于額定電流。燈溫度越來(lái)越高，燈電壓越來(lái)越高，燈功率也越來(lái)越大，直到燈功率達(dá)到額定功率，進(jìn)入照明階段。
[0054]在照明階段，鎮(zhèn)流器以恒功率或恒流控制方式調(diào)頻工作，LCC諧振電路13工作在串聯(lián)準(zhǔn)諧振狀態(tài)(HID等效電阻R，Q值變小，與燈并聯(lián)電容忽略，諧振電感與串聯(lián)電容準(zhǔn)諧振)，燈功率等于額定功率，燈電壓等于額定電壓，燈電流比額定電流小。
[0055]此時(shí)，LCC諧振電路13工作于準(zhǔn)負(fù)載串聯(lián)諧振狀態(tài)，一方面鎮(zhèn)流器輸出電流波形是近似正弦波，頻率成分單一，諧波成分極大減小，易于滿足鎮(zhèn)流器輸出端電磁兼容要求，另一方面使得功率開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)，極大減小了開(kāi)關(guān)損耗，提高了鎮(zhèn)流器整機(jī)效率。
[0056]雖然鎮(zhèn)流器輸出高頻交流電電流幅值受工頻調(diào)制，瞬時(shí)功率是變化的，但平均功率恒定，不足以影響照明視覺(jué)效果，在輸入電源過(guò)零點(diǎn)也不需要再啟動(dòng)。
[0057]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案中，工作時(shí)序如圖5所示，在輸入電源的正半周，高頻開(kāi)關(guān)管S2、S4工作在導(dǎo)通狀態(tài)，S1、S3工作在PFM開(kāi)關(guān)狀態(tài)，且S1、S3工作(導(dǎo)通或截止)狀態(tài)互補(bǔ)。在輸入電源的負(fù)半周，高頻開(kāi)關(guān)管S1、S3工作在導(dǎo)通狀態(tài)，S2、S4工作在PFM開(kāi)關(guān)狀態(tài)，且S2、S4工作(導(dǎo)通或截止)狀態(tài)互補(bǔ)。
[0058]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案中，用一級(jí)功率電路直接把單相交流電變換成高頻交流電，實(shí)現(xiàn)了單相單級(jí)直接交交變頻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件少，并且電路工作在高頻，極大減小了電子鎮(zhèn)流器的體積、重量和成本。
[0059]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案中，在功率主電路1中沒(méi)有直流環(huán)節(jié)，沒(méi)有電解電容，因此，可以極大延長(zhǎng)鎮(zhèn)流器的壽命。
[0060]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案中，在燈額定使用壽命終了時(shí)，可以適當(dāng)增加鎮(zhèn)流器輸出功率，保持燈照明亮度不變，延長(zhǎng)燈使用壽命。
[0061]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案中，照明時(shí)LCC諧振電路13工作在準(zhǔn)諧振狀態(tài)，高頻開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)，極大減小了開(kāi)關(guān)損耗和電磁輻射，大大提高了鎮(zhèn)流器的整機(jī)效率。
[0062]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案中，采取調(diào)頻方式和合適控制方法，開(kāi)關(guān)電路對(duì)輸入交流電源進(jìn)行高頻斬波后再經(jīng)LC濾波，輸入電源側(cè)濾波電感中的電流連續(xù)，且跟隨輸入電壓變化，功率因數(shù)接近于1，實(shí)現(xiàn)了鎮(zhèn)流器輸入電源側(cè)高功率因數(shù)，極大減小或消除了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。
[0063]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:(1)實(shí)現(xiàn)了單相單級(jí)高頻電子鎮(zhèn)流器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件少而小，極大減小電子鎮(zhèn)流器的體積、重量和成本，提高了可靠性。(2)功率主電路中沒(méi)有直流環(huán)節(jié)，沒(méi)有電解電容，可以提高鎮(zhèn)流器的使用壽命。(3)燈額定使用壽命終了時(shí)，可以適當(dāng)增加鎮(zhèn)流器輸出功率，保持燈照明亮度不變，延長(zhǎng)HID燈等使用壽命。(4)高頻開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)，極大減小了開(kāi)關(guān)損耗和電磁輻射，大大提高了鎮(zhèn)流器的整機(jī)效率，且易于滿足電磁兼容要求。(5)相當(dāng)于采用了雙向BUCK功率因數(shù)校正技術(shù)，輸入電源側(cè)濾波電感中的電流連續(xù)，且跟隨輸入電壓變化，功率因數(shù)接近于1，實(shí)現(xiàn)了鎮(zhèn)流器輸入電源側(cè)高功率因數(shù)，極大減小或消除了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。(6)沒(méi)有常規(guī)電子鎮(zhèn)流器使用的功率因數(shù)校正電路，降低了鎮(zhèn)流器復(fù)雜程度，提高了可靠性，降低了電磁兼容難度，易于滿足電磁兼容要求。(7)采用掃頻準(zhǔn)諧振啟動(dòng)，諧振電壓高，不用附加點(diǎn)火裝置，且可以熱啟動(dòng)。
