软开关变频电源在照明设备中的应用.pdfVIP

第 4卷第 4期 沈阳工程学院学报 (自然科学版) V0l_4No．4 2008年 10月 JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience) Oct．2008 软开关变频 电源在照明设备中的应用 马洪勃 (沈阳工程学院 自动控制系，沈阳110136) 摘 要：从地球环境保护和EMC理论出发，阐述 了照明设备用软开关变频 电源应满足 IEC1000—3—2C级标准。说明 了照明设备用电源功能的基本要求及放电灯的点灯频率和发光效率的关系，分析 了照明设备用软开关变频电源存在的 问题和其相应的综合效率以及输入电流高次谐波问题．重点介绍了照明设备用复合 电路方式软开关变频电源具有代表 性的电路方式及其性能．此外，还简述了目前及今后照明设备用变频 电源的研究开发重点及方向． 关键词：软开关变频 电源；照明设备；点灯频率；发光效率；电能效率；定电流推挽型；半桥型；复合 电路方式 中图分类号：TM564 文献标识码 ：A 文章编号 ：1673—1603(2008)04—0323—04 足 IEC1000—3—2中的C级 (最严格的标准)对高次 0 前 言 谐波的规定．从 1998年 1月起 ，对应于 IECIO00—3— 目前，作为节 电光源的 日光灯及 HID(高亮度放 2C级标准的照明设备用变频器开始研制并推向市 电)灯等放电灯，是照明光源的主体．日光灯的色彩是 场．所以，对采用高次谐波标准使用变频器的照明设备 白色，发光效率是白炽灯的5倍以上，耗电少；HID灯 研究是当前的一个研究方向，这项研究对环境保护也 不仅亮度高，还具有效率高、寿命长、节能性好、环保等 有着很重要的意义． 优点，所以这2种灯倍受青睐，在工厂、公共设施和普 1 照明设备用电源功能的基本要求 通家庭中被广泛使用，前景看好 J． 一 般照明用的放 电灯都采用交流电点灯，作为电 照明设备用电源 (照明用电子镇流器，又称变频器 源的电子镇流器也都采用了DC／AC变频技术．这项 电源)的基本回路由以下部分组成：①消除高频开关变 技术从环保上讲，要求低消耗、高功率因素、低电磁干 换噪声的低通滤波器；②从工频交流电压源产生直流 扰．但是，这些放电灯在开始点灯时，都要产生高电压， 电压的整流滤波电路；③将直流电压转换为高频交流 灯点亮后由于灯 自身的负阻特性，还要限定电流为一 电压的变频电路；④灯驱动和抑制灯电流为定值的点 定值．根据放电灯的这一特性，照明设备用变频器，在 灯电路．实验得知，当日光灯用高于几 kHz的频率点 使用初期就采用了LC谐振型软开关变换方式，而且 灯时，发光效率可提高7％～l9％．由于 日光灯用变频 还要从工频交流电源的低频 EMC(电磁兼容)状态着 器电路不仅要抑制电磁噪声，还要提高灯的发光效率， 手，来抑制家电、通用电器的输入电流高次谐波成分， 所以点灯开关频率要设定在 20kHz以上． 以满足环保要求．为了限制高次谐波成分，IEC(国际 另外，照明设备用电源要具备3种基本功能：①启 电工委员会)在 1982年就颁布了IEC555～2规则，之 动灯放 电；②限制灯的电流；③维持灯放电．同时照明 后又在 1995年3月进行了全面修订，颁布了IECIO00 设备用电源在性能上还须满足下述要求：①高效率，发 — 3—2规则 2【I，1995年 7月，EU(欧共体)也发布 了和 热小；②直流电源的平滑度要高；③整流滤波电路的输 IEC相同内容的EN1000—3—