[发明专利]一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法

说明书

一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，包括高强度气体放电灯电子镇流器和恒功率双闭环控制；其中，高强度气体放电灯电子镇流器包括电磁干扰滤波电路、全桥逆变电路、点火脉冲电路、基于ARM的数字控制电路和辅助电源，所述恒功率双闭环控制包括内环和外环，所述内环为电流控制环，所述电流控制环采用电流滞环跟踪控制，所述外环为功率控制环，所述功率控制环采用线性PI进行恒功率控制。本发明所述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，消除声谐振现象。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法。

背景技术

滞环电流控制器具有实现简单、无条件稳定、电流跟踪精度高、动态响应快、无稳态误差、鲁棒性强等特点，已被应用于很多的场合。然而，传统固定环宽的滞环电流控制器的一个主要缺点是开关频率不固定，这将使逆变器输出侧滤波器的设计带来了困难，功率开关管的开关频率必须设置上限值。HID灯在高频工作时极易产生声谐振现象，如电弧闪烁、扭曲和光强不稳，严重时导致灯管损坏。消除（或避免）声谐振现象的方法是HID灯电子镇流器的重要技术问题之一。

为了克服固定环宽的滞环控制存在的开关频率不固定的缺点，本控制系统的电流环采用基于误差电流过零调节环宽以稳定开关频率的滞环跟踪控制。本电子镇流器的逆变电路采用低频方波叠加高频PWM的控制方式，以消除声谐振现象。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，消除（或避免）声谐振现象。

技术方案：本发明提供了一种二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，包括高强度气体放电灯电子镇流器和恒功率双闭环控制；其中，高强度气体放电灯电子镇流器包括电磁干扰滤波电路、全桥逆变电路、点火脉冲电路、基于ARM的数字控制电路和辅助电源，所述电子镇流器的逆变电路采用低频方波叠加高频PWM的控制方式，所述恒功率双闭环控制包括内环和外环，所述内环为电流控制环，所述电流控制环采用电流滞环跟踪控制，所述外环为功率控制环，所述功率控制环采用线性PI进行恒功率控制，并用数字方式实现。本发明的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，采用低频方波叠加高频PWM控制基础上增加恒功率控制，消除（或避免）声谐振现象，本控制系统的电流环采用基于误差电流过零调节环宽以稳定开关频率的滞环跟踪控制，滞环跟踪控制系统不仅具有固定滞缓控制的优点，同时能够获得稳定的开关频率。第一次将稳定开关频率的滞环控制应用于HID灯低频方波电子镇流器中。

进一步的，上述的二级式HID电子镇流器的数字滞环电流跟踪控制方法，所述全桥逆变电路包括功率IGBT的T1，T2，T3和T4、功率IGBT的反并联二极管D1，D2，D3和D4、4个功率IGBT对应的PWM驱动信号PWM1，PWM2，PWM3和PWM4、用于高频滤波的电感L和电容C、HID灯等效电阻R、左半桥臂检流电阻Rsense1和右半桥臂检流电阻Rsense2；其中，所述 V_dc和i_dc分别为PFC输出电压（逆变器直流母线电压）和PFC输出电流（逆变器直流母线电流），所述i_L为流过电感L电流，所述 i₁和i₂分别为流过左半桥臂检流电阻Rsense1和右半桥臂检流电阻Rsense2的电流。

表1示出了全桥电压型逆变电路在不同负载电流情况下所有开关状态State与对应开关输出电压U_AB的关系。

表1 全桥逆变器开关状态