一种可调光电子镇流器的设计
一种可调光电子镇流器的设计[20200406140543]
摘 要
近几年，如何节约能源特别是照明用电的支出，已经成为世界各国的重点研究课题。镇流器作为照明器件中必不可少的一部分，发挥着重要的作用。传统的镇流器存在结构复杂，电路损耗大，缺乏预热和保护功能等缺点。电子镇流器不但可以提升整个照明系统的效率，而且在照明质量上还有着非常高的优势。本课题意在设计一种有自动调光功能的电子镇流器，它有着初步的智能，不需要人来进行长期控制。
本文最先简单介绍了最简单的镇流器工作特性，然后介绍了电子镇流器的基本原理和结构组成。设计了一种基于IR21592的可调光的电子镇流器，涉及到了整流滤波，功率因素校正，调光控制等电路。另外还提出了采用单片机的控制方案。
最后经过系统仿真和实物制作，证明了这种可调光电子镇流器的设计是可行的。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电子镇流器调光控制单片机
目 录
1. 绪 论 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状与发展 2
1.3主要研究内容 3
2.电子镇流器的基本原理 4
2.1 镇流器原理 4
2.2 电子镇流器及其优点 4
2.3 电子镇流器的调光 5
3.可调光电子镇流器方案设计 7
3.1 设计框图 7
3.2 整流滤波 7
3.3 功率因数校正升压 8
3.4 调光控制 9
3.5 隔离电压控制 10
3.6 单片机控制方案 11
3.7 芯片介绍 12
3.7.1 L6562 12
3.7.2 IR21592 12
4. 单片机控制电路设计 14
4. 1 复位电路 14
4. 2 时钟电路 14
4. 3 环境明暗检测 15
4. 4 DA转换 15
4. 5 实时时钟 16
4. 6 预留模块（继电器） 17
5.软件设计 18
5.1 软件总体设计 18
5.2 主控制程序 18
5.3 DS1302相关程序 19
总 结 20
参考文献 21
附 录 22
附1 电子镇流器电路 22
附2 调光效果 23
附3 单片机控制仿真效果 24
附4 程序源码 25
致 谢 29
1. 绪 论
1.1 课题的背景及意义
能源是有限的，能源短缺这一情况曾在二十世纪七十年代末期出现过。许多研究电子镇流器的企业也是在这一时间纷纷涌现。同时半导体技术的飞速发展，为电子镇流器的升级开发创造了条件。
“绿色照明”的概念大概最早在二十世纪九十年代被提出[1]，这对接下来的人们研发的节能、环保的绿色照明器提供了最初的概念。这主要是为了提高照明效率、减少光污染、节约电能。人们为了响应这一概念做了很多事情。比如镇流器的升级，将传统的电感式镇流器升级到电子镇流器。还有将电子镇流器里面加入调光电路，使其能调节光亮大小的输出。这一概念开始时主要在欧美风行，很快取得了史无前例的收获，接着这一概念立马就获得了国际社会的大部分认同和积极反响。
十九世纪四十年代荧光灯被发明了出来。它一直是诸多气体放电灯中的最为优秀和使用场合最为广泛的，至今还是人们使用的主要灯具。在其发明之后的40多年的时间里面，人们一直采用启辉器将其点火，在它工作后电感式镇流器稳定它的工作电流。可靠性高而且不容易损坏的优点一直使其连续被使用了很多年。但是这种镇流器的缺点也非常明显，由于使用了很多的电容电感，使它的体积和重量变的很大，而且由于这么多元器件它的本身电力的损耗也是很大的。另外他对人体也有一些影响，一些电感镇流器会产生低频噪声，工作时会发出“嗡嗡”声。它在50Hz频率工作时，会有闪烁现象，长时间在这种灯光下工作和学习容易导发近视。所以在五十年代年就有人开始研究改进它，并提出了利用电子镇流器代替的想法。
在二十世纪八十年代，荧光灯电子镇流器问世了，标志着它将取代荧光灯电感镇流器，这是在照明领域的著名20kh革命【2】。电感镇流器与电子镇流器相比存在着结构复杂，电路损耗大，缺乏预热和保护功能等缺点。电子镇流器本质上是将我们日常所用交流电转变为频率很高的交流电，所以可以说他是一个电源变换器。荧光灯电子镇流器随着电力电子技术的发展日臻成熟，逐步取代了电感式镇流器。
