灯具抗电压跌落特性研究及其补偿[2]

　　表2.被试钠灯(SON-T150W)试验结果

　　表3.被试钠灯(SON-T1000W)试验结果

　　表4. 被试金属卤化灯(HPI-T250W )试验结果

　　表5 被试金属卤化灯(HPI-T400W )试验结果

　　表6. 被试金属卤化灯(HPI-T1000W )试验结果

　　3 灯具抗电压跌落补偿

　　3.1补偿装置原理

　　针对上述灯具抗电压跌落的实验结果，本文提出了一种灯具抗电压跌落补偿的装置，补偿装置采用一个电容器储能，平时电网电压工作正常时，灯具由电网供电，同时电网通过整流器整流给电容充电;当电网电压跌至额定电压的60%时，电容存储的能量通过逆变电路将电压变为交流220V输出供给灯具，灯具由补偿装置供电，系统中采用一个DSP进行电网电压的实时监控和电路的控制。补偿装置原理图如图5所示。

　　图5.补偿装置结构框图

　　主电路如图6所示。逆变器为单相桥式结构。逆变器直流侧采用电解电容作为储能装置，提供直流侧电压ud。当电网供电正常的时候，双向晶闸管VT1导通，直流侧电容由IGBT反并联的二极管通过电感L进行充电储能。当检测到电网电压跌落超过40%时，VT1分断，使负载脱离电网，同时，VT2导通，逆变器输出交流电压，以供给负载使用。

　　图6. 补偿装置主电路结构图

　　控制电路如图7所示。控制电路采用基于DSP的数模混合结构实现。其中中央处理器DSP采样电网电压，用于投切判断;采样直流侧电压，用于输出电压有效值控制。DSP的PWM单元输出四路高频驱动信号至逆变桥的4支IGBT管，两路通断信号至2支晶闸管开关。电路控制部分供电由两部分构成，当电网供电正常时，有电网电压降压整流取电，当电网供电不正常而被切除时，由直流侧电容分压后供电。

　　图7. 补偿装置控制电路图

　　3.2实验结果

　　以负载为一个400W的金卤灯为例，根据试验该灯具在电网电压跌到额定电压的70%时灯具会熄灭，故该实例中设定电压切换的阈值电压为额定电压的70%时进行切换，即电网电压小于154V时进行投切，设灯具最高允许输入电压为额定电压的120%，即220*1.2=264V，设置当电网断电后装置能够维持100ms(这个时间也是电网后备电源二次投切所需要的时间)，则储能电容值计算如下：

　　在实际应用中，考虑留一定的裕量，选用400V/1000的电容两只来实现。图8为逆变器输出端电压波形，图9为逆变器输出负载端电压波形，将补偿装置接入400W金卤灯，电网电压断电100ms灯具维持不熄灭，电压跌至60%时10s内灯具不熄灭。

　　图8.逆变器输出电压波形

　　图9. 逆变器输出端负载电压波形

　　4 结论

　　本文选用了市面上典型的几款灯具进行了灯具抗电压跌落试验，试验表明，金卤灯和钠灯等气体放电光源对电压较为敏感，并且启动特性较差，最后根据试验结果，提出了一种针对单灯的补偿装置，保证在电网电压断电或突然跌落时给予补偿，保证灯具不熄灭。

编辑：Cedar