專利名稱：可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無極燈技術(shù)，尤其涉及一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
無極燈作為一種長壽命、免維護、高光效及高顯色性的照明產(chǎn)品，已經(jīng)被國內(nèi)及國際市場廣泛接受，無極燈產(chǎn)品在工廠車間照明、道路隧道照明及投光泛光照明工程中均有著顯著效果。無極燈通過高頻磁芯發(fā)射射頻范圍的電磁波耦合激發(fā)燈管內(nèi)的放電物質(zhì)(如汞原子)，進而汞原子發(fā)射出的紫外線(例如253.7nm的紫外線)可有效激發(fā)三基色或其他光譜組分的光線進行照明。由于無極燈本身沒有電極，因而可保證其在長期(例如5年或更長時間)使用情況下，仍然具備穩(wěn)定、無需替換等特點。無極燈通常使用無極燈電子鎮(zhèn)流器來驅(qū)動，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種無極燈驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)，圖2示出了該驅(qū)動電路的工作信號波形。圖1所示的驅(qū)動電路主要采用的是傳統(tǒng)的逆變電路，通過設(shè)定IR2156芯片的RT/CT引腳的外接器件來設(shè)定逆變電路的運行頻率值。為了使得無極燈能獲得各個國家的準(zhǔn)入性認(rèn)證(如歐盟CE、日本PSE等)，需要其電磁波干擾滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。由于無極燈采用高頻電路輸出耦合燈管磁環(huán)產(chǎn)生同頻率磁通量，并進而耦合燈管產(chǎn)生同頻率電場，故無極燈點亮后即發(fā)射出以此頻率為主要輻射的高頻電磁波，同時也在電源線中發(fā)射在線路中傳導(dǎo)的以無極燈運行頻率為主的電磁波干擾。因此，如何降低 無極燈的電磁波干擾以使其滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)就成為一個需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調(diào)制方法，能夠獨立調(diào)節(jié)無極燈的運行頻率，使其滿足國際標(biāo)準(zhǔn)對電磁波干擾的要求。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路，包括:外部調(diào)控電路，根據(jù)用戶調(diào)節(jié)產(chǎn)生輸入信號；微處理單元，其輸入端與所述外部調(diào)控電路的輸出端相連，根據(jù)所述輸入信號調(diào)制產(chǎn)生頻率為50KHz 180KHz的輸出信號，該輸出信號經(jīng)由第一輸出端和第二輸出端輸出；逆變電路，其輸入端口與所述微處理單元的第一輸出端和第二輸出端相連。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述逆變電路包括:第一 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第一輸出端，其第一端接收整流號;第二 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第二輸出端，其第一端連接所述第一 MOS晶體管的第二端，其第二端接地；逆變諧振電路，其第一輸入端連接所述第二 MOS晶體管的第一端，其第二輸入端接地。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述逆變諧振電路的輸出端配置為連接無極燈燈管。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該獨立頻率輸出電路還包括:市電供電電路，將市電電壓轉(zhuǎn)化為所述微處理單元需要的電源電壓，并將其傳輸至所述微處理單元的電源端。本發(fā)明還提供了上述任一項所述的獨立頻率輸出電路的調(diào)制方法，包括:調(diào)節(jié)所述外部調(diào)控電路，使所述微處理單元輸出頻率為ISOKHz的輸出信號；檢測電磁波干擾，如果檢測結(jié)果超出EN55015標(biāo)準(zhǔn)，則通過所述外部調(diào)控電路調(diào)低所述微處理單元的輸出信號的頻率并再次檢測，直至檢測結(jié)果符合EN55015標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該方法還包括:在檢測結(jié)果符合EN55015標(biāo)準(zhǔn)時，記錄所述微處理單元的輸出信號當(dāng)前的頻率，記為第一頻率；在批量生產(chǎn)時，將各個產(chǎn)品內(nèi)的該微處理單元配置為固定輸出頻率為該第一頻率的輸出信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比·，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明實施例的獨立頻率輸出電路可以將工作頻率控制在50KHz 180KHZ，一方面在該頻率范圍內(nèi)EN55015標(biāo)準(zhǔn)相對較為寬松，使得無極燈整燈能夠達到EN55015標(biāo)準(zhǔn)的電磁波干擾要求；另一方面，50KHz 180KHz的頻率范圍與傳統(tǒng)無極燈225KHz的運行頻率相比，降低幅度為40%左右，使得無極燈產(chǎn)品中的電感類材質(zhì)(如外部鐵氧體磁芯、電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部電感等)的增加在可控范圍內(nèi)，小于傳統(tǒng)225KHZ運行頻率的無極燈為了保證電磁兼容性達標(biāo)而增加的屏蔽成本。