1.导言
跟着科技进步，人类对照明的需求也与时俱进，阅历了白炽灯、荧光灯两代照明产品之后，人类拓荒了照明史的新纪元，进入了金属卤化物灯的照明年代.较之前两代产品，金卤灯的发动进程更为繁琐，在此进程中需求电子镇流器的参加。所以对镇流器的研讨成了光源照明技能开展进程中必不可少的环节。开始研讨镇流器首要面对的技能难题是“声谐振”
现象。跟着研讨的深化，可选用低频方波技能能有用的处理这个问题，使电子镇流器使用于金卤灯获得了极其重要的开展。
在传统的电子镇流器的规划中，往往选用三级电路拓扑，包含率因数校对(PFC)电路、DC/DC电路和C/AC逆变电路[2].可是电路级数越多运用的器材越多而且使产品规划愈显杂乱。
因而为了节省规划本钱简化电路规划，本文提出一种电子镇流器二级拓扑结构的规划思维。
2.镇流器的电路拓扑结构
2.1 三级电路拓扑结构
在电子镇流器的规划中，最常选用的规划电路为传统的三级拓扑，体系结构由功率因数校对(PFC)电路、DC/DC电路和DC/AC电路组成，三部分电路彼此独立且各自完结相应的功用。榜首级的功率因数校对电路，可选用的拓扑为BOOST型和反激型的功率因数校对电路。
第二级电路为DC/DC电路，其首要功用是操控灯发动进程中的电流和功率，安稳灯的作业点，这一级电路最常选用的拓扑为BUCK电路。
第三级电路为DC/AC逆变电路，其首要功用是为灯供应一个交变的作业电流和电压，常用拓扑为半桥和全桥电路.传统的三级电路每一级电路独立履行相应的功用。操控相对简略，体系的可靠性较好。可是，传统的三级低频方波电路存在电路杂乱、本钱高、功率低一级缺陷。
2.2 二级电路拓扑结构
近年来两级低频方波电子镇流器得到了很大的开展，首要有两种功用组合办法：
(1)将功率因数校对环节(PFC)和DC/DC进行兼并，兼并后的电路既要完结功率因数校对的功用，又需求操控灯的发动进程中的电流，操控较三级电路杂乱。
(2)将DC/DC和逆变电路进行兼并，整个电路省去了DC/DC环节，逆变电路进行PWM调制，起到操控灯电流巨细和换向的效果.此种办法首要有PFC级+全桥DC/AC级和PFC级+半桥DC/AC级两种，可是，因为半桥双BUCK低频方波改换器开路输出电压低灯信号取样困难操控电路杂乱等，所以选用PFC级+全桥DC/AC级电路。
3.镇流器各级电路的操控战略
电子镇流器本身，实际上是一种AC/DC/AC的特种电源。选用二极管整流、电容滤波的整流环节会使输入电流严峻畸变[5].特别是许多运用时对电网发生严峻的谐波污染且功率因数较低。关于这种运用数量大的中小功率单相电源体系，最理想的办法是在电源内部采纳功率因数校对办法，从根本上消除谐波源。一般功率因数校对办法有两种：有源功率因数校对(APFC)和无源功率因数校对(PPFC)。但无源功率因数校对(PPFC)的功率因数不是很高，只能到达0.8~0.9之间，很难挨近1,而且电路中电感体积大且重，给电路规划带来必定费事。
而有源功率因数校对(APFC)技能被认为是适宜的挑选，许多公司也推出了各种老练的功率因数校对芯片。此次规划咱们选用的功率因数校对芯片便是TI公司最近新推出的UCC28019。
3.1 有源功率因数校对(APFC)电路
UCC28019是一款在接连作业方式下，选用均匀电流操控战略，以固定频率输出PWM波操控开关管的通断，完成功率因数校对，该芯片具有软发动、欠/过压维护、过流维护、开路维护以及峰值电流约束等功用。
UCC28019通过调理BOOST电路的开关管的占空比来安稳输出电压，在电路输出端通过电阻分压得到电压反应，将反应电压送入芯片内部差错比较器和基准电压进行比较，芯片内部振荡器调理输出PWM的占空比完成输出稳压。
3.2 全桥DC/AC逆变电路
上电进程是在金卤灯焚烧击穿曾经，灯负载相当于与开路，为了使得焚烧阶段可以正常，有必要要有足够高的开路电压。这个电压通过发动电路供应灯足够高的电压脉冲，击穿灯管。
焚烧进程金卤灯需求3-5KV的电压，一起这个脉冲要坚持几十奇妙的时刻，脉冲上升时刻越短越好。在高压脉冲的鼓励下，通过一次或几回灯就会发动，进入下一阶段。
瞬间发生高压一般采纳DC/AC逆变电路完成。常见的逆变电路分为半桥逆变和全桥逆变。全桥逆变电路是逆变器中得到最广泛使用的拓扑方式，其器材接受的电压较低，操控灵敏，在自换流或许负载换流方式下都可以作业，不依赖变压器参加逆变，因而选用全桥逆变的操控战略。
为了节省本钱，数控芯片咱们选用AT89S52单片机，关于金卤灯电子镇流器来说，存在所谓的“声谐振”,当稳态时作业频率超越1kHz时，金卤灯的作业状况就会变得不安稳，这种不安稳表现为共识。为了防止生这种现象，咱们在逆变进程中发生的PWM波不能超越1KHz,运用AT89S52单片机发生PWM波彻底满意规划需求，可是单片机输出电压过低，逆变进程需求用驱动芯片来升高单片机发生的PWM波电压。
咱们选用IR2110芯片，IR2110是美国世界整流器公司(International Rectifier Company)运用本身独有的高压集成电路及无门锁CMOS技能，是现在运用较广的大功率MOSFET和IGBT专用栅极驱动集成电路芯片，已在电源改换、马达调速等功率驱动范畴中获得了广泛的使用。
由单片机发生PWM波，输送给IR2110,通过升压后操控MOS关开关发生交变电流，逆变发生的交流电通过1:10的升压变压器变压后即可满意金卤灯的敞开电压。
4.总结
上述仅是根据单片机规划的金卤灯电子镇流器二级电路拓扑的根本研讨办法。本文选用二级拓扑电路替代传统的三级拓扑结构，选用PFC级和全桥DC/AC级电路，省去了DC/DC级电路，降低了金卤灯的生产本钱，但可以正常完成小功率金卤灯的安稳发动，处理灯在被击穿后呈现的负阻特性，有利于金卤灯在光源照明范畴的广泛使用。
