单位功率因数节能调光装置

摘要

一种光电技术领域的单位功率因数节能调光装置，包括：功率变换主电路模块、驱动电路模块、控制信号发生模块，其中，功率变换主电路模块中输入滤波电路吸收调光装置产生的谐波电流，输出滤波电路吸收电压纹波，储能电感根据双向开关的工作状态存储或释放能量，驱动电路模块分别与功率变换主电路模块中的两个双向开关相连；控制信号发生模块与驱动电路模块相连，控制信号发生模块产生高频脉宽可调控制信号，控制信号通过驱动电路模块控制功率变换主电路模块中的第一双向开关和第二双向开关的通断。本发明调光装置通过改变高频控制信号脉冲宽度，输出幅值可调的正弦电压，具有单位功率因数、谐波含量小，调光速度快，节约电能的特点。

主权项

一种单位功率因数节能调光装置，其特征在于，包括：功率变换主电路模块、驱动电路模块、控制信号发生模块，其中，功率变换主电路模块包括：输入滤波电感、输入滤波电容、第一双向开关、第二双向开关、储能电感、输出滤波电容，其中，输入滤波电感的一端与输入滤波电容一端相连，输入滤波电感的另一端和输入滤波电容的另一端分别作为输入接口的两个端子，输入接口连接交流电源，输入滤波电感、输入滤波电容构成输入滤波电路，输入滤波电路吸收调光装置产生的谐波电流，降低谐波畸变程度，输入滤波电感和输入滤波电容的连接点与第一双向开关一端相连，第一双向开关的另一端与第二双向开关的一端相连，第二双向开关的另一端与输入接口的一个端子相连，储能电感的一端和输出滤波电容的一端相连，输出滤波电容作为输出滤波电路，吸收电压纹波，减小电压波动，储能电感根据双向开关的工作状态存储或释放能量，输出滤波电容的两端为输出接口的两个端子，输出接口连接调光灯体；驱动电路模块分别与功率变换主电路模块中的两个双向开关相连；控制信号发生模块与驱动电路模块相连，控制信号发生模块产生高频脉宽可调控制信号，控制信号通过驱动电路模块控制功率变换主电路模块中的第一双向开关和第二双向开关的通断；所述第一双向开关、第二双向开关，均为由两只带反向并联二极管的IGBT共射极连接结构；所述驱动电路模块，为集成驱动芯片或分离元件；所述控制信号发生模块，其产生的脉宽可调控制信号的频率30K‑60KHz；所述控制信号发生模块，其采用微处理器U1产生调光装置高频控制信号，微处理器U1的型号为dsPIC30F4011，微处理器U1的外部电路如下：电容C2、电容C3、晶振Y1组成振荡电路，电容C2、C3一端并连接地，一端并接在晶振Y1的两端，并分别与微处理器U1的引脚OSC2、OSC1相连；电容C1、电阻R3、电阻R4、按键K3组成按键复位电路，电容C 1和按键K3的一端并接后接地，按键K3的另一端与电阻R4相连，电阻R3的一端接+5V，电阻R3的另一端以及电阻R4、电容C1的一端并接后与微处理器U1的引脚MCLR相连，当按下按键K3时，微处理器U1复位；可调电阻R5连接微处理器U1的引脚RB8作为亮度调节旋钮，控制灯体亮度；微处理器U1的引脚RE0、RE1输出脉冲宽度控制信号；所述微处理器U1，其产生带死区时间的脉冲控制信号，加入死区工作状态，避免第一双向开关、第二双向开关同时导通；所述驱动电路模块，包括：电阻R6‑R13，二极管D1、D3、D4、D6、ZD1、ZD2，直流隔离模块DC1、DC2，三极管T1、T2，电容C4、C5，驱动光耦U2、U3，其中，电阻R12、R13一端分别连接PWM1H、PWM1L，PWM1H、PWM1L分别与控制信号发生模块中微处理器U1的RE1、RE0引脚连接，另一端分别连接三极管T1、T2的基极，电阻R12、R13限制三极管T1、T2基极的电流，二极管D3、D6阴极分别连接PWM1H、PWM1L，阳极分别连接三极管T1、T2的基极，二极管D3、D6能提高三极管关断速度，电阻R8、R9一端连接+5V，另一端分别连接U2、U3第2脚，R8、R9限制光耦一次侧电流，三极管T1、T2的集电极分别连接驱动光耦U2、U3第3脚，三极管T 1、T2的发射极接地，三极管T1、T2导通时，驱动光耦一次侧导通，控制对应双向开关导通；反之，三极管T 1、T2关断时，控制对应双向开关关断，直流电源隔离模块DC 1、DC2第1脚分别+15V，第2脚分别接地，第3脚分别接驱动光耦U2、U3的第5脚，第4脚分别接驱动光耦U2、U3的第8脚，直流电源隔离模块DC 1、DC2产生隔离直流电源为驱动光耦二次侧供电，电容C4、C5一端分别接驱动光耦U2、U3第8脚，另一端分别接U2、U3第5脚，电容C4、C5为去耦电容，滤除高频交流分量，二极管ZD1、ZD2阴极分别接U2、U3第6脚，ZD1、ZD2为稳压二极管，当电压波动时，防止IGBT门极与射极之间的电压过高，起到保护作用，电阻R6、R7一端分别接U2、U3第6脚，另一端分别接节点G1H、G2H，电阻R6、R7限制驱动光耦二次侧电流，二极管D1、D4阴极分别连接U2、U3第6脚，阳极分别连接G1H、G2H，二极管D1、D4能提高IGBT的关断速度，电阻R10、R11一端分别接G1H，G2H，另一端分别接U2、U3第5脚，电阻R10、R11与IGBT内部寄生电容形成放电回路，起到提高开关速度，防止误导通的作用；所述二极管D3、D6，其型号为UF4007；所述三极管T1、T2，其型号为9013；所述直流电源隔离模块DC1、DC2，其型号为B1212LS；所述驱动光耦U2、U3，其型号为TLP250；所述二极管ZD1、ZD2，其型号为IN4747；所述二极管D1、D4，其型号为UF4007。