启动过程就是通过放电产生弧光并使之稳定的过程。金卤灯电子镇流器金卤灯电子镇流器的要求针对金卤灯的工作原理特性和启动过程，对电子镇流器设计提出以下几项技术要求适应恶劣的工作环境，并具有自保护功能。能有效避免金卤灯出现声共振现象。功率因数达到以上，电流谐波控制在以内。采用恒功率控制，可以有效地延长灯管寿命。金卤灯电子镇流器设计本课题以金卤灯为研究对象，以提高电子镇流器综合性能为目标，根据金卤灯的特性，选择合理的主电路拓扑结构，提出有效可靠的控制方法，设计出只高性能的金卤灯电子镇流器样品，本电路结构采用三级式结构，原理框图如图所示。第级是交流市电经滤波器，再通过整流桥转变为直流，再次经过有源功率因数校正电路，实现输入端低电流谐波失真高功率因数，输出较稳定的直流电压第二级恒功率控制电路，拓扑结构采用单片机和电流型控制芯片的低端模式的电路，其实现金卤灯的平滑启动精密恒功率控制和自我保护等功能第三级是全桥逆变电路，用低频方波驱动金卤灯，提高了光效，并有效避免声共振现象发生，点火电路完成启动时高压点火。有源功率因数校正控制芯片采用临界导通模式的采用和电流型芯片混合控制系统实现采用全桥逆变控制芯片。各个电路设计在下文中将详细介绍。控制系统滤波器电路整流电路电路电路全桥逆变器灯点火器电路市电图金卤灯电子镇流器原理框图第章功率因数校正功率因数的定义功率因数式中，交流输入市电的基波电流有效值交流输入市电电流的有效值基波电压基波电流相移因数输入电流失真系数。功率因数可以定义为输入电流失真系浙江大学硕士学位论文，邓奎刚金属卤化物灯性能诊断技术的研究与开发东南大学博士学位论文，程为彬高强度气体放电灯电子镇流器技术研究西安理工大学，陈大华现代光源基础学林出版社，毕业设计论文题目陶瓷金卤灯电子镇流器研究与设计摘要随着全球性不可再生能源的逐渐短缺，节能减排已成为我国乃至全世界工业发展所必需关注的问题。作为第三代绿色照明光源，金属卤化物灯由于其光效高显色性好寿命长等特点在绿色照明工程中扮演了重要的角色。目前为金卤灯配套的镇流器仍然为传统的电感式，这种镇流器存在耗能高效率低体积大等问为开发研究的热点。为抑制金卤灯所特有的声共振现象和解决电子镇流器电磁兼容性等问题，本论文采用有源功率校正恒功率控制和低频方波驱动的三级式结构，设计了款的金卤灯电子镇流器样机。第级实现有源功率校正。第二级实现恒功率控制。第三级实现全桥逆变和高压点火功能。对研制的金卤灯电子镇流器样机进行了测试，采集了其关键点的波形并进行分析。测试结果表明，所设计的金卤灯电子镇流器工作稳定，输出功率恒定，功率因数达到以上，效率达到以上。关键词金属卤化物灯电子镇流器声共振功率因数恒功率，目录摘要关键词目录第章金卤灯的特性金卤灯金卤灯电子镇流器金卤灯电子镇流器设计第章功率因数校正功率因数的定义功率因数校正实现的方法有源功率因数校正器设计第章系统电路电路介绍芯片介绍电路参数设计第章全桥逆变与点火电路设计声谐振逆变电路的几种典型拓扑结构逆变器驱动电路的设计第章总结与展望致谢参考文献附录第章金卤灯的特性金卤灯金卤灯发光原理金属卤物灯是为了改进汞灯光效相对较低显色性较差等缺点，在高压汞灯中充入金属卤化物，这些元素在放电中受到激发后，会发出该种元素所固有的特征光谱，这些谱线增加了灯光的红色成分，因此极大的提高了灯的显色性。金卤灯的工作原理是当灯通电后，放电产生的热量加热泡壳，随着温度的继续升高，附着在管壁的金属卤化物开始蒸发，然后向电弧中心扩散。当其分子扩散到高温电弧中心后，金属卤化物在高温下分解成金属原子和卤素原子，被分解的金属原子在电弧中心受到激发而发出特征光谱。另方面，电弧中的金属原子和卤素原子也向管壁扩散，而管壁温度低于电弧中心温度，当金属原子和卤素原子在温度较低的管壁区相遇时，它们将再次化合形成卤化物。在管壁温度下，卤化物又向电弧中心扩散，如此反复循环，放出高强度的光谱线。金卤灯的启动原理为在灯点亮之后，开始放电是在低气压的氩气或是氙气中进行的。在此阶段，灯的工作电压远低于正常值，工作电流很大，金卤灯发出黯淡的光。时间长了，泡壳温度慢慢升高，工作电压升高，电流减小。大约分钟后，金卤灯的光电参数基本稳定，灯管两端的电压和灯电流工作正常，发出强烈的光。金卤灯的电特性作为高压气体放电光源，金卤灯有着非常复杂的电特性。要设计个性能优良和工作可靠的金卤灯电子镇流器，就必须对金卤灯的特性有充分的了解。金卤灯的启动特性在通常情况下，气体是良好的绝缘体，不能传导电流，然而当气体放电时，气体变成了良导体。气体所具有的电导是由外部电源引起的，若在充以低压强气体的放电管两端加，公司的，其各项性能指标均能满足要求。管和续流二极管功率损耗计算方法与第二章相同，在这就不在详细论述。