一种适用于电磁感应灯的调光方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁感应灯调光技术领域，特别是一种适用于电磁感应灯的调光方 法。
【背景技术】
[0002] 节能降耗、低碳环保不仅是现代社会所提倡的绿色生活方式，更是解决现今世界 能源紧缺的主要途径。电磁感应灯良好的节能效果及高光效、长寿命等特点使其成为了绿 色照明的一个重要研究方向。对电磁感应灯的调光控制既能达到照明节能的目的，又可避 免了有害的胺光，是实现绿色照明的重要指标。
[0003] 目前，国内外针对电磁感应灯调光控制策略的研究主要集中在整流侧调光 与逆变侧调光两个方面，其中整流侧调光又称调幅调光（PAM)，调幅调光W斩波调光 为主，逆变侧调光W脉冲频率调制（PFM)和脉冲密度调制（PDM)为主。对调幅调光方 案，考虑到电磁感应灯的负载特性，当斩波电路输出电压低于额定电压约50%时，可 能引起灯负载电压过低造成灯闪烁甚至媳灭，因此调光范围较窄。而对PFM调光方 案，输出功率随工作频率的升高而单调递减，但是当电子镇流器工作频率超过一定范 围时，灯体内气体的放电性能将产生较大改变，此时灯电流随频率变化也非常明显， 频率稍微变大一点，灯电流就减小很多，会引起灯闪烁或媳灭。对PDM调光方案，在 巧个工作周期中电磁感应灯先正常工作巧个工作周期，剩下的K 一淡个工作周期灯停止工 作，让负载谐振网络的能量W自由振荡方式衰减，从而改变灯的输出功率。灯输出功率与 最大功率P间的关系可表示为巧W 该种方式由于巧是固定的，柄为整数，因此呈有 讀 n 级调光方式，调光效果不连续，功率调节特性不理想。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种克服上述PFM调光范围不宽的缺陷，又解决了 PDM呈 有级调光的不足，实现了电磁感应灯平滑宽范围调光的具有调光范围广、调光精度高和可 靠性高等优点的适用于电磁感应灯的调光方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是；一种适用于电磁感应灯的调光方法，设置 N个调光阶段，在同一调光阶段设置固定整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导通时 间，通过控制该调光阶段PDM的关断时间实现PDM调光占空度的平滑变化；其中，N为大于 或等于1的自然数。
[0006] 进一步的，在不同调光阶段设置不同整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导 通时间，即不同调光阶段设置不同的PDM导通时间；保持同一调光阶段的PDM导通时间不 变，通过调整PDM的关断时间，实现PDM调光占空度及输出功率平滑连续地变化。
[0007] 在本发明实施例中，还包括，在接近额定功率附近，通过改变电磁感应灯的工作频 率进行调光，W提高额定功率附近的调光精度，且保证电磁感应灯始终工作在谐振网络固 有频率附近，使灯能稳定可靠工作。
[0008] 相较于现有技术，本发明具有W下有益效果；本发明通过设置N个调光阶段，在不 同调光阶段设置不同数目的电磁感应灯工作周期作为PDM的导通时间，即不同调光阶段所 设置的PDM导通时间不同；保持同一调光阶段的PDM导通时间不变，通过控制PDM的关断时 间实现PDM调光占空度的平滑变化；该调光方法既克服了 PFM调光范围不宽的缺陷，又解决 了 PDM呈有级调光的不足，实现了电磁感应灯平滑宽范围调光；具有调光范围广、调光精度 局和可罪性局等优点。
【附图说明】
[0009] 图1为电磁感应灯电子镇流器原理示意图。
[0010] 图2为变频PDM调光控制原理图。
[0011] 图3为变频PDM调光输出功率与关断时间关系曲线图。
[001引图4为分段变频PDM调光控制原理图。
[001引图5为分段变频PDM调光输出功率与关断时间关系曲线图。
[0014] 图6为调光子程序框图。
[0015] 图7为不同占空度驱动波形及输出电压波形图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0017] 本发明涉及一种适用于电磁感应灯的调光方法，设置N个调光阶段，在同一调光 阶段设置固定整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导通时间（PDM的导通时间=n*Ts， 其中，n为大于或等于1的整数且n在该调光阶段中为固定值，Ts为电磁感应灯工作周期)， 通过控制该调光阶段PDM的关断时间实现PDM调光占空度的平滑变化；其中，N为大于或等 于1的自然数。
