数字式5 kW紫外灯电子镇流器的研究与设计
由式(1)可得，最小电感量为394μH，实际应用中采用了单边电感量为180μH的非晶磁芯的共模电感，串联后电感量为500μH。采用共模电感是为了滤除电路中的共模分量，减小关键器件所承受的电压应力。输出电容容量的大小决定了Buck电路输出电压纹波的强弱，工程应用中常利用式(2)进行计算：
式中：L为Buck电路电感量；Ts为Buck电路工作周期；△Uτ为满足输出要求的纹波电压。
由式(2)可得，最小电容量为9．6μF，实际应用中选用10μF／1．2 kV的高频薄膜无感电容。
4 控制系统设计
4．1电子镇流器控制策略
Buck电路控制从灯击穿到稳态工作的全部过程，是整个电子镇流器的核心。紫外灯从启动到正常工作需经历3个阶段，即启动阶段、恒流预热阶段和功率跟随阶段。紫外灯的启动和预热阶段采用电流闭环的恒流控制，功率跟随阶段采用内环电流、外环功率的双环恒功率控制。
(1)启动阶段电子镇流器系统启动完毕后，进行紫外灯启动，采样当前Buck输出电压和电流，如果此时电压小于50 V，并且电流在2～10 A之间，则将紫外灯运行阶段标志置为第2阶段。如果不满足上述条件则仍使紫外灯运行控制程序运行在第1阶段。在此阶段中仅进行每100μs一次的电流数字PID闭环调节。PID调节时，如果采样所得电流小于2 A，则用较小的比例系数Kp进行调节，使得Buck占空比慢慢增大，同时限制Buck电路的最大占空比为10％，因为此时紫外灯未被击穿，Buck电路相当于空载，经过几个工作周期后Buck电路输出电容的电压便会升高到紫外灯的击穿电压；如果采样所得电流大于2 A，则用较大的Kp进行调节，这时紫外灯刚被击穿，需要快速地将电流控制在合理的范围内，因此需采用较大的Kp进行调节，使得Buck电路的占空比迅速减小，从而使得灯电流迅速下降。
(2)预热阶段 转换到预热的第2阶段后，采样当前Buck电路的输出电压和电流，DSP可算得当前的功率，若此时功率大于设定功率的80％，则将紫外灯运行阶段标志置为第3阶段，否则仍使紫外灯运行控制程序运行在预热阶段。
在此阶段中也只进行每100μs一次的电流数字PID闭环调节，且此时紫外灯的工作状态相对较稳定，其等效内阻会随着温度的升高而增大，这时PID调节器只需调节Buck电路的占空比使得当前负载满足恒流的要求。
(3)功率跟随阶段 转换到功率跟随的第3阶段后，紫外灯运行控制程序便重复在这一阶段工作，除非进行新一次的启动过程。在此阶段中进行电流与功率的双数字PID闭环调节，电流PID调节的时间间隔是100μs，而功率PID调节器的时间间隔是1 ms。由于采用了电流环作为内环，且每100μs计算一次，整个电子镇流器系统可等效为一个恒流源，即具有非常高的输出阻抗。同时采用分段控制具有采样量少，控制简单较易实现等优点。图3示出闭环控制系统框图，图4示出紫外灯控制策略的流程图。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/159637.htm
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