡中的可變阻抗元件進行調整。通過本發明實現了在無極燈電源和燈之間連接高頻電纜時的阻抗匹配，保證了燈的正常工作，同時節約了匹配資源，降低了匹配能耗。
文檔編號H05B41/14GK101861035SQ20101015559
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者朱建州, 王贊基, 邵明松, 黃松嶺 申請人:清華大學;北京世紀卓克能源技術有限公司