金鹵燈電子鎮(zhèn)流器動態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性研究?? 摘要:介紹了一種250W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器,電路由PFC,Buck變換器和全橋逆變器組成。為了避免聲諧振,全橋逆變器工作在200Hz低頻方波,并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地研究金鹵燈的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。 關(guān)鍵詞:電子鎮(zhèn)流器;金屬鹵化物燈;聲諧振
1??? 引言 ??? 目前,金屬鹵化物燈因其光效高,顯色性好,壽命長等優(yōu)點(diǎn),已在眾多的照明領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。但由于其伏-安特性非線性的緣故,需要鎮(zhèn)流器進(jìn)行啟動和穩(wěn)弧放電。 ??? 氣體放電燈,特別是金鹵燈在高頻工作時有聲諧振的問題,會導(dǎo)致弧光的不穩(wěn)定、色溫的變化、甚至息弧。克服聲諧振的方法主要有: ??? 1)使氣體放電燈工作在極高頻[2],超出聲諧振的頻率范圍,但是由于開關(guān)損耗與開關(guān)頻率成正比,散熱和效率問題會變得異常突出; ??? 2)使氣體放電燈工作在調(diào)頻狀態(tài)[3],使得聲諧振不可能形成,但是各個廠家生產(chǎn)的氣體放電燈在外形上不太一樣,無聲諧振的頻帶也不一樣,所以也比較困難; ??? 3)使氣體放電燈工作在低頻方波,聲諧振的頻帶一般在幾kHz到1MHz,所以聲諧振一般就不會形成了。 ??? 本文采用三級的電子鎮(zhèn)流器,工作于低頻方波模式,并采用恒功率控制,避免了采用恒流控制方法而導(dǎo)致的隨著燈泡的老化而燈電壓升高的問題。 2??? 電路拓?fù)? ??? 本文介紹的250W電子鎮(zhèn)流器如圖1所示,是 針 對 美 國 電 網(wǎng) 市 電 標(biāo) 準(zhǔn) 開 發(fā) 的 , 所 以 輸 入 電 壓 為 交 流120 V。 為 了 獲 得 較 高 的 功 率 因 數(shù) , 第 1級 功 率 因 數(shù) 校 正 電 路 ( PFC) 將 120V交 流 電 轉(zhuǎn) 換 為 240 V直 流 , 第 2級 DC/DC變 換 器 用 作 恒 功 率 控 制 , 第 3級 DC/AC逆 變 器 將 直 流 轉(zhuǎn) 變 為 200 Hz方 波 電 壓 。 由 于 金 鹵 燈 燈 需 要 2~ 3 kV的 點(diǎn) 火 電 壓 , 所 以 加 了 一 個 單 級 的 點(diǎn) 火 器 , 用 來 產(chǎn) 生 高 壓 脈 沖 。 恒 功 率 控 制 采 樣 了 Buck變 換 器 ( 第 2級 DC/DC) 的 輸 出 電 壓 和 電 流 來 控 制 Buck變 換 器 的 PWM驅(qū) 動 信 號 。
圖1??? 電子鎮(zhèn)流器總框圖 3??? 電路工作原理 第??? 1級電路如圖2所示,由EMI濾波器和PFC電路組成。其中PFC電路采用MC34262芯片控制,可以獲得接近于1的功率因數(shù),它將交流120V轉(zhuǎn)變?yōu)?40V直流,作為下一級DC/DC變換器的輸入。
圖2??? 第1級PFC主電路 ??? 第2和第3級的主電路如圖3所示,分別由一個Buck變換器和一個全橋逆變電路組成。當(dāng)金鹵燈起輝前,由于負(fù)載開路,電流檢測為零,Buck控制輸出最大占空比,Buck電路輸出為240V左右,經(jīng)R3向C3充電,當(dāng)充到雙向觸發(fā)管(SIDAC)的觸發(fā)電壓時,觸發(fā)管導(dǎo)通,C3放電,高壓加在升壓變壓器T1的原邊,副邊輸出一個2~3kV的高壓脈沖,加在金鹵燈的兩端,提供其點(diǎn)火電壓,如果一次點(diǎn)火失敗,C3又被充電,重復(fù)以上過程,直到金鹵燈被點(diǎn)亮。當(dāng)金鹵燈點(diǎn)亮后電流增大,則Buck變換器的輸出將會下降,穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)大約在120V,低于SIDAC的觸發(fā)電壓,不會產(chǎn)生高壓脈沖,當(dāng)燈泡壞了以后不需要關(guān)掉電源,只要重新?lián)Q上新的燈泡又可以重新點(diǎn)亮。
