一種閉環(huán)可控的調(diào)光無極燈電子鎮(zhèn)流器及其調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種閉環(huán)可控的調(diào)光無極燈電子鎮(zhèn)流器及其調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法，該鎮(zhèn)流器包括濾波整流電路，APFC電路，光控電路，高頻逆變電路。其中光控電路采用負(fù)反饋控制方式，接收到光度調(diào)節(jié)指令后，通過電壓調(diào)理電路采樣APFC電路輸出電壓，并調(diào)理輸出到MCU控制器，然后經(jīng)過MCU中的控制策略輸出一個合理的控制量到控制電壓調(diào)理電路，然后輸出電壓控制信號到APFC新品的輸出電壓反饋端，來調(diào)節(jié)APFC輸出電壓即高頻逆變電路電源電壓，這樣就能夠調(diào)節(jié)逆變電路的電壓幅度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)無極燈功率和亮度的目的。
【專利說明】一種閉環(huán)可控的調(diào)光無極燈電子鎮(zhèn)流器及其調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及無極燈【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是無極燈電子鎮(zhèn)流器電路及其調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]無極燈是無電極電磁感應(yīng)燈的簡稱，由電子鎮(zhèn)流器、耦合器和燈泡組成，分為高頻無極燈(工作頻率2.65MHz)和低頻無極燈(250KHz)，具有壽命長、光效高、高顯色性、節(jié)能等優(yōu)點，被稱為未來取代金鹵燈和高壓鈉燈的第四代綠色照明光源。在節(jié)能減排的當(dāng)今社會，綜合考慮具體應(yīng)用場合的照度和時間(后半夜路燈照明)等因素，調(diào)節(jié)燈的照度，可以節(jié)約電力，增加經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到節(jié)能減排的目的。實現(xiàn)單光源的數(shù)字控制和光控成為國家“十二五”綠色照明工程規(guī)劃重點支持的項目之一。因此實現(xiàn)無極燈的光控功能具有重要的意義。無極燈的光控一股有調(diào)壓法和調(diào)頻法，調(diào)頻法一股要求對電子鎮(zhèn)流器電路本身的EMI電路具有較高的要求，否則難以滿足燈具的電磁兼容指標(biāo)；現(xiàn)存的調(diào)壓法一股采用開路的電壓控制式，不注重自動控制算法的應(yīng)用，很難達(dá)到連續(xù)、快速、精確的控制效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種閉環(huán)可控的調(diào)光無極燈電子鎮(zhèn)流器，其可以準(zhǔn)確、快速實現(xiàn)燈泡功率控制。
[0005]本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:本發(fā)明包括濾波整流電路，APFC電路，光控電路和高頻逆變電路。其中，濾波整流電路輸入端連接市電，APFC電路輸入端連接濾波整流電路的輸出端，AFPC電路的輸出端分別與光控電路的輸入端和高頻逆變電路的輸入端連接，光控電路的輸出端與APFC電路的另一輸入端(輸出電壓反饋)連接，高頻逆變電路4輸出端連接到燈泡。光控電路3還包括電壓采樣調(diào)理電路、MCU控制器和控制電壓調(diào)理電路，電壓采樣調(diào)理電路的輸入端與APFC電路2的輸出端連接，電壓采樣調(diào)理電壓的輸出端與MCU的輸入端連接，MCU輸出端與控制電壓調(diào)理電路輸入端連接，控制電壓調(diào)理電路與APFC電路2的電壓反饋端連接。
[0006]所述MCU控制器接收無極燈調(diào)光指令。
[0007]所述電路通過控制APFC電路2輸出電壓的方法，控制高頻逆變電路4輸出的高頻電壓信號的幅度，從而控制電子鎮(zhèn)流器的輸出功率來調(diào)節(jié)燈泡亮度。
[0008]所述電路采用反饋控制的方法來控制APFC電路2的輸出電壓幅度，其中:
電壓采樣調(diào)理電路采樣APFC電路2輸出的電壓，提供反饋電壓，輸出到MCU控制器。
[0009]MCU控制器接收電壓采樣調(diào)理電路輸出的反饋電壓，并通過調(diào)光控制策略輸出控制量信號到控制電壓調(diào)理電路。
[0010]控制電壓調(diào)理電路接收MCU控制器輸出的控制量信號，輸出控制電壓控制信號到APFC電路2中APFC芯片的電壓反饋控制端，控制APFC電路2的輸出電壓幅值。
[0011]所述電壓采樣調(diào)理電路采樣APFC電路2的輸出電壓，并調(diào)理為MCU可接收的信號形式。