现在全球年年要花费二万亿千瓦时的电力用于人工照明。照明的水准和质量，可以标志和权衡一个国家现代化发展水准。据不完全统计，由于照明设备的不断普及全球，在全球范的电力消耗里面，照明用电的比重逐年增加。一般用户花费在日常生活上的电力，大约10%~20%是照明消耗。据估计，我国每年的全国用电量，有大约百分之二十左右花费在照明上面。这一数据，对促进高效照明产品的使用有重大意义。一九九七年十月一日，是我国启动绿色照明工程的日子。如果这一项目成功推动，每年300-500百万千瓦时节能的电力可以用于其他地方，这也意味着可以节省数百亿元。在经济和社会的双面作用下，电子节能器具的推广得到了长足发展。
电子镇流器的调光目的是为了获得一个良好的照明质量，创造一个与周围的景色相和谐的，像自然光一样的光照环境，让人们学习工作和生活。有很多场合下电子镇流器不需要满额工作，这时候有着调光功能的电子镇流器可以大放其光彩了。在很多场景人不可能一天到晚的看管电子镇流器的，这是就需要电子镇流器和智能控制系统相结合了。另外还可以将电子镇流器与互联网相结合，做出可以远距离控制的网络。
1.2 国内外研究现状与发展
自电子镇流器出世以来，经由人们对其的多年的发展，已广泛应用于世界各国的照明领域。在全世界当前的电子镇流器市场里面，2种电子镇流器器灯占了80%市场。紧凑型荧光灯的电子镇流器，有着近53%的市场份额。另一种有着近27%的市场，是直管荧光灯电子镇流器。HID灯电子镇流器只有5%，剩下的有10%为卤钨灯电子变压器。由此可见驱动荧光灯工作的镇流器，几近都使用了电子镇流器。
回首调光灯的发展历程。世界上第一个调光器是在1961年发明的，它是使用半导体做的。实事上能调光的电子镇流器是在1984年推出的，它可以说是最早的调光镇流器了。这种镇流器没有预热功能，功率因素也是非常低的。
电子镇流器的调光有分模拟式和数字式的。
模拟调光电子镇流器在二十世纪九十年代就有了。它的控制器IC的信号一般为模拟信号，而且大部分都不会超过10V的。我这里由于采用单片机来控制，发出就是模拟电压，所以我这里用到的是模拟调光电子镇流器。
电子镇流器不断朝着智能化，或者用微控制器控制的方向发展。在二十世纪和二十一世纪交接的时候，数字可控光的电子镇流器从中脱颖而出。利用数字可控光的电子镇流器可以控制整个家里面的灯光，它可以和微型计算机相连做到简单的智能化。更有甚者将他与PC机相连，真正做到智能家电。数字调光电子镇流器利用镇流器控制器、DALI协议和8位MCU，在不改变照明系统原有的接线情况下，可以实现对灯的全级调光控制。调光范围上下可达到0.1%-100%，节能可达50%以上[3]。智能数字控制镇流器的发展方向，普遍被人们看好。
欧美地区一般使用DALI 标准的控制系统控制调光电子镇流器，同时设置了一系列控制系统性能标准[4]。由路创公司生产的“家庭工作网络”系统，已经实现了大面积数字调光控制的要求。
我国由于末学后进，在这方面被欧美国家远远抛在后面。直到二十一世纪初，我国生产电子镇流器的生产水平有了快速的提高，但是开发水平依然不行，是与国外相比还有不少的差距的。目前国内调光镇流器基本都是欧美的产品。
1.3主要研究内容
本文第一章首先介绍了电子镇流器的发展现状和方向，之后分析了国内外可调光电子镇流器的发展情况。
第二章先阐述了普通镇流器原理，然后在介绍电子镇流器构成上，分析了电子感镇流器和传统的电感镇流器相比有多少的优点。最后介绍了下有几种方法能使电子镇流器调光。
第三章介绍了我设计的一种基于IR21592的可调光电子镇流器。中间分模块来详细讲解其作用和原理。整流滤波模块讲解了它的原理，并给出了我设计的电路。在功率因素校正模块我着重讲解了为何要校正功率，并使用了L6562这一芯片来校正电路的功率。调光控制模块我主要给出了一种以IR21592调光芯片为基础的电路，这个电路主要是以调相法来调控光输出的。接下来就是隔离电压控制模块，我详细介绍了其工作原理。最后我设计了一种基于单片机控制电子镇流器光强度的方案，并在后面进行详细介绍和验证。
摘 要
