帶PFC的數(shù)控可調(diào)光電子照明鎮(zhèn)流器

目前隨著能源問(wèn)題日益嚴(yán)重，調(diào)光技術(shù)在照明的應(yīng)用中得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。目前大多數(shù)調(diào)光器以可控硅為主，這種調(diào)光器在純阻性負(fù)載(如白熾燈)時(shí)能很穩(wěn)定地工作，因?yàn)榭煽毓杩梢栽谡也ǖ娜我恻c(diǎn)被觸發(fā)導(dǎo)通直到正弦電壓接近零的時(shí)候關(guān)斷。在這樣的系統(tǒng)中，白熾燈可以很平滑地實(shí)現(xiàn)從幾乎是0到100%的調(diào)光。而節(jié)能燈由于其發(fā)光效率高、無(wú)頻閃等優(yōu)點(diǎn)在很多場(chǎng)合早已替代白熾燈。但是由于節(jié)能燈的負(fù)載特性，在應(yīng)用于調(diào)光系統(tǒng)時(shí)就需要對(duì)其電路進(jìn)行調(diào)整。于是新型可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器應(yīng)運(yùn)而生。因此，本文設(shè)計(jì)一種基于MC68HC908LB8的帶PFC的數(shù)控可調(diào)光電子照明鎮(zhèn)流器 ,能使元件數(shù)量減少50%.

　　1 MC68HC908LB8的主要特點(diǎn)

　　MC68HC908LB8是低成本、高性能的8位M68HC08系列單片機(jī)(MCU)中的一員。該系列中的所有MCU均采用增強(qiáng)的M68HC08中央處理器(CPU08)，并且能提供多種不同的模塊配置、存儲(chǔ)器大小、存儲(chǔ)器種類(lèi)和封裝類(lèi)型。MC68HC908LB8還帶有專(zhuān)用的外圍設(shè)備，用于高解析度的PWM及功率因數(shù)調(diào)整(PFC)。8MHz的內(nèi)部總線頻率;可調(diào)整的內(nèi)部振蕩器：4.0 MHz的內(nèi)部總線運(yùn)行;8位調(diào)整功能;25% 的未調(diào)整精度;5% 的調(diào)整后精度8K字節(jié)、10,000次典型擦寫(xiě)周期的可在線編程FLASH內(nèi)存，帶加密選擇;128字節(jié)的內(nèi)置隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM);雙通道高解析度PWM,具有死區(qū)時(shí)間插入和關(guān)斷輸入功能。輸出采用頻率脈動(dòng)，可達(dá)到4ns的輸出解析度 ;雙通道脈沖寬度調(diào)制器(PWM)模塊可提供功率因數(shù)調(diào)整功能 ;7通道的8位連續(xù)逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC);用于功率因數(shù)調(diào)整功能或一般用途的運(yùn)算放大器/比較器;7位鍵盤(pán)中斷 ;一個(gè)16位、兩通道的定時(shí)器接口模塊，其中一路輸出至端口引腳(PTA6)，可用于輸入捕捉和PWM ;17個(gè)通用輸入/輸出(I/O)引腳，1個(gè)單輸入引腳 .

　　2 基于MC68HC908LB8的數(shù)控可調(diào)光36Wx2熒光燈電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)

　　采用MC68HC908LB8的數(shù)控可調(diào)光36W×2熒光燈電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)如圖1所示。該系統(tǒng)主要由PFC升壓預(yù)變換級(jí)、本機(jī)電源、半橋逆變器和燈驅(qū)動(dòng)電路等幾個(gè)部分組成。

　　2.1 PFC升壓預(yù)變換器電路

　　PFC的英文全稱(chēng)為Power Factor Correction,意思是功率因數(shù)校正,功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因素值越大，代表其電力利用率越高。計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)電源是一種電容輸入型電路，其電流和電壓之間的相位差會(huì)造成交換功率的損失，此時(shí)便需要PFC電路提高功率因數(shù)。目前的PFC有兩種，一種為被動(dòng)式PFC(也稱(chēng)無(wú)源PFC)和主動(dòng)式PFC(也稱(chēng)有源式PFC)。

　　由IC2(MC68HC908LB8)控制的PFC升壓預(yù)變換器電路如圖2所示。其中，S1為PFC主開(kāi)關(guān)，LPFC為PFC升壓電感器，D2為升壓二極管，C4和C10分別為PFC電路輸入和輸出電容器，R5為電流傳感電阻。PFC電路在連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)操作。R1、R2、R3、DZ1、D1、R4和C3組成AC線路電壓過(guò)零檢測(cè)電路，過(guò)零檢測(cè)信號(hào)由IC2引腳5接收(參見(jiàn)圖5)。IC2引腳13上的柵極驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)輸入到S4的柵極。S4漏極輸出信號(hào)經(jīng)S2和S3緩沖放大后，驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)S1.PFC級(jí)輸出DC電壓(VDCB)經(jīng)分壓器R11、R12、R13與R14檢測(cè)，被饋送到IC2的引腳16.PFC級(jí)在R5上的電流感測(cè)信號(hào)經(jīng)R7和C7低通濾波，輸入到IC2的電流感測(cè)輸入端(引腳12)。由于IC2嵌入了FC控制器，從而可省略傳統(tǒng)方案中的獨(dú)立功率因數(shù)控制IC.圖2所示的這種PFC電路，可提供高于0.99的輸入功率因數(shù)、低于6%的THD和400V穩(wěn)定的DC輸出電壓。