[發(fā)明專利]基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LC高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610018736.0
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN105491768A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鑫雙易科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H05B41/288
• 分類號(hào): H05B41/288
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及HID燈等照明領(lǐng)域，特別涉及一種基于雙向BUCK功率因數(shù)校 正和LC高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器。

【背景技術(shù)】

HID燈由于顯色性好、亮度高、節(jié)能效果好、透光性好等優(yōu)點(diǎn)在照明領(lǐng)域 得到廣泛推廣應(yīng)用，但是為確保HID燈可靠工作，需要專用電子鎮(zhèn)流器。但是， 直到目前為止，市場上技術(shù)成熟的電子鎮(zhèn)流器主要是兩級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)電路 形式，先把輸入的交流電變成直流電，再把直流電變換成交流電輸出。前級(jí)電 路是功率因數(shù)校正電路，把輸入的交流電變成直流電，主要功能是實(shí)現(xiàn)輸入電 源側(cè)高功率因數(shù)。后級(jí)電路是逆變電路，把直流電逆變成低頻或高頻交流電， 輸出滿足HID燈照明所需要的交流電源。三級(jí)結(jié)構(gòu)電路形式，是在上述前后級(jí) 電路之間再加一級(jí)直流電壓變換電路，實(shí)現(xiàn)輸入和輸出電壓之間的匹配。由于 多級(jí)電路結(jié)構(gòu)形式，造成電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率較低，并 且為了實(shí)現(xiàn)輸入電源側(cè)高功率因數(shù)，增加的功率因數(shù)校正電路還會(huì)帶來FCC等 電磁兼容問題。

路秋生等在文獻(xiàn)《高頻交流電子鎮(zhèn)流技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用》、徐曄在文獻(xiàn)《新型 HID燈電子鎮(zhèn)流器的研究》分別介紹了幾種單級(jí)電子鎮(zhèn)流器，各有優(yōu)缺點(diǎn)和用 途，但是性能還不夠完善。徐曄在文獻(xiàn)《新型HID燈電子鎮(zhèn)流器的研究》還提 出了一種基于交流斬波技術(shù)的新型單級(jí)電子鎮(zhèn)流器。該鎮(zhèn)流器的功率開關(guān)管工 作在硬開關(guān)，開關(guān)損耗大，功率因數(shù)低，諧波大，輸出是低頻斷續(xù)方波或高頻 斷續(xù)正弦波，存在輸入電源電流過零時(shí)HID燈再點(diǎn)火，也會(huì)帶來電磁兼容問題， 且其斬波輸出電壓有效值低，可以用于小功率低電壓的HPS，不能應(yīng)用到大功 率高電壓的HPS，并且還需增加點(diǎn)火裝置。

為了解決現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器存在的上述問題，本發(fā)明人已提出《基于雙向 BUCK功率因數(shù)校正和LCC高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn) 流器》發(fā)明專利申請(qǐng)，由于以調(diào)頻諧振方式工作，輸出電壓有效值較低，限制 了其在高電壓HID及其它HPS的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

有鑒于此，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于雙向BUCK功率 因數(shù)校正和LC高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID高頻電子鎮(zhèn)流器，結(jié)構(gòu)簡 單，性能優(yōu)越，能直接進(jìn)行交交變頻，只用一級(jí)功率變換電路就可以直接把輸 入的工頻交流電變換成高頻交流電，為HID燈等照明提供適用的高頻交流電源， 同時(shí)滿足HID燈自啟動(dòng)、輸入電源側(cè)高功率因數(shù)、整機(jī)高效率和滿足FCC等 電磁兼容的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于雙向BUCK功率因數(shù)校正和LC高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)的單相單級(jí)HID 高頻電子鎮(zhèn)流器，包括功率主電路和控制電路，所述功率主電路是一個(gè)雙向 BUCK電路拓?fù)洌蒐C濾波電路、雙向開關(guān)電路與LC諧振電路組成，所述 LC濾波電路設(shè)置在輸入端，與輸入電源連接，所述雙向開關(guān)電路的輸入端連接 所述LC濾波電路，其輸出端連接所述LC諧振電路，所述LC諧振電路設(shè)置在 輸出端，連接外部的HID等燈具。

所述功率主電路完成電能從輸入電源的工頻市電到HID燈等照明用的高頻 交流電。

所述雙向開關(guān)電路由四個(gè)高頻功率開關(guān)管構(gòu)成，采用調(diào)頻控制和合適的控 制邏輯，控制所述四個(gè)高頻功率開關(guān)管適時(shí)開通和關(guān)斷，給LC諧振電路供電， LC諧振電路以高頻準(zhǔn)諧振方式工作。

所述控制電路包括輔助電源、同步電路、取樣電路、調(diào)理電路、單片機(jī)、 PFM產(chǎn)生電路、邏輯電路與驅(qū)動(dòng)電路。

所述取樣電路的輸入端連接上述LC諧振電路的輸出端，所述取樣電路的 輸出端連接調(diào)理電路，所述調(diào)理電路再連接單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸出端連接 PFM產(chǎn)生電路的輸入端，PFM產(chǎn)生電路的輸出端連接邏輯電路，邏輯電路再 連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路再與上述雙向開關(guān)電路相連接。所述同步電路的輸入 端連接上述LC濾波電路，其輸出端分別連接所述邏輯電路、PFM產(chǎn)生電路與 單片機(jī)。

所述輔助電源在輸入LC濾波電路輸出端的濾波電容上取電，輸出電壓供 控制電路其他各部分使用，進(jìn)一步減小輔助電源對(duì)輸入電源的影響。

所述同步電路完成對(duì)輸入電源正半周和負(fù)半周的判別，給出同步信號(hào)。所 述同步電路輸出信號(hào)分別送到邏輯電路、PFM產(chǎn)生電路與單片機(jī)。

所述取樣電路的輸入端連接所述LC諧振電路，其輸出端連接所述調(diào)理電 路。燈電流用電阻取樣，燈電壓用電阻分壓器取樣。