一種基于二級變頻控制技術的xed燈鎮(zhèn)流器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型技術涉及照明領域中的一種電子鎮(zhèn)流器，特別涉及一種基于二級變頻控制技術的 XED 燈(Xenon Energy-saving Discharge-lamp)鎮(zhèn)流器。
【背景技術】
[0002]HID高壓氣體放電燈(熒光燈、高壓鈉燈、金鹵燈、XED燈)是目前相對光效很好的發(fā)光源，驅動器大多采用了電感式鎮(zhèn)流器作為驅動，電感式鎮(zhèn)流器價格低廉、工作穩(wěn)定可靠，所以得到了廣泛的應用；由于電感式鎮(zhèn)流器功率因素(PFC)低，加了補償電容后也只做到0.8左右，且?guī)лd效率也很低，只有75%左右，這樣電能利用率相對很低，再是需要大量的銅、硅原材料，又笨重又，又費材，同時，電壓的波動會使燈的功率不穩(wěn)定，由于采用的電感式的，沒有各種安全保護裝置；特別是在每個交流周期，由于電流與電壓交越時會產生一個瞬間電壓(這個電壓很高)加在燈的電極上，使電極損壞激增，加速了燈的光衰，一般的5000小時左右就達到了有效使用壽命的極限。在當下提倡節(jié)能降耗的大形勢下，有必要有新的技術來代替這種驅動方式。
[0003]電子鎮(zhèn)流器的提出，很好的解決了功率因素(PFC)低的問題(在全電壓范圍輸入時達到90%以上)，帶載效率也得到了提升83%左右，各種安全保護裝置也可以加上。現(xiàn)有的鎮(zhèn)流器一般采用了開關降壓(Switch buck)轉換型全橋驅動、半橋驅動。由于現(xiàn)有技術采用的是開關降壓型電路拓撲方案，帶載效率做不高，這將形成了一個技術突破難題。對于節(jié)能緊迫的當下，提出一種更高效節(jié)能，更安全可靠的鎮(zhèn)流器勢在必行。
[0004]故，針對目前現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研宄，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器。
[0006]一種基于二級變頻控制技術的XED燈鎮(zhèn)流器，包括整流濾波模塊、功率因數(shù)校正模塊、第一變頻模塊、第二變頻模塊和高壓啟動模塊，其中，
[0007]所述整流濾波模塊與交流輸入相連接，用于對交流電進行整流濾波；
[0008]所述功率因數(shù)校正模塊與所述整流濾波模塊相連接，用于進行功率因數(shù)校正；
[0009]所述第一變頻模塊與所述功率因數(shù)校正模塊相連接，用于將所述功率因數(shù)校正模塊輸出的直流電壓進行脈沖方波變換；
[0010]所述第二變頻模塊與所述第一變頻模塊相連接，用于將所述第一變頻模塊輸出的脈沖方波信號轉換為頻率更低的脈沖方波信號；
[0011]所述高壓啟動模塊與所述第二變頻模塊相連接，用于在所述鎮(zhèn)流器開啟時產生瞬間高壓信號點亮XED燈。
[0012]優(yōu)選地，還包括輔助電源和控制模塊，所述輔助電源與所述功率因數(shù)校正模塊相連接，用于為所述控制模塊提供低壓供電；
[0013]所述控制模塊與所述功率因數(shù)校正模塊、第一變頻模塊、第二變頻模塊相連接，用于檢測所述功率因數(shù)校正模塊、第一變頻模塊、第二變頻模塊的工作參數(shù)，并根據(jù)該工作參數(shù)控制所述功率因數(shù)校正模塊、第一變頻模塊、第二變頻模塊。
[0014]優(yōu)選地，還包括智能接口，所述智能接口與所述控制模塊相連接，用于與外部設備相連接。
[0015]優(yōu)選地，所述整流濾波模塊包括保險絲F3、吸收電阻RT2，電容C4、電感T5、電容C6、整流橋D3和電容C12。
