直流供电低压钠灯数字化电子镇流器设计
刘汉奎,张相军,徐殿国
1 引 言
绿色照明工程要求采用效率高,寿命长,安全和性能稳定的照明电器产品。直流供电照明广泛用于车船照明、风力发电照明、太阳能照明、流动摊贩照明、停电应急照明、安全照明等方面。低压钠灯光效可达210lm／W,是目前光效最高的气体放电灯,具有很强的单色性。功率小于35W的低压钠灯主要用在光谱仪器中作为单色光源。35W以上低压钠灯主要用于照明或信号灯。在此针对110V直流电压采用升压变换器和半桥LCC逆变器设计了55W低压钠灯电子镇流器(Electronic Ballast,简称EB),并应用单片机实现了保护和恒定输出功率等功能。
2 电路结构及工作分析
图1示出110V直流供电的EB结构框图。在主电路中,直流电压经过Boost电路升压到350V,再经过半桥逆变,最后在LCC结构的负载匹配网络两端产生高频方波,从而驱动灯。控制电路中包括控制电源电路、Boost控制电路、半桥控制电路、检测电路和驱动电路。
图2示出主电路拓扑结构图。其中Boost变换器工作在电感电流连续工作状态。在该状态下,输入电流纹波随电感L1的增大而减小。
图3示出Boost变换器工作过程的等效电路与各点波形。
当开关管VQ1导通时,电感电流iL流过电感线圈L1,在L1未饱和之前,电流线性增加,电能以磁能的形式储存在电感线圈中。此时,电容C1放电,RLoad上流过电流Io,RLoad两端为输出电压Uo,极性上正下负。由于开关管导通,二极管阳极接电源US的负极,二极管承受反向电压,所以电容不能通过开关管放电,其工作状态见图3a。