近几年，如何节约能源特别是照明用电的支出，已经成为世界各国的重点研究课题。镇流器作为照明器件中必不可少的一部分，发挥着重要的作用。传统的镇流器存在结构复杂，电路损耗大，缺乏预热和保护功能等缺点。电子镇流器不但可以提升整个照明系统的效率，而且在照明质量上还有着非常高的优势。本课题意在设计一种有自动调光功能的电子镇流器，它有着初步的智能，不需要人来进行长期控制。
本文最先简单介绍了最简单的镇流器工作特性，然后介绍了电子镇流器的基本原理和结构组成。设计了一种基于IR21592的可调光的电子镇流器，涉及到了整流滤波，功率因素校正，调光控制等电路。另外还提出了采用单片机的控制方案。
最后经过系统仿真和实物制作，证明了这种可调光电子镇流器的设计是可行的。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电子镇流器调光控制单片机
目 录
1. 绪 论 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状与发展 2
1.3主要研究内容 3
2.电子镇流器的基本原理 4
2.1 镇流器原理 4
2.2 电子镇流器及其优点 4
2.3 电子镇流器的调光 5
3.可调光电子镇流器方案设计 7
3.1 设计框图 7
3.2 整流滤波 7
3.3 功率因数校正升压 8
3.4 调光控制 9
3.5 隔离电压控制 10
3.6 单片机控制方案 11
3.7 芯片介绍 12
3.7.1 L6562 12
3.7.2 IR21592 12
4. 单片机控制电路设计 14
4. 1 复位电路 14
4. 2 时钟电路 14
4. 3 环境明暗检测 15
4. 4 DA转换 15
4. 5 实时时钟 16
4. 6 预留模块（继电器） 17
5.软件设计 18
5.1 软件总体设计 18
5.2 主控制程序 18
5.3 DS1302相关程序 19
总 结 20
参考文献 21
附 录 22
附1 电子镇流器电路 22
附2 调光效果 23
附3 单片机控制仿真效果 24
附4 程序源码 25
致 谢 29
1. 绪 论
1.1 课题的背景及意义
能源是有限的，能源短缺这一情况曾在二十世纪七十年代末期出现过。许多研究电子镇流器的企业也是在这一时间纷纷涌现。同时半导体技术的飞速发展，为电子镇流器的升级开发创造了条件。
“绿色照明”的概念大概最早在二十世纪九十年代被提出[1]，这对接下来的人们研发的节能、环保的绿色照明器提供了最初的概念。这主要是为了提高照明效率、减少光污染、节约电能。人们为了响应这一概念做了很多事情。比如镇流器的升级，将传统的电感式镇流器升级到电子镇流器。还有将电子镇流器里面加入调光电路，使其能调节光亮大小的输出。这一概念开始时主要在欧美风行，很快取得了史无前例的收获，接着这一概念立马就获得了国际社会的大部分认同和积极反响。
十九世纪四十年代荧光灯被发明了出来。它一直是诸多气体放电灯中的最为优秀和使用场合最为广泛的，至今还是人们使用的主要灯具。在其发明之后的40多年的时间里面，人们一直采用启辉器将其点火，在它工作后电感式镇流器稳定它的工作电流。可靠性高而且不容易损坏的优点一直使其连续被使用了很多年。但是这种镇流器的缺点也非常明显，由于使用了很多的电容电感，使它的体积和重量变的很大，而且由于这么多元器件它的本身电力的损耗也是很大的。另外他对人体也有一些影响，一些电感镇流器会产生低频噪声，工作时会发出“嗡嗡”声。它在50Hz频率工作时，会有闪烁现象，长时间在这种灯光下工作和学习容易导发近视。所以在五十年代年就有人开始研究改进它，并提出了利用电子镇流器代替的想法。
在二十世纪八十年代，荧光灯电子镇流器问世了，标志着它将取代荧光灯电感镇流器，这是在照明领域的著名20kh革命【2】。电感镇流器与电子镇流器相比存在着结构复杂，电路损耗大，缺乏预热和保护功能等缺点。电子镇流器本质上是将我们日常所用交流电转变为频率很高的交流电，所以可以说他是一个电源变换器。荧光灯电子镇流器随着电力电子技术的发展日臻成熟，逐步取代了电感式镇流器。