外围电路中为脚和脚之间的自举电容，选用的独石电容，可以承受来自母线上的高压。二极管选用的快恢复二极管以较少损耗。第章全桥逆变与点火电路设计声谐振声谐振的产生机理声谐振现象是高强度气体放电灯在高频工作时特有的现象，在金卤灯中表现更为明显，关于声谐振的产生机理目前仍未完全清楚。但大多数认为是灯通电后，放电产生的热量加热了泡壳，附着在管壁的金属卤化物开始蒸发向中心逼近，当金属卤化物分子扩散到高温区分解成金属原子和卤素原子，由于管内空间小，原子浓度高，电子与气体原子之间发生碰撞的几率高。引起放电管内气体压力波的振荡。用高频方波启动金卤灯时，管内压力波的脉动从管内壁反射回来，如果被反射回的压力波脉动与此时灯电流的脉动相位相同，则形成驻波，金卤灯就会发生谐振现象。声共振对外表现为光强不稳电弧闪烁扭曲，严重时可能熄弧，甚至导致灯管毁损。声谐振的解决方法消除声谐振，可以分两类第类方法是使工作频率在产生声共振的区域以外，具体包括直流点灯法超高频工作选频工作低频方波点灯法第二类方法是使得激励源在些可能产生声共振的能量幅值不超过阈值，具体包括高频方波点灯法频率调制法及声共振反馈消除法。逆变电路的几种典型拓扑结构高频逆变电路是电子镇流器电路中最基本同时也是最关键的组成部分。逆变电路通常采用的电路结构主要有三种推挽式半桥式和全桥式如图所示。所示为推挽电路，两路相位相反驱动脉冲分别控制管轮流导通，得到方波交流电压经过变压器输出。优点是变压器具有定的漏感，可限制短路电流，提高了电路的可靠性，且两管共地，驱动和控制电路简单。缺点是由于器件的选取问题，正负半波可能不平衡，易造成直流偏磁问题。开关管耐压值要高于直流输入电压两倍以上，只适用于原边电压比较低的功率变换器。负载图逆变电路拓扑结构推挽电路全桥逆变为全桥逆变电路，电路需要两组相位与高压点火电路设计。针对金卤灯存在声共振现象和电磁兼容性要求，分析各种逆变电路的基础上，设计了基于控制的全桥逆变，实现变换本设计中采用了脉冲点火电路来产生脉冲点火电压。由于时间有限，只是实现电路的基本功能，本课题还有许多工作有待完善，例如该电子镇流器的成本太高可靠性效率等方面，产品化市场化还有很长时间，在以后的工作中，采取进步的改进措施。致谢时间飞逝，在浙江水利水电专科学校三年的学习中，许多老师和同学在学习上和生活上都给予我很大的帮助，使我顺利完成学业。谨在此向所有关心我帮助我的亲人老师同学朋友表示衷心的感谢,本文是在崔佳民老师悉心指导完成的。在论文的选题具体工作和撰写过程都付出了许多心血和汗水。崔老师渊博的知识严谨的治学态度和丝不苟的工作作风给我留下了深深的印象。崔老师以身作则，对我要求严格，无论是在如何做人还是在工作方面都让我受益匪浅。在学习期间，老师尽可能地为我创造了个良好的学习环境，并且在生活上给予了极大的关心和帮助。在此谨向崔老师表示衷心的感谢和崇高的敬礼。感谢万军老师徐伟杰老师朱先桃老师姚玮老师施文济老师孙平老师等的帮助和指导，使我能顺利完成学业。最后，衷心感谢百忙之中抽出时间参加论文评阅和评议的各位专家学者，感谢他们为审阅本文所付出的辛勤劳动。参考文献杨正名绿色照明和高效光源选择新材料产业，毛兴武，祝大卫电子照明用新型集成电路与元器件及其应用北京机械工业出版社，李曙光浅谈推进我国绿色照明工程的措施应用能源技术，刘虹绿色照明概论北京中国电力出版社潘会友绿色照明技术的研讨机械管理开发张文绿色照明天津电力技术，朱绍龙从和看近代照明科技的发展照明工程学报周容楣高压钠灯的发展动态光电技术全亦青数字控制金卤灯用电子镇流器研究浙江大学硕士学位论文，周太明光源原理与设计复旦大学出版社姚云龙电子镇流器驱动芯片的逆向剖析相反的驱动脉冲分别控制两对开关管，其中同相，同相，开关管与开关管交替导通，占空比为。因此输出电压占空比为的方波。该电路虽然较为复杂，所用功率器件多，驱动复杂，成本较高，但电路工作在低频状态，可以有效的避免声共振现象，并且电磁兼容性好。逆变器驱动电路的设计为防止声共振现象的发生，避免电弧不稳乃至熄弧，本设计中逆变电路的拓扑结构就采用低频全桥逆变电路。逆变芯片是公司推出的大功率管和专用全桥驱动集成电路，将定时器和个的全桥栅极驱动集成在起，可以通过外部的电阻电容设定栅极驱动信号的频率。采用专有的技术制造，具有欠压闭锁滞后功能，能实现更高可靠的镇流器电路，防止在瞬变反映时出现不必要的关断设有欠压闭锁电路，可确保高端浮动电压能够正确地切换高端栅极驱动器输出，保护外部管，的死区时间，有效避免上下管短路导通。其全桥逆变电路如图所示。图全桥逆变原理图其内部是定时器，通过设定的值确定栅极驱动信号的频率，满足式，本设计的电子镇流器功率适中，取电容，电阻，根据式计算，频率为左右，实测频率为。为充分保证自举电压稳定和足够的自