[0016]優(yōu)選地，所述功率因數(shù)校正模塊包括變壓器T6、電阻R3、電阻R7、電阻R9、電阻R17、電阻R5、電阻R4、電阻R2、電阻R20、電阻R2022、電容C20、電容C14、電容C15、電容C17、芯片U2、二極管D2004和MOS管Q2。
[0017]優(yōu)選地，所述第一變頻模塊包括電阻R38、電阻R39、電阻R37、電阻R23、電阻R24、電阻R26、三極管Q5、三極管Q6、MOS管Q3和MOS管Q4。
[0018]優(yōu)選地，所述第二變頻模塊包括轉換電感器T3、轉換電感器T2、電容C22、電容C28、電容Cll和電容C27。
[0019]優(yōu)選地，所述高壓啟動模塊為高壓變換器Tl。
[0020]優(yōu)選地，所述輔助電源包括二極管D1、電容Cl、電容C4、二極管D5、二極管D6、電容C3、穩(wěn)壓管D4、二極管D2、電感L1、穩(wěn)壓管D3、集成電路芯片U1、電容C29、電阻R1、集成電路芯片U3和電容C7 ；
[0021]所述控制模塊為單片機。
[0022]優(yōu)選地，所述第一變頻模塊輸出的方波信號的頻率范圍在40KHz-200KHz之間；
[0023]所述第二變頻模塊根據(jù)所述第一變頻模塊輸出的方波信號進行跟隨變頻，其輸出的方波信號的頻率范圍在50Hz-500Hz之間。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，采用本實用新型的技術方案，由于采用了二級變頻方式，有效的消除了燈啟動時大尖峰電壓變化(dv/dt)對開關管的損壞，有效的消除了脈沖尖峰在點火啟動時對燈電極的損傷，相對的延長了燈的使用壽命，同時減小了傳導干擾因素，并可以保持有效燈使用壽命(3萬小時)的光效不變，維持在初始光效狀態(tài)。
[0025]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器實施方式I的原理框圖；
[0027]圖2是本實用新型基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器實施方式2的原理框圖；
[0028]圖3是本實用新型基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器實施方式3的原理框圖；
[0029]圖4是本實用新型基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0030]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的玻璃鋼纖維混凝土復合管，詳細說明如下:
[0031]參見圖1，所示為本實用新型基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器實施方式I的原理框圖，包括整流濾波模塊(101)、功率因數(shù)校正模塊(102)、第一變頻模塊(103)、第二變頻模塊(104)和高壓啟動模塊(105)，具體工作原理如下:
[0032]外接輸入交流電壓為鎮(zhèn)流器供電，經(jīng)整流濾波模塊(101)對交流電進行整流濾波，再通過功率因數(shù)校正模塊(102)進行功率因素校正，使功率因素在全電壓輸入(AV80V-265V 50Hz/60Hz)范圍內達到穩(wěn)定的0.98以上，并輸出恒定電壓；再經(jīng)第一變頻模塊(103)和第二變頻模塊(104)將功率因數(shù)校正模塊(102)輸出的恒定電壓進行脈沖二級頻率變換，第一變頻模塊(103)輸出的方波頻率為40KHz-200KHz，第二變頻模塊(104)輸出的方波頻率為50Hz-500Hz ;再由高壓啟動模塊(105)在所述鎮(zhèn)流器(10)開啟時產生瞬間高壓信號，從而點亮XED燈(20)。XED燈(20)通過高壓啟動模塊(105)輸出的瞬間高壓(20KV)電場產生等離子放電，并維持一定功率的放電狀態(tài)，從而產生類似太陽光普的可見光。
