CN201153344Y - 智能调光电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能调光电子镇流器，包括控制电路，控制电路的输入端与外部电路相连，控制电路的输出端通过RC振荡电路与半桥逆变驱动控制电路的输入端相连，AC电源通过电源电路与半桥逆变驱动控制电路的输入端相连，半桥逆变驱动控制电路的输出端与高压气体放电灯HID相连，高压气体放电灯HID通过采集放大电路与控制电路相连。本实用新型通过确定灯的基准电压，使灯的基准电压与其功率成正比，使灯的功率随基准电压的变化而变化，既便于精确控制灯的功率，实现调光，又适于各种灯使用，此外，本实用新型还设有抑制电路，以避免在调光的过程中发生闪烁现象。

Description

智能调光电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及一种照明用电器，尤其是一种高强度气体放电灯用智能调光电子镇流器。

背景技术

目前，大功率高强度气体放电灯用职能调光电子镇流器的调光技术有以下两种：

(1)变频调光：在半桥式电子镇流器输出的LC网络中，限流电感与灯管串联，在电感值L一定时，其阻抗Z＝2πfL，只要改变频率f，就可以改变阻抗Z的值，从而改变灯的电流，达到调整灯功率、改变灯光的目的。改变频率是通过改变驱动电路的输出振荡频率实现的，该频率是由一个RC振荡电路决定，改变R的阻值，就可改变驱动电路的频率。目前自动调光是通过单片机和软件来控制R的阻值，从而控制频率来实现调光。

目前变频调光运用较多，其优点在于：电路比较简单，易于软件自动控制，调光范围也能满足需要，但有如下缺点：

第一，变频调光控制频率较为精确，而对应的灯功率控制很粗燥，对于同型号、同厂家的不同灯管，由于各个灯管的特性不同，同样的控制频率会出现比较大的输出功率差别，有时可达40％的误差。

第二，当频率变化时，输出灯的功率会突变，产生闪烁现象，影响灯管的使用寿命。

(2)相位调光：灯功率是通过控制灯电压与灯电流之间的相位移实现。通过对工作频率和驱动电路的调制，当电压与电流同相位时，输出的灯功率最大，反之，输出部分功率。

相位调光的缺点在于：增加了控制电路的复杂程度和成本，线路的可靠性下降，同时，也不易于实施控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够精确控制灯功率、适于各种高压气体放电灯使用的智能调光电子镇流器。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种智能调光电子镇流器，包括控制电路，控制电路的输入端接收外部电路输出的定时信号和功率设定信号，控制电路的输出端通过RC振荡电路与驱动电路的输入端相连，AC电源通过电源电路与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与高压气体放电灯HID相连，采集放大电路采集高压气体放电灯HID的实际电压输入至控制电路。

本实用新型通过控制电路确定高压气体放电灯HID的基准电压，使其基准电压与其功率成正比，通过采集电路采集高压气体放电灯HID的实际电压，控制电路将高压气体放电灯HID的实际电压与其基准电压比较，输出电信号至RC振荡电路，通过调节RC振荡电路的频率来控制高压气体放电灯HID的功率变化。本实用新型既便于精确控制高压气体放电灯HID的功率，实现调光，又适于各种高压气体放电灯HID使用。

附图说明

图1是本实用新型的方框图；

图2、3分别是本实用新型的控制电路图。

具体实施方式

一种智能调光电子镇流器，包括控制电路20，控制电路20的输入端接收外部电路10输出的定时信号和功率设定信号，控制电路20的输出端通过RC振荡电路30与半桥逆变驱动控制电路40的输入端相连，AC电源通过电源电路60与半桥逆变驱动控制电路40的输入端相连，半桥逆变驱动控制电路40的输出端通过电感变压器T与高压气体放电灯HID相连，采集放大电路50采集高压气体放电灯HID的实际电压输入至控制电路20。

结合图2，所述的控制电路20包括单片机21、数字电位器22、抑制电路23以及频率控制电路24。单片机21对应图中的单片机P87LPC767，单片机P87LPC767的输入端与外部电路10的输出端相连，电阻RT1、RT2、RT5、RT6、RT7、RT8、RT3、RT10组成外部电路10，外部电路10在镇流器的端盖上显示为两个旋转波段开关，由用户选择时间和功率。若用户选择5个小时、70％功率，其含义是电子镇流器在接通电源后按高压气体放电灯HID的额定功率工作5个小时，5个小时以后按额定功率的70％工作，直至断开电源。下一次接通电源重新运行该程序。

