低压钠灯低压直流供电高光效镇流技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhu872007990
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随着绿色照明观念的深入人心,光效高,寿命长的气体放电光源和小型化,智能化的电子镇流器的应用前景将非常广阔。低压钠灯作为光效最高的气体放电灯,寿命可达18000h,广泛应用于隧道、港口、桥梁、高速公路等对显色性要求不高的照明场所。随着以太阳能为代表的清洁可再生能源的蓬勃发展,太阳能低压钠灯照明系统因具有环保和节能的双重效果,无疑具有广阔的发展前景。  低压钠灯具有负阻特性,必须与镇流器一起才能稳定工作。本文所设计电子镇流器采用太阳能电池输出的24V直流电压供电,整体拓扑采用DC-DC-AC结构。其中DC-DC变换采用推挽变换电路,DC-AC变换采用半桥逆变LCC网络。  本文详细分析了推挽变换电路的工作原理,并在硬开关推挽电路的基础上增加谐振网络,实现了开关管的软开关。对于推挽电路存在的偏磁问题,本文也给出了有效的抑制措施。  由于低压钠灯光效随工作频率的变化而变化,所以其工作频率的选择关系到系统的整体效率。本文针对低压钠灯频率特性对镇流器参数进行了设计,使低压钠灯和镇流器组成的系统效率达到最高。  对于半桥电路所采用的LCC谐振负载网络,本文详细分析了其工作原理,并设计了相应的分段控制程序来实现低压钠灯的可靠启动,平稳过渡,稳定工作以及故障保护。  本文以55W低压钠灯为研究对象,设计了24V直流输入的数字化电子镇流器,镇流器的控制核心为单片机PIC16F690。通过对低压钠灯光特性的分析,设计了合理的镇流器参数,使低压钠灯和镇流器组成的系统效率最优。
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