圖3??? 第2和第3級主電路 4??? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析 ??? 一個250W電子鎮(zhèn)流器樣機(jī)驗(yàn)證了上述方案,元件參數(shù)如下:LBoost=180μH,CBoost=400μF,LBuck=120μH,CBuck=1μF,RSense=0.1Ω,R1=200kΩ,R2=256Ω,R3=100kΩ,C3=1μF,T1匝比=1∶20。圖4是C3兩端的電壓波形??梢钥吹絊IDAC的觸發(fā)頻率是3.6Hz,即大概需要280ms,當(dāng)SIDAC觸發(fā)導(dǎo)通時,副邊感應(yīng)出一個高壓脈沖,波形如圖5所示,尖峰電壓達(dá)到2kV。
圖4??? C3兩端的電壓
圖5??? 燈兩端點(diǎn)火時電壓 ??? 1)動態(tài)特性 ??? 圖6顯示了燈從啟動到穩(wěn)態(tài)的整個過程中電壓電流的變化,從中可以看到恒功率的控制過程,燈從啟動到穩(wěn)態(tài)大概需要150s。圖7和圖8分別是燈電壓、燈電流隨時間變化曲線,燈電壓是隨時間慢慢增長的,相反燈電流是隨時間慢慢降低的。金鹵燈在啟動過程中經(jīng)歷了4個階段:氣體電離階段,輝光放電階段,輝光放電向弧光放電過渡階段以及弧光放電維持升壓階段。圖9是燈等效電阻隨時間的變化曲線,由于燈電阻的非線性,所以要用恒功率控制。 圖6??? 燈電壓、電流動態(tài)過程
圖7??? 燈電壓-時間曲線 圖8??? 燈電流-時間曲線
圖9??? 燈電阻-時間曲線 ??? 2)穩(wěn)態(tài)特性 ??? 圖10是燈的穩(wěn)態(tài)電壓、電流波形??梢钥吹诫妷汉碗娏魇峭辔坏?,電壓和電流是線性的,功率因數(shù)接近于1,所以穩(wěn)態(tài)時金鹵燈可以看作是一個電阻,250W金鹵燈大概為62Ω。
圖10??? 燈兩端穩(wěn)態(tài)電壓、電流波形 5??? 結(jié)語 ??? 實(shí)驗(yàn)研究表明本文介紹的三級電子鎮(zhèn)流器具有可靠性高,穩(wěn)定性好的特點(diǎn),啟動電路簡單,實(shí)用。文中同時給出了250W金鹵燈的穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性。 |
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器動態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性研究
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2010-07-14 13:50:1118
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器電路圖
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器電路圖
本文提出了一種兩級無聲諧振金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的新型控制方法。鎮(zhèn)流器包括功率
2008-01-31 09:26:367790
雙平行梁的動態(tài)特性—正弦穩(wěn)態(tài)影響
雙平行梁的動態(tài)特性——正弦穩(wěn)態(tài)影響
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕緦?shí)驗(yàn)說明如何用傳感器測量系統(tǒng)的動態(tài)特性。
2009-03-06 16:10:541172
電子鎮(zhèn)流器變壓器用微晶材料研究及應(yīng)用
電子鎮(zhèn)流器變壓器用微晶材料研究及應(yīng)用
照明在現(xiàn)今的日常生活和工商活動中是不可缺少的耗能設(shè)備。在各國的耗電上占有相當(dāng)大的比例,因此如何提高照明燈具的效
2009-04-30 09:06:09739
采用超高頻點(diǎn)燈克服金鹵燈聲諧振問題的電子鎮(zhèn)流器研究
采用超高頻點(diǎn)燈克服金鹵燈聲諧振問題的電子鎮(zhèn)流器研究
摘要:采用超高頻點(diǎn)燈的電子鎮(zhèn)流器可以有效地克服高強(qiáng)度氣體放電燈尤其
2009-07-11 09:45:31699
一種小功率金鹵燈用電子鎮(zhèn)流器
一種小功率金鹵燈用電子鎮(zhèn)流器
1引言
高強(qiáng)度氣體放電燈,如汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈,在室外照明中
2009-07-17 09:10:291151
鎮(zhèn)流器/電子鎮(zhèn)流器的常用術(shù)語
鎮(zhèn)流器/電子鎮(zhèn)流器的常用術(shù)語
1、鎮(zhèn)流器(安定器)損失值(Ballast Loss)
這一數(shù)值代表電子鎮(zhèn)流器(電子安定器)本身所消耗
