用“交流斬峰”的“交一交調(diào)控”數(shù)控hid驅(qū)動方法
【專利摘要】一種用“交流斬峰”的“交—交調(diào)控”數(shù)控HID驅(qū)動方法，是HID驅(qū)動的新方法。所述其驅(qū)動方法，指在嵌入式控制器的控制下，直接對輸入正弦波交流電源進行“交流斬峰”控制，實現(xiàn)“交—交調(diào)控”，得到適合于數(shù)控HID工作特性的高頻交流電源，實現(xiàn)HID的啟輝、恒功率控制及正常工作。所述“交流斬峰”控制，是指設定一個可調(diào)節(jié)和控制的門限電壓閾值±V0，對輸入交流電源電壓超過±V0時的正弦波波形進行“斬峰去除”，確保輸出交流電源電壓不超出設定的門限電壓閾值而進行的一種控制?！敖涣鲾胤濉睂儆趯崿F(xiàn)“交—交調(diào)控”數(shù)控HID驅(qū)動的關鍵技術之一，用以實現(xiàn)其高效率高可靠性的驅(qū)動。
【專利說明】用"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控ΗID驅(qū)動方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用"交流斬峰"控制技術實現(xiàn)的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法， 屬于電器照明領域。本發(fā)明可適應高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈、鏑燈等不同管電壓的HID 照明。適用范圍廣泛，可涵蓋從小功率射燈，柜臺燈，近光裝飾燈，聚光燈，到大功率舞臺燈、 路燈、廣場、車站、碼頭、體育場館照明燈，及演藝場館、餐廳、車用、船用照明的HID驅(qū)動。

【背景技術】
[0002] 高壓氣體放電燈（HID)，由于其高光效，顯色性好的優(yōu)點，在LED光源飛速發(fā)展的 今天，仍以穿透性和舒適度好等難以取代的優(yōu)點，成為目前本照明領域大規(guī)模照明的主體。 由于HID為氣體放電燈，需要高壓啟動和電流控制，所以，一般必須配置鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器才 能工作。
[0003] 傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器因其功率因素低，效率低，只能限流，工作不穩(wěn)定，不可調(diào)控，耗 能1?，資源浪費等一系列缺點，勢將逐步淘汰。而電子鎮(zhèn)流器雖具有1?效率、1?功率因素及 便于控制等一系列優(yōu)點，但由于其壽命短、成本高的致命弱點，限制了推廣使用。
[0004] "交一交調(diào)控"技術打破了傳統(tǒng)的"交一直一交控制"的技術路線，它采用HID驅(qū)動 器的功率變換拓撲電路實現(xiàn)了"交一交調(diào)控"，具備電子鎮(zhèn)流器的全部優(yōu)良特性，同時大大 降低了成本，提高了可靠性，大大延長了 HID燈及配屬設備的使用壽命。
[0005] "交流斬峰"控制技術是實現(xiàn)"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動的關鍵技術之一，它在 "交一交調(diào)控"變換中，對輸入交流電源進行斬峰控制，從而輸出適合HID特性的"高頻交流 電源"。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明涉及一種用"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法。本發(fā)明的目 的是：提供一種適用于"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動的"交流斬峰"控制技術，以實現(xiàn)"交一 交調(diào)控"數(shù)控HID高效率、高可靠性的驅(qū)動。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：在嵌入式控制器1的控制下，設定一個可 調(diào)節(jié)和控制的門限電壓閾值土％，直接對輸入正弦波交流電源電壓進行"交流斬峰"控制， 實現(xiàn)"交一交調(diào)控"，得到適合于數(shù)控HID工作特性的高頻交流電源，實現(xiàn)HID的啟輝、恒功 率控制及高效率、高可靠性地工作。
[0008] HID點燈的控制，通常是通過對燈電流的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)HID的恒功率控制。本發(fā)明通 過對輸入正弦波交流電源電壓進行"斬峰控制"，實現(xiàn)"交一交調(diào)控"，輸出滿足HID點燈功 率，并使HID高效率、高可靠性地工作的高頻交流電源。
