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氣體放電燈使用的鎮(zhèn)流方法中電子鎮(zhèn)流應(yīng)用較多。電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點是:燈電極損耗小,燈電弧穩(wěn)定;燈管使用壽命長,電路保護比較容易;調(diào)光靈活性強舒適度高;和計算機網(wǎng)絡(luò)控制實現(xiàn)方便。 體積小、重量輕,且功率越大越明顯。
目前對于熒光燈的控制方法主要有:模擬調(diào)光控制方法和數(shù)字調(diào)光控制方法。模擬方法是一種標準的調(diào)光方法,通?;ㄙM較低,并且可以與大量的普通控制器兼容。數(shù)字調(diào)光電子鎮(zhèn)流器電路最主要的改進是增加了主控制作為數(shù)字信息的存儲器、接收器和發(fā)射器。可以存儲鎮(zhèn)流器地址,接收控制信號,發(fā)送狀態(tài)信息。
基于DALI的數(shù)字可尋址調(diào)光鎮(zhèn)流器
基于DALI的數(shù)字可尋址調(diào)光鎮(zhèn)流器原理框圖示于圖1。鎮(zhèn)流器具體電路示于圖2。該鎮(zhèn)流器是基于IR21592芯片設(shè)計的,控制模塊采用Microchip 公司的PIC16F877單片機。這是一種高效、高功率因數(shù),用來驅(qū)動、快速起動熒光燈的數(shù)字調(diào)光電子鎮(zhèn)流器。
電磁干擾(EMI)濾波器
抑制EMI的技術(shù)措施有屏蔽、接地(浮地、單點地和接地網(wǎng))與濾波。其中,濾波技術(shù)是抑制傳導干擾最有效和最經(jīng)濟的手段。由于各種干擾在系統(tǒng)接口處最為嚴重,故EMI濾波器均放在系統(tǒng)電源線的入口處。交流電源線的傳導干擾包括差模噪聲成分和共模噪聲成分。為了起到抑制干擾、降低噪聲的作用,采用交流線路EMI濾波器(見圖2)。EMI濾波器,既抑制了來自電網(wǎng)的共模和差模干擾,保證二次側(cè)不出現(xiàn)共模噪聲和差模噪聲。同時,它對電子鎮(zhèn)流器自身產(chǎn)生的電磁干擾也起衰減作用,以保證電網(wǎng)不受污染。
APFC電路
當功率因數(shù)過低時,使電力供電設(shè)備得不到充分利用。電能的巨大浪費,而且會影響用電設(shè)備的正常運行。而且會在建筑物的供電導線中產(chǎn)生熱量。電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)低會限制家用電器的負荷,甚至會增加照明費用。本設(shè)計采用APFC電路提高功率因數(shù)。
利用ST公司的L6561芯片,設(shè)計了APFC電路。
APFC電路工作在臨界電流模式下,為峰值電流控制方式。通過它可以實現(xiàn)輸入電流正弦化,并與輸入正弦電壓同相。
抑制EMI的技術(shù)措施有屏蔽、接地(浮地、單點地和接地網(wǎng))與濾波。其中,濾波技術(shù)是抑制傳導干擾最有效和最經(jīng)濟的手段。由于各種干擾在系統(tǒng)接口處最為嚴重,故EMI濾波器均放在系統(tǒng)電源線的入口處。交流電源線的傳導干擾包括差模噪聲成分和共模噪聲成分。為了起到抑制干擾、降低噪聲的作用,采用交流線路EMI濾波器(見圖2)。EMI濾波器,既抑制了來自電網(wǎng)的共模和差模干擾,保證二次側(cè)不出現(xiàn)共模噪聲和差模噪聲。同時,它對電子鎮(zhèn)流器自身產(chǎn)生的電磁干擾也起衰減作用,以保證電網(wǎng)不受污染。
APFC電路
當功率因數(shù)過低時,使電力供電設(shè)備得不到充分利用。電能的巨大浪費,而且會影響用電設(shè)備的正常運行。而且會在建筑物的供電導線中產(chǎn)生熱量。電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)低會限制家用電器的負荷,甚至會增加照明費用。本設(shè)計采用APFC電路提高功率因數(shù)。
利用ST公司的L6561芯片,設(shè)計了APFC電路。
APFC電路工作在臨界電流模式下,為峰值電流控制方式。通過它可以實現(xiàn)輸入電流正弦化,并與輸入正弦電壓同相。
DIM電壓變化,負載電流的相位就會逆向變化,從而輸出功率變化,實現(xiàn)了IR21592電路對熒光燈的調(diào)光。
微控制模塊電路
選用Microchip公司的PIC16F877單片機作為微控制器。
微控制器是整個鎮(zhèn)流器電路的大腦,存儲著鎮(zhèn)流器的大量信息。當它接收到經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的DALI信號,對其進行判斷,并執(zhí)行響應(yīng)的命令。當需要調(diào)光時,其CCP端口PWM輸出脈沖,通過RC低通濾波電路,實現(xiàn)0.5V~5V電平的輸出。
PIC16F877共有5個I/O端口,除了通用I/O功能外,這些端口還具有各自不同的專用功能,例如PWM輸出、計數(shù)器輸入、外部電平中斷、I2C總線接口等。
DALI鎮(zhèn)流器中存儲了大量的參數(shù)。而絕大多數(shù)參數(shù)都存放在EEPROM數(shù)據(jù)存儲器中,以保證斷電后這些參數(shù)依然存在。
DALI鎮(zhèn)流器單片機接收DALI主機的各種命令。數(shù)據(jù)以邏輯值“1”作為起始位,包括8位地址位,8位數(shù)據(jù)位,兩個非編碼的高電平作為結(jié)束標志。DALI系統(tǒng)使用兩條信號線傳輸數(shù)據(jù),兩條信號上的電壓差表示
邏輯“0”和邏輯“1”,在總線上沒有信號時兩條信號線之間保持高電壓差。DALI協(xié)議的傳輸速率為1200bps,信號周期833.33ms,據(jù)曼徹斯特編碼要求,單片機每個周期內(nèi)對總線采樣2次,采樣延間隔為T/2=417ms,采樣誤差為0.08%。
電平轉(zhuǎn)換電路
DALI接口與微控制器之間需要有光電隔離的電平轉(zhuǎn)換電路。該接口電路主要有兩個作用:光電隔離兩端信號,防止干擾;傳輸電平轉(zhuǎn)換,將DALI信號線的邏輯電平(DALI信號)轉(zhuǎn)化為單片機PIC16F877的邏輯電平(TTL信號)。
當上位機準備對鎮(zhèn)流器進行控制,或者是詢問鎮(zhèn)流器狀態(tài)時,通過電平轉(zhuǎn)換電路就可把DALI信號轉(zhuǎn)換為微控制模塊的TTL電平;微控制模塊準備向上位機發(fā)送反饋信息時,電平轉(zhuǎn)換電路又實現(xiàn)了TTL電平到DALI信號的轉(zhuǎn)換。另外,電平轉(zhuǎn)換電路通過光耦隔離,起到了隔離兩邊電路的作用,減少了干擾。
DALI照明控制系統(tǒng)與以往照明系統(tǒng)相比,一個很大的優(yōu)點就是實現(xiàn)數(shù)字智能調(diào)光,達到恒照度的要求。