數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國家對節(jié)能減排和實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保照明技術(shù)的日益重視，并得益于現(xiàn)代電力半導(dǎo)體技術(shù)和器件工藝的長足進(jìn)步，新型照明燈具得到了迅速的發(fā)展。從城市道路、橋梁、廣場等公共照明方面來看，效率低壽命短的白熾燈已被淘汰，代之以高壓鈉燈、金鹵燈等效率高、壽命長的氣體放電燈；并進(jìn)而向效率更高且壽命更長的LED燈具發(fā)展。
[0003]目前，市場占有率最大的公共照明燈具仍屬高壓鈉燈，其發(fā)光效率高，發(fā)光功率大，光色柔和，光譜透射率強(qiáng)，不產(chǎn)生刺眼的炫光，對自身散熱的要求相對較寬松，因此面對新一代LED燈具的挑戰(zhàn)，仍具有其獨(dú)特的性能優(yōu)勢和繼續(xù)存在的價(jià)值。
[0004]高壓鈉燈、金鹵燈等燈具有負(fù)阻特性因而必須采用鎮(zhèn)流部件配合才能正常工作。老式的鐵芯電感鎮(zhèn)流器由于直接使用于市電工頻，體積笨重龐大，耗用大量的電工鋼片、漆包銅線等材料，自身熱損耗大，而且在不進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，燈具功率因數(shù)很低，因此目前逐漸被各類電子鎮(zhèn)流器所取代。
[0005]在道路照明及與其類似的場合，常常需要對燈具進(jìn)行組合應(yīng)用，例如在一根燈桿上，分別安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上的燈具，根據(jù)照明方向、燈具功率和照度分配的需求進(jìn)行最合理的搭配。但是，目前的氣體放電燈驅(qū)動(dòng)器(即電子鎮(zhèn)流器)基本上仍停留在一臺驅(qū)動(dòng)器只能配用和驅(qū)動(dòng)一套燈具的慣用方式，這時(shí)，就需要為每一個(gè)燈具分別配置和安裝相應(yīng)的電子鎮(zhèn)流器，每一個(gè)電子鎮(zhèn)流器都必需有獨(dú)立的機(jī)殼、進(jìn)線濾波及防過壓保護(hù)、整流濾波、有源功率因數(shù)補(bǔ)償、驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器、功率管驅(qū)動(dòng)級、半橋功率輸出級、自動(dòng)功率控制等單元電路，若采用類似空調(diào)器“一拖二”的方式，上述這些單元電路都是可以共用的，不僅可以大大節(jié)省成本，節(jié)約大量有色金屬的消耗，而且還能顯著縮小體積，減小占用空間，有利于安裝布線工程的施工和日常的維護(hù)。
[0006]但是，這種方式的實(shí)施主要有以下幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn):
1、氣體放電燈的起輝需要數(shù)千伏的高壓，兩套以上的燈具共用一臺氣體放電燈驅(qū)動(dòng)器，易造成起輝電壓互相牽制，產(chǎn)生高壓不足或高壓過高等難以控制的問題，輕則啟動(dòng)困難，重則縮短燈具壽命甚至損壞驅(qū)動(dòng)器自身。
[0007]2、兩只獨(dú)立燈具的工作必須具備完善的協(xié)調(diào)機(jī)制:當(dāng)一只燈具發(fā)生問題時(shí)，必須使另一只燈具不受牽連，仍然能順利觸發(fā)起輝，直至轉(zhuǎn)入正常的工作狀態(tài)。
[0008]3、當(dāng)一只燈具出現(xiàn)故障時(shí)，處理不當(dāng)將會(huì)出現(xiàn)原來兩只燈具的總功率集中轉(zhuǎn)嫁到剩余完好的一只燈具身上，造成嚴(yán)重過載而迅速報(bào)廢，必須有完善的硬件平臺結(jié)構(gòu)與高度智能化的系統(tǒng)功率調(diào)配功能。
[0009]4、必須了解每一只雙燈驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際工作情況并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷出故障燈的位置、故障類型、系統(tǒng)重組是否得以順利實(shí)施等情況，使故障范圍最小化以最大程度的保障照明效能。
[0010]本發(fā)明的目的就是要針對性的解決以上技術(shù)難點(diǎn)，提出一種先進(jìn)的解決方案，提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器的實(shí)用結(jié)構(gòu)，并給出完善的調(diào)整控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器。