[0009] "交流斬峰"控制的具體方法是：對稱設定一個可調(diào)節(jié)和控制的門限電壓閾值 土Vo,對輸入交流電源電壓正弦波進行限制，當輸入正弦交流峰值超過設定的門限電壓閾 值土 ％時，對其超出的正弦波波峰部分進行"斬峰"去除，確保輸出交流電源電壓不超過設 定的門限電壓閾值；當輸入正弦交流波峰值低于門限電壓閾值土\時，全部輸出，不予"斬 峰"。
[0010] 本發(fā)明點燈的恒功率控制，是通過調(diào)節(jié)控制設定的輸入交流電源的門限電壓閾值 來調(diào)節(jié)輸出交流電源電壓的門限值而實現(xiàn)的。
[0011] 本發(fā)明的控制電路主要由嵌入式控制器1，輸入交流電源2,電壓門限比較電路3， 輸入交流電壓取樣電路4,斬峰控制電路5,斬峰功率電路6,輸出交流點燈電源7, HID燈8， 恒功率取樣/反饋電路9組成。
[0012] 嵌入式控制器1通過恒功率取樣/反饋電路9進行AD轉(zhuǎn)換后，得到燈的實時電壓 和燈電流，并計算出HID燈的實時功率，該功率與設定的HID恒功率參數(shù)比較后，給出當前 門限電壓的調(diào)節(jié)閾值，以調(diào)大或調(diào)小電源的輸出功率。
[0013] 輸入交流電壓取樣電路4從輸入交流電源2得到取樣電壓后，與電壓門限比較電 路3設定的閾值進行比較，比較的結(jié)果反饋給嵌入式控制器1。
[0014] 嵌入式控制器1對取樣電壓和門限電壓閾值進行比較，按比較結(jié)果確定控制策 略，并對斬峰控制電路5給出控制指令序列，斬峰控制電路5接受嵌入式控制器1的控制指 令后，通過斬峰功率電路6對輸入交流電源進行斬峰功率控制。
[0015] 斬峰功率控制是輸入取樣電壓與門限電壓閾值之凈差值的函數(shù)。當取樣電壓小于 門限電壓閾值時，斬峰控制電路將全部開放，輸入交流電源全部輸出；當取樣電壓大于門限 電壓閾值時，斬峰控制數(shù)值根據(jù)凈差傳遞函數(shù)的計算結(jié)果等比例輸出，即輸出"斬峰"的控 制幅度由凈差值決定，凈差值越大斬峰比例越大，反之越?。划斎与妷合陆档介T限電壓閾 值以下時，斬峰控制電路5停止斬峰。
[0016] 經(jīng)過斬峰功率電路6后，得到的滿足HID特性的輸出交流點燈電源7,供HID燈8 使用。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是："交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動技術，繼承并超越了 HID電子 鎮(zhèn)流器的優(yōu)良特性，尤其是它的低成本和長壽命特性，為取代傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器和HID電 子鎮(zhèn)流器成為現(xiàn)實。"交流斬峰"技術是實現(xiàn)"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動的關鍵技術，"交 流斬峰"控制技術能更有效地實現(xiàn)"交一交調(diào)控"數(shù)控HID高效率、高可靠性的驅(qū)動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是"交流斬峰"方法示意圖。
[0019] 圖2是"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0020] 圖1所示是"交流斬峰"方法示意圖。圖中曲線為輸入交流電源電壓的正弦波曲 線，\和分別為對稱的門限電壓設定閾值，圖中線段aa和bb是當輸入交流電源電壓大 于設定的門限電壓閾值土％時，其電壓大于門限電壓閾值的波峰部分被"斬峰"后的輸出電 壓最大值，即土％，其斬峰后的輸出波形為oaabb曲線；當輸入交流電源電壓小于門限電壓 閾值時，"斬峰"控制部分全部開放，輸入交流電源全部輸出。
[0021] 圖2所示，是一種"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法的電路原理圖。 它由嵌入式控制器1，輸入交流電源2，電壓門限比較電路3，輸入交流電壓取樣電路4，斬峰 控制電路5，斬峰功率電路6，輸出交流點燈電源7，HID燈8，恒功率取樣/反饋電路9組成。
[0022] 電網(wǎng)供給的輸入交流電源2經(jīng)EMI調(diào)理后由輸入交流電壓取樣電路4得到當前交 流電源的取樣電壓，經(jīng)電壓門限比較電路3比較處理后，將差值電源送給嵌入式控制器1進 行AD采樣，得到輸入電壓實值與門限電壓閾值的凈差值。
