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1、2010届毕业设计任务书一、 课题名称：智能型钠灯电子镇流器设计二、指导教师：严俊三、设计内容与要求1、 课题概述 智能型钠灯电子镇流器是道路照明钠灯的电源，为钠灯提供启动电压和稳态工作电流，同时有可根据当地的日照情况、夜晚电压情况调节工作电流，降低功率，为道路提供适度照明，又节约电能的作用。该电子镇流器采用他激PWM控制调节工作电流，利用光电检测元件检测出日照情况送入单片机，确定人们夜晚活动时间（即人们在某个时段后，活动大幅度减少），调节节能开始时间。进入节能时间后，单片机发出控制信号调节开关器件的占空比，调节镇流器的输出电流，以降低功率；在整个照明期间，当电网电压波动时，可自动稳流；达到适
2、度照明和节能的目的。该镇流器有体积小，启动快速，电流稳定，功率因数高、谐波分量小等优点。2、 设计内容与要求设计内容：（1）电子镇流器整流电路主电路的设计；（2）电子镇流器逆变电路主电路的设计；（3）MOSFER器件的选择及的驱动与保护电路设计；（4）PWM控制电路的设计；（5）光照及电压检测电路；（6）单片机控制电路及程序编写（流程图）；（7）其它辅助保护功能等设计。设计要求：（1）画出系统各环节电路图；（2）系统各环节的原理介绍；（3）系统各环节的元件参数计算及选择；（4）元件明细表；（5）程序流程图。四、设计参考书1、新型半导体器件及其应用实例 电子工业出版社2、光源电器原理和应用技术
3、化学工业出版社3、逆变器整流电源 机械工业出版社4、现代逆变技术及其应用 科学出版社5、新型开关电源设计与应用 科学出版社6、电子变压器手册 辽宁科学技术出版社7、半导体变流技术 机械工业出版社8、电力电子设备设计和应用手册 机械工业出版社 9、基于C语言编程MCS-51单片机原理及应用 清华大学版社10、自动检测技术 湖南铁道职业技术学院11、相关网站五、设计说明书要求a) 封面b) 目录c) 内容摘要(200400字左右，中英文)d) 引言e) 正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）f) 结束语g) 附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进
4、程安排(小四、宋体)12周：布置任务，弄懂设计要求及原理。34周：镇流器整流主电路的设计，逆变主电路的设计，MOSFET驱动保护设计。58周：分析控制电路的工作原理，设计硬件系统，画出硬件电路。910周：全面整理书写毕业论文10周：写出毕业答辩提纲，进行毕业答辩。七、毕业设计答辩及论文要求(小四、宋体)1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题
5、，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。前 言随着我国科学技术不断的发展，伴随我国城市现代化建设的突飞猛进，近年来城市道路照明快速发展，相应电费也大幅度攀升。据有关资料显示，城市路灯照明在
6、我国照明耗电中占%的比例，在每年亿元的政府机构电力能耗中，城市公共照明部分能源支出达多亿元。但由于电能无法储存，多数城市的用电时段又过于集中，电能的使用效率不足%，存在用电时缺口巨大。 目前，国内大部分城市和地区几乎不约而同地采用了日本等国家在七十年代就抛弃了的路灯隔盏关灯的省钱方法，其中的弊病不言而喻不仅导致了路面照度分布不均，给治安及交通安全埋下了隐患，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损，因此不能称作是真正意义上的节能。总之；智能型钠灯电子镇流器，针对中国城市路灯的用电现状，结合城市路灯管理需求，满足我国现代路灯的需要。在傍晚时和清晨时，根据光感自动开关。在晚上各大城市用电高
7、峰期时自动升压，高峰期过后自动降压。自动控制电压而避免那钠灯跟电压1;3比例导致的浪费电力资源。 摘 要高压钠灯以其光效高、寿命长、光色好等优点而备受瞩目，然而，与之相匹配的电感镇流器由于功率因数低、体积大等诸多缺点，已不能满足人们对绿色能源的要求。设计与之配套的电子镇流器替代电感镇流器是高压钠灯照明系统的发展趋势。本文提出了一种电子镇流器设计方案，并进行了一定的理论分析和实验研究。 针对高压钠灯的稳态运行特点以及工作在高频状态下的缺陷，本文设计了一种低频的电子镇流器逆变电路。这种电路利用瞬时电流跟踪控制技术对高频信号进行低频调制，使流过灯的电流为低频电流，不仅起到镇流作用，还避免了高压钠灯的
