电子镇流器调光方法与工作原理

电子镇流器调光方法与工作原理

一. 占空比调光法

这种调光控制法是利用调节高频逆变器占空比,来实现灯输出功率调节,对半桥逆变

器的最大占空比为0.5,确保半桥逆变器中对两个功率开关管之间的导通有一个死时

间,以免两个功率开关管由于共态导通而损坏;

这种调光控制法存在的问题:如果电感电流连续并渧后于半桥电压U,则功率开关管

可能在导通时工作在零电位状态,在功率开关管关断瞬间需采取吸收电容以达到ZVS工

作条件,这样可进入ZVS工作方式,这是优点,同时EMI和功率开关管的应力可以明显降

低,然而,如果功率开关管的脉冲占空比太小,以致电感电流不连续,则将失去ZVS工作

特性,并且由于供电直流电压较高而使功率开关管上的应力加大,这种不连续电流导通

状态将导致电路的工作可靠性降低和加大EMI辐射;

除了小的脉冲占空比外，当灯管发生故障时，灯电路也会出现不连续工作状态，当负载为开路故障时，电感电流将流过谐振电容，又于这个电容的容量较小，所以阻抗较大，除非两个功率开关管有吸收电路保护，否则功率开关管将承受很大的电压力；

二. 脉冲调频调光法

脉冲调频调光法也是常用的调光方法，如果高频电子镇流器的脉冲开关工作频率增加，则镇流电感的阻抗也增加，这样通过镇流器电感的电流就会下降，从而实现调光控制，图2-1为

脉冲调频调光法的调光控制特性曲线;

脉冲调频调光法存在如下局限性：

1. 调光范围由脉冲调频范围决定,如果脉冲调频范围不大,则功率调节也不大;

2. 为了在低灯功率工作条件下实现调光, 脉冲调频范围(25-50KHZ),磁芯的工作的工作

频率范围以及驱动电路和控制电路的工作特性都可能限制脉冲调光范围 ;

3. 在整个脉冲调频范围内不易实现软开关,在灯负载较轻时,不能实现软开关 ,并将使功率开关管上的电压应力加大,硬开关的瞬态过渡是EMI辐射的主要来源;

4. 如果半桥功率逆变器不工作在软开关状态，则会导致功率逆变器的损耗加大，使灯电路的工作效率降低;

5. 当脉冲开关工作频率在红外摇控的频率范围内时,荧光灯将发射低电平的红外线,如果脉冲调频范围很大,其它的红外摇控装置(如电视机等家用电器)将会到影响;

6. 灯电流近似反比于功率逆变器的脉冲开关工作频率,调光范围与脉冲开关工作频率之间不是线性关系,

7. 当灯负载发生开路故障时,功率逆变器电路将会出现(电流不连续)DCM工作状态,特别是当脉冲开关工作频率很低时更是如此;

三. 改变半桥功率逆变器供电电压的调光法

利用改变半桥功率逆变器供电电压的方法来实现调光有以下优点:

1. 利用调节半桥功率逆变器供电电压的方法来实现调光 ;

2. 利用固定占空比(約0.5)的方法,可以使半桥功率逆变器工作在软开关镇流电感电流连

续(CCM)的宽调光范围内(这也可使开关控制电路简化);

3. 由于开关脉冲频率固定,所以可以针对给定的灯型号简化控制电路设计;

4. 由于开关脉冲频率刚好大于谐振频率,所以可以降低灯电路的无功功率和提高灯电路工作效率;

5. 由于开关脉冲频率固定，所以可以较方便的确定无源器件的参数；

6. 在较宽的功率范围(5%-100%)内可以保持功率半桥逆变器的ZVS工作条件;

7. 在很低的半桥功率逆变器供电电压下,半桥功率逆变器将失去软开关特性,会出现镇流电感不连续(DCM)的工做状态,然而在直流供电电压很低的情况下，这种工作状态不再是个问题,这时功率开关管的电应力和损耗将很小,即使半桥功率逆变器的功率开关管工作在硬开关工作条件下,在低直流供电电压(如20V)情况下,半桥功率逆变器的功率开关管也不会产生太多的EMI辐射;

8. 可实现平滑和几乎线性的灯功率调节控制特性;

9. 可得到低功率解决方案,半桥功率逆变器供电电压可以选得很低(如5%-100%的调光范

围对应30-120V),这样可采用低电压电容和低耐电压值的MOSFET开关管;

10.调光控制仅通过控制功率变换器的输出电压来实现,由于半桥功率逆变器工作在恒频工作状态,所以采用简单的DC/AC控制即可实现调光;

11.灯电流近似和DC/AC变换器的供电电压成正比,调光几乎和AC/DC功率变换器的直流输出电压成正比,调光特性曲线如图2-2所示;

四. 脉冲调相调光法

可通过调节半桥功率逆变器中两只功率开关管的导通相位来调节灯电路的输出功率,从而达到灯电路调光控制的目地,脉冲调相的调光特性曲线图如图2-3所示:

脉冲调相法调光法主要有以下特点:

1. 灯功率可调至1%;

2. 可在任意调光设定值下启动;

3. 可应用多灯应用场合;

4. 调光相位与灯功率的关系线性好;

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