高強(qiáng)度氣體放電燈(High intensity discharge lamp,簡(jiǎn)稱HID燈)由于其高光效、照明效果優(yōu)異、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于路燈、舞臺(tái)照明、廣場(chǎng)照明等場(chǎng)合,受到市場(chǎng)的肯定。但是HID燈在使用過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)出負(fù)阻特性,電壓會(huì)隨著電流的增加下降,出現(xiàn)功率偏離標(biāo)稱功率的現(xiàn)象;HID燈在啟動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)功率超過(guò)額定值時(shí),放電燈出現(xiàn)的正阻特性會(huì)導(dǎo)致HID燈的溫升急劇增加,嚴(yán)重縮短HID燈的使用壽命。為了減小運(yùn)行條件變化對(duì)HID燈的運(yùn)行品質(zhì)和壽命的影響,研究HID燈在使用過(guò)程中的恒功率運(yùn)行有重要的實(shí)際意義。論文首先對(duì)數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器和傳統(tǒng)模擬電子鎮(zhèn)流器進(jìn)行了對(duì)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(diǎn);對(duì)數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器進(jìn)行理論分析、主電路設(shè)計(jì)、元器件參數(shù)計(jì)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(shè)計(jì)了PID控制環(huán)路;并利用Saber軟件搭建了仿真電路,分別對(duì)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種情況進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明主電路和控制環(huán)路設(shè)計(jì)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(xiě)了控制程序,配置中斷和EPWM模塊,編寫(xiě)了AD采樣子程序,通信子程序,保護(hù)子程序,PID中斷子程序;搭建了實(shí)驗(yàn)電路,對(duì)輸入電壓突增和突降等各種工況下的輸出電壓波形進(jìn)行測(cè)試和分析,結(jié)果表明當(dāng)輸入電壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí),電路均能調(diào)整到額定功率點(diǎn)附近運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器的恒功率控制。
【學(xué)位單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM923
【部分圖文】：

第二章 HID 燈結(jié)構(gòu)及調(diào)光方式2.1 HID 燈的發(fā)展與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在 20 世紀(jì)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(yīng)用在汽車照明系統(tǒng)中，與鎢絲燈工作過(guò)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(qiáng)度高，人類視覺(jué)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?jiǎn)?dòng)才能使其工作，燈管內(nèi)的填充物質(zhì)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(lái)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(huì)導(dǎo)致其實(shí)際功率偏離標(biāo)稱功率，意味電壓不變的情況下，電流會(huì)變大。同時(shí)由于其啟動(dòng)點(diǎn)火到正常弧光放電之，具體的放電過(guò)程在此不再祥述， HID 燈啟動(dòng)的工作過(guò)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(lán)、綠色 黃、金白色 白色壽命（小時(shí)） 3000~6000 >10000 6000~15000觸發(fā)電壓 幾百伏 幾千伏 幾十千伏要應(yīng)用場(chǎng)合工業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、街道、泛光照明道路、汽車照明及舞臺(tái)照明、植物照明廣場(chǎng)、商場(chǎng)、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(diǎn)也很明顯，其體積過(guò)大，結(jié)構(gòu)不精簡(jiǎn)，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(diǎn)，才有了后來(lái)的電子鎮(zhèn)流器，在電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用下，HID 的發(fā)展進(jìn)入了突飛猛進(jìn)的地步，應(yīng)用出現(xiàn)了多樣化，功率調(diào)節(jié)也慢慢成為了研究的熱點(diǎn)。2.3 電子鎮(zhèn)流器為了克服電感式鎮(zhèn)流器的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)綠色照明，智慧照明等特點(diǎn)，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(shù)的研究，主要是為了延長(zhǎng)燈管使用壽命、最大限度發(fā)揮 HID 燈優(yōu)勢(shì)，提高照明質(zhì)量、減少諧波產(chǎn)生，不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染；同時(shí)在功率調(diào)節(jié)方面有很大的優(yōu)勢(shì)，輸出功率容易改變，在舞臺(tái)燈等方面?zhèn)涫軞g迎。目前主流的電子鎮(zhèn)流器從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上主要分為三級(jí)式和兩級(jí)式的電子鎮(zhèn)流器。2.3.1 三級(jí)式電子鎮(zhèn)流器典型的三級(jí)式電子鎮(zhèn)流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示：

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本文編號(hào)：2820163