电子智能调光镇流节电器及其控制方法

摘要

本发明所设计的电子智能调光镇流节电器，它主要包括由RFI电路，EMI滤波电路、防雷保护电路、整流电路、功率因数纠正电路、控制电路、输出电路组成的主电路，其特征是所述的功率因数纠正电路使用L6562芯片，所述的输出电路包括半桥开关管、驱动电路、单片机、扼流圈和启动LC谐振回路，其中驱动电路使用L6574芯片，且驱动电路通过电感器得到的12V电源供电，单片机为12F675单片机。具有能满足“蓝天使”、“能源之星”和“Energy2000”等标准，输出高度稳定电压，在交流电压过零点时对市电的扰动小，通过主电路连接电感器提供辅助电源给L6574芯片供电，由单片机控制PFC不工作时，这个辅助电源的电压也是0V，从而L6574也不工作，整机的功耗可以将低到接近0的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种镇流器，特别是一种适用高压钠灯的电子智能调光镇流节电器及其控制方法。

背景技术

国内在公共区域内的照明多数采用高压钠灯作为照明光源，普遍采用功率较大的光源，且光源分布的密度大，应用范围光，而镇流器正式钠灯使用中必不可少的部件。传统的电感式的镇流器存在功率因数低和自身损耗大的缺点。大量低功率因数钠灯的使用，对电网造成谐波污染，不但增加了供发电设备的负荷，使供发电设施得不到充分利用，而且严重影响其它用电设备的正常运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种功率因数高，输出功率恒定，输出功率大，具有异常保护，且自动调节功率的电子智能调光镇流节电器及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明所设计的电子智能调光镇流节电器，它主要包括由RFI电路，EMI滤波电路、防雷保护电路、整流电路、功率因数纠正电路、控制电路、输出电路组成的主电路，其特征是所述的功率因数纠正电路使用L6562芯片，所述的输出电路包括半桥开关管、驱动电路、单片机、扼流圈和启动LC谐振回路，其中驱动电路使用L6574芯片，且驱动电路通过电感器得到的12V电源供电，单片机为12F675单片机；功率因数纠正电路与半桥开关管连接，驱动电路与半桥开关管连接，半桥开关管再与扼流圈和启动LC谐振回路连接，谐振回路上设有输出端，且功率因数纠正电路和驱动电路都与单片机连接；在输出端上设有第二输出电压采样端口DET2，在输出端的负极设有第一输出电压采样端口DET1，在半桥开关管上设有开关管电压采样端口DET3；所述的第一输出电压采样端口DET1、第二输出电压采样端口DET2与单片机连接，所述的第二输出电压采样端口DET2、开关管电压采样端口DET3和驱动电路中的L6574芯片连接。所述的L6574芯片和L6562芯片的电源端通过变压器与主电路连接。

所述的L6562的INV脚与主电路的电压输出端相连，其CS脚、GD脚通过与三极开关管与主电路连接，其ZCD脚通过三极开关管与12F675的GPIO1脚连接；所述的L6574的RPRE脚通过三极开关管与12F675的GPIO2脚连接，其OPIN-脚与开关管电压采样端口DET3连接，其OPIN+脚通过电阻与OPIN-连接，其EN1脚与第二输出电压采样端口DET2连接，其HVG脚和LVG脚与半桥开关管内的两个三极开关管连接，其Vs脚与12V电感器连接；所述的12F675单片机的VDD脚与主电路的电压输出端连接，其A/D1脚、A/D2脚、A/D3脚分别于第一输出电压采样端口DET1、第二输出电压采样端口DET2、开关管电压采样端口DET3连接。

本发明所设计的用于电子智能调光镇流节电器的控制方法，是通过第一输出电压采样端口DET1、第二输出电压采样端口DET2、开关管电压采样端口DET3检测电子智能调光镇流节电器是否正常工作，若正常工作则保持现状不变；如没有正常工作则延时重启驱动电路，在至少重启一次的情况下电子智能调光镇流节电器仍无法正常工作，则停止重启，并自动清零重启次数后，待10分钟后重新开启，执行以上操作。

本发明所得到的电子智能调光镇流节电器具有以下特点：1、使用了L6562作为功率因数校正芯片，能满足“蓝天使”、“能源之星”和“Energy2000”等标准，输出高度稳定电压，在交流电压过零点时对市电的扰动小；2通过主电路连接电感器提供辅助电源给L6574芯片供电，由单片机控制PFC不工作时，这个辅助电源的电压也是0v，从而L6574也不工作，整机的功耗可以将低到接近0，实测大约0.2W；3工作电压范围宽，可以应用于电网电压波动大的场合；4低电压启动，且照明质量高，无频闪；5通过单片机控制，在电路出现问题时自动重启无限次重启镇流器，且保护钠灯不受异常情况的影响。

