常用高頻交流電子鎮流器調光

    由于高頻交流電子鎮流器具有節能的優點,特別是在不需電子鎮流器滿功率進行的場合下,采用調光控制節能效果會更加明顯.

    調光控制有一個用戶可控制的調光控制輸入端并應具有以下基本功能:能檢測燈電流、燈電壓、燈功率;利用反饋電路來調節用戶設定的亮度.

    常用的調光方法主要有以下四種:占空比調光法、調頻調光法、調節高頻逆變器供電電壓調光法、 脈沖調相調光法.
1、占空比調光法

    這種調光控制法利用調節高頻逆變器中功率開關管的脈沖占空比,實現輸出功率調節,對半橋逆變的最大占空比為0.5,以確保半橋逆變器的兩個開關管有一個死時間,以免兩個開關管共態導通損壞.

    這種調光方法存在的問題是:如果電感電流連續并滯后于半橋電壓Uxy,則開關可能導通時工作在零電壓狀態,關斷瞬間需采用吸收電容達到ZCS工作條件,這樣可進入ZVS工作方式,這是優點,EMI和開關管應力可明顯降低.然而,如果占空比太小,以至電感電流不連續,將失去ZVS工作特性,并且由于供電直流電壓較高,而使開關管上的應力加大,這種不連續電流導通狀態將導致可靠性降低和加大EMI幅射.

    除了小的脈沖占空比,當燈管發生故障時,也會出現不連續電流工作狀態,當燈為開路故障時,電感電流將流過諧振電容,由于這個電容的容量較小,所以阻抗較大.除非兩個開關管有吸收電路保護,否則開關管將承受很大的電壓應力.

2、調頻調光法

    調頻調光法也是常用的調光方法.如果高頻交流電子鎮流器的開關頻率增加,則電感的阻抗增加,這樣,電感電流就會下降.
調頻調光法的局限性:

A．調光范圍由調頻范圍決定,如果調頻范圍不大,則功率調節范圍也不大.

B．為了實現在低燈功率工作條件下實現調光,則調頻范圍應很寬(即從25KHZ--50KHZ).磁芯的頻率范圍、驅動電路、控制電路可能限制調光范圍.

C．在整個調頻范圍內不易實現軟開關.輕載時,不能實現軟開關,并使開關管上的電壓應力加大.硬開關的瞬態過渡是EMI幅射的主要來源.

D．如果半橋逆變器不工作在軟開關狀態,則導致逆變器的損耗加大,導致效率降低.

E．當開關頻率在紅外遙控的頻率范圍內時,熒光燈將發射低電平的紅外線,如果調頻范圍很大,其它的紅外遙控裝置如電視機將會受到影響.

F．燈電流近似反比于逆變器開關頻率,調光與開關頻率間不是線性關系.

G．當燈管發生開路故障時,將出現DCM工作狀態,特別是當開關頻率很低時.

3、改變半橋逆變器供電電壓調光法

    利用改變半橋逆變器供電電壓法實現調光有以下優點:

A．調節半橋逆變器供電電壓來實現調光.

B．采用固定占空比(約0.5)的方法,使半橋逆變器工作在軟開關電感電流連續的寬調光范圍調光(這也可使開關控制電路簡化).

C．由于開關頻率固定,所以可以針對給定的燈型號簡化控制電路設計.

D．由于開關頻率剛好大于諧振頻率,所以可以降低無功功率和提高工作效率.

E．由于開關頻率固定,所以可以較方便的確定無源器件的參數.

F．在較寬的燈功率范圍內(5%--100%)保持ZVS工作條件.

G．在很低的半橋逆變器供電電壓下,將會失去軟開關特性,將會出現電感電流不連續的工作狀態.然而在直流供電電壓很低的情況下,這種工作狀態不再是個問題,這時的開關管應力和損耗將很小,即使硬開關在低直流供電電壓情況下(如20V),也不會產生太多EMI幅射.

H．可實現平滑和幾乎線性的燈功率控制特性.

I．可得到低功率解決方案,半橋逆變器的供電電壓可以選得很低(如5%--100%的調光范圍對應30-120V),這樣可采用低電壓電容和MOSFET.

J．調光控制僅通過控制SEPIC變換器輸出電壓實現.由于半橋逆變器工作在恒頻工作狀態,所以可采用簡單的AC/DC控制即可實現調光.

K．燈電流近似和DC變換器的電壓成正比,調光幾乎和SEPIC DC變換器的輸出直流電壓成正比.調光曲線如圖6所示.

4、脈沖調相調光法

    利用調節半橋逆變器中兩支開關管的導通相位的方法來調節輸出功率,從而達到輸出調光的目的.調相法調光曲線圖如圖7所示.

    相控調光法主要有以下特點:⑴可調光至此1%;⑵可在任意調光設定值下啟動;⑶可應用于多燈應用場合;⑷調光相位燈功率關系線性好.