专利名称：电子镇流器的照明电流控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电子镇流器应用下的照明电流控制系统及其控制方法，属于照明 控制技术领域。
背景技术：
高压钠灯由于制作工艺不同或不同国家的标准不同，使相同功率的高压钠灯在不 同功率段时的灯电压差别很大。传统的电感镇流器是恒流控制型的，电感镇流器在匹配高压钠灯点火灯亮之后， 灯电流<5A，并且电流基本上恒定，随灯电压的升高灯功率升高，灯电压升高到最大值，灯 功率稳定。但是由于不同的高压钠灯灯电压差别大，不同型号或不同标准的灯匹配同一型 号的电感镇流器时功率会有差别，功率过小发挥不了电感镇流器的性能，功率过大会降低 灯泡寿命甚至损坏灯泡。电感镇流器表现出与灯泡的匹配性差的缺陷。传统的电子镇流器是恒功率控制型的，但是在点火后到满功率的阶段，功率呈线 性增长，功率上升阶段无法控制灯的电流。电子镇流器的Vbus是恒定的，通过检测电流可以 使灯功率恒定，不同的灯泡在满功率后不会出现功率的不同。在匹配高压钠灯使用，为了保 持高压钠灯的寿命，在点火后，初始功率设定在与满功率成一定比例的值，但是一些灯泡在 上述设定好的初始功率下的灯电压很低，导致高压钠灯在点火后电流很大，然而功率呈线 性增长无法改变，使高压钠灯在大电流下工作较长时间，因此无法有效地保持灯泡的使用 寿命甚至在点火后一会儿灯泡便损坏。所以传统的电子镇流器与灯泡的匹配性也难于达到 理想的程度。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种电子镇流器的照明电流 控制系统及其控制方法，以解决电子镇流器应用下的照明电流不恒定，或电流过大影响照 明灯具寿命的缺陷。本发明的上述第一个目的，将技术方案为电子镇流器的照明电流控制系统，其特征在于所述电流控制系统基于照明电路 设有两路闭环反馈电路和一个PWM控制芯片Ul，所述PWM控制芯片Ul的两个输出端连至用 以驱动照明电路的半桥电路Ql和Q2，其中第一路为照明电路的电流检测闭环反馈电路，包 含电流互感器L、整流二极管D1、稳压二极管D2、电阻Rl及单片机U2;第二路为功率检测闭 环反馈电路，包含功率检测电阻R2、由电阻R3和电容C3构成的积分电路、二极管D3以及包 含运放U3和U4的运算放大电路；所述单片机U2的输出端连至积分电路电阻R3的一端，所 述运算放大电路运放U3的输出端Vqut经二极管D3连至PWM控制芯片Ul的一个输入端。进一步地，所述PWM控制芯片Ul至少为SG3525AN，所述单片机U2至少为12F508， 所述运算放大电路至少为LM324，并且所述照明电路中的照明光源为高压钠灯。本发明的上述第二个目的，基于目的一的照明电流控制系统实现，其技术解决方案包括步骤I、采用电子镇流器点亮照明电路中的高压钠灯，设定PWM控制芯片Ul的一个初始 频率，使照明电路具有一个初始功率；II、将照明电路的初始电流经电流互感器变换、二极管整流后，输入单片机U2处 理，所得的PWM信号再经积分电路处理后输入运放U3的V+，根据所得到的Vott调制PWM控 制芯片Ul的的输出频率，进而调节照明电路的功率和电流，直至照明电路的电流达到预设 的最大额定电流。进一步地，当初始功率下的照明电路电流小于最大额定电流时，Vott输出为高电 平，PWM控制芯片的输出频率减小，照明电路的功率和电流均增大；当初始功率下的照明电 路电流大于最大额定电流时，V-输出为低电平，PWM控制芯片的输出频率增大，照明电路的 功率和电流均减小。本发明电子镇流器的照明电流控制系统及其控制方法，其突出效果为通过在恒 定灯电流的基础上调节灯的功率，在灯电压自主上升中增大灯的功率，在灯电压稳定后灯 功率也稳定，达到高压钠灯在点亮之后灯电流一直恒定，在满功率后灯功率也恒定的目的。 改变了传统的电子镇流器在高压钠灯点亮之后功率线性增长，电流不恒定，容易损坏灯泡 和灯泡匹配性差的缺点。以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详述，以使本发明 技术方案更易于理解、掌握。
图1是本发明照明电流控制系统的基本电路框图。
具体实施例方式为了有效地解决电子镇流器的灯电流不恒定的现状，本发明提出了一种电子镇流 器的照明电流控制方案，具体到系统及其控制方法两个层面。本方案采用两路闭环反馈的 方式控制电子镇流器的灯电流。一路闭环反馈电流，通过电流互感器检测灯电流，并且将检 测到的电流信号转换为电压信号送入单片机，单片机中烧写有程序，程序控制单片机处理 电压信号后输出PWM信号。将灯电流设置在一定的值，单片机输出的PWM信号经积分电路后 成一个电压信号。另一路闭环反馈电路，通过功率电阻上的电压检测灯的功率，通过一个运 算放大器将电压放大输出一个放大的电压信号。两路闭环反馈电路输出的电压相互比较， 输出高电平或低电平调节PWM控制芯片的振荡频率。PWM控制芯片输出驱动半桥中的场效应管交替工作，调节输出的频率可以调节灯 的功率。当信号的频率增大，灯功率降低；当信号的频率减小，灯功率增大。高压钠灯(以下简称“灯”)在点亮之后灯电压会自主地上升，上升到一定的值功 率便恒定。本发明所述的用于电子镇流器的灯电流控制方案通过在恒定灯电流的基础上调 节灯的功率，在灯电压自主上升中增大灯的功率，在灯电压稳定后灯功率也稳定，达到高压 钠灯在点亮之后灯电流一直恒定，在满功率后灯功率也恒定的目的。改变了传统的电子镇 流器在高压钠灯点亮之后功率线性增长，电流不恒定，容易损坏灯泡和灯泡匹配性差的缺 点ο
