无极灯电源中的ZVS技术及其仿真分析
本文关键词: 无极灯 电子镇流器 谐振开关 等效模型 出处:《西安工业大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:作为一种新型电光源,无极灯具有高光效、长寿命、节能等诸多优点,被广泛应用在生活、广场、厂房和道路照明等领域,但仍存在许多问题,使得无极灯电子镇流器工作稳定性的下降和转换效率的降低。在此背景下,本课题主要研究镇流器参数离散化对开关器件零电压开关状态(ZVS)的影响,试图找出最优器件组合,提升镇流器的转换效率。无极灯电子镇流器中存在许多功率损耗,如逆变电路中开关管的硬开关状态产生了开关损耗,直接影响着镇流器的转换效率。本课题的主要工作:1)通过设计无极灯镇流器EMI滤波、功率因数校正和高频逆变驱动电路,实现对开关器件的驱动,建立实验平台。2)借助对开关状态下逆变电路工作模式的分析,得到对应的状态方程,利用状态空间平均法对逆变电路进行建模。3)时域内仿真电路中开关管输入和输出端波形相位关系,实现准谐振状态下的ZVS状态。然后对模型的传递函数进行频域分析,得到相角裕度即电路工作的稳定性,得出隔直电容对稳定性影响最大,其次是电阻、激励电感和输出电容。4)实验测量谐振电路的响应曲线,确定器件离散化对镇流器频率和功率的影响大小,验证模型。当镇流器工作频率大于2.58MHz,才能实现感性负载时MOS管的ZVS导通,采用正交试验法测量器件离散化时功率MOS管表面的温升大小,得到损耗最低的最优水平组合。结论:在最优水平组合下,优化后的工作频率、输入功率、输出功率稳定性明显提升。用功率计和数字示波器分别测量输入输出端功率大小,得出无极灯镇流器转换效率达到65.3%。
[Abstract]:As a new type of electric light source, electrodeless lamps have many advantages, such as high light efficiency, long life, energy saving and so on. They are widely used in the fields of life, square, factory building and road lighting, but there are still many problems. The stability of the electronic ballasts and the efficiency of conversion are reduced. In this context, the effect of the discrete ballast parameters on the ZVSs of the switching devices is studied. This paper tries to find out the optimal device combination to improve the efficiency of the ballast. There are many power losses in the electronic ballast of the non-electrode lamp, such as the switching loss in the hard switching state of the switch tube in the inverter circuit. The main task of this thesis is to design EMI filter, power factor correction and high frequency inverter drive circuit to drive switch devices. The corresponding equation of state is obtained by analyzing the working mode of the inverter circuit in the switching state. The state space averaging method is used to model the inverter circuit. 3) the phase relationship between the input and output waveforms of the switching tube is simulated in the time domain. Then the transfer function of the model is analyzed in frequency domain to obtain the phase angle margin that is the stability of the circuit. It is concluded that the direct capacitance has the greatest influence on the stability followed by the resistance. Excitation inductors and output capacitors. 4) the response curves of resonant circuits are measured experimentally, and the influence of device discretization on the frequency and power of ballast is determined. Verification model. When the ballast operating frequency is more than 2.58 MHz, the inductive load of MOS transistor can be realized on ZVS. The optimal horizontal combination with the lowest loss is obtained by measuring the temperature rise on the surface of the power MOS tube when the device is discretized by orthogonal test. Conclusion: under the optimal horizontal combination, the optimized working frequency and input power are obtained. The output power stability is improved obviously. The output power is measured by the power meter and the digital oscilloscope, and the conversion efficiency of the ballasts is 65.3.
【学位授予单位】:西安工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM923.61
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本文编号:1480637
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