專利名稱：電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子鎮(zhèn)流器應(yīng)用下的照明電流控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于照明 控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓鈉燈由于制作工藝不同或不同國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)不同，使相同功率的高壓鈉燈在不 同功率段時(shí)的燈電壓差別很大。傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器是恒流控制型的，電感鎮(zhèn)流器在匹配高壓鈉燈點(diǎn)火燈亮之后， 燈電流<5A，并且電流基本上恒定，隨燈電壓的升高燈功率升高，燈電壓升高到最大值，燈 功率穩(wěn)定。但是由于不同的高壓鈉燈燈電壓差別大，不同型號(hào)或不同標(biāo)準(zhǔn)的燈匹配同一型 號(hào)的電感鎮(zhèn)流器時(shí)功率會(huì)有差別，功率過小發(fā)揮不了電感鎮(zhèn)流器的性能，功率過大會(huì)降低 燈泡壽命甚至損壞燈泡。電感鎮(zhèn)流器表現(xiàn)出與燈泡的匹配性差的缺陷。傳統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器是恒功率控制型的，但是在點(diǎn)火后到滿功率的階段，功率呈線 性增長(zhǎng)，功率上升階段無法控制燈的電流。電子鎮(zhèn)流器的Vbus是恒定的，通過檢測(cè)電流可以 使燈功率恒定，不同的燈泡在滿功率后不會(huì)出現(xiàn)功率的不同。在匹配高壓鈉燈使用，為了保 持高壓鈉燈的壽命，在點(diǎn)火后，初始功率設(shè)定在與滿功率成一定比例的值，但是一些燈泡在 上述設(shè)定好的初始功率下的燈電壓很低，導(dǎo)致高壓鈉燈在點(diǎn)火后電流很大，然而功率呈線 性增長(zhǎng)無法改變，使高壓鈉燈在大電流下工作較長(zhǎng)時(shí)間，因此無法有效地保持燈泡的使用 壽命甚至在點(diǎn)火后一會(huì)兒燈泡便損壞。所以傳統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器與燈泡的匹配性也難于達(dá)到 理想的程度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種電子鎮(zhèn)流器的照明電流 控制系統(tǒng)及其控制方法，以解決電子鎮(zhèn)流器應(yīng)用下的照明電流不恒定，或電流過大影響照 明燈具壽命的缺陷。本發(fā)明的上述第一個(gè)目的，將技術(shù)方案為電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流控制系統(tǒng)基于照明電路 設(shè)有兩路閉環(huán)反饋電路和一個(gè)PWM控制芯片Ul，所述PWM控制芯片Ul的兩個(gè)輸出端連至用 以驅(qū)動(dòng)照明電路的半橋電路Ql和Q2，其中第一路為照明電路的電流檢測(cè)閉環(huán)反饋電路，包 含電流互感器L、整流二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、電阻Rl及單片機(jī)U2;第二路為功率檢測(cè)閉 環(huán)反饋電路，包含功率檢測(cè)電阻R2、由電阻R3和電容C3構(gòu)成的積分電路、二極管D3以及包 含運(yùn)放U3和U4的運(yùn)算放大電路；所述單片機(jī)U2的輸出端連至積分電路電阻R3的一端，所 述運(yùn)算放大電路運(yùn)放U3的輸出端Vqut經(jīng)二極管D3連至PWM控制芯片Ul的一個(gè)輸入端。進(jìn)一步地，所述PWM控制芯片Ul至少為SG3525AN，所述單片機(jī)U2至少為12F508， 所述運(yùn)算放大電路至少為L(zhǎng)M324，并且所述照明電路中的照明光源為高壓鈉燈。本發(fā)明的上述第二個(gè)目的，基于目的一的照明電流控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其技術(shù)解決方案包括步驟I、采用電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)亮照明電路中的高壓鈉燈，設(shè)定PWM控制芯片Ul的一個(gè)初始 頻率，使照明電路具有一個(gè)初始功率；II、將照明電路的初始電流經(jīng)電流互感器變換、二極管整流后，輸入單片機(jī)U2處 理，所得的PWM信號(hào)再經(jīng)積分電路處理后輸入運(yùn)放U3的V+，根據(jù)所得到的Vott調(diào)制PWM控 制芯片Ul的的輸出頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)照明電路的功率和電流，直至照明電路的電流達(dá)到預(yù)設(shè) 的最大額定電流。進(jìn)一步地，當(dāng)初始功率下的照明電路電流小于最大額定電流時(shí)，Vott輸出為高電 平，PWM控制芯片的輸出頻率減小，照明電路的功率和電流均增大；當(dāng)初始功率下的照明電 路電流大于最大額定電流時(shí)，V-輸出為低電平，PWM控制芯片的輸出頻率增大，照明電路的 功率和電流均減小。