2009-10-09 09:15:413195
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的新型控制方法
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的新型控制方法
提出了一種兩級無聲諧振金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的新型控制方法。鎮(zhèn)流器包括功率因數(shù)校正、一個帶降壓功能的半橋
2009-10-09 10:06:091351
基于單片機(jī)的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器研制
基于單片機(jī)的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器研制
0 引 言
隨著科技的迅猛發(fā)展,世界自然資源也以同樣的迅猛速度消耗著,節(jié)能已經(jīng)成為各國
2009-11-10 11:03:201102
電子鎮(zhèn)流器式熒光燈,電子鎮(zhèn)流器式熒光燈原理
電子鎮(zhèn)流器式熒光燈,電子鎮(zhèn)流器式熒光燈原理
電子鎮(zhèn)流器式熒光燈 熒光燈電子鎮(zhèn)流器問世于八十年代初,由荷蘭飛利浦公
2010-03-08 10:37:502358
節(jié)能燈及電子鎮(zhèn)流器末來發(fā)展
節(jié)能燈及電子鎮(zhèn)流器末來發(fā)展
像電感鎮(zhèn)流器一樣耐用且無噪音無閃爍又節(jié)能成本又低的產(chǎn)品真正取代電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器,迎合
2010-04-17 15:29:141142
電子鎮(zhèn)流器中高強(qiáng)度放電HID燈的特性
本文介紹了在電子鎮(zhèn)流器中一種高亮度環(huán)保節(jié)能燈(HID)應(yīng)用與特性。
2011-02-16 16:49:4383
自激電子鎮(zhèn)流器非線性控制特性研究
本文運(yùn)用基于頻域的Tsypkin軌跡法和基于時域的Hamel軌跡法對該非線性系統(tǒng)的控制特性作了詳細(xì)的分析。通過一個36W 的自激LC 串聯(lián)諧振 聯(lián)負(fù)載型電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計和實(shí)驗(yàn),
2011-02-16 17:52:0255
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)
節(jié)能為主的現(xiàn)代照明中,金鹵燈以其優(yōu)良的照明效果,較高顯色指數(shù)在商業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,目前由于電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性,以及制造工藝等因素,使該系列并未取得較好應(yīng)用。本文以
2011-05-23 18:32:3172
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器分段控制策略
針對新型電光源- 金鹵燈 的負(fù)阻特性,本文介紹了一種金鹵燈分段線性模型,并提出一種適用于金鹵燈分段線性化啟動特性和穩(wěn)態(tài)恒功率控制的控制策略,設(shè)計了70W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器樣
2011-06-23 10:46:2638
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器原理電路
金鹵燈以其優(yōu)良的照明效果,較高的顯色指數(shù)在商業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,目前由于電子產(chǎn)品的不穩(wěn)定性和制造工藝的制約,使該系列產(chǎn)品并未得到較為廣泛的應(yīng)用。
2011-08-01 14:23:537084
電子鎮(zhèn)流器的電磁干擾抑制研究
分析電子鎮(zhèn)流囂電磁干擾產(chǎn)生的原因;介紹 電子鎮(zhèn)流囂 電磁干擾造成的危害;提出電子鎮(zhèn)流器的電磁干擾抑制
2011-08-08 17:50:0261
電子鎮(zhèn)流器淺析,電子鎮(zhèn)流器的選用與相關(guān)技術(shù)術(shù)語