现在全球年年要花费二万亿千瓦时的电力用于人工照明。照明的水准和质量，可以标志和权衡一个国家现代化发展水准。据不完全统计，由于照明设备的不断普及全球，在全球范的电力消耗里面，照明用电的比重逐年增加。一般用户花费在日常生活上的电力，大约10%~20%是照明消耗。据估计，我国每年的全国用电量，有大约百分之二十左右花费在照明上面。这一数据，对促进高效照明产品的使用有重大意义。一九九七年十月一日，是我国启动绿色照明工程的日子。如果这一项目成功推动，每年300-500百万千瓦时节能的电力可以用于其他地方，这也意味着可以节省数百亿元。在经济和社会的双面作用下，电子节能器具的推广得到了长足发展。
电子镇流器的调光目的是为了获得一个良好的照明质量，创造一个与周围的景色相和谐的，像自然光一样的光照环境，让人们学习工作和生活。有很多场合下电子镇流器不需要满额工作，这时候有着调光功能的电子镇流器可以大放其光彩了。在很多场景人不可能一天到晚的看管电子镇流器的，这是就需要电子镇流器和智能控制系统相结合了。另外还可以将电子镇流器与互联网相结合，做出可以远距离控制的网络。
1.2 国内外研究现状与发展
自电子镇流器出世以来，经由人们对其的多年的发展，已广泛应用于世界各国的照明领域。在全世界当前的电子镇流器市场里面，2种电子镇流器器灯占了80%市场。紧凑型荧光灯的电子镇流器，有着近53%的市场份额。另一种有着近27%的市场，是直管荧光灯电子镇流器。HID灯电子镇流器只有5%，剩下的有10%为卤钨灯电子变压器。由此可见驱动荧光灯工作的镇流器，几近都使用了电子镇流器。
回首调光灯的发展历程。世界上第一个调光器是在1961年发明的，它是使用半导体做的。实事上能调光的电子镇流器是在1984年推出的，它可以说是最早的调光镇流器了。这种镇流器没有预热功能，功率因素也是非常低的。
电子镇流器的调光有分模拟式和数字式的。
模拟调光电子镇流器在二十世纪九十年代就有了。它的控制器IC的信号一般为模拟信号，而且大部分都不会超过10V的。我这里由于采用单片机来控制，发出就是模拟电压，所以我这里用到的是模拟调光电子镇流器。
电子镇流器不断朝着智能化，或者用微控制器控制的方向发展。在二十世纪和二十一世纪交接的时候，数字可控光的电子镇流器从中脱颖而出。利用数字可控光的电子镇流器可以控制整个家里面的灯光，它可以和微型计算机相连做到简单的智能化。更有甚者将他与PC机相连，真正做到智能家电。数字调光电子镇流器利用镇流器控制器、DALI协议和8位MCU，在不改变照明系统原有的接线情况下，可以实现对灯的全级调光控制。调光范围上下可达到0.1%-100%，节能可达50%以上[3]。智能数字控制镇流器的发展方向，普遍被人们看好。
欧美地区一般使用DALI 标准的控制系统控制调光电子镇流器，同时设置了一系列控制系统性能标准[4]。由路创公司生产的“家庭工作网络”系统，已经实现了大面积数字调光控制的要求。
我国由于末学后进，在这方面被欧美国家远远抛在后面。直到二十一世纪初，我国生产电子镇流器的生产水平有了快速的提高，但是开发水平依然不行，是与国外相比还有不少的差距的。目前国内调光镇流器基本都是欧美的产品。
1.3主要研究内容
本文第一章首先介绍了电子镇流器的发展现状和方向，之后分析了国内外可调光电子镇流器的发展情况。
第二章先阐述了普通镇流器原理，然后在介绍电子镇流器构成上，分析了电子感镇流器和传统的电感镇流器相比有多少的优点。最后介绍了下有几种方法能使电子镇流器调光。
第三章介绍了我设计的一种基于IR21592的可调光电子镇流器。中间分模块来详细讲解其作用和原理。整流滤波模块讲解了它的原理，并给出了我设计的电路。在功率因素校正模块我着重讲解了为何要校正功率，并使用了L6562这一芯片来校正电路的功率。调光控制模块我主要给出了一种以IR21592调光芯片为基础的电路，这个电路主要是以调相法来调控光输出的。接下来就是隔离电压控制模块，我详细介绍了其工作原理。最后我设计了一种基于单片机控制电子镇流器光强度的方案，并在后面进行详细介绍和验证。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/313.html