[0018] 进一步的，在不同调光阶段设置不同整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导 通时间，即不同调光阶段设置不同的PDM导通时间(在不同调光阶段中PDM的导通时间n*Ts 中的n值不同）；保持同一调光阶段的PDM导通时间不变，通过调整PDM的关断时间，实现 PDM调光占空度及输出功率平滑连续地变化。
[0019] 在本实施例中，还包括，在接近额定功率附近，通过改变电磁感应灯的工作频率进 行调光，W提高额定功率附近的调光精度，且保证电磁感应灯始终工作在谐振网络固有频 率附近，使灯能稳定可靠工作。
[0020] 图1为本发明的电磁感应灯电子镇流器原理示意图，该电路由微处理器、过零检 测电路、鉴相器、驱动电路、直流电源Udc、开关管Q1、Q2、电感Lr、Lc、电容化、Cb、C1和C2 组成。图中，所述直流电源Udc与所述开关管Q1漏极连接，另一端与所述开关管Q2的源极 连接；所述开关管Q1的源极、开关管Q2的漏极经电容Cb与所述电感Lr的一端连接；所述 开关管Q1、Q2的控制端与驱动电路连接；所述电感Lr的另一端与所述电容化、C1及电感 Lc的一端连接，所述电容化的另一端与所述电感Lc的另一端、电容C2的一端及所述开关 管Q2的源极连接；所述电容C1的另一端与电容C2的另一端相连接至所述过零检测电路， 该过零检测电路经所述鉴相器连接至所述微处理器；所述的驱动电路由所述的微处理器控 巧ij，该微处理器内设置有调光子程序如图6所示，首先设置初始N值，采样调光信号值，计算 所需占空度，通过误差计算，调节PDM关断时间，从而调整输出驱动脉冲。
[0021] 为了让一般技术人员更好的理解本发明，下面对本发明技术方案的理论进行分 析： 由于调压调光电路结构复杂、调频调光不能实现大范围调光，PDM调光方式呈有级调 光，因此在分析了现有调光方式原理的基础上，首先提出了一种变频PDM调光方式，其调光 控制原理如图2所示。其中，7^为变频？01调光周期，^^为电磁感应灯工作周期，|^、^^分 别为PDM调光周期内电磁感应灯正常工作时间和停止工作时间。由于人的听力频率范围 20-20曲Z，为了避免产生噪声，脉冲密度调制频率应避开人的听力频率范围，而低频无级灯 工作频率通常为250曲Z左右，故需设置最小脉冲调制频率为工作频率的1/10,即调光周期 T'应满足了 <101；。在屋^时间内半桥变换器的两个开关管正常交替导通，电子镇流器输出完 整的正弦交流电压，在时间内两个开关管同时关断，电子镇流器中谐振网络能量自由振 荡衰减，从而使整个PDM调光周期（PDM工作周期)内灯输出电压平均值降低，达到调节输出 功率的目的。一个PDM调光周期T时间内，变频PDM调光占空度D可表示为式（1);
【主权项】
1. 一种适用于电磁感应灯的调光方法，其特征在于：设置N个调光阶段，在同一调光阶 段设置固定整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导通时间，通过控制该调光阶段PDM 的关断时间实现PDM调光占空度的平滑变化；其中，N为大于或等于1的自然数。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于电磁感应灯的调光方法，其特征在于：在不同调 光阶段设置不同整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导通时间，即不同调光阶段设置 不同的PDM导通时间；保持同一调光阶段的PDM导通时间不变，通过调整PDM的关断时间， 实现PDM调光占空度及输出功率平滑连续地变化。
3. 根据权利要求1或2所述的一种适用于电磁感应灯的调光方法，其特征在于：还包 括，在接近额定功率附近，通过改变电磁感应灯的工作频率进行调光，W提高额定功率附近 的调光精度，且保证电磁感应灯始终工作在谐振网络固有频率附近，使灯能稳定可靠工作。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于电磁感应灯的调光方法。该方法将分段调光、脉冲密度调制（PDM）与变频相结合，得到一种新型的分段变频PDM调光方法，通过设置N个调光阶段，在不同调光阶段设置不同整数倍的电磁感应灯工作周期作为PDM的导通时间，即不同调光阶段所设置的PDM导通时间不同；保持同一调光阶段的PDM导通时间不变，通过控制该调光阶段PDM的关断时间实现PDM调光占空度的平滑变化。该调光方法既克服了PFM调光范围不宽的缺陷，又解决了PDM呈有级调光的不足，实现了电磁感应灯平滑宽范围调光；具有调光范围广、调光精度高和可靠性高等优点。
【IPC分类】H05B41-36
【公开号】CN104540312
【申请号】CN201510007569
【发明人】林国庆, 杜志川
【申请人】福州大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月8日