[0012]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，包括電源輸入濾波器、AC-DC轉(zhuǎn)換器、有源功率因數(shù)校正器、功率半橋電路、高頻調(diào)制波形發(fā)生器；電源輸入濾波器、AC-DC轉(zhuǎn)換器、有源功率因數(shù)校正器、功率轉(zhuǎn)換電路依次順序連接，高頻調(diào)制波形發(fā)生器與功率半橋電路連接；其特征在于:還包括微處理器、電流誤差放大器、可調(diào)頻振蕩器和相應(yīng)于所驅(qū)動(dòng)兩盞燈具的雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路、兩套燈接入執(zhí)行機(jī)構(gòu)、兩套燈電流監(jiān)測回路，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)獨(dú)立的燈具，并對每個(gè)燈具的運(yùn)行情況分別予以監(jiān)測與控制；
其中，所述微處理器，用于對燈電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；并根據(jù)照明需求的預(yù)置參數(shù)以及燈具的實(shí)際運(yùn)行情況，控制各個(gè)燈具的啟停時(shí)間、功率變動(dòng)規(guī)律、控制兩個(gè)燈功率的大小，或分別對燈進(jìn)行開關(guān)切換；并診斷故障情況；
所述雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路接在向燈具供給驅(qū)動(dòng)電流的功率半橋電路輸出點(diǎn)和兩個(gè)獨(dú)立的燈具輸出端子之間；用于分別對兩盞燈具進(jìn)行切換、驅(qū)動(dòng)和監(jiān)控；
所述燈接入執(zhí)行機(jī)構(gòu)接于微處理器和雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路之間，根據(jù)微處理器發(fā)出的指令分別操控每盞燈具的接入與分?jǐn)啵?br> 所述燈電流監(jiān)測回路接于雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路和微處理器之間，用于向微處理器提供各個(gè)燈具運(yùn)行電流狀態(tài)是否正常的信息；
所述電流誤差放大器接于雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路和可調(diào)頻振蕩器之間，用于放大來自雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路的燈電流采樣信號以實(shí)現(xiàn)旨在穩(wěn)定電流的閉環(huán)控制；同時(shí)，所述電流誤差放大器還接于微處理器和可調(diào)頻振蕩器之間，可直接由微處理器來控制燈電流的大小，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制之外的數(shù)控模式；
所述可調(diào)頻振蕩器接于電流誤差放大器和功率半橋電路之間，用于把放大后的采樣電流變化轉(zhuǎn)換為半橋驅(qū)動(dòng)脈沖頻率的變化，以保持燈電流的穩(wěn)定；同時(shí)，所述可調(diào)頻振蕩器還接于微處理器和功率半橋電路之間，一方面用于通過微處理器直接控制燈具啟動(dòng)瞬間的頻率提升，產(chǎn)生觸發(fā)高壓以便點(diǎn)燃燈具；另一方面當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可通過微處理器對可調(diào)頻振蕩器進(jìn)行封鎖，使立即停止輸出振蕩脈沖，防止元器件的損壞。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述微處理器采用單片機(jī)
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[0014]具體的，所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述雙燈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回，包括第一支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路和第二支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路；在大功率VMOS管半橋輸出點(diǎn)后，經(jīng)電容C9和電阻R13的并聯(lián)回路后，耦合到兩套不同燈具支路的部分；第一支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路包括繼電器RLl、磁芯電感L1、啟動(dòng)諧振觸發(fā)電容ClO、ClL以及第一支路電流取樣電阻R24串聯(lián)構(gòu)成的完整通路，第一燈具連接于電容C10、Cll兩端所引出的插座J2處；第二支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路包括繼電器RL2、磁芯電感L2、啟動(dòng)諧振觸發(fā)電容C12、C13，以及第二支路電流取樣電阻R25與R26的并聯(lián)體所串聯(lián)構(gòu)成的完整通路，第二燈具連接于電容C12、C13兩端所引出的插座J3處。