8、“声共振”现象。 本文简单分析了大功率高压钠灯启动方式并设计了一种逻辑控制的变压器耦合启动电。并结合逆变主电路的控制，设计了启动器的逻辑控制电路，从而不需要任何隔离措施，启动时数千伏的启动电压也不会对电路中其它元器件造成损坏。 本文简单介绍了无源和有源功率因数校正的工作原理，并利用功率因数校正芯片UC3854AB制作了电子镇流器的功率因数校正电路。 结果表明：该电子镇流器能很好的控制电压和稳态工作电流，并且有效的进行电能节约关键词：低压钠灯 电子镇流器 有源功率因数校正AbstractHigh Pressure Sodium Lamps (HPS) are notable for their
9、high luminous efficacy, good color rendering and long life. But the traditional ferromagnetic ballast for HPS lamps due to lower power factor, high igniting current, lower efficiency, and large size, cannot satisfy the requirements for green energy. So it is time to design the electronic ballast to
10、replace the core-coil ballast. A new method of planning electronic ballast is put forward to La this paper. Theoretical analysis and experimental results are.The results showed that: The electronic ballast can be a very good control of voltage and steady-state operating current, and effective conduc
11、t of energy conservationKeywords: low pressure sodium lamp electronic ballast Active Power Factor Correctio目 录前 言II摘 要IIAbstractIII第1章 电路设计的内容与分析11.1 设计内容11.2 设计要求1第2章 钠灯介绍32.1低压型钠灯介绍32.2高压钠灯的介绍32.3高压钠灯的结构和材料52.4高压钠灯启动特性6第3章 系统可行性分析与设计73.1电子镇流器与电感镇流器的比较73.2 总体电路设计与分析10第4章电子镇流器整流与功率因数校正控制124.1电子镇流器整流
12、电路124.2电子镇流器功率因数校正控制14第5章 电子镇流器逆变介绍185.1电子镇流器高频逆变185.2高压点火电路分析185.3恒功率控制分析196.1 OSFET管的开通与关断226.2 RF840 MOSFET管介绍23第7章 谐振部分的设计247.1串联谐振的定义247.2 LC谐振回路的性能及特点24第8章 单片机控制电路及程序编写268.1单片机的介绍268.2 89V51RD2 简介268.3 X1227S8I简介268.4系统设计依据278.5单片机的程序编写298.6单片机供电电源29设计心得31致 谢32参考文献33附 录34第1章 电路设计的内容与分析1.1 设计内容
13、智能型钠灯电子镇流器是道路照明钠灯的电源，针对中国城市路灯的用电现状，结合城市路灯管理需求，满足我国现代路灯的需要。在傍晚时和清晨时，根据光感自动开关。在晚上各大城市用电高峰期时自动升压，高峰期过后自动降压。自动控制电压而避免那钠灯跟电压1;3比例导致的浪费电力资源。该电子镇流器采用PWM控制调节工作电流，先确定人们与车辆夜晚活动时间，将单片机定好时，调节节能开始时间。进入节能时间后，单片机发出控制信号通过三极管调节开关器件的占空比，调节镇流器的输出电流，以降低功率；在整个照明期间，当电网电压波动时，可自动稳流；达到适度照明和节能的目的。该镇流器有体积小，启动快速，电流稳定，功率因数高、谐波分
14、量小等优点。设计内容：（1）电子镇流器整流电路主电路的设计；（2）功率因数校正的电路设计；（3）电子镇流器逆变电路主电路的设计；（4）MOSFER器件的选择及的驱动与保护电路设计；（5）单片机控制电路及程序编写（流程图）；（6）其它辅助保护功能等设计。1.2 设计要求1.2.1高压钠灯电子镇流器的性能要求在使用中应使灯管具有的工作性能与电子镇流器性能相匹配，以使灯能工作在最佳状态，使用的电子镇流器应主要满足以下性能要求：(1)能够提供2kV以上且足够宽的触发启动电压。此电压使高压钠灯可靠启动，并且要求在启动过程中不得对灯和电子镇流器中的器件造成损害。(2)要求具有较高的功率因数。防止电子镇流器对电网产生谐波污染，避免对周围环境和设备产生电磁干扰。(3)要求具有完善的保护功能。在高压钠灯出现故障或烧毁时，电子镇流器不应损坏。技术指标额定电压220V输入电压170-264V电源频率50/60HZ工作频率30KHZ左右谐波含量6%功率因数0.99温度范围-2065负载类型高压钠灯负载功率250W表1第2章 钠灯介绍
