荧光灯电子镇流器设计【开题报告】

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毕业论文开题报告电气工程及其自动化荧光灯电子镇流器设计一、课题研究意义及现状电子镇流器代替电感式镇流器来使荧光灯工作已经很多年了，它不仅解决了电感式镇流器重量重、体积大、自身耗能多、噪声大等诸多缺点，还具有容易实现调光与智能化等优点。随着电子镇流器技术的不断创新和发展，高光效荧光灯照明使用可调光电子镇流器智能化控制已成为现实。环球迈特的可调光电子镇流器产品，自1999年以来，首先在美国市场上推出2D58W/65W可调光环形荧光灯管落地灯、台灯的系列产品。直至今日，已拥有市场上规格系列最全、使用量最广的各类荧光灯调光系列产品。虽然电子镇流器的优点是明显的，但是其缺点也是不容忽视的。国产电子镇流器的一致性和可靠性较低、寿命短，有些类型的电子镇流器的可靠性还没有电感镇流器高,和荧光灯的匹配程度也不高。还有，电子镇流器电路采用的器件多于电感镇流器，所以成本也大大提高了，又因为电子镇流器还处于研究阶段，技术还不够成熟，所以性能还达不到要求。这应该也是电子镇流器不能普及的一个重要因素。自“绿色照明”提出以来，节约能源，提高能源利用率已成为首要任务。“绿色照明”也将是我国未来照明市场发展的一个大趋势，现阶段，我国的发电能力和人均用电量与发达国家仍有着很大的差距，因此，研制开发环保节能技术、推广环保节能产品是一项重要工作。一些新的能源法规和协定要求提高能源效率，人们对高能效的追求势必影响到照明领域。提高照明系统的能效除了发展和采用高效电光源之外，还要求人们改进电子镇流器设计，提高电子镇流器的性能。为电子镇流器增加可调光功能则是提高照明系统能源效率的重要措施之一。在不需要电子镇流器满功率输出的场合，降低输出功率，不仅节能，而且能延长灯的使用寿命，还能起到变换视觉效果的目的。本课题研究的荧光灯可调光电子镇流器一个最大的优点就在于节能，其优越性主要体现在以下两个方面：1、在实际使用中，比普通电子镇流器还要节电30%。2、光效比普通白炽灯和钨丝灯效率高80%。荧光灯可调光电子镇流器正是响应了“绿色照明”的号召，为节能照明事业做出了贡献。随着电力电子技术的发展及集中光控系统的应用，可调光的高频电子镇流器作为一种节能照明电器，解决了限制荧光灯普及的问题，并进一步向集成化、模块化、多功能、高可靠、长寿命和大功率方向发展，它与各种新型电光源一起正在形成充满生机的新兴产业。二、课题研究的主要内容和预期目标 运用所学的电力电子技术的知识，完成一种荧光灯电子镇流器的设计和制作，并实现调光功能。可调光荧光灯电子镇流器设计的主要内容和基本要求如下：（1）学习照明相关知识，包括光源的基本知识，照明灯具的基本知识以及镇流器的发展等基础知识，为下一步荧光灯电子镇流器的设计和制作打好坚实的基础。（2）学习各种荧光灯电子镇流器的模型以及几种相关仿真软件的使用，了解各类荧光灯电子镇流器的电路组成。（3）学习荧光灯镇流器常用的典型硬件电路的工作原理，参数设计等知识，学会分析并设置电路元器件参数。（4）设计并制作一款荧光灯电子镇流器的硬件电路，并能够点亮一盏荧光灯。（5）在电子镇流器硬件电路的基础上，进一步做到荧光灯电子镇流器的可调光功能。综上所述，本课题的预期目标是完成荧光灯电子镇流器的电路仿真和硬件电路接线，要求能点亮一盏荧光灯，并实现调光功能。三、课题研究的方法及措施本课题主要研究荧光灯电子镇流器的调光控制。利用所学的电力电子技术的知识对本课题进行设计和研究。可调光电子镇流器的结构组成包括干扰抑制滤波电路、输入整流滤波电路、高频DC/AC逆变和灯控制电路、调光输入和一个镇流器控制电路。其原理框图如下所示：干扰抑制滤波电路交流输入市电供电输入整流滤波电路高频DC/AC逆变和灯控制电路灯负载调光输入镇流器控制电路与传统的非调光电子镇流器相比，可调光电子镇流器需要提供一个供用户可控的调光控制输入端，从而实现荧光灯的亮度可调。本课题选用大功率、快速的电力电子开关器件组成的桥式整流电容滤波电路来实现硬件电路的滤波和整流部分；逆变电路采用电压馈电半桥式逆变器电路，因为电压型在电子镇流器中应用更为广泛，电流型还处于理论研究阶段；电子镇流器的驱动芯片则采用IR2153，较IR2153D相比，其频率稳定性更好，改善了集成电路的抗干扰性。