[发明专利]无电解电容HID灯电子镇流器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种专为HID灯匹配的无电解电容的 电子镇流器的控制方法。

背景技术

电光源经历了第一代通电钨丝发热至白炽高温放光的白炽灯泡时代；第二 代是光效比较白炽灯泡高数倍的荧光灯(包括直管荧光灯和节能灯)时代；第 三代是控光性好且光效很高的点光源高强度气体放电灯(HID灯)时代；第四 代是发光二极管(LED灯)时代。

白炽灯泡由于光效低，已经为当代节能减排大潮所淘汰。世界已进入高光 效节能的绿色照明时代，其中，HID灯由于技术成熟，单灯功率远远超过荧光 灯和半导体发光二极管(LED灯)所以，年产量数以亿计大批量工业化生产。 但HID灯不能够像白炽灯泡那样直接联接电源点亮，必须要经过与HID灯适配 的HID灯镇流器(电感镇流器或者电子镇流器)才能连接电源点亮HID灯，近 年由于铜和铁材料升价，给HID灯电子镇流器发展提供了市场空间，从各方面 比较而言，HID灯电感镇流器在耗电能、耗铜、耗铁、体积、重量、异常保护、 IT数控方面，远远比不上HID灯电子镇流器；电感镇流器对交流电频率敏感， 更不能用于直流电源，而电子镇流器可以用于直流电源，对交流电频率及电压 适应范围很宽，这都是电感镇流器比不上的。

但是，HID灯电感镇流器的可靠性超过HID灯电子镇流器。

据“木桶理论”分析：HID灯电子镇流器的可靠性，取决于其中可靠性最 差的零件——电解电容——电解电容的不可靠性来源于其内部的电解质，除了 客观上可能存在电解质化学污染之外；电解质的沸点温度制约了电解电容的工 作温度(一般民品85℃，工业品105℃，特殊用途125℃)，电解质对电容极板 的电化学作用，使其寿命较短(一般小于0.3万小时，特殊定制昂贵优质的也 难突破1万小时)，所有电解电容顶端刻有K字形凹纹，就是允许一旦电解电容 爆炸时从K字形部位爆开，因为电解电容温度上升到电解质沸点时，如同高压 锅盖的排气阀喷气相似，电解质沸腾蒸气必然冲破K字凹纹部位，可见，电解 电容生产制造者，对于电解电容可能爆炸的不可靠性，也是清楚的。要提升HID 灯电子镇流器的可靠性，首先必须根本上取消这些可能爆炸的电解电容。

HID灯工作时，是由高气压玻璃密封灯泡内短电弧放电而发出弧光，据电弧 理论及实测证实，HID灯动态特性是负电阻特性，为了使HID灯稳定工作，必 须维持HID灯电弧稳定，为此要求HID灯电子镇流器电路直流母线电压稳定且 纹波很小。

发明内容

本发明的目的是提供一种无电解电容HID灯电子镇流器的控制方法。

本发明以如下技术方案，解决上述无电解电容HID灯电子镇流器的技术问 题：

采用单片机软件方法，产生多相高频方波脉冲群，用多组不同相位的高频 方波脉冲，分别控制多相位电力电子开关的“通”和“断”，实现多相高频APFC (有源功率因数补偿)方法，来实现用有源微分电能来抑平直流母线纹波的有 源方法，来替代传统用无源电解电容贮存电荷抑平直流母线纹波的方法。

电解电容是一个固定电容量，贮存电荷有限，其抑平直流母线纹波的功能是 有限的；而用多组不同相位变脉宽的有源微分电能，来抑平直流母线纹波的能 力是可大可小机动灵活可控的；用数码方法控制多相APFC(有源功率因数补偿) 的方法，可以不用电解电容，而能够实现与有电解电容相似或更优良的纹波系 数。

当电源电压波动下浮时，直流母线电压下浮，看作谷值纹波增大时，自动 负反馈数码系统迅即增加APFC的相数，增大脉宽，提高频率，即用增加有源微 分电能，来填平下陷的谷值纹波。

反之，当电源电压波动上浮时，直流母线电压上浮，看作峰值纹波增大时， 自动负反馈数码系统迅即减少APFC的相数，缩小脉宽，降低频率，即用减少有 源微分电能，来削平上涨的峰值纹波。

对于小功率或成本要求严格时，不一定用多组高频多相APFC(有源功率因 数补偿)方法，还可以用低成本的单相高频APFC，再增加复合移相九十度电角 度的辅助APFC，即合成人为“双拍APFC”实现移峰填谷有源电力电子技术方法 来抑平纹波，也是取代传统电解电容贮能的方法。