[0012]所述MCU控制器接收調(diào)光指令，并轉(zhuǎn)換為反映亮度的電壓量，接收樣電壓調(diào)理電路輸出的信號，采用合適的控制算法，輸出一個控制量到控制電壓調(diào)理電路。
[0013]所述控制電壓調(diào)理電路接收MCU輸出的控制量信號，根據(jù)APFC電路2中的APFC芯片規(guī)定的反饋電壓端電壓標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)理為APFC可以接收的電壓信號，從而控制APFC電路2的輸出電壓。
[0014]本發(fā)明的另一目的還提供一種調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法:
MCU控制器接收調(diào)光指令信號。
[0015]MCU控制器根據(jù)調(diào)光指令信號確定電子鎮(zhèn)流器的輸出功率，根據(jù)功率確定APFC電路2的輸出電壓目標(biāo)值。
[0016]MCU控制器接收電壓采樣調(diào)理電路的輸出值，該輸出值反映了 APFC電路2的實際輸出電壓值，根據(jù)APFC電路2輸出的目標(biāo)值和實際值的誤差，通過控制算法計算出控制量，并通過控制電壓調(diào)理電路輸出控制電壓信號到執(zhí)行機(jī)構(gòu)APFC芯片，將APFC電路2輸出電壓控制到目標(biāo)電壓值。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:采用負(fù)反饋的控制方式，通過MCU控制器實現(xiàn)控制策略，以APFC電路2為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以實現(xiàn)無極燈的數(shù)字化控制和對亮度的準(zhǔn)確?？焖倏刂?。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
本發(fā)明包括:濾波整流電路1，具有EMI濾波和整流功能，交流電源連接到EMI濾波電路，通過其共模濾波和差模濾波，抑制高次諧波傳導(dǎo)和防止對電網(wǎng)的電力質(zhì)量的污染，以達(dá)到電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)；整流電路為橋式整流電路，其輸入端與EMI濾波電路的輸出端相連接，對交流電源進(jìn)行整流后輸出到APFC電路2。
[0020]APFC電路2，主要由APFC芯片及其外圍電路構(gòu)成，APFC芯片可以為FAN7257B或者M(jìn)C33262，為高頻逆變電路提供穩(wěn)定的直流電壓和高功率因子。
[0021 ] 光控電路3，包括電壓采集調(diào)理電路、MCU控制器和控制電壓調(diào)理電路，其中電壓采集調(diào)理電路的輸入端與APFC電路2的輸出端相連接，采集APFC電路2的實際電壓，并調(diào)理為MCU可以處理的信號形式傳遞給MCU控制器；MCU控制器分別接收亮度調(diào)節(jié)指令和電壓采樣調(diào)理電路輸出的信號，將亮度調(diào)節(jié)指令轉(zhuǎn)換為APFC電路2輸出目標(biāo)電壓，采用自動控制算法處理目標(biāo)電壓值和實際輸出電壓值，計算出合理的控制量信號輸出到控制電壓調(diào)理電路；控制電壓調(diào)理電輸入端與MCU輸出端相連接，輸出APFC芯片規(guī)定的信號形式到APFC電路2。
[0022]高頻逆變電路4，包括半橋逆變電路、諧振電路和異常保護(hù)電路，其中，半橋逆變電路輸入端與APFC電路2輸出端連接，輸出端與諧振電路連接，為無極燈工作提供點火電壓和高頻信號；諧振電路輸入端與半橋逆變電路輸出端連接，輸出端與燈泡相連接，具有選頻的功能，為無極燈泡提供一定頻率和幅值的高頻電壓信號；異常保護(hù)電路輸入端與諧振電路的高頻電壓反饋端相連接，輸出端與半橋逆變電路相連接，用于燈泡漏氣、損壞、功率激增等異常保護(hù)。
[0023]本發(fā)明調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法如下:
通過調(diào)節(jié)APFC電路2輸出電壓，控制高頻逆變器輸出功率，從而調(diào)節(jié)高頻無極燈的亮度。電子鎮(zhèn)流器采用負(fù)反饋的方式控制APFC電路2的輸出電壓。MCU控制器接收亮度調(diào)節(jié)指令，并轉(zhuǎn)換為反應(yīng)無極燈功率大小的APFC電路2目標(biāo)輸出值SV。
[0024]MCU控制器接收電壓采樣調(diào)理電路輸出的信號，并轉(zhuǎn)換為與目標(biāo)值SV量綱相同的值PV，來反映APFC電路2的實際輸出電壓值。