单片机P87LPC767设定高压气体放电灯HID的基准电压V_ref，V_ref的值优选为0～5V，即其最大值为5V，当V_ref＝5V时，高压气体放电灯HID的输出功率为其额定功率。高压气体放电灯HID的输出功率与其基准电压V_ref成正比，其关系式为：P_L＝P_额·V_ref/5，其中，P_L、P_额分别为高压气体放电灯HID的输出功率、额定功率，5为基准电压V_ref的最大值。确定高压气体放电灯HID的基准电压V_ref后，基准电压V_ref对不同的高压气体放电灯HID而言，其最大值5V为固定值。

结合图2，单片机P87LPC767的输出端与数字电位器22的输入端相连，数字电位器22可以用数模转换器代替。数字电位器22对应图中的数字电位器AD5245，数字电位器AD5245通过抑制电路23与频率控制电路24的输入端相连，抑制电路23由第二电阻RT13和第二电容CT5组成，电阻RT13、电容CT5串联后跨接在数字电位器AD5245的1、6引脚上。抑制电路23的作用在于抑制高压气体放电灯HID功率的突变，以避免在调光的过程中产生闪烁现象。此外，图中的CT3、CT4、CR1组成晶振电路，三端稳压管7805为单片机P87LPC767和数字电位器AD5245提供+5V的电源。

单片机P87LPC767在接通电源后，采集外部电路10输出的定时信号和功率设定信号，并根据所采集的信号自动运行相应的控制程序，输出基准电压数字信号，该信号经数字电位器AD5245转换为基准电压模拟信号输出，直至定时时间结束。当定时时间结束后，单片机P87LPC767根据用户设定的调光功率，同样输出基准电压数字信号，该信号经数字电位器AD5245转换为基准电压模拟信号，此时，该模拟信号产生阶跃式突变，通过抑制电路23将此突变电压转换为渐进式以达到设定值，相应地，高压气体放电灯HID的功率会柔和、平稳地达到设定值，然后以该设定值稳定工作，直至断开电源为止。用户也可以根据需求将高压气体放电灯HID的功率调到额定功率。

结合图1，所述的电源电路60包括RFI滤波器61，RFI滤波器61的输入端接交流电源，AC电源经RFI滤波器61滤波，RFI滤波器61的输出端与全波整流电路62相连，全波整流电路62与APFC电路63相连，APFC电路63与DC滤波器64的输入端相连，DC滤波器64的输出端与半桥逆变驱动控制电路40的输入端相连，AC电源经RFI滤波器61提高抗扰性，经全波整流电路62把交流电转换成直流电，经APFC电路63提高功率因数，经DC滤波器滤波后为半桥逆变驱动控制电路40提供直流电源，半桥逆变驱动控制电路40将直流电转换为高频交流电输出。

结合图3，所述的RC振荡电路30由第一电阻R28和第一电容C9组成，二者的一端并联后接地，另一端分别与半桥逆变驱动电路40中的芯片IC3的输入端相连，电阻R28接芯片IC3的第6引脚，电容C9接芯片IC3的第5引脚。

结合图3，所述的频率控制电路24的输出端通过串联的二极管D1和第三电阻R12与RC振荡电路30的输入端相连。频率控制电路24包括放大器IC2A，放大器IC2A的同相输入端与电阻RT13与电容CT5之间的节点相连，放大器IC2A的反相输入端通过电阻R19与采集放大电路50相连，采集放大电路50由放大器IC2C、电阻R20、R21、电容C12、C13、C14组成。放大器IC2A的输出端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极接电阻R12，电阻R12的另一端与电阻R28相连。此外，图中的芯片IC1对应APFC电路63；图中的芯片IC3对应半桥逆变驱动控制电路40；图中的放大器IC2C、电阻R21、电容C14、电阻R20、电容C13、电容C12对应采集放大电路50。