本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制系統(tǒng)及其控制方法，其突出效果為通過在恒 定燈電流的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)燈的功率，在燈電壓自主上升中增大燈的功率，在燈電壓穩(wěn)定后燈 功率也穩(wěn)定，達(dá)到高壓鈉燈在點(diǎn)亮之后燈電流一直恒定，在滿功率后燈功率也恒定的目的。 改變了傳統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器在高壓鈉燈點(diǎn)亮之后功率線性增長(zhǎng)，電流不恒定，容易損壞燈泡 和燈泡匹配性差的缺點(diǎn)。以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明 技術(shù)方案更易于理解、掌握。


圖1是本發(fā)明照明電流控制系統(tǒng)的基本電路框圖。
具體實(shí)施例方式為了有效地解決電子鎮(zhèn)流器的燈電流不恒定的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種電子鎮(zhèn)流 器的照明電流控制方案，具體到系統(tǒng)及其控制方法兩個(gè)層面。本方案采用兩路閉環(huán)反饋的 方式控制電子鎮(zhèn)流器的燈電流。一路閉環(huán)反饋電流，通過電流互感器檢測(cè)燈電流，并且將檢 測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)中燒寫有程序，程序控制單片機(jī)處理 電壓信號(hào)后輸出PWM信號(hào)。將燈電流設(shè)置在一定的值，單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)經(jīng)積分電路后 成一個(gè)電壓信號(hào)。另一路閉環(huán)反饋電路，通過功率電阻上的電壓檢測(cè)燈的功率，通過一個(gè)運(yùn) 算放大器將電壓放大輸出一個(gè)放大的電壓信號(hào)。兩路閉環(huán)反饋電路輸出的電壓相互比較， 輸出高電平或低電平調(diào)節(jié)PWM控制芯片的振蕩頻率。PWM控制芯片輸出驅(qū)動(dòng)半橋中的場(chǎng)效應(yīng)管交替工作，調(diào)節(jié)輸出的頻率可以調(diào)節(jié)燈 的功率。當(dāng)信號(hào)的頻率增大，燈功率降低；當(dāng)信號(hào)的頻率減小，燈功率增大。高壓鈉燈(以下簡(jiǎn)稱“燈”)在點(diǎn)亮之后燈電壓會(huì)自主地上升，上升到一定的值功 率便恒定。本發(fā)明所述的用于電子鎮(zhèn)流器的燈電流控制方案通過在恒定燈電流的基礎(chǔ)上調(diào) 節(jié)燈的功率，在燈電壓自主上升中增大燈的功率，在燈電壓穩(wěn)定后燈功率也穩(wěn)定，達(dá)到高壓 鈉燈在點(diǎn)亮之后燈電流一直恒定，在滿功率后燈功率也恒定的目的。改變了傳統(tǒng)的電子鎮(zhèn) 流器在高壓鈉燈點(diǎn)亮之后功率線性增長(zhǎng)，電流不恒定，容易損壞燈泡和燈泡匹配性差的缺 點(diǎn)ο
本發(fā)明所述的用于電子鎮(zhèn)流器的燈控制方案圖1所示，包含PWM控制芯片Ul，Ul 是SG3525AN，半橋電路Ql和Q2，照明電路，電流互感器L，整流二極管D2，二極管D3，電阻 Rl和R2，單片機(jī)U2，U2是12F508，運(yùn)算放大器LM324中的兩個(gè)運(yùn)算放大器U3和U4。Ul的輸出A和輸出B連接半橋電路，控制Ul的振蕩頻率可以控制加載到高壓鈉 燈的功率，在電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)亮高壓鈉燈后，Ul設(shè)定一個(gè)初始頻率使高壓鈉燈有一個(gè)初始功 率。要求高壓鈉燈的電流最大為5A，L檢測(cè)照明網(wǎng)絡(luò)的電流，將電流以一定比例變換為低電 流，經(jīng)Dl整流和Rl電流變電壓，在Rl兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓，再通過穩(wěn)壓二極管D2在單片機(jī) U2的5腳輸入電壓信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)處理后輸出PWM信號(hào)，經(jīng)積分電路R3和C3后，輸出電壓 V+。當(dāng)燈電流> 5A時(shí)，PWM信號(hào)的占空比減小，積分后的V+也減?。划?dāng)燈電流< 5A時(shí)，PWM 信號(hào)的占空比增加，積分后的V+也增加；R2是燈的功率檢測(cè)電阻，R2上的電壓通過運(yùn)算放大器U4輸出一個(gè)放大的電壓信 號(hào)V-，隨功率升高，V-增大。V+和V-通過比較器U3比較輸出VOT。如果高壓鈉燈在初始功 率下的電流> 5A，V+不斷減小，直到V- > V+，此時(shí)Vott為低電平，PWM控制芯片的輸出頻率 增大，則燈功率和燈電流都減小；如果高壓鈉燈在初始功率下的電流< 5A，V+不斷增大，直 到V- < V+，此時(shí)Vott為高電平，PWM控制芯片的輸出頻率減小，則燈功率和燈電流都增大。