進一步地，在進行調(diào)制時，首先將無極燈的運行頻率設(shè)定在180KHz，根據(jù)電磁波干擾值的測試不斷下調(diào)運行頻率，直至符合EN55015標(biāo)準(zhǔn)，由于EN55015標(biāo)準(zhǔn)在180KHz 50KHz的頻段內(nèi)允許的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)值線性增大，因此在該范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)運行頻率，可以保證無極燈滿足EN55015標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種無極燈驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示電路的工作波形圖；圖3是EN55015標(biāo)準(zhǔn)中電源線傳導(dǎo)干擾/兼容性認(rèn)證示意圖；圖4是EN55015標(biāo)準(zhǔn)中空間電磁輻射干擾/兼容性認(rèn)證示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的無極燈的主視圖；圖6是本發(fā)明實施例的無極燈的側(cè)視圖；圖7是本發(fā)明實施例的無極燈的俯視圖；圖8是本發(fā)明實施例的獨立頻率輸出電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式無極燈作為一種照明電器產(chǎn)品，其市場準(zhǔn)入必須獲得相應(yīng)國家的準(zhǔn)入性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。目前，根據(jù)國際電工委員會的指定標(biāo)準(zhǔn)，在包括我國、歐盟、日本、中東地區(qū)及南美地區(qū)等，均采用IEC的EN55015標(biāo)準(zhǔn)。EN55015標(biāo)準(zhǔn)為燈具類產(chǎn)品電磁波干擾測試標(biāo)準(zhǔn)，包括燈具電源線傳導(dǎo)干擾和電磁波空間輻射干擾兩項(本申請中統(tǒng)稱為電磁波干擾測試，不加以區(qū)分)。EN55015標(biāo)準(zhǔn)的測試標(biāo)準(zhǔn)示意圖如圖3和圖4所示，其中可明確觀察到，在測試圖表中，對應(yīng)低頻(小于50KHz頻率下的照明電器運行頻率)其允許的標(biāo)準(zhǔn)為恒定的IlOdBy V(傳導(dǎo)測試)和88dBy V(輻射測試);而在50ΚΗζ至180ΚΗζ之間，ΕΝ55015允許的電磁波干擾標(biāo)準(zhǔn)強度值呈現(xiàn)線性下降的趨勢；而在ISOKHz至30MHz之間的測試，允許的電磁波干擾標(biāo)準(zhǔn)強度值則進一步線性下降并趨于穩(wěn)定的趨勢。其中，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電磁波干擾標(biāo)準(zhǔn)強度值，是強制不允許超標(biāo)的范圍。發(fā)明人經(jīng)過研究明確，如果無極燈的運行頻率降低至50KHz及以下(即節(jié)能燈的運行頻率附近)，則由于允許的電磁波干擾標(biāo)準(zhǔn)強度值放大而給予無極燈的電磁干擾輸出量更大的余地。但隨著無極燈本身頻率的降低，存在著耦合外部鐵氧體磁芯、電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部電感值會逐漸增大，從而導(dǎo)致成本增加，故不應(yīng)當(dāng)使無極燈運行頻率降低至50KHz及以下。而本申請中的可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路，其主要原理是改變無極燈電子鎮(zhèn)流器運行頻率及逆變輸出電路的方式，通過將運行頻率調(diào)節(jié)至50KHz-180KHz (+/-10% ) 頻段范圍，使無極燈整燈產(chǎn)品能夠達到EN55015標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電磁波干擾的要求。同時，由于50KHz-180KHz的運行頻率相對于傳統(tǒng)無極燈225KHz的運行頻率而言，降低幅度僅在40%左右，故其電感類材質(zhì)，如外部鐵氧體磁芯、電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部電感等的增加都在可控范圍之內(nèi)，小于傳統(tǒng)225KHZ運行頻率的無極燈為保證電磁兼容性達標(biāo)而增加的屏蔽成本。下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。本實施例以一種隧道燈具匹配矩形200W/220V無極燈產(chǎn)品為例進行說明，其結(jié)構(gòu)如圖5至7所示。通過調(diào)節(jié)運行頻率，可以使得該無極燈產(chǎn)品滿足EN55015標(biāo)準(zhǔn)對電磁波干擾的要求，調(diào)節(jié)頻率可以采用通過人工手動旋鈕調(diào)節(jié)的方式，但并不限于此。在測試完畢之后，對于批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，可以通過設(shè)定好旋鈕調(diào)節(jié)點位以及微處理單元(MCU)內(nèi)部的運行頻率值，可以使得生產(chǎn)的無極燈產(chǎn)品都符合EN55015標(biāo)準(zhǔn)的電磁波干擾測試。下面參考圖8進行詳細(xì)說明。圖8示出了本實施例的無極燈產(chǎn)品中的獨立頻率輸出電路的電路結(jié)構(gòu)，主要包括:外部調(diào)控電路11、微處理單元12、逆變電路13、市電供電電路14、整流高壓電路15。其中，外部調(diào)控電路11用于根據(jù)用戶調(diào)節(jié)產(chǎn)生輸入信號，其可以是現(xiàn)有技術(shù)中各種數(shù)字、模擬的可調(diào)節(jié)電路，例如手動調(diào)節(jié)旋鈕、紅外遙控感應(yīng)調(diào)節(jié)電路等，只要能夠根據(jù)用戶的調(diào)節(jié)產(chǎn)生對應(yīng)的可識別的輸入信號即可。