[0033]本實用新型通過脈沖頻率控制驅動XED光源，使XED光源工作在恒定或受調光控制功率狀態(tài)，將驅動器的效率提高至96%或更高，達到節(jié)能的目的。功率驅動部分采用了二級跟隨變頻方式實現(xiàn)，頻率變化是根據(jù)所要控制的負載功率參數(shù)，達到實現(xiàn)控制負載功率穩(wěn)定可靠工作的目的。
[0034]參見圖2，所示為本實用新型基于二級變頻控制技術的XED鎮(zhèn)流器實施方式2的原理框圖，還包括輔助電源(107)和控制模塊(106)，所述輔助電源(107)與所述功率因數(shù)校正模塊(102)相連接，用于為所述控制模塊(106)提供低壓供電；從而提供一個穩(wěn)定的直流電壓，以便集成電路芯片能可靠的進行工作。
[0035]所述控制模塊(106)與所述功率因數(shù)校正模塊(102)、第一變頻模塊(103)、第二變頻模塊(104)相連接，用于檢測所述功率因數(shù)校正模塊(102)、第一變頻模塊(103)、第二變頻模塊(104)的工作參數(shù)，并根據(jù)該工作參數(shù)控制所述功率因數(shù)校正模塊(102)、第一變頻模塊(103)、第二變頻模塊(104)。
[0036]交流輸入經(jīng)功率因數(shù)校正模塊(102)進行功率因數(shù)調整并將電壓升到400V得到一個穩(wěn)定不變的直流電壓，根據(jù)負載的功率的不同，控制模塊(106)進行處理，確保功率因素使終大于0.98以上，第一變頻模塊(103)將升壓后得到的穩(wěn)定直流電壓進行脈沖方波變換控制，頻率控制范圍控制在40KHz-200HKz，其目的是為了提高輸入部分的抗干擾性，有效提高CCC認證要求的ESD標準，頻率的變化是由控制模塊(106)檢測到XED燈在不同工作狀態(tài)各種參數(shù)進行調整變頻；為了使得燈電極兩端的工作溫度保持足夠水平，并達到平衡狀態(tài)，同時為了消除燈兩極電流的di/dt瞬間尖峰狀態(tài)，第二變頻模塊(104)將第一變頻模塊(103)的頻率轉換成50Hz-500Hz脈沖頻率，頻率跟隨第一變頻模塊(103)進行變化，頻率范圍控制在50Hz-500Hz之內，而后用這個方波脈動直流對XED燈(20)進行驅動控制。高壓啟動模塊(105)是在開啟工作時，從第二變頻模塊(104)中取出電壓信號，形成一個瞬間電壓，這個電壓幅度達到23KV以上，同時有效峰值時間寬度大于100ns，這個電壓所產生的電場將擊穿XED燈(20)內的發(fā)光體，形成一個等離子狀態(tài)，此時高壓啟動模塊(105)將不再工作，而由第二變頻模塊(104)接管驅動，維持XED燈(20)進入等離子放電狀態(tài)，這個放電過程中，離子不斷的復合電離，在復合的過程中，電能轉換成光能，以光的形式輻射。
[0037]在進行功率因數(shù)校正時，控制模塊(106)首先根據(jù)輸入交流電經(jīng)過整流濾波模塊(101)整流后得到的饅頭波電壓進行貞測，再根據(jù)XED燈(20)的工作功率，得到控制PFC的控制頻率，使得輸入的電壓、電流的相位重合，從而得到最大的功率因素值。
[0038]在XED燈(20)啟動時，控制模塊(106)給第一變頻模塊(103)、第二變頻模塊(104)提供一個固定控制頻率，這個頻率目的是讓高壓啟動模塊(105)產生一個符合XED燈
(20)啟動的電壓。
[0039]當XED燈(20)啟動成功后，控制模塊(106)控制對燈的各種參數(shù)進行跟蹤分析，同時對第一變頻模塊(103)、第二變頻模塊(104)作出相應的變頻控制，使用得XED燈(20)符合啟動及正常工作要求，當XED燈(20)的參數(shù)發(fā)生變化時，