[发明专利]全数字式高功率金属卤化物灯电子镇流器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子镇流器的控制方法，特别是一种全数字式高功率(千瓦级)金属卤化物灯电子镇流器的控制方法。

背景技术

对于大功率的镇流器而言，要实现高功率因数、低输入电流谐波、灯功率调节等功能，目前一般都采用模拟控制方案。随着DSP等数字控制器成本的大大降低，基于全数控系统的电子镇流器是未来发展的方向。DSP数字控制系统具有灵活性和便于快速实现复杂控制功能的特点，使得同一个控制系统可以根据灯的特性改变控制策略以适应不同灯的控制。

采用数字控制器的电子镇流器与传统的采用模拟控制器的电子镇流器对比，前者具有如下优点：

(1)所需的外围器件少，电路相对于模拟控制来说比较简单；

(2)对噪声的抗干扰性比模拟电路好，而且不易老化；

(3)适应性强，需要改变控制算法时不需要改变电路就可以实现，可实现模块化设计；

(4)一般说来，很多模拟控制的电子镇流器的恒功率控制往往属于近似恒功率控制，不是真正的恒功率，控制精度比较低。此外模拟恒功率控制必需要使用外加模拟乘法器，这样就加大了电子镇流器的成本。对于数字控制而言，DSP内部有现成的高速乘法器，易实现精确的恒功率控制；

(5)可以对系统进行故障自检和保护，实现显示功能，并且可以与上位机进行通讯，实现网络化应用。

数字式高功率(千瓦级)金属卤化物灯(简称金卤灯)电子镇流器是一种由DSP控制器电路控制的电力电子系统，在DSP上运行的软件控制着电子镇流器的启动和正常工作两种模式，DSP控制器电路发挥着主导作用，直接影响着金卤灯工作时的安全性、稳定性及其工作性能。

目前的高功率(千瓦级)金卤灯中，即便以数字式控制的电子镇流器，一般都缺少功率因数校正控制和功率开槽控制。基于这种电子镇流器，其控制方法则存在以下缺陷：控制功能受限，通常应用于小功率的电子整流器中；镇流器在电网接入端缺少功率因数校正的控制，因此谐波非常大，对电力系统造成了谐波污染；在逆变器的死区内，中间级Buck变换电路输出电压会迅速增加，使得开关器件和无源器件的电压应力增大，造成危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种全数字式高功率金属卤化物灯电子镇流器的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的解决方案为：将电子镇流器的控制过程分为启动过程和稳态工作过程进行不同模式的控制。在电子镇流器启动过程中，在不同的时刻对电子镇流器的各个电路启动，对PFC电路采用软启动控制，这样配合解决镇流器启动过程中对开关元器件的过压和过流冲击，以达到安全启动和合理启动镇流器的目的。

本发明中的全数字式高功率金属卤化物灯电子镇流器的控制方法，包括电子镇流器的启动过程的控制和稳态工作的控制：

在所述的电子镇流器的启动过程中，包括以下步骤：

A.DSP控制器电路判断是否为周期中断，如是则执行下一步骤；

B.DSP控制器电路判断是否为功率因数校正电路软启动时刻，如是则执行下一步骤；

C.DSP控制器电路判断功率因数校正电路软启动标志是否已置位，如是则执行下一步骤；

D.DSP控制器电路判断是否为Buck变换电路及单相全桥逆变电路启动和灯触发时刻，如是则执行下一步骤；

E.DSP控制器电路判断Buck变换电路启动标志是否置位，如是则执行下一步骤；

F.DSP控制器电路判断是否为灯触发信号撤销时刻，如是则执行下一步骤；

G.DSP控制器电路关闭周期中断程序；

在所述的电子镇流器的稳态工作中，包括以下步骤：

a、DSP控制器电路判断是否为模数转换中断时刻，如是则执行下一步骤；

b、DSP控制器电路执行模数转换中断程序，进入采样程序，对功率因数校正电路输入电压、功率因数校正电路输入电流、功率因数校正电路输出电压、Buck变换电路输出电压、Buck变换电路输出电流和功率调节信号进行采样；

c、DSP控制器电路判断是否进入保护控制程序，如是则执行下一步骤；

d、DSP控制器电路判断是否进入功率因数校正电路软启动控制时刻，如是则执行；

e、DSP控制器电路判断是否进入功率因数校正电路正常稳态运行控制时刻，如是则执行；

f、DSP控制器电路判断是否进入Buck变换电路启动控制时刻，如是则执行下一步骤；