專利名稱：可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無極燈技術，尤其涉及一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調制方法。
背景技術：
無極燈作為一種長壽命、免維護、高光效及高顯色性的照明產品，已經被國內及國際市場廣泛接受，無極燈產品在工廠車間照明、道路隧道照明及投光泛光照明工程中均有著顯著效果。無極燈通過高頻磁芯發(fā)射射頻范圍的電磁波耦合激發(fā)燈管內的放電物質(如汞原子)，進而汞原子發(fā)射出的紫外線(例如253.7nm的紫外線)可有效激發(fā)三基色或其他光譜組分的光線進行照明。由于無極燈本身沒有電極，因而可保證其在長期(例如5年或更長時間)使用情況下，仍然具備穩(wěn)定、無需替換等特點。無極燈通常使用無極燈電子鎮(zhèn)流器來驅動，圖1示出了現(xiàn)有技術中的一種無極燈驅動電路的電路結構，圖2示出了該驅動電路的工作信號波形。圖1所示的驅動電路主要采用的是傳統(tǒng)的逆變電路，通過設定IR2156芯片的RT/CT引腳的外接器件來設定逆變電路的運行頻率值。為了使得無極燈能獲得各個國家的準入性認證(如歐盟CE、日本PSE等)，需要其電磁波干擾滿足相應的標準。由于無極燈采用高頻電路輸出耦合燈管磁環(huán)產生同頻率磁通量，并進而耦合燈管產生同頻率電場，故無極燈點亮后即發(fā)射出以此頻率為主要輻射的高頻電磁波，同時也在電源線中發(fā)射在線路中傳導的以無極燈運行頻率為主的電磁波干擾。因此，如何降低 無極燈的電磁波干擾以使其滿足相應標準就成為一個需要解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調制方法，能夠獨立調節(jié)無極燈的運行頻率，使其滿足國際標準對電磁波干擾的要求。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路，包括:外部調控電路，根據用戶調節(jié)產生輸入信號；微處理單元，其輸入端與所述外部調控電路的輸出端相連，根據所述輸入信號調制產生頻率為50KHz 180KHz的輸出信號，該輸出信號經由第一輸出端和第二輸出端輸出；逆變電路，其輸入端口與所述微處理單元的第一輸出端和第二輸出端相連。根據本發(fā)明的一個實施例，所述逆變電路包括:第一 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第一輸出端，其第一端接收整流號;第二 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第二輸出端，其第一端連接所述第一 MOS晶體管的第二端，其第二端接地；逆變諧振電路，其第一輸入端連接所述第二 MOS晶體管的第一端，其第二輸入端接地。根據本發(fā)明的一個實施例，所述逆變諧振電路的輸出端配置為連接無極燈燈管。根據本發(fā)明的一個實施例，該獨立頻率輸出電路還包括:市電供電電路，將市電電壓轉化為所述微處理單元需要的電源電壓，并將其傳輸至所述微處理單元的電源端。本發(fā)明還提供了上述任一項所述的獨立頻率輸出電路的調制方法，包括:調節(jié)所述外部調控電路，使所述微處理單元輸出頻率為ISOKHz的輸出信號；檢測電磁波干擾，如果檢測結果超出EN55015標準，則通過所述外部調控電路調低所述微處理單元的輸出信號的頻率并再次檢測，直至檢測結果符合EN55015標準。根據本發(fā)明的一個實施例，該方法還包括:在檢測結果符合EN55015標準時，記錄所述微處理單元的輸出信號當前的頻率，記為第一頻率；在批量生產時，將各個產品內的該微處理單元配置為固定輸出頻率為該第一頻率的輸出信號。