通過上述的反饋方式，高壓鈉燈的電流保持恒定，隨著燈電壓的上升，燈的功率不 斷上升，當(dāng)滿功率時(shí)V- = V+, PWM控制芯片的頻率不再變化，燈功率恒定。以上是對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明，以加深對(duì)本發(fā)明的理解，并不是限定本發(fā)明的多種 形式，凡基于本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改電路結(jié)構(gòu)或元件型號(hào)參數(shù)，都在本專利請(qǐng) 求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流控制系統(tǒng)基于照明電路設(shè) 有兩路閉環(huán)反饋電路和一個(gè)PWM控制芯片Ul，所述PWM控制芯片Ul的兩個(gè)輸出端連至用以 驅(qū)動(dòng)照明電路的半橋電路Ql和Q2，其中第一路為照明電路的電流檢測(cè)閉環(huán)反饋電路，包含 電流互感器L、整流二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、電阻Rl及單片機(jī)U2 ；第二路為調(diào)制運(yùn)算閉環(huán) 反饋電路，包含功率檢測(cè)電阻R2、由電阻R3和電容C3構(gòu)成的積分電路、二極管D3以及包含 運(yùn)放U3和U4的運(yùn)算放大電路；所述單片機(jī)U2的輸出端連至積分電路電阻R3的一端，所述 運(yùn)算放大電路運(yùn)放U3的輸出端Vqut經(jīng)二極管D3連至PWM控制芯片Ul的一個(gè)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制系統(tǒng)，其特征在于所述PWM 控制芯片Ul至少為SG3525AN，所述單片機(jī)U2至少為12F508，所述運(yùn)算放大電路至少為 LM3240
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制系統(tǒng)，其特征在于所述照明電 路中的照明光源為高壓鈉燈。
4.電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制方法，基于權(quán)利要求1所述的照明電流控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)， 其特征在于包括步驟1、采用電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)亮照明電路中的高壓鈉燈，設(shè)定PWM控制芯片 Ul的一個(gè)初始頻率，使照明電路具有一個(gè)初始功率；II、將照明電路的初始電流經(jīng)電流互 感器變換、二極管整流后，輸入單片機(jī)U2處理，所得的PWM信號(hào)再經(jīng)積分電路處理后輸入運(yùn) 放U3的V+，根據(jù)所得到的Vqut調(diào)制PWM控制芯片Ul的輸出頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)照明電路的功率 和電流，直至照明電路的電流達(dá)到預(yù)設(shè)的最大額定電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器的照明電流控制方法，其特征在于當(dāng)初始功率 下的照明電路電流小于最大額定電流時(shí)，￥_輸出為高電平，PWM控制芯片的輸出頻率減小， 照明電路的功率和電流均增大；當(dāng)初始功率下的照明電路電流大于最大額定電流時(shí)，Vot輸 出為低電平，PWM控制芯片的輸出頻率增大，照明電路的功率和電流均減小。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種照明電流控制系統(tǒng)及方法，基于照明電路設(shè)有兩路閉環(huán)反饋電路和一個(gè)PWM控制芯片U1，該P(yáng)WM控制芯片U1的兩個(gè)輸出端連至用以驅(qū)動(dòng)照明電路的半橋電路Q1和Q2，其中第一路包含電流互感器L、整流二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R1及單片機(jī)U2；第二路包含功率檢測(cè)電阻R2、二極管D3以及運(yùn)算放大電路；單片機(jī)U2的輸出端連至積分電路電阻R3的一端，運(yùn)算放大電路運(yùn)放U3的輸出端VOUT經(jīng)二極管D3連至PWM控制芯片U1的一個(gè)輸入端。一路閉環(huán)反饋由互感器檢測(cè)電流，并變換為電壓信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)處理后輸出PWM波；另一路閉環(huán)反饋檢測(cè)功率，通過運(yùn)算放大器放大電流信號(hào)，PWM控制芯片采集這兩路信號(hào)比較后輸出的高或低電平，調(diào)節(jié)PWM的頻率，從而對(duì)燈電流實(shí)現(xiàn)控制。
文檔編號(hào)H05B41/36GK102131334SQ20111009497
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者邱明 申請(qǐng)人:蘇州市紐克斯照明有限公司