基于单片机控制的三级式恒功率金卤灯电子镇流器

论文摘要

金卤灯被称为最理想的光源之一，因为其具有负阻特性，启动和工作时必须有镇流器的支持。传统的镇流器一般是电感镇流器，目前研究得最多是电子镇流器。由于电子镇流器比电感镇压流器有着许多的优点，特别是用单片机控制的电子镇流器，结构简化，性能优越。本文研究的是一种基于何泰HT46R064单片机控制的三级式恒功率金卤灯电子镇流器，详细分析了其控制策略并设计了相应的软件流程及硬件控制电路。主要内容包括：（1）输入部分的电磁干扰抑制。电子镇流器与外部电网的交接部分，外部电网对电子镇流器会产生干扰作用。本文对输入部分电路设计了EMI干扰抑制电路和整流滤波电路，可以有效地改善EMC效果。（2）功率因数校正电路。为了减小AC-DC交流电路输入端谐波电流造成的噪声和对电网产生的谐波“污染”，以保证电网供电质量，提高电网的可靠性；同时也为了提高输入端功率因数，达到节能的效果，必须采用功率因数校正电路。本文分析了电子镇流器的有源因数校正技术，并设计了以AP1661芯片作为功率因数校正电路原理图，对电路的参数给出了其计算方法。（3）DC/DC BUCK降压电路。APFC电路调整后得到比较高的直流电压，经过了PMW式DC/DC BUCK降压电路，得到所需要的近似恒流电源。本设计采用电流峰值控制芯片IMP3845来实现PWM的驱动控制。（4）全桥逆变电路和点火电路。本文设计了DC/AC全桥逆变电路，采用桥式驱动IC IR2453，为金卤灯正常工作提供一个低频方波电流，可有效地避免金卤灯在高频电源驱动下工作时常出现的声共振现象，通过升压变压器次级产生高达4千伏的高压脉冲点火启动金属卤化灯。（5）触发和保护电路。本文设计了基于HT46R064单片机控制的电子镇流器的触发和保护电路，在金卤灯开路或者短路，电压过高或者温度过高时，可以有效地保护电子镇流器。结果显示，本设计的电子镇流器功率因数为0.996，电流总谐波为6.8%,整机效率达到88%，证明本设计的电子镇流器具有高效、安全、可靠、节能、低成本等优点，有一定的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的内容
• 第二章 输入部分电路
• 2.1 EMI抑制
• 2.2 保护电路
• 2.2.1 热敏电阻
• 2.2.2 压敏电阻
• 2.2.3 保险丝
• 2.3 整流滤波电路
• 2.4 本章小结
• 第三章 APFC功率因数校正电路
• 3.1 功率因数的定义
• 3.2 功率因数校正的分类
• 3.3 本设计中的APFC功率因数校正电路
• 3.3.1 AP1661 芯片功能
• 3.3.2 功率因数校正电路工作原理分析
• 3.4 功率因数校正电路的参数计算及器件选型
• 3.5 本章小结
• 第四章 DC/DC BUCK降压电路
• 4.1 DC-DC电路工作原理
• 4.2 DC/DC BUCK降压电路的实现
• 4.2.1 IMP3845 的功能介绍
• 4.2.2 DC/DC变换BUCK降压电路工作原理分析
• 4.2.3 IMP3211 芯片功能介绍
• 4.3 BUCK电感参数设计及器件选型
• 4.4 本章小结
• 第五章 DC/AC 全桥逆变电路及点火电路
• 5.1 逆变电路的类型
• 5.1.1 半桥逆变电路
• 5.1.2 全桥逆变电路
• 5.2 本设计采用的逆变电路
• 5.2.1 全桥逆变电路的工作过程
• 5.2.2 全桥驱动IC IRS2453D功能介绍
• 5.3 金卤灯的点火电路设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 单片机控制和保护电路
• 6.1 何泰HT46R064 单片机概述
• 6.2 保护电路的触发及工作过程
• 6.2.1 触发
• 6.2.2 输出端导常状态保护
• 6.2.3 过温保护
• 6.3 单片机软件控制的流程图
• 6.4 辅助电源设计
• 6.4.1 VIPer12A芯片的功能介绍
• 6.4.2 VIPer12A辅助电源电路的工作原理
• 6.5 本章小结
• 第七章 产品整体效果及性能测试
• 7.1 金卤灯电子镇流器的PCB原理图及实物图
• 7.2 金卤灯电子镇流器性能分析系统测试
• 7.3 点火方式测试
• 7.4 灯管启动测试
• 7.5 电气参数测试报告
• 7.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件