一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器及調光控制方法技術

本發明專利技術涉及一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器及調光控制方法。該多相并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個橋臂并聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，用于調光控制，其余n-1個并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，使并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。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器及調光控制方法，特別是一種用于大功率無極燈的多相并聯諧振變換器及調光控制方法。
技術介紹
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。照明用電約占電力生產總量的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筑物、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。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，可以說要點亮一只合格的無極燈泡，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，其中的難點就在于諧振變換器與無極燈的配合問題。無極燈電子鎮流器在工作時，由于耦合電感、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。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器及調光控制方法。本專利技術采用以下技術方案實現：一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器，其特征在于：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個橋臂并聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，其余n-1個并聯橋臂為同相驅動橋臂，n為大于1的自然數。在本專利技術一實施例中，所述移相橋臂作為所述諧振變換器的調光模塊，用于調光控制；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，用于擴大功率輸出。本專利技術提供一種基于上述的用于無極燈的多相并聯諧振變換器的鎖相控制方法，其特征在于：當所述n個并聯的橋臂均為同相驅動控制時，該并聯諧振變換器的輸出功率最大；當移相橋臂移相控制時，隨著移相角度的增加，并聯諧振變換器的輸出功率逐漸減小，其中移相角度為移相橋臂驅動信號滯后于同相驅動橋臂驅動信號的角度。在本專利技術一實施例中，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；由一單片機鑒別出該控制變量與基準值γ的誤差大小，再將該相位誤差大小乘以一定的比例系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并在積分系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γ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。在本專利技術一實施例中，所述相位差的基準值移相角度為移相橋臂驅動信號滯后于同相驅動橋臂驅動信號的角度，通過所述鎖相控制得到的諧振變換器的工作頻率隨所述相位差的基準值γ變化而變化，也即所述諧振變換器的工作頻率隨移相角度的變化而變化，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。本專利技術針對電子鎮流器在大功率無極燈照明場合的應用，提出了一種適用于大功率無極燈負載的多相并聯諧振變換器，由一個移相橋臂和若干同相驅動橋臂并聯而成，移相橋臂實現調光控制，同相驅動橋臂并聯擴大了諧振變換器的功率輸出，減少了開關管的電流應力。提出了移相與鎖相相結合的控制方案，使并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。附圖說明圖1為本專利技術多相并聯諧振變換器的結構框圖。圖2為本專利技術無極燈多相并聯諧振的調光控制方法的控制原理圖。圖3為本專利技術一實施例的電路結構框圖。圖4為圖3的等效電路圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明。本專利技術提供一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器，結構框圖參見圖1。該變換器包括直流輸入、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個橋臂并聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，其余n-1個并聯橋臂為同相驅動橋臂，n為大于1的自然數。所述移相橋臂作為所述諧振變換器的調光模塊，用于調光控制；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，用于擴大功率輸出。本專利技術還提出了一種移相與鎖相相結合的調光控制方法，其特征在于：當所述n個并聯的橋臂均為同相驅動控制時，該并聯諧振變換器的輸出功率最大；當移相橋臂移相控制時，隨著移相角度的增加，并聯諧振變換器的輸出功率逐漸減小，其中移相角度為移相橋臂驅動信號滯后于同相驅動橋臂驅動的角度。通過對移相角的調整實現對無極燈的調光控制。本專利技術提供的無極燈調光控制方法在調光控制過程中，移相與鎖相相結合的調光控制方法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。鎖相控制包括以下步驟：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；由一單片機鑒別出該控制變量與基準值γ的誤差大小，再將該相位誤差大小乘以一定的比例系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并在積分系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γ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。所述相位差的基準值移相角度為移相橋臂驅動信號滯后于同相驅動橋臂驅動信號的角度，通過所述鎖相控制得到的諧振變換器的工作頻率隨所述相位差的基準值γ本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器，其特征在于：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個橋臂并聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，其余n?1個并聯橋臂為同相驅動橋臂，?n為大于1的自然數。

【技術特征摘要】
1.一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器，其特征在于：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個橋臂并聯組成，其中1個橋臂作為移相橋臂，其余n-1個并聯橋臂為同相驅動橋臂，?n為大于1的自然數。
2.根據權利要求1所述的用于無極燈的多相并聯諧振變換器，其特征在于：所述移相橋臂作為所述諧振變換器的調光模塊，用于調光控制；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，用于擴大功率輸出。
3.基于權利要求1所述的一種用于無極燈的多相并聯諧振變換器的調光控制方法，其特征在于：當所述n個并聯的橋臂均為同相驅動控制時，所述并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????????????????????????????????????????????????的增加，并聯諧振變換器的輸出功率逐漸減小，其中移相角度為移相橋臂驅...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林國慶，沈豫，
申請(專利權)人：福州大學，
類型：發明
國別省市：福建;35