[0023] 嵌入式控制器1根據(jù)其凈差值，確定斬峰控制策略，斬峰控制數(shù)值是其凈差值的 函數(shù)。當凈差值小于門限電壓閾值時，斬峰控制電路全部開放，輸入交流電源直接到輸出 端；當凈差值大于門限電壓閾值時，斬峰控制數(shù)值依傳遞函數(shù)由凈差值確定；當凈差值再 回到門限電壓閾值以下時，斬峰控制電路5停止斬峰，再次全部開放。
[0024] 恒功率取樣反饋電路9將燈電壓和燈電流取樣，經(jīng)調(diào)理后送嵌入式控制器1進行 AD采樣，得到實時的燈電壓和燈電流，計算出當前HID的燈功率。
[0025] 嵌入式控制器1，采樣恒功率取樣/反饋電路9反饋的實時燈電壓和燈電流并計 算出當前的實時功率后，與設定的恒功率參數(shù)進行對比，并根據(jù)對比的結(jié)果，修正門限電壓 閾值。當前實時功率大于恒功率參數(shù)時，降低門限電壓閾值；當前實時功率小于恒功率參數(shù) 時，提高門限電壓閾值。通過調(diào)節(jié)門限電壓閾值，即可調(diào)整輸出電源的功率，從而實現(xiàn)調(diào)控 點燈功率，達到恒功率控制的目的。
[0026] 斬峰控制電路5接受嵌入式控制器1的控制指令，經(jīng)調(diào)整轉(zhuǎn)換后，給出斬峰功率電 路6的控制指令，控制斬峰功率電路6按嵌入式控制器1給出的控制策略，實現(xiàn)斬峰控制調(diào) 節(jié)。
[0027] 斬峰功率電路6按斬峰控制電路5給出的指令，對輸入交流電源2進行斬峰控制 后，將輸入交流電源2轉(zhuǎn)換成適合HID燈8點燈特性的輸出交流點燈電源7,供HID燈8使 用。
【權(quán)利要求】
1. 用"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法，其特征在于：在嵌入式控制器 (1)的控制下，設定一個可調(diào)節(jié)和控制的門限電壓閾值土％，直接對輸入正弦波交流電源電 壓進行"交流斬峰"控制，實現(xiàn)"交一交調(diào)控"，得到適合于數(shù)控HID工作特性的高頻交流電 源，實現(xiàn)HID的啟輝、恒功率控制及高效率、高可靠性地工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法，其特征 在于：所述"交流斬峰"是指對稱設定一個可調(diào)節(jié)和控制的門限電壓閾值土％，對輸入的交 流電源電壓正弦波進行限制，當輸入正弦交流峰值超過設定的門限電壓閾值土\時，對其 超出的正弦波的波峰部分進行"斬峰"去除，確保輸出交流電源電壓不超過設定的門限電壓 閾值；當輸入正弦交流波峰值低于門限電壓閾值土％時，全部輸出，不予"斬峰"。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法，其特 征在于：其控制電路主要由嵌入式控制器（1)，輸入交流電源（2)，電壓門限比較電路（3)， 輸入交流電壓取樣電路（4)，斬峰控制電路（5 )，斬峰功率電路（6 )，輸出交流點燈電源（7 )， HID燈（8 )，恒功率取樣/反饋電路（9 )組成，嵌入式控制器（1)通過恒功率取樣/反饋電路 (9 )進行AD轉(zhuǎn)換后得到燈的實時電壓和燈電流，并計算出HID燈的實時功率，該功率與設定 的HID恒功率參數(shù)比較后，給出當前門限電壓的調(diào)節(jié)閾值，以調(diào)大或調(diào)小電源的輸出功率； 輸入交流電壓取樣電路（4)從輸入交流電源（2 )得到取樣電壓后，與電壓門限比較電路（3 ) 設定的閾值進行比較，比較結(jié)果反饋給嵌入式控制器（1);嵌入式控制器（1)對取樣電壓和 門限電壓閾值進行比較，按比較結(jié)果確定控制策略，并對斬峰控制電路（5)給出控制指令序 列，斬峰控制電路（5 )接受嵌入式控制器（1)的控制指令后，通過斬峰功率電路（6 )對輸入 交流電源進行斬峰功率控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的用"交流斬峰"的"交一交調(diào)控"數(shù)控HID驅(qū)動方法，其 特征在于：斬峰功率控制是輸入取樣電壓與門限電壓閾值之凈差值的函數(shù)，當取樣電壓小 于門限電壓閾值時，斬峰控制電路全部開放，輸入交流電源全部輸出，當取樣電壓大于門限 電壓閾值時，斬峰控制數(shù)值根據(jù)凈差傳遞函數(shù)的計算結(jié)果等比例輸出，即輸出"斬峰"的控 制幅度由凈差值決定，凈差值越大斬峰比例越大，反之越小；當取樣電壓下降到門限電壓閾 值以下時，斬峰控制電路（5 )停止斬峰。
【文檔編號】H05B41/24GK104105281SQ201310117497
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】劉松岳, 武青, 李能, 劉敏 申請人:湖北寶努斯照明電器有限公司