高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流技術(shù)研究.pdf

1、高強(qiáng)度氣體放電(High Intensity Discharge)燈以其高光通、高光效、長壽命和放電管小等特點(diǎn)，已成為照明領(lǐng)域極具競爭力的新光源。由于體積大、噪聲和頻閃的缺陷，電感式鎮(zhèn)流器達(dá)不到綠色照明的要求。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和對高強(qiáng)度氣體放電的認(rèn)識，開始研制以高頻變換為基礎(chǔ)的電子鎮(zhèn)流器，但HID燈在高頻工作時極易產(chǎn)生聲諧振現(xiàn)象，如電弧閃爍、扭曲和光強(qiáng)不穩(wěn)，嚴(yán)重時可能熄弧，甚至導(dǎo)致燈管毀損。 本文對氣體放電原理、等離子體的

2、微觀運(yùn)動和宏觀性質(zhì)等方面進(jìn)行研究，詳細(xì)推導(dǎo)了高強(qiáng)度氣體放電燈中等離子體振蕩的特征方程，以揭示等離子體的振蕩現(xiàn)象的激勵機(jī)理和決定因素。 對等離子體振蕩的外在表現(xiàn)--聲諧振現(xiàn)象的電弧、聲波和電氣特征進(jìn)行研究，集中分析了常規(guī)的聲諧振抑制方法，著重研究了各種頻率調(diào)制技術(shù)的頻譜特征及其應(yīng)用特點(diǎn)。 所研究的HID燈電子鎮(zhèn)流器采用了兩級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸入級的有源功率因數(shù)校正Boost電路和輸出級的橋式逆變電路均采用PWM控制技術(shù)。PWM輸

3、出含有大量的諧波成分，頻率和幅度固定，是產(chǎn)生電磁干擾和聲諧振的能量源。 分析了輸入電流諧波與功率因數(shù)的關(guān)系，討論了有源功率因數(shù)校正技術(shù)，根據(jù)實際應(yīng)用要求，提出了有源功率因數(shù)校正電路的改進(jìn)設(shè)計，并研究了各種可變頻率驅(qū)動和自振蕩驅(qū)動技術(shù)。 根據(jù)聲諧振的產(chǎn)生需要特定頻率和足夠能量以及諧波產(chǎn)生電磁干擾的結(jié)論，提出利用頻譜分散方法，將PWM輸出諧波的頻率分散到更寬的范圍，以降低輸入電流總諧波失真度，減小電磁干擾；避免輸出級}JID

4、燈的驅(qū)動信號在固定頻率點(diǎn)上形成駐波，抑制聲諧振的產(chǎn)生。 研究了Boost電路和等離子體中的混沌現(xiàn)象、特征及其控制方法，提出采剛無反饋型的混沌控制方法--參數(shù)共振微擾法，通過給激勵參數(shù)以特定頻率的擾動，減弱甚至消除其中的混沌運(yùn)動；同時獲得連續(xù)的寬帶頻譜。 最后，對Boost電路和輸出逆變電路，分別采用了不同的共振參數(shù)進(jìn)行混沌控制，實現(xiàn)了對PWM波的實時在線混沌調(diào)制。獲得了更多的頻率成份，將PWM輸出諧波的頻率分散到更寬的范