作為一個非限制性的例子，本實施例中的外部調(diào)控電路11包括電阻Rl和滑動變阻器R2，其中用戶可以通過手動調(diào)節(jié)旋鈕來調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的電阻值。例如，可以選擇IOVDC的電源，滑動變阻器R2的最大電阻值與電阻Rl的電阻值相等，從而可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R2使得其上的電壓為0-5V。微處理單元12的輸入端和外部調(diào)控電路11的輸出端相連，根據(jù)外部調(diào)控電路11產(chǎn)生的輸入信號調(diào)制產(chǎn)生頻率為50KHz 180KHz的輸出信號，該輸出信號經(jīng)由微處理單元12的第一輸出端和第二輸出端輸出。作為一個非限制性的例子，本實施例中微處理單元12采用的是ATMEL公司的Mega系列芯片，例如Mega8或Megal6。此外，可以將微處理單元12的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)端口 PCO與外部調(diào)控電路11的輸出端相連。例如外部調(diào)控電路11輸出的0-5V的輸入信號可以通過ADC端口 PCO進入微處理單元12?？梢詫⑽⑻幚韱卧?2的輸出端口 PC2作為第一輸出端，將微處理單元12的輸出端口 PCl作為第二輸出端，微處理單元12產(chǎn)生的輸出信號經(jīng)由輸出端口 PCl和輸出端口 PC2輸出。進一步而言，可以使用微處理單元12的內(nèi)部寄存器來存儲輸入信號轉(zhuǎn)換后得到的二進制數(shù)值，并將各個二進制數(shù)值與180KHz 50KHz內(nèi)的各個頻率相對應(yīng)。例如，假定微處理單元12的內(nèi)部寄存器為8位寄存器，則180KHz 50KHz的頻段被分割為256分段。例如，OV的輸入信號對應(yīng)微處理單元12的內(nèi)部寄存器數(shù)值為“0000，0000”，對應(yīng)180KHz的運行頻率值；5V的輸入信號對應(yīng)微處理單元12的內(nèi)部寄存器數(shù)值為“1111，1110”，對應(yīng)50KHz的運行頻率值。輸入信號的其他電壓值與微處理單元12的內(nèi)部寄存器數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系可以為:
權(quán)利要求
1.一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路，其特征在于，包括: 外部調(diào)控電路，根據(jù)用戶調(diào)節(jié)產(chǎn)生輸入信號； 微處理單元，其輸入端與所述外部調(diào)控電路的輸出端相連，根據(jù)所述輸入信號調(diào)制產(chǎn)生頻率為50KHZ 180KHZ的輸出信號，該輸出信號經(jīng)由第一輸出端和第二輸出端輸出；逆變電路，其輸入端口與所述微處理單兀的第一輸出端和第二輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨立頻率輸出電路，其特征在于，所述逆變電路包括: 第一 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第一輸出端，其第一端接收整流信號; 第二 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第二輸出端，其第一端連接所述第一MOS晶體管的第二端，其第二端接地； 逆變諧振電路，其第一輸入端連接所述第二 MOS晶體管的第一端，其第二輸入端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨立頻率輸出電路，其特征在于，所述逆變諧振電路的輸出端配置為連接無極燈燈管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨立頻率輸出電路，其特征在于，還包括: 市電供電電路，將市電電壓轉(zhuǎn)化為所述微處理單元需要的電源電壓，并將其傳輸至所述微處理單元的電源端。
5.權(quán)利要求1至4中任一項所述的獨立頻率輸出電路的調(diào)制方法，其特征在于，包括: 調(diào)節(jié)所述外部調(diào)控電路，使所述微處理單元輸出頻率為ISOKHz的輸出信號； 檢測電磁波干擾，如果檢測結(jié)果超出EN55015標(biāo)準(zhǔn)，則通過所述外部調(diào)控電路調(diào)低所述微處理單元的輸出信號的頻率并再次檢測，直至檢測結(jié)果符合EN55015標(biāo)準(zhǔn)。
6.權(quán)利要求5所述的獨立頻率輸出電路的調(diào)制方法，其特征在于，還包括: 在檢測結(jié)果符合EN55015標(biāo)準(zhǔn)時，記錄所述微處理單元的輸出信號當(dāng)前的頻率，記為第一頻率； 在批量生產(chǎn)時，將各個產(chǎn)品內(nèi)的該微處理單元配置為固定輸出頻率為該第一頻率的輸出信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調(diào)制方法，該電路包括外部調(diào)控電路，根據(jù)用戶調(diào)節(jié)產(chǎn)生輸入信號；微處理單元，其輸入端與所述外部調(diào)控電路的輸出端相連，根據(jù)所述輸入信號調(diào)制產(chǎn)生頻率為50KHz～180KHz的輸出信號，該輸出信號經(jīng)由第一輸出端和第二輸出端輸出；逆變電路，其輸入端口與所述微處理單元的第一輸出端和第二輸出端相連。本發(fā)明能夠獨立調(diào)節(jié)無極燈的運行頻率，使其滿足國際標(biāo)準(zhǔn)對電磁波干擾的要求。
文檔編號H05B41/282GK103228092SQ20131016686
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者李文鵬, 李維德, 陳艷 申請人:上海宏源照明電器有限公司