[0064]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，包括功率主電路和控制電路，所述功率主電路是一個(gè)雙向BUCK電路拓?fù)洌蒐C濾波電路、雙向開(kāi)關(guān)電路與LCC諧振電路組成，所述LC濾波電路設(shè)置在輸入端，與輸入電源連接，所述雙向開(kāi)關(guān)電路的輸入端連接所述LC濾波電路，其輸出端連接所述LCC諧振電路，所述LCC諧振電路設(shè)置在輸出端，連接外部的HID燈具； 所述控制電路包括輔助電源、同步電路、取樣電路、調(diào)理電路、單片機(jī)、PFM產(chǎn)生電路、邏輯電路與驅(qū)動(dòng)電路，所述取樣電路的輸入端連接上述LCC諧振電路的輸出端，所述取樣電路的輸出端連接調(diào)理電路，所述調(diào)理電路再連接單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸出端連接PFM產(chǎn)生電路的輸入端，所述PFM產(chǎn)生電路的輸出端連接邏輯電路，所述邏輯電路再連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路再與上述雙向開(kāi)關(guān)電路相連接，所述同步電路的輸入端連接上述LC濾波電路，其輸出端分別連接所述邏輯電路、PFM產(chǎn)生電路與單片機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述雙向開(kāi)關(guān)電路由四個(gè)高頻功率開(kāi)關(guān)管構(gòu)成，采用調(diào)頻控制和合適的控制邏輯，控制所述四個(gè)高頻功率開(kāi)關(guān)管適時(shí)開(kāi)通或關(guān)斷，對(duì)輸入電源斬波，給輸出LCC諧振電路供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，本發(fā)明采取合適的控制方法，使得所述LC諧振電路以高頻準(zhǔn)諧振方式工作。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，本發(fā)明采取合適的控制方法，使得所述雙向開(kāi)關(guān)電路的四個(gè)高頻功率開(kāi)關(guān)管以負(fù)載準(zhǔn)諧振軟開(kāi)關(guān)方式工作。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述功率主電路中雙向BUCK開(kāi)關(guān)電路和LC濾波電路分別對(duì)輸入電源進(jìn)行高頻斬波和濾波，使得輸入電流連續(xù)，且跟隨輸入電壓變化，輸入電源側(cè)功率因數(shù)接近于1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，本發(fā)明工作流程分為準(zhǔn)備、啟動(dòng)、預(yù)熱和照明四個(gè)階段:在啟動(dòng)階段，鎮(zhèn)流器以降頻掃頻準(zhǔn)諧振方式啟動(dòng)HID燈等，諧振電壓高，可以熱啟動(dòng)，不用附加點(diǎn)火裝置;在預(yù)熱階段，鎮(zhèn)流器以調(diào)頻方式恒流控制燈電流;在照明階段，鎮(zhèn)流器以調(diào)頻方式恒功率或恒流控制燈功率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，在鎮(zhèn)流器的輸入端增加一個(gè)單相整流橋，對(duì)輸入的工頻市電進(jìn)行整流，可以把原開(kāi)關(guān)電路中的四個(gè)開(kāi)關(guān)管減少到兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，在不降低鎮(zhèn)流器性能的前提下，可以降低控制電路的復(fù)雜程度，特別是降低了驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜程度。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，包括功率主電路和控制電路，所述功率主電路是一個(gè)雙向BUCK電路拓?fù)?，由LC濾波電路、雙向開(kāi)關(guān)電路與LCC諧振電路組成，所述LC濾波電路設(shè)置在輸入端，與輸入電源連接，所述LCC諧振電路設(shè)置在輸出端，連接外部的HID燈具。所述功率主電路把電能從輸入電源的工頻市電變換成HID燈等照明適用的高頻交流電。所述控制電路包括輔助電源、同步電路、取樣電路、調(diào)理電路、單片機(jī)、PFM產(chǎn)生電路、邏輯電路與驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件少而小，性能優(yōu)越，只用一級(jí)功率變換電路直接把輸入電源的工頻市電變換成高頻交流電。
【IPC分類】H05B41/288
【公開(kāi)號(hào)】CN105491769
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610018774
【發(fā)明人】張國(guó)安
【申請(qǐng)人】武漢鑫雙易科技開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日