通过仿真软件和实验测试等手段对电子镇流器输出的的电流和电压的波形进行定量分析。 本课题最重要的部分是荧光灯可调光的控制。本来调频调光是比较常用且简单的方法，但由于开关频率的变化会使电路产生严重的电磁干扰，而且其最小调节频率是荧光灯额定功率的20%左右，在更小的功率输出下，这种方法不能奏效。所以这里采用NE555定时器组成的多谐振荡器来实现其占空比和频率同时可调的功能。NE555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。通过调节可变电阻的阻值来改变多谐振荡器的振荡频率和输出方波的占空比，从而改变了其输出的平均电压，实现荧光灯的亮度可调。四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年09月13至2011年05月17日。2010年09月13日至2010年10月15日：明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案；2010年10月16日至2010年11月02日：写文献综述，外文翻译2010年11月03日至2010年11月19日：完成开题报告，准备开题答辩2010年11月20日至2010年12月21日：完成电子镇流器电路设计和仿真；2010年12月22日至2011年01月21日：完成可调光控制硬件电路的设计；2011年01月22日至2011年02月21日：完成可调光电子镇流器的设计和制作，同时通过电路模拟测试；2011年02月22日至2011年04月17日：撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；做好论文答辩的PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。五、参考文献[1]毛兴武，祝大卫.电子镇流器原理与制作[M].北京：人民邮电出版社，2003，7.[2]刘虹.绿色照明概论[M].北京：中国电力出版社，2009，1.[3]陈传虞.电子节能灯与电子镇流器的原理和制造[M].北京：人民邮电出版社，2004，8.[4]路秋生.高频交流电子镇流技术与典型应用电路[M].北京：人民邮电出版社，2007，8.[5]路秋生.常用电子镇流器电路及应用[M].北京：人民邮电出版社，2006，5.[6]李向东.荧光灯电子镇流器应用分析[J].广西城市建设,2006，5（1）：60~62.[7]毛兴武，祝大卫.新型电子镇流器电路原理与设计[M].北京：人民邮电出版社，2007,9.[8]MarcioAlmeidaCoetc.High-Power-FactorElectronicsBallastBasedonaSinglePowerProcessingStage[C].IEEETransactionsonPowerElectronics,Vol.47,No.4,August2000:809～820.[9]毛兴武，祝大卫.电子照明用新型集成电路与元器件及其应用[M].北京：机械工业出版社，2006，5.[10]石季英，杨亮，张红颖，吴俊昭.相位控制高功率因素可调荧光灯电子镇流器 [EB/OL],[2010-11-3].http://epub3.cnki.net/grid2008/detail.aspx?QueryID=4&CurRec=1[11]ChinS.Moo,YingC.Chang,YungH.Huang,HornN.Chen.ModelingofFluorescentLampsforDimmableElectronicBallasts[EB/OL].[2010-10-9].http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=563884.[12]路秋生.高频交流电子镇流器技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2004，4.[13]路秋生.可调光电子镇流器控制集成电路的原理与应用[J].光源与照明，2010，9（3）：5~27.