電子鎮(zhèn)流器(Electronic ballast),是鎮(zhèn)流器的一種,是指采用電子技術(shù)驅(qū)動電光源,使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。與之對應(yīng)的是電感式鎮(zhèn)流器(或鎮(zhèn)流器)。
2017-05-25 17:09:244483
電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光方法,電子鎮(zhèn)流器電路圖研究應(yīng)用
20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了世界性的能源危機(jī),節(jié)約能源的緊迫感使許多公司致力于節(jié)能光源和熒光燈電子鎮(zhèn)流器的研究,隨著半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展,各種高反壓功率開關(guān)器件不斷涌現(xiàn),為電子鎮(zhèn)流器的開發(fā)提供了條件,
2017-05-26 08:50:444632
晶體管的開關(guān)特性參數(shù)t,s對電子鎮(zhèn)流器電氣性能的影響
晶體管的開關(guān)特性參數(shù)t,s對電子鎮(zhèn)流器電氣性能的影響
2017-09-12 08:47:126
電子鎮(zhèn)流器是什么
鎮(zhèn)流器作為日光燈的一大部件,主要分為電感式鎮(zhèn)流器與電子式鎮(zhèn)流器兩種類型,在選用鎮(zhèn)流器上我們也必須遵守國家準(zhǔn)則,不標(biāo)準(zhǔn)的鎮(zhèn)流器必須被實(shí)時淘汰。介紹了這么多你知道鎮(zhèn)流器是什么了嗎?鎮(zhèn)流器有什么作用?鎮(zhèn)流器的用途優(yōu)又是什么呢?
2017-11-03 09:25:1211024
電子鎮(zhèn)流器好壞檢測_電子鎮(zhèn)流器壞了怎么判斷
電子鎮(zhèn)流器(Electronic ballast),是鎮(zhèn)流器的一種,是指采用電子技術(shù)驅(qū)動電光源,使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。與之對應(yīng)的是電感式鎮(zhèn)流器(或鎮(zhèn)流器)?,F(xiàn)代日光燈越來越多的使用電子鎮(zhèn)流器,輕便小巧,甚至可以將電子鎮(zhèn)流器與燈管等集成在一起
2017-11-03 11:29:5683532
電子鎮(zhèn)流器改開關(guān)電源
電子鎮(zhèn)流器的工作原理 由于氣體放電燈(如熒光燈、霓虹燈、金鹵燈等)是一種具有如圖1所示V-I特性的負(fù)阻性電光源,即為負(fù)值,從圖1可以看出,當(dāng)燈電流上升時,燈管的工作電壓下降,但是供電電壓不會下降,多出的這點(diǎn)電壓加到燈管后會使燈電流進(jìn)一步上升
2017-11-03 12:16:1119899
什么是電子鎮(zhèn)流器?電子鎮(zhèn)流器的工作原理
電子鎮(zhèn)流器(Electronic ballast),是鎮(zhèn)流器的一種,是指采用電子技術(shù)驅(qū)動電光源,使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。電子鎮(zhèn)流器完成的是將工頻交流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流電源的變換器,首先,工頻電源
2017-11-03 16:52:536346
基于動態(tài)相量法的STATCOM建模與仿真研究
建立準(zhǔn)確高效的靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)數(shù)學(xué)模型是電力系統(tǒng)動態(tài)無功補(bǔ)償研究的重要基礎(chǔ)。電力電子開關(guān)器件的應(yīng)用使得STATCOM模型超出了準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的假定,傳統(tǒng)的正弦穩(wěn)態(tài)模型難以滿足仿真速度和精度
2017-11-15 14:58:549
金鹵燈和鈉燈有什么區(qū)別_金鹵燈和鈉燈的區(qū)別介紹
本文介紹了什么是金鹵燈和什么是鈉燈,另外還分析了鈉燈和金鹵燈的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了金鹵燈性能結(jié)構(gòu)與鈉燈原理,最后詳細(xì)介紹了介紹了金鹵燈和鈉燈的區(qū)別。
2018-01-19 15:49:4917156
電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器_優(yōu)勢何在
