[发明专利]用于高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯的电子镇流器的控制方法，特别地，涉及一种高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法。

背景技术

高强度气体放电灯由于其高发光效率、长寿命得到了越来越广泛的应用。但是高强度气体放电灯所呈现的负阻特性，使得不能单纯地将其接入电网，只有和镇流器配合使用才能用于日常照明。而传统的电感式镇流器体积大而笨重，且存在一些诸如污染电网的严重问题，因此它必将为另一种新颖的镇流器所取代，这种镇流器即电子镇流器。电子式镇流器需确保灯工作在恒功率状态，使光输出稳定、并延长灯的寿命。主要原因有以下三点：其一，同种规格的高强度气体放电灯的工作特性存在着很大差异，单纯的恒压或者恒流控制的电子镇流器接到不同的灯上时可能出现很大的功率差异，使其偏移额定功率，造成灯寿命的下降。其二，高强度气体放电灯并非等效于一个纯阻，在恒压或者恒流控制下，功率也会随机浮动，使光输出不稳定并降低灯的寿命。其三，随着使用时间的推移，灯两端的额定电压会有上升趋势，传统的恒压或者恒流控制方法会使得灯工作在非额定功率下。使光输出不稳定并降低灯的寿命。

电子镇流器有着许多的优点，其中之一就是可以控制灯工作在恒功率状态下，提高照明质量、延长灯的寿命。高强度气体放电灯电子镇流器的恒功率控制方法大致分为两类：数字恒功率控制和模拟恒功率控制。模拟恒功率控制电路复杂、移植性差、成本高、控制精度相对较低、对电路参数的敏感性比较大。而数字恒功率控制电路简单、成本低、可靠性高，由于其中有数字控制的部分，因此控制精度高、移植性好。现有的数字恒功率技术一般是单独采集灯电流来控制灯电压或者采集灯电压来控制灯电流。这样的控制方法在灯泡电流换向时会存在正反馈的现象。比如采样灯电压来控制灯电流的方法，当灯电流换向时电流会变小，灯电压由于换向而产生一个过冲。此时采集的灯电压上升，从而控制灯电流减小，而灯电流减小会导致灯泡能量维持不上而发生重点火的现象，这样电压又要上升，形成一个正反馈使电路不稳定。同样，采样灯电流控制灯电压的方法也会存在这种问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于高强度气体放电灯的电子镇流器恒功率控制方法，镇流器的主电路包括直流直流变换电路和全桥逆变电路；控制系统包括微控制器和驱动芯片，微控制器带有模拟数字信号转换器的高速PWM发生器。其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)控制器内部自带的模拟数字转换器采集镇流器主电路上的电压信号电流信号，从而得到灯泡的当前功率值；

(2)数字PI调节：采用增量式算法对功率值进行PI调节；

(3)产生数字PWM信号：微控制器内部自带高速PWM发生器根据PI调节的结果跟内部自带的三角波信号进行比较，产生PWM信号；

(4)PWM信号通过驱动芯片直接控制直流直流变换电路，调节其输出电压，从而达到恒功率控制。

进一步地，通过以下方程对功率值进行PI调节：

y_k＝y_k-1+(K_p+K_pK_I)e_k-K_pe_k-1，

式中：y_k为PI调节器的第k次输出值；

y_k-1为PI调节器的第k-1次输出值；

e_k为第k次采样时，给定量和反馈量之间的差值；

e_k-1为第k-1次采样时，给定量和反馈量之间的差值；

K_I为积分系数，Kp为比例系数，均根据具体的控制系统人工设定。

本发明的有益效果是，本发明通过同时采集灯电流和灯电压进行调节，达到恒功率的控制，恒功率控制的实时性好，精度高，同时保证在灯泡的各个状态下都能稳定运行。

附图说明

图1是本发明电子镇流器恒功率控制方法的应用电路结构框图；

图2是本发明电子镇流器恒功率控制方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。