高強度氣體放電燈(High intensity discharge lamp,簡稱HID燈)由于其高光效、照明效果優(yōu)異、壽命長等優(yōu)點被廣泛應用于路燈、舞臺照明、廣場照明等場合,受到市場的肯定。但是HID燈在使用過程中會呈現(xiàn)出負阻特性,電壓會隨著電流的增加下降,出現(xiàn)功率偏離標稱功率的現(xiàn)象;HID燈在啟動過程中,當功率超過額定值時,放電燈出現(xiàn)的正阻特性會導致HID燈的溫升急劇增加,嚴重縮短HID燈的使用壽命。為了減小運行條件變化對HID燈的運行品質和壽命的影響,研究HID燈在使用過程中的恒功率運行有重要的實際意義。論文首先對數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器和傳統(tǒng)模擬電子鎮(zhèn)流器進行了對比,闡述了模擬電子鎮(zhèn)流器和數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)缺點;對數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器進行理論分析、主電路設計、元器件參數(shù)計算和選型。其次,建立了電子鎮(zhèn)流器全橋逆變電路的等效模型,設計了PID控制環(huán)路;并利用Saber軟件搭建了仿真電路,分別對開環(huán)和閉環(huán)兩種情況進行仿真驗證,結果表明主電路和控制環(huán)路設計參數(shù)合理,能夠滿足系統(tǒng)輸入電壓變化情況下的恒功率要求。最后,基于DSP芯片TMS320F28335編寫了控制程序,配置中斷和EPWM模塊,編寫了AD采樣子程序,通信子程序,保護子程序,PID中斷子程序;搭建了實驗電路,對輸入電壓突增和突降等各種工況下的輸出電壓波形進行測試和分析,結果表明當輸入電壓在一定范圍內(nèi)波動時,電路均能調整到額定功率點附近運行,實現(xiàn)了數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器的恒功率控制。
【學位單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM923
【部分圖文】：

第二章 HID 燈結構及調光方式2.1 HID 燈的發(fā)展與結構特點在 20 世紀八十年代中期，HID 燈被發(fā)現(xiàn)色溫高，光通量大，易于發(fā)現(xiàn)行人和障礙物，率先被飛利浦公司研發(fā)應用在汽車照明系統(tǒng)中，與鎢絲燈工作過程不同的是 HID 燈是利用燈管兩端的電壓擊穿氣體使其發(fā)生電離發(fā)光放電，其產(chǎn)生的光照強度高，人類視覺感官很舒適，與自然光非常接近。HID 燈屬于氣體放電燈的一種，需要很高的電壓啟動才能使其工作，燈管內(nèi)的填充物質的主要為金屬蒸汽，比如高壓汞燈，其填充的是鈉蒸汽，同理還有高壓鈉燈，氙氣燈等[25]。

ID 燈的工作特性ID 燈放電電弧是氣體持續(xù)電離來維持的，前面已經(jīng)提到 HID 燈在使用的部氣體放電的等效電阻是變小的，會導致其實際功率偏離標稱功率，意味電壓不變的情況下，電流會變大。同時由于其啟動點火到正�；」夥烹娭唧w的放電過程在此不再祥述， HID 燈啟動的工作過程如圖 2-2。填充氣體種類 汞蒸氣 鈉蒸氣、汞蒸氣、氙氣 碘化鈉、碘化鉈、碘功率范圍 10W~10kW 35~1500W 10W~1MW效（流明/瓦） 40~60 80~140 60~120顯色指數(shù) 20~40 30~80 60~95顏色 淡藍、綠色 黃、金白色 白色壽命（小時） 3000~6000 >10000 6000~15000觸發(fā)電壓 幾百伏 幾千伏 幾十千伏要應用場合工業(yè)、倉庫、街道、泛光照明道路、汽車照明及舞臺照明、植物照明廣場、商場、體育建泛光及投光照明

電容存在的作用是為了改善電路的功率因數(shù)，但是缺點也很明顯，其體積過大，結構不精簡，功率因數(shù)不高一直被人所詬病。正是由于電感鎮(zhèn)流器的缺點，才有了后來的電子鎮(zhèn)流器，在電子鎮(zhèn)流器的應用下，HID 的發(fā)展進入了突飛猛進的地步，應用出現(xiàn)了多樣化，功率調節(jié)也慢慢成為了研究的熱點。2.3 電子鎮(zhèn)流器為了克服電感式鎮(zhèn)流器的缺點，實現(xiàn)綠色照明，智慧照明等特點，以飛利浦為代表的各大照明公司紛紛研制新一代電子鎮(zhèn)流器以替代電感鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流技術的研究，主要是為了延長燈管使用壽命、最大限度發(fā)揮 HID 燈優(yōu)勢，提高照明質量、減少諧波產(chǎn)生，不對電網(wǎng)產(chǎn)生污染；同時在功率調節(jié)方面有很大的優(yōu)勢，輸出功率容易改變，在舞臺燈等方面?zhèn)涫軞g迎。目前主流的電子鎮(zhèn)流器從拓撲結構上主要分為三級式和兩級式的電子鎮(zhèn)流器。2.3.1 三級式電子鎮(zhèn)流器典型的三級式電子鎮(zhèn)流器的拓撲結構如圖 2-3 所示：

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本文編號：2820163