現(xiàn)在的熒光燈越來越多的采用電子鎮(zhèn)流器。那么你知道電子鎮(zhèn)流器對比電感鎮(zhèn)流器有哪些優(yōu)勢嗎?本文首先介紹了電子鎮(zhèn)流器原理圖,其次闡述了電子鎮(zhèn)流器相對于代傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn),最后介紹了電子鎮(zhèn)流器取代電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)勢,具體的跟隨小編來詳細(xì)的了解一下。
2018-05-22 17:23:494553
電子鎮(zhèn)流器電路分析
太陽能電池用于道路照明,目前正迅速地發(fā)展,與之配套的蓄電池點(diǎn)燃35W一70W小功率高壓鈉燈、金鹵燈泡時,所用鎮(zhèn)流器必須功耗小、效率高,才能達(dá)到最佳的電光轉(zhuǎn)換效率。本文介紹的該電子鎮(zhèn)流器,靜態(tài)電流150mA,效率95%,屬于自觸發(fā)電路?,F(xiàn)將電路分析如下。
2018-06-02 09:15:003673
STC單片機(jī)控制金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計方案
目前相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)提出了多種電子鎮(zhèn)流器的控制思想,其共同點(diǎn)是尋求在保證金鹵燈穩(wěn)定工作的同時,避免聲諧振現(xiàn)象的發(fā)生。聲諧振現(xiàn)象是指 HID 燈在高頻工作時出現(xiàn)電弧不穩(wěn)定現(xiàn)象,其會嚴(yán)重影響燈具的照明效果
2019-02-18 14:41:171795
電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)缺點(diǎn)
本文主要介紹了電子鎮(zhèn)流器優(yōu)缺點(diǎn)。電子鎮(zhèn)流器是鎮(zhèn)流器的一種,是指采用電子技術(shù)驅(qū)動電光源,使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。與之對應(yīng)的是電感式鎮(zhèn)流器(或鎮(zhèn)流器)?,F(xiàn)代日光燈越來越多的使用電子鎮(zhèn)流器,輕便小巧
2019-06-20 15:50:5111762
金鹵燈是什么燈_金鹵燈使用壽命
金鹵燈一般指金屬鹵化物燈。金鹵燈是交流電源工作的,在汞和稀有金屬的鹵化物混合蒸氣中產(chǎn)生電弧放電發(fā)光的放電燈,金鹵燈是在高壓汞燈基礎(chǔ)上添加各種金屬鹵化物制成的第三代光源。照明采用鈧鈉型金鹵燈,該燈具
2020-04-08 11:28:349968
功率放大器案例:基于動態(tài)特性試驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)名稱: 功率放大器 在音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的動態(tài)特性試驗(yàn)研究中的應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過NI的多功能IO設(shè)備搭建基于LabVIEW的直驅(qū)閥閉環(huán)控制系統(tǒng),試驗(yàn)研究直驅(qū)閥的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性。 實(shí)驗(yàn)
2022-01-05 18:12:07339
功率放大器在音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的動態(tài)特性試驗(yàn)研究中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)名稱:功率放大器在音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的動態(tài)特性試驗(yàn)研究中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^NI的多功能IO設(shè)備搭建基于LabVIEW的直驅(qū)閥閉環(huán)控制系統(tǒng),試驗(yàn)研究直驅(qū)閥的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性。實(shí)驗(yàn)設(shè)備:信號
2022-11-18 16:28:14325
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