本发明所述的用于电子镇流器的灯控制方案图1所示，包含PWM控制芯片Ul，Ul 是SG3525AN，半桥电路Ql和Q2，照明电路，电流互感器L，整流二极管D2，二极管D3，电阻 Rl和R2，单片机U2，U2是12F508，运算放大器LM324中的两个运算放大器U3和U4。Ul的输出A和输出B连接半桥电路，控制Ul的振荡频率可以控制加载到高压钠 灯的功率，在电子镇流器点亮高压钠灯后，Ul设定一个初始频率使高压钠灯有一个初始功 率。要求高压钠灯的电流最大为5A，L检测照明网络的电流，将电流以一定比例变换为低电 流，经Dl整流和Rl电流变电压，在Rl两端产生一个电压，再通过稳压二极管D2在单片机 U2的5脚输入电压信号，经单片机处理后输出PWM信号，经积分电路R3和C3后，输出电压 V+。当灯电流> 5A时，PWM信号的占空比减小，积分后的V+也减小；当灯电流< 5A时，PWM 信号的占空比增加，积分后的V+也增加；R2是灯的功率检测电阻，R2上的电压通过运算放大器U4输出一个放大的电压信 号V-，随功率升高，V-增大。V+和V-通过比较器U3比较输出VOT。如果高压钠灯在初始功 率下的电流> 5A，V+不断减小，直到V- > V+，此时Vott为低电平，PWM控制芯片的输出频率 增大，则灯功率和灯电流都减小；如果高压钠灯在初始功率下的电流< 5A，V+不断增大，直 到V- < V+，此时Vott为高电平，PWM控制芯片的输出频率减小，则灯功率和灯电流都增大。通过上述的反馈方式，高压钠灯的电流保持恒定，随着灯电压的上升，灯的功率不 断上升，当满功率时V- = V+, PWM控制芯片的频率不再变化，灯功率恒定。以上是对本发明的详细说明，以加深对本发明的理解，并不是限定本发明的多种 形式，凡基于本发明的技术方案进行简单的修改电路结构或元件型号参数，都在本专利请 求的保护范围。
权利要求
1.电子镇流器的照明电流控制系统，其特征在于所述电流控制系统基于照明电路设 有两路闭环反馈电路和一个PWM控制芯片Ul，所述PWM控制芯片Ul的两个输出端连至用以 驱动照明电路的半桥电路Ql和Q2，其中第一路为照明电路的电流检测闭环反馈电路，包含 电流互感器L、整流二极管D1、稳压二极管D2、电阻Rl及单片机U2 ；第二路为调制运算闭环 反馈电路，包含功率检测电阻R2、由电阻R3和电容C3构成的积分电路、二极管D3以及包含 运放U3和U4的运算放大电路；所述单片机U2的输出端连至积分电路电阻R3的一端，所述 运算放大电路运放U3的输出端Vqut经二极管D3连至PWM控制芯片Ul的一个输入端。
2.根据权利要求1所述的电子镇流器的照明电流控制系统，其特征在于所述PWM 控制芯片Ul至少为SG3525AN，所述单片机U2至少为12F508，所述运算放大电路至少为 LM3240
3.根据权利要求1所述的电子镇流器的照明电流控制系统，其特征在于所述照明电 路中的照明光源为高压钠灯。
4.电子镇流器的照明电流控制方法，基于权利要求1所述的照明电流控制系统实现， 其特征在于包括步骤1、采用电子镇流器点亮照明电路中的高压钠灯，设定PWM控制芯片 Ul的一个初始频率，使照明电路具有一个初始功率；II、将照明电路的初始电流经电流互 感器变换、二极管整流后，输入单片机U2处理，所得的PWM信号再经积分电路处理后输入运 放U3的V+，根据所得到的Vqut调制PWM控制芯片Ul的输出频率，进而调节照明电路的功率 和电流，直至照明电路的电流达到预设的最大额定电流。
5.根据权利要求4所述的电子镇流器的照明电流控制方法，其特征在于当初始功率 下的照明电路电流小于最大额定电流时，￥_输出为高电平，PWM控制芯片的输出频率减小， 照明电路的功率和电流均增大；当初始功率下的照明电路电流大于最大额定电流时，Vot输 出为低电平，PWM控制芯片的输出频率增大，照明电路的功率和电流均减小。
全文摘要
本发明揭示了一种照明电流控制系统及方法，基于照明电路设有两路闭环反馈电路和一个PWM控制芯片U1，该PWM控制芯片U1的两个输出端连至用以驱动照明电路的半桥电路Q1和Q2，其中第一路包含电流互感器L、整流二极管D1、稳压二极管D2、电阻R1及单片机U2；第二路包含功率检测电阻R2、二极管D3以及运算放大电路；单片机U2的输出端连至积分电路电阻R3的一端，运算放大电路运放U3的输出端VOUT经二极管D3连至PWM控制芯片U1的一个输入端。一路闭环反馈由互感器检测电流，并变换为电压信号，经单片机处理后输出PWM波；另一路闭环反馈检测功率，通过运算放大器放大电流信号，PWM控制芯片采集这两路信号比较后输出的高或低电平，调节PWM的频率，从而对灯电流实现控制。
文档编号H05B41/36GK102131334SQ20111009497
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者邱明 申请人:苏州市纽克斯照明有限公司