太阳能HID灯电子镇流器研究与设计

【摘要】： 因不可再生能源可预见性的短缺，节能已成为一个全球问题。在我国，节能作为国家发展规划的重要目标，被摆在更加突出的战略位置。在十大节能工程中，照明节能正引起越来越多的关注。随着绿色照明的发展，一种高效、长寿命电光源HID灯正越来越显示出其优越性，而与之配套的电子镇流器的开发成为了研究热点。 本文对适合于小功率HID灯的太阳能电子镇流器进行了研究与设计。在分析太阳能HID灯电子镇流器技术特点与要求的基础上，设计了系统结构和各单元功能模块，并对主电路拓扑进行了优化设计。详细分析和研究了HID灯电子镇流器的几项关键技术，即启动技术、声共振抑制技术和稳态控制技术。在启动技术研究中，分析了两种典型的启动方式，设计了一种新颖滑频软启动技术的实现电路。在声共振抑制技术研究中，分析和讨论了声共振的产生机理、检测方法和抑制措施，设计了简单实用的声共振抑制电路。在稳态控制技术研究中，分析了恒功率控制和变频控制的功率调节方法，并设计了容易实现的近似恒功率控制电路。 35W高压钠灯用太阳能电子镇流器的研制：对镇流器最佳工作频率进行了优化选取，对功率变换器中磁性元件设计和LCC串并联电路中谐振参数选取进行了详细地分析，为增强系统可靠性和安全性设计了保护电路。最后对实验样机进行了实测分析，结果表明该装置达到了预期设计目标。 【关键词】：太阳能 高强度气体放电灯 电子镇流器 启动技术 声共振
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM923.61
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-8
• 目录8-10
• 插图清单10-12
• 表格清单12-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题背景13-14
• 1.2 国内外研究状况14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第二章 太阳能 HID灯电子镇流器方案设计17-29
• 2.1 太阳能 HID灯电子镇流器的技术特点与要求17
• 2.2 镇流器的总体结构设计17-24
• 2.2.1 蓄电池充放电单元18-23
• 2.2.2 DC/DC升压单元23
• 2.2.3 DC/AC逆变单元23-24
• 2.2.4 LCC串并联负载谐振单元24
• 2.3 主电路拓扑结构的优化设计24-29
• 2.3.1 优化设计的提出24-25
• 2.3.2 优化设计方案25-27
• 2.3.3 优化设计方案中的问题及解决办法27-29
• 第三章 HID灯电子镇流器关键技术研究与设计29-50
• 3.1 启动技术研究与设计29-36
• 3.1.1 基于 LCC谐振网络启动方式29-32
• 3.1.2 基于脉冲变压器瞬时启动方式32-35
• 3.1.3 新型滑频软启动方式及其电路设计35-36
• 3.2 声共振抑制技术研究与设计36-44
• 3.2.1 声共振问题的产生机理36-37
• 3.2.2 声共振问题的检测方法37-41
• 3.2.3 声共振问题的解决措施41-43
• 3.2.4 声共振抑制电路的设计43-44
• 3.3 稳态控制策略研究与实现44-50
• 3.3.1 稳态控制的提出44-46
• 3.3.2 稳态控制的方法46-48
• 3.3.3 稳态控制电路设计48-50
• 第四章 样机实现与实测结果50-62
• 4.1 样机主电路与实物50-51
• 4.2 最佳工作频率的选取51
• 4.3 推挽功率变压器设计51-53
• 4.3.1 磁芯的选择51-52
• 4.3.2 功率开关管最大导通时间的选择52
• 4.3.3 初级匝数的选择52
• 4.3.4 最大磁通量变化的选择52
• 4.3.5 次级匝数的选择52-53
• 4.4 LCC串并联负载谐振电路的参数设计53-55
• 4.5 异常保护电路设计55-56
• 4.5.1 短路保护55
• 4.5.2 开路保护55-56
• 4.6 实验结果与分析56-62
• 4.6.1 启动过程的实验结果与分析56-57
• 4.6.2 声共振抑制的实验结果与分析57-59
• 4.6.3 稳态工作的实验结果与分析59-61
• 4.6.4 异常保护的实验结果与分析61-62
• 第五章 全文总结与工作展望62-64
• 5.1 课题总结62
• 5.2 工作展望62-64
• 参考文献64-66

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