附图说明

图1是本发明实施例1电器简图；

图2是本发明实施例1原理图；

图3是本发明实施例1控制框图；

图4是本发明实施例1中断控制框图；

图5是本发明实施例2输入及整流部分电路详图；

图6是本发明实施例2输出部分电路详图；

图7是本发明实施例2L6574芯片部分电路详图；

图8是本发明实施例2L6562芯片部分电路详图；

图9是本发明实施例212F675芯片部分电路详图；

图10是本发明实施例2输出部分电路简图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例描述的电子智能调光镇流节电器，它主要包括由RFI电路，EMI滤波电路、防雷保护电路、整流电路、功率因数纠正电路、控制电路、输出电路组成的主电路，其特征是所述的功率因数纠正电路使用L6562芯片，所述的输出电路包括半桥开关管、驱动电路、单片机、扼流圈和启动LC谐振回路，其中驱动电路使用L6574芯片，且驱动电路通过电感器得到的12V电源供电，单片机为12F675单片机；功率因数纠正电路与半桥开关管连接，驱动电路与半桥开关管连接，半桥开关管再与扼流圈和启动LC谐振回路连接，谐振回路上设有输出端，且功率因数纠正电路和驱动电路都与单片机连接；在输出端上设有第二输出电压采样端口DET2，在输出端的负极设有第一输出电压采样端口DET1，在半桥开关管上设有开关管电压采样端口DET3；所述的第一输出电压采样端口DET1、第二输出电压采样端口DET2与单片机连接，所述的第二输出电压采样端口DET2、开关管电压采样端口DET3和驱动电路中的L6574芯片连接。所述的L6574芯片和L6562芯片的电源端通过变压器与主电路连接。

所述的L6562的INV脚与主电路的电压输出端相连，其CS脚、GD脚通过与三极开关管与主电路连接，其ZCD脚通过三极开关管与12F675的GPIO1脚连接；所述的L6574的RPRE脚通过三极开关管与12F675的GPIO2脚连接，其OPIN-脚与开关管电压采样端口DET3连接，其OPIN+脚通过电阻与OPIN-连接，其EN1脚与第二输出电压采样端口DET2连接，其HVG脚和LVG脚与半桥开关管内的两个三极开关管连接，其Vs脚与12V电感器连接；所述的12F675单片机的VDD脚与主电路的电压输出端连接，其A/D1脚、A/D2脚、A/D3脚分别于第一输出电压采样端口DET1、第二输出电压采样端口DET2、开关管电压采样端口DET3连接。

如图3，图4所示，本实施例描述的电子智能调光镇流节电器的控制方法，是通过第一输出电压采样端口DET1、第二输出电压采样端口DET2、开关管电压采样端口DET3检测电子智能调光镇流节电器是否正常工作，若正常工作则保持现状不变；如没有正常工作则延时10秒重启驱动电路，在重启五次的情况下电子智能调光镇流节电器仍无法正常工作，则停止重启，并自动清零重启次数后，待10分钟后重新开启，重新执行以上操作。

实施例2

本实施例描述的电子智能调光镇流节电器，其电路图如图5-图9，其中各部分电路通过CN脚相连，其输出部分的电路简图如图10所示其中DET1：用一颗磁珠(L2)串在钠灯负极，当灯没有点燃，DET1上电压为零，但灯点燃后，DET1上峰峰值大约是6V，整流后可以用来识别灯点燃与否。DET2：用电容分压的办法可以采样输出电压。DET3：电阻R5上的电压取样可以检测开关管的电流，有两个作用，一是保护开关管电路，二是由于电压是固定在400V，这样此点的电压，就直接反映出输入功率，由于电路效率很高，控制这个功率实际上就控制了输出功率，从而实现横功率输出。其启动过程是：

预热阶段：整流器接通电源后，由单片机12F675控制启动，启动开始时半桥开关管的工作频率比较高，是fmax，fmax比f0要高，这样400v峰峰值的方波电压主要降到电感上，电容C4上，也就是钠灯的电压比较低，完成预热阶段，不会点燃。

启动阶段：进入启动阶段，400v峰峰值的方波的频率逐渐将低，当频率和f0相等时，L1，C4产生串联谐振，L1，C4上都会出现电压极大值，此电压高低于谐振回路的品质因数有关，也和频率降低到斜率有关，适当的取值，可以调整到启动电压最高是3kv。

点燃阶段：钠灯点燃后电组值较小，相当于C4上并联了一个小电阻，C4的作用可以忽略，这样400v峰峰值的方波通过电感加加到钠灯上，电感的感抗决定了电流的大小，起到限流的作用。

正常工作阶段：电感的感抗和频率成正比，通过动态调整工作频率就可以调整钠灯的电流，实现恒定功率输出。由于不断的动态调整过程中，这样钠灯工作频率有个小幅度的调整，可以有效防止钠灯声共振。