[發明專利]無電極熒光燈調光方法

有效

• 申請號: 201410061698.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103813602A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 林國慶;洪春輝;沈豫
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H05B41/39
• 分類號: H05B41/39;H05B41/288
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及無電極熒光燈調光技術領域，特別是一種無電極熒光燈調光方法。

背景技術

無電極熒光燈由于其高顯色性、高光效、長壽命等優點，已成為理想的新型光源之一，并廣泛應用于廠房、道路、廣場等照明場所。無電極熒光燈沒有電極，依靠電磁感應形成等離子氣體放電的基本原理而發光。對無電極熒光燈光源的調光控制既能達到照明節能的目的，又可避免了有害的眩光，是實現綠色照明的重要指標。

目前，國內外針對無電極熒光燈調光控制策略的研究主要集中在整流側調光與逆變側調光兩個方面，其中整流側調光又稱調幅調光（PAM），調幅調光以斬控調光為主，逆變側調光以脈沖頻率調制（PFM）和脈沖密度調制（PDM）為主。對調幅調光方案，考慮到無電極熒光燈負載特性，當斬控電路輸出電壓低于額定電壓約50%時，可能引起燈負載電壓過低造成燈閃爍甚至熄滅，因此調光范圍較窄。而對PFM調光方案，當變換器工作頻率偏離諧振點太遠時，由于燈的放電性能發生急劇變化，導致燈電流隨頻率變化也非常大，頻率稍微增加一點，燈電流就急劇減小，可能出現燈閃爍或熄滅，其調光范圍僅為60%～100%。對PDM調光方案，因調光時開關頻率基本不變，燈負載電壓幅值基本不變，是較理想的調光方案，但這種控制呈有級調光方式，功率調節特性不理想，且由于需要不斷地熱啟動,對無電極熒光燈電子鎮流器的啟動要求較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種無電極熒光燈調光方法，該方法既克服了PFM調光范圍不寬的缺陷，又解決了PDM呈有級調光的不足，實現了無電極熒光燈平滑寬范圍調光。

本發明采用以下方案實現：一種無電極熒光燈調光方法，其特征在于：先通過PDM把燈輸出功率分成若干功率段，進行功率粗調，再在每個功率段內用PFM進行功率細調；在每一個PDM區間，在滿足調光功率的基礎上PFM調光工作頻率盡量接近諧振頻率，在不同PDM區間有同時滿足某一調光功率的不同工作頻率，則以最接近諧振頻率的工作頻率及所在的PDM區間為最終調光工作頻率和工作區間。

在本發明一實施例中，在調光過程中，所述PDM的頻率始終是經PFM調制后的燈工作頻率的整數倍，不同調光功率燈工作頻率不同，PDM的頻率也不同。

在本發明一實施例中，在調光過程中，所述的PFM調制頻率與諧振頻率之差不能超過Δf值，該Δf取值根據燈特性而定。

在本發明一實施例中，初始階段PDM頻率的確定方式是：先預設PDM頻率，再根據調光信號大小確定PDM的工作區間并由PFM調整燈工作頻率，最后確定PDM的頻率。

本發明將脈沖頻率調制（PFM）與脈沖密度調制（PDM）相結合，在滿足不同調光輸出的基礎上，每一個PDM區間PFM調光工作頻率均選取在靠近諧振頻率處以實現平滑調光及保證無極燈穩定可靠工作，該控制方法既克服了PFM調光范圍不寬的缺陷，又解決了PDM呈有級調光的不足，實現了無電極熒光燈平滑寬范圍調光。具有調光范圍廣、調光精度高和可靠性高等優點。

附圖說明

圖1無電極熒光燈電子鎮流器電路結構。

圖2是無電極熒光燈電子鎮流器簡化電路。

圖3輸出功率與開關頻率關系曲線圖。

圖4新型混合調光控制原理圖。

圖5混合控制功率曲線圖。

圖6ΔD過大的情況。

圖7不同D值，不同f下半橋下管驅動電壓與燈電壓波形。

圖8不同D值下的PFM曲線圖。

圖9混合調制功率曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。

本實施例提出一種PFM與PDM相結合的調光方法，PDM為分段調光，PFM為連續調光。先通過PDM把燈輸出功率分成若干功率段，進行功率粗調，再在每個功率段內用PFM進行功率細調。在每一個PDM區間，在滿足調光功率的基礎上PFM調光工作頻率盡量接近諧振頻率，在不同PDM區間有同時滿足某一調光功率的不同工作頻率，則以最接近諧振頻率的工作頻率及所在的PDM區間為最終調光工作頻率和工作區間。在調光過程中，PDM的頻率不是固定的，PDM的頻率始終是經PFM調制后的燈工作頻率的整數倍，不同調光功率燈工作頻率不同，PDM的頻率也不同，PFM調制頻率與諧振頻率之差不能超過Δf值，Δf取值根據燈特性而定。調光時先預設PDM頻率，再根據調光信號大小確定PDM的工作區間（即脈沖密度）并由PFM調整燈工作頻率，最后確定PDM的頻率。