[实用新型]数字PID恒功率控制的高强度气体放电灯电子镇流器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种镇流器系统，属于电子器件领域。更具体地，本发明涉及PID控制恒功率输出的电子镇流器系统，特别是PID控制恒功率输出的数字PID恒功率控制的高强度气体放电灯(简称HID)电子镇流器。

背景资料：

传统的镇流器采用磁性材料来调节电流或功率，稳定气体放电灯的工作。电子镇流器应用固态器件，尤其是半导体器件来驱动气体放电灯。比之于磁性镇流器，电子镇流器有若干优点，包括：频闪减小；噪声减弱；效率上升；体积降低；重量减小。

高强度气体放电灯(High Intensity Discharge Lamp)具有发光效率高，寿命长，得到了广泛的应用。但是，高强度气体放电灯在一定的频率点工作时(频率点分布在几十千赫兹到几百千赫兹之间)，具有声共振现象，引起灯电弧的抖动，光输出不稳定，闪烁，严重影响照明的效果。普遍采用的克服声共振的方法：驱动气体放电灯工作在超高频率(高于一兆赫兹)，超出声共振的频率范围；选择频率，使气体放电灯运行在无声共振的频率窗口内；驱动气体放电灯工作在低频率状态(低于一千赫兹)。

但由于开关损耗与开关频率成正比，超高频方案面临着散热和EMI问题；由于气体放电灯的一致性较差，每个灯管的声共振频率不相同，选择频率方案难以满足大规模生产的要求；低频方波驱动高强度气体放电灯是一种可靠的克服声共振的方法，已被业界广泛接受。

采用低频方波驱动，包括两种驱动方式：恒定电压输出和恒定功率输出。恒定电压输出方式由驱动电路，电压采样，反馈回路控制构成，保证恒定电压施加于高强度气体放电灯两端。由于气体放电灯的负阻特性，随着灯管使用时间推移，灯管的阻抗特性发生变化，而电子镇流器的输出电压不变，影响灯管的使用性能和寿命。恒定功率输出方式由驱动电路，电压电流采样，计算电路，反馈回路控制构成，在灯管的寿命周期内，以恒定的功率输出，保证气体放电灯的发光的稳定性和一致性，延长灯管使用寿命。

气体放电灯恒功率镇流器的恒功率可通过硬件电路实现，基于运算放大器构建计算电路，比较和计算采样信号和参考信号，计算结果通过反馈电灯调整镇流器的输出功率。把采样信号经过模数转换，输入到具有运算能力的数字处理器中，计算输出功率，采用不同的算法得到计算结果，在通过反馈电灯调整镇流器的输出功率，这就是数字式恒功率电子镇流器。

数字式恒功率电子镇流器具有诸多控制算法，算法决定了镇流器的稳定性，收敛时间，功率波动范围，算法不正确可能会对镇流器造成破坏性影响。数字式恒功率算法是需要数字处理器软件编程实现，算法还决定了软件的复杂度。

基于上面和前述的说明，可以理解到，本技术领域内目前存在一种需求，要提出一种高强度气体放电灯的数字式恒功率算法，此算法要求低复杂度，收敛时间短，功率波动范围小，并且具有稳定的闭环特性。本发明受到人们愿望的推动，可克服目前可予应用技术的缺点和不足，从而能满足需求。

发明内容：

本发明的一个目的是提供出一种数字PID恒功率控制的高强度气体放电灯电子镇流器，它以恒定功率输出，稳定气体放电灯的发光性能。

本发明的另一个目的是提供出一种数字PID恒功率控制的高强度气体放电灯电子镇流器，它采用数字式恒功率实现，它能够使电子镇流器具有抗干扰能力强，输出功率精确，批量生产一致性高。

本发明的另一个目的是提供出一种数字PID恒功率控制的高强度气体放电灯电子镇流器，它采用PID算法，它实现简单，收敛快，闭环稳定。

本发明的另一个目的是提供出一种数字PID恒功率控制的高强度气体放电灯电子镇流器，当结合镇流器电路结构，它能应用到多种场合，例如220V市电交流电压供电，12V汽车直流电压供电，35W，70W和150W高强度气体放电灯。

按照本发明的这些和那些目的、特性和优点，都可在向气体放电灯管供电的电子镇流器中借助于数字处理器，采用PID恒功率控制算法提供出来。该系统中具有一个配置了一条反馈回路的电子式镇流器。其优点在于，该电路中包括有：一个接收电流电压采样信号数字处理器，它采用PID算法，指明了电子镇流器与标准功率的偏差，并产生一个控制信号加到反馈回路上，由此控制加给灯管的功率。

附图说明：

图1是按照本发明所述的气体放电灯镇流器的方框图。

图2是按照本发明所述的气体放电灯整流器实施例的部分电路图和部分方框图。

具体实施例：