[0015]具體的，所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述燈電流監(jiān)測回路，包括第一支路的電流取樣電阻、第一支路的燈電流比較器、第二支路的電流取樣電阻、第二支路的燈電流比較器、以及兩個(gè)比較器公共的門限電壓分壓電阻；所述的第一支路的電流取樣電阻，為第一支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路中的電阻R24，電阻R24上的電流取樣值經(jīng)電阻R32送到比較器U4B，與門限電壓進(jìn)行比較，并將比較后的輸出電平送到單片機(jī)Ul ;第二支路的電流取樣電阻，就是第二支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路中的電阻R25與R26的并聯(lián)體；第二支路的電流取樣電阻上的電流取樣值經(jīng)電阻R27送到比較器U4A，與門限電壓進(jìn)行比較，并將比較后的輸出電平送到單片機(jī)Ul。
[0016]具體的，所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:兩套燈接入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對應(yīng)于兩盞燈具的燈接入執(zhí)行指令分別由單片機(jī)Ul的第7引腳和第8引腳輸出；其中第7引腳輸出的控制電平信號SWl經(jīng)電阻R17送到NPN型三極管Q5和PNP型三極管Q4構(gòu)成的兩級放大器進(jìn)行電流放大，放大后流過Q4的電流經(jīng)R15、R16的并聯(lián)體后送去控制第一支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路中的繼電器RLl的驅(qū)動(dòng)線圈，當(dāng)SWl信號電平為“高”時(shí)，放大后流過Q4的電流飽和，繼電器RLl吸合，第一燈具支路接通；反之當(dāng)SWl信號電平為“低”時(shí)，Q4的電流截止，繼電器RLl釋放，切斷第一燈具支路；同理，第8引腳輸出的控制電平信號SW2用于控制第二支路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路中的繼電器RL2。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器還包括通信接口電路，所述通信接口電路接于微處理器和外部通信線路之間，用于微處理器收發(fā)雙向通信引腳與通信線路間的方向控制、電平轉(zhuǎn)換、隔離及匹配；微處理器通過串行通信方式與照明監(jiān)控中心通信連接。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述通信接口電路包括光電耦合器OPl、0P2構(gòu)成的隔離電路，將外部通信線路與單片機(jī)Ul電路系統(tǒng)完全分開，同時(shí)又保證通信信號可暢通無阻。
[0019]所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述通信接口電路包括專用接口轉(zhuǎn)換芯片U6與工業(yè)控制總線RS485線路；與電力線載波通信線路、短距離無線組網(wǎng)通信線路(ZIGBEE技術(shù))、公共無線網(wǎng)絡(luò)分組交換(GPRS技術(shù))通信線路相適應(yīng)。
[0020]所述的數(shù)控雙燈驅(qū)動(dòng)器的控制方法，包括以下步驟:
1)復(fù)位和啟動(dòng):
上電啟動(dòng)后，微處理器復(fù)位，延時(shí)300ms等待電路各部分進(jìn)入穩(wěn)態(tài)；緊接著微處理器完成對內(nèi)部控制資源的初始化和配置；
2)輸出繼電器控制:
高頻電源通過兩路繼電器開關(guān)送達(dá)燈具端；微處理器會(huì)根據(jù)外部控制指令和燈具的故障情況來判斷需要打開哪些控制繼電器；保證有故障的燈具不會(huì)加電以免造成設(shè)備損傷；同時(shí)也完成了亮燈組合的控制，可以自由選擇打開哪一盞燈，關(guān)閉哪一盞燈；
3)計(jì)算功率控制信號:
根據(jù)外部控制信號的要求，(開啟I盞燈還是2盞燈，如果是只開I盞燈的話是哪盞燈)計(jì)算功率控制信號Vcp，信號電壓越大，燈端輸出的功率就越大；由于雙燈的特點(diǎn)，最終工作的燈具有很多可能性，系統(tǒng)輸出的功率也應(yīng)該匹配相應(yīng)的燈具；因此信號的大小對于燈具安全穩(wěn)定工作至關(guān)重要；信號由脈寬調(diào)制的PWM信號經(jīng)過濾波和整形得到，PWM脈寬越大，Vcp越大；
4)高壓點(diǎn)燈:
在完成系統(tǒng)初始化和功率控制信號計(jì)算之后，便進(jìn)行高壓點(diǎn)燈步驟；為產(chǎn)生一個(gè)高壓完成對鈉燈內(nèi)部放電氣體的電離擊穿；微處理器MCU通過控制諧振電路的頻率在燈端產(chǎn)生高壓；在完成高壓掃描之后，微處理器MCU檢測燈電流和燈端電壓來判斷燈具是否