为实现电感镇流器荧光灯的全调光.PDF

电感镇流器荧光灯全调光技术 陈靖 朴安林 灯辉 摘要：为实现电感镇流器荧光灯的全调光，首先采样交流电过零信号，根据给定的亮度信号 确定一个延迟时间，当延迟时间到时接通交流电源使灯管点亮；不同的亮度对应不同的延迟 时间，从而通过调相使灯管亮度发生变化。另外还采用了灯管预热和高压激励措施，再低的 电流都可点亮灯管，实现了0-100%全调光。 关键词： 电感镇流器 日光灯 调光 Keywords: Keywords: KKeeyywwoorrddss::magnetic ballast； fluorescentlamp； dimming 前言 采用电子镇流器的荧光灯用数字调光 IC 可以轻松地实现调光，但调光率只能做到 1%-100%，不能调到 0，即没有全黑的效果，致使其在很多场合诸如舞台灯光上不能应用。 电感镇流器的调光难度较高，需要用单片机编程控制。本文设计的电感镇流器荧光灯全调光 技术可将灯管的调光率做到O-100% ,大大拓展了应用领域，通过使用 R、 G、 B彩色灯 管，可以产生任意七彩变化的效果。 1 1 11 调光原理 对荧光灯调光一般采用调频或调相的方法。调颇会使电源内阻加大，而调相则是将电 源中多余的功率切除掉，以控制通过灯管的电流而实现调光。一般来说，对于电子镇流器的 调光技术，在调光的过程中，如果把电流调到 0，通常会熄火”，而下次要启动需重新进入 预热状态，这些都需要时间，从而无法实现全黑状态。 市电交流电是正负交替的正弦波，颇率为 50HZ，一个周期包含360°相位角，分为正 负各半个周期，在正负半周内电压在相位为90°和270°处达到最大，而0°和 180°处为零。 本设计采用调相的方法实现调光。调光原理是:通过交流电过零检测电路产生一个过零同步 信号送给单片机，单片机同时接收DMX数字信号，并根据这两个信号的运算处理来对供给 点灯的交流电流进行调相输出。具体是在过零信号到达时，单片机控制延迟一定的时间后再 去接通交流电（如图1 所示），这样就实现了输出相位调节，即可控制输出电流的大小。 图1 交流电流调相示意波形 DMX 信号对应于需要设定的亮度。由于交流电流是正弦波，故 DMX 值与延迟时间 的关系是非线性的，因此需要使每一个DMX 值对应一个固定的延迟时间，即对应一个确定 的亮度，所以只要做出一张亮度值与延迟时间关系表即可控制亮度。当然，还必须增加一个 灯丝预热电路以保证重新点亮时无需预热等待，以及增加一个高压激励电路以保证不论电流 大小都可以点亮灯管。 2 2 22 电路组成及各部门作用 调光电路原理图如图2所示。本电路可直接驱动3路R、G、B灯管，每支灯管分别 可从0 调至最亮，一般设计256 级亮度，总共可以产生1677 万种颜色。 图2 电感镇流器荧光灯调光电路 2.1 2.1 22..11 单片机及外围电路 IC1 为单片机，是灯的控制中心，其作用一是在地址相符时将接收到的DMX 信号转 化为相位输出信号，二是给出DMX 信号接收状况的指示。在这里，单片机先从DMX 信号 中分离出 R、G、B各路的亮度信号，然后查表找出对应的延迟启动时间，当同步信号到来 时，单片机延迟一定时间后输出启动信号给点灯控制电路以完成调光。 变压器B3、稳压集成块IC6、电容 C31、C32、C26 组成5V直流低压供电电路，输出单向 平稳直流电给单片机供电。 晶振Ql、电容 C27、C28 构成晶体振荡电路，给单片机提供时钟信号。集成块 IC2、电容 C26 为上电复位电路，当电源上电时 IC输出一个复位信号，使单片机正确复位。 SPl 用来设置地址，地址设置部分图中未显示。 2.2 2.2 22..22 交流电过零检测电路 保险丝 Fl，集成电路IC4，电阻 R65、R67、R68、R69、R70、R73、R74、R75， 电容 C33，光藕0K5，三极管Tl7、Tl8 组成交流电过零检测电路，送到ICl 的6 脚用作交 流电调相的基准，每当交流电在正负方向过零时均输出一个脉冲信号，当交流电过零时三极 管Tl8 截止，因 C33 上存有余电，三极管Tl7 基极为高电位，使得Tl7 导通，通过光藕0K5 导通，在光藕的副边拉低电位，而在单片机的 6 脚给出一个同步脉冲信号，同步信号的频 率为