无声谐振高频调光型金卤灯电子镇流器的关键问题研究

论文摘要

金卤灯以其光效高、寿命长和显色性好等优点,在绿色照明工程中备受青睐,与之配套的电子镇流器也成为了研究的热点。体积小、效率高、并能实现智能控制的电子镇流器必将取代笨重、低效、无法智能控制的传统电感式镇流器。本文首先介绍了课题的背景、现代光源的基础知识和高压气体放电灯的一些特性,由此引出本文的研究目的。金卤灯存在着声谐振现象,应用无声谐振高频模式工作可以有效地解决这个问题,但同时也给电子镇流器的设计带来了难题:由于金卤灯启动时需要足够高度和宽度的点火脉冲,常用的点火电路可能难以提供合适的波形;频率的升高也对镇流器的可靠性提出了更高的要求;镇流器要实现智能控制,如调光等,该如何实现。附加点火电路因其可靠、电流应力小而被广泛使用。本文的第二章在研究常用的串联附加点火电路的两种工作模式基础上,提出了一种新的并联附加点火电路方式,其基本思想是将串联附件点火电路的变压器职能进行拆分。在仿真和实验的基础上证明此电路是实用、可靠的,并能满足更高频率时的点火要求。镇流器想达到效率高,稳定可靠的目标,实现逆变桥臂的零电压(ZVS)开通是必要条件。本文的第三章在分析了不同负载条件下逆变级开关管的开关环境的基础上,针对金卤灯未击穿时的空载特性提出了解决办法,并用实验加以验证。本文的第四章对目前国际上比较通用的智能调光协议——DALI调光协议进行了介绍,并设计了相应的DALI调光模块对150W金卤灯进行调光,调光的范围从100%～38%,且调光过程中未出现声谐振和抖动的现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外现状及分析
• 1.2 现代光源概述
• 1.2.1 光的基本概念
• 1.2.2 现代光源简介
• 1.3 高压气体放电（HID）灯简介
• 1.3.1 气体放电的形成
• 1.3.2 高强度气体放电灯的电特性
• 1.4 HID灯声谐振现象及抑制技术
• 1.4.1 等离子体声学基础
• 1.4.2 HID灯中的声谐振现象
• 1.4.3 声谐振的危害
• 1.4.4 声谐振的解决方案
• 1.5 镇流器概述
• 1.6 电子镇流器的点火电路研究
• 1.7 本课题的意义及主要工作
• 参考文献
• 第2章 附加点火电路研究
• 2.1 引言
• 2.2 点火电路拓扑分析
• 2.3 串联附加点火电路
• 2.3.1 模式一推导和分析
• 2.3.2 模式二推导和分析
• 2.3.3 仿真波形与分析
• 2.3.4 实验波形与分析
• 2.4 并联附加点火电路
• 2.4.1 模型推导和分析
• 2.4.2 仿真与实验波形
• 2.5 小结
• 参考文献
• 第3章 半桥逆变级研究
• 3.1 逆变电路选择
• 3.1.1 全桥逆变电路
• 3.1.2 准半桥逆变电路
• 3.2 无声谐振高频电子镇流器逆变电路实现ZVS的重要意义
• 3.2.1 谐振回路对逆变级开关管开关环境的影响
• 3.2.2 实验波形
• 3.3 串联谐振电路研究
• 3.3.1 负载特性分析
• 3.3.2 稳态工作模式分析
• 3.4 假负载支路
• 3.4.1 工作原理
• 3.4.2 参数设计
• 3.5 实验波形与分析
• 3.6 应用并联附加点火电路的假负载情况
• 3.7 小结
• 参考文献
• 第4章 DALI调光研究
• 4.1 引言
• 4.2 DALI调光简介
• 4.2.1 DALI的开发背景
• 4.2.2 DALI标准
• 4.2.3 DALI的优点
• 4.2.4 DALI是一种软件控制方法
• 4.2.5 DALI是一种用途广泛的控制系统
• 4.3 DALI模块功能简介
• 4.3.1 DALI结构图
• 4.3.2 PC机与上位单片机串行通讯
• 4.3.3 串行通信程序流程图
• 4.3.4 上位单片机程序流程图
• 4.3.5 上位单片机电平转换电路
• 4.3.6 DALI信号数据结构
• 4.3.7 下位单片机程序流程图
• 4.4 调光实验波形
• 4.5 小结
• 参考文献
• 第5章 总结与展望
• 鸣谢