所述的半桥逆变驱动控制电路40通过电感变压器T与高压气体放电灯HID相连，电感变压器T与高压气体放电灯HID串联。放大器IC2A将抑制电路23输出的基准电压与由采集放大电路50采集、放大的实际电压比较，若实际电压大于或等于基准电压，放大器IC2A输出低电平，二极管D1导通，电阻R12与电阻R28并联，RC振荡电路30的频率增大，半桥逆变驱动控制电路40输出的频率增大，由Z＝2πfL可知，电感变压器T上的电感L的阻抗增大，电感L的分压增大，高压气体放电灯HID的分压减小、功率变小；若实际电压小于基准电压，放大器IC2A输出高电平，二极管D1截止，电阻R12未与电阻R28并联，RC振荡电路的频率减小，半桥逆变驱动控制电路40输出的频率减小，由Z＝2πfL可知，电感变压器T上的电感L的阻抗减小，电感L的分压减小，高压气体放电灯HID的分压增大、功率变大。因此，本实用新型是通过放大器IC2A、RC振荡电路、半桥逆变驱动控制电路40的共同作用，实现通过控制电路的频率来控制高压气体放电灯HID的功率的目的。

所述的频率控制电路24、RC振荡电路30、半桥逆变驱动控制电路40、高压气体放电灯HID和采集放大电路50组成负反馈回路。当高压气体放电灯HID在额定功率输出时，采集放大电路50所采样、放大后的高压气体放电灯HID的实际电压与其基准电压相等，由负反馈电路维持动态平衡；当高压气体放电灯HID的基准电压改变后，频率控制电路24会控制高压气体放电灯HID的功率做出相应的改变，直至其实际电压与基准电压相等，形成新的动态平衡。

如上所述，本实用新型的核心是通过设定高压气体放电灯HID的基准电压V_ref，采集高压气体放电灯HID的实际电压输入至放大器IC2A与高压气体放电灯HID的基准电压V_ref比较，根据放大器IC2A输出的电信号调整RC振荡电路30的频率来调整高压气体放电灯HID的功率变化。此外，本实用新型中的抑制电路23，能够避免在调光的过程中发生闪烁现象。

Claims (7)

1、一种智能调光电子镇流器，其特征在于：包括控制电路(20)，控制电路(20)的输入端接收外部电路(10)输出的定时信号和功率设定信号，控制电路(20)的输出端通过RC振荡电路(30)与半桥逆变驱动控制电路(40)的输入端相连，AC电源通过电源电路(60)与半桥逆变驱动控制电路(40)的输入端相连，半桥逆变驱动控制电路(40)的输出端通过电感变压器T与高压气体放电灯HID相连，采集放大电路(50)采集高压气体放电灯HID的实际电压输入至控制电路(20)。

2、根据权利要求1所述的智能调光电子镇流器，其特征在于：所述的控制电路(20)包括单片机(21)，单片机(21)的输入端与外部电路(30)的输出端相连，单片机(21)的输出端与数字电位器(22)的输入端相连，数字电位器(22)的输出端通过抑制电路(23)与频率控制电路(24)的输入端相连，所述的采集放大电路(50)的输出端与频率控制电路(24)的输入端相连，频率控制电路(24)的输出端与RC振荡电路(30)的输入端相连。

3、根据权利要求1所述的智能调光电子镇流器，其特征在于：所述的RC振荡电路(30)由第一电阻R28和第一电容C9组成，二者的一端并联后接地，另一端分别与半桥逆变驱动控制电路(40)的输入端相连。

4、根据权利要求2所述的智能调光电子镇流器，其特征在于：所述的抑制电路(23)由第二电阻RT13和第二电容CT5组成，二者串联后跨接在数字电位器(22)上。

5、根据权利要求2所述的智能调光电子镇流器，其特征在于：所述的频率控制电路(24)包括放大器IC2A，放大器IC2A的同相输入端与第二电阻RT13与第二电容CT5之间的节点相连，放大器IC2A的反相输入端与采集放大电路(50)的输出端相连，放大器IC2A的输出端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极与第三电阻R12串联，第三电阻R12的另一端与第一电阻R28相连。

6、根据权利要求2所述的智能调光电子镇流器，其特征在于：所述的频率控制电路(24)、RC振荡电路(30)、半桥逆变驱动控制电路(40)、高压气体放电灯HID和采集放大电路(50)组成负反馈回路。

7、根据权利要求1所述的智能调光电子镇流器，其特征在于：所述的电源电路(60)包括RFI滤波器(61)，RFI滤波器(61)的输入端接AC电源，RFI滤波器(61)的输出端与全波整流电路(62)相连，全波整流电路(62)与APFC电路(63)相连，APFC电路(63)与DC滤波器(64)的输入端相连，DC滤波器(64)的输出端与半桥逆变驱动控制电路(40)的输入端相连。

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