[0025]MCU控制器采用PID控制算法，根據(jù)PV和SV的誤差來計算輸出控制量UV到控制電壓調(diào)理電路得到APFC控制信號，從而實現(xiàn)對APFC芯片的控制，獲得目標(biāo)APFC電路2輸出電壓值，最后達(dá)到調(diào)節(jié)無極燈亮度的目的。
[0026]本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于實施例所列舉的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種閉環(huán)可控的調(diào)光無極燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:包括濾波整流電路(1)，APFC電路(2 )，光控電路(3 )和高頻逆變電路(4 );其中，所述濾波整流電路(I)輸入端連接市電，APFC電路(2)輸入端連接濾波整流電路(I)的輸出端，AFPC電路(2)的輸出端分別與光控電路(3)的輸入端和高頻逆變電路(4)的輸入端連接，所述光控電路(3)的輸出端與APFC電路(2)的另一輸入端即輸出電壓反饋連接，高頻逆變電路(4)輸出端連接到燈泡；所述光控電路(3)包括電壓采樣調(diào)理電路、MCU控制器和控制電壓調(diào)理電路，電壓采樣調(diào)理電路的輸入端與APFC電路(2)的輸出端連接，電壓采樣調(diào)理電路的輸出端與MCU控制器的輸入端連接，MCU控制器的輸出端與控制電壓調(diào)理電路輸入端連接，控制電壓調(diào)理電路與APFC電路(2)的電壓反饋端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)可控的調(diào)光無極燈電子鎮(zhèn)流器的調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法，其特征在于包括下述步驟: (1)MCU控制器接收無極燈調(diào)光指令； (2)MCU控制器根據(jù)調(diào)光指令信號確定電子鎮(zhèn)流器的輸出功率，根據(jù)功率確定APFC電路(2)的輸出電壓目標(biāo)值； (3)MCU控制器接收電壓采樣調(diào)理電路的輸出值，該輸出值反映了 APFC電路(2)的實際輸出電壓值，根據(jù)APFC電路(2)輸出的目標(biāo)值和實際值的誤差，通過控制算法計算出控制量，并通過控制電壓調(diào)理電路輸出控制電壓信號到執(zhí)行機(jī)構(gòu)APFC芯片，將APFC電路(2)輸出電壓控制到目標(biāo)電壓值； (4)通過控制APFC電路(2)輸出電壓，控制高頻逆變電路(4)輸出的高頻電壓信號的幅度，從而控制電子鎮(zhèn)流器的輸出功率來調(diào)節(jié)燈泡亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法，其特征在于:所述步驟(4)中，采用反饋控制的方法來控制APFC電路(2)的輸出電壓幅度，其中: 電壓采樣調(diào)理電路采樣APFC電路(2)輸出的電壓，提供反饋電壓，輸出到MCU控制器； MCU控制器接收電壓采樣調(diào)理電路輸出的信號，并通過調(diào)光控制策略輸出控制量信號到控制電壓調(diào)理電路； 控制電壓調(diào)理電路接收MCU控制器輸出的控制量信號，輸出控制信號到APFC電路(2)中APFC芯片的電壓反饋控制端，控制APFC電路(2)的輸出電壓幅值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法，其特征在于:所述的電壓采樣調(diào)理電路采樣APFC電路(2)的輸出電壓，并調(diào)理為MCU控制器可接收電壓范圍的電壓信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，MCU接收調(diào)光指令，并轉(zhuǎn)換為反映亮度的電壓量，接收電壓調(diào)理電路輸出的信號，采用合適的控制算法，輸出一個控制量到控制電壓調(diào)理電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)無極燈亮度的方法，其特征在于:所述控制電壓調(diào)理電路接收MCU輸出的控制量信號，根據(jù)APFC電路(2)中的APFC芯片規(guī)定的反饋電壓端電壓標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)理為APFC可以接收的電壓信號，從而控制APFC電路(2)的輸出電壓。
【文檔編號】H05B41/282GK103458593SQ201310353082
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】李令言, 左濤, 葛玲, 姜巖, 楊玉玲, 侯光澤, 黃富傳 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十六研究所, 中國電子科技集團(tuán)公司第十六研究所峰泰技術(shù)開發(fā)公司, 李令言