與現(xiàn)有技術相比·，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明實施例的獨立頻率輸出電路可以將工作頻率控制在50KHz 180KHZ，一方面在該頻率范圍內EN55015標準相對較為寬松，使得無極燈整燈能夠達到EN55015標準的電磁波干擾要求；另一方面，50KHz 180KHz的頻率范圍與傳統(tǒng)無極燈225KHz的運行頻率相比，降低幅度為40%左右，使得無極燈產品中的電感類材質(如外部鐵氧體磁芯、電子鎮(zhèn)流器內部電感等)的增加在可控范圍內，小于傳統(tǒng)225KHZ運行頻率的無極燈為了保證電磁兼容性達標而增加的屏蔽成本。進一步地，在進行調制時，首先將無極燈的運行頻率設定在180KHz，根據電磁波干擾值的測試不斷下調運行頻率，直至符合EN55015標準，由于EN55015標準在180KHz 50KHz的頻段內允許的電磁輻射標準值線性增大，因此在該范圍內靈活調節(jié)運行頻率，可以保證無極燈滿足EN55015標準。


圖1是現(xiàn)有技術中一種無極燈驅動電路的電路結構示意圖；圖2是圖1所示電路的工作波形圖；圖3是EN55015標準中電源線傳導干擾/兼容性認證示意圖；圖4是EN55015標準中空間電磁輻射干擾/兼容性認證示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的無極燈的主視圖；圖6是本發(fā)明實施例的無極燈的側視圖；圖7是本發(fā)明實施例的無極燈的俯視圖；圖8是本發(fā)明實施例的獨立頻率輸出電路的電路結構示意圖。
具體實施例方式無極燈作為一種照明電器產品，其市場準入必須獲得相應國家的準入性認證標準。目前，根據國際電工委員會的指定標準，在包括我國、歐盟、日本、中東地區(qū)及南美地區(qū)等，均采用IEC的EN55015標準。EN55015標準為燈具類產品電磁波干擾測試標準，包括燈具電源線傳導干擾和電磁波空間輻射干擾兩項(本申請中統(tǒng)稱為電磁波干擾測試，不加以區(qū)分)。EN55015標準的測試標準示意圖如圖3和圖4所示，其中可明確觀察到，在測試圖表中，對應低頻(小于50KHz頻率下的照明電器運行頻率)其允許的標準為恒定的IlOdBy V(傳導測試)和88dBy V(輻射測試);而在50ΚΗζ至180ΚΗζ之間，ΕΝ55015允許的電磁波干擾標準強度值呈現(xiàn)線性下降的趨勢；而在ISOKHz至30MHz之間的測試，允許的電磁波干擾標準強度值則進一步線性下降并趨于穩(wěn)定的趨勢。其中，標準中規(guī)定的電磁波干擾標準強度值，是強制不允許超標的范圍。發(fā)明人經過研究明確，如果無極燈的運行頻率降低至50KHz及以下(即節(jié)能燈的運行頻率附近)，則由于允許的電磁波干擾標準強度值放大而給予無極燈的電磁干擾輸出量更大的余地。但隨著無極燈本身頻率的降低，存在著耦合外部鐵氧體磁芯、電子鎮(zhèn)流器內部電感值會逐漸增大，從而導致成本增加，故不應當使無極燈運行頻率降低至50KHz及以下。而本申請中的可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路，其主要原理是改變無極燈電子鎮(zhèn)流器運行頻率及逆變輸出電路的方式，通過將運行頻率調節(jié)至50KHz-180KHz (+/-10% ) 頻段范圍，使無極燈整燈產品能夠達到EN55015標準關于電磁波干擾的要求。同時，由于50KHz-180KHz的運行頻率相對于傳統(tǒng)無極燈225KHz的運行頻率而言，降低幅度僅在40%左右，故其電感類材質，如外部鐵氧體磁芯、電子鎮(zhèn)流器內部電感等的增加都在可控范圍之內，小于傳統(tǒng)225KHZ運行頻率的無極燈為保證電磁兼容性達標而增加的屏蔽成本。下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。本實施例以一種隧道燈具匹配矩形200W/220V無極燈產品為例進行說明，其結構如圖5至7所示。通過調節(jié)運行頻率，可以使得該無極燈產品滿足EN55015標準對電磁波干擾的要求，調節(jié)頻率可以采用通過人工手動旋鈕調節(jié)的方式，但并不限于此。在測試完畢之后，對于批量的產品生產，可以通過設定好旋鈕調節(jié)點位以及微處理單元(MCU)內部的運行頻率值，可以使得生產的無極燈產品都符合EN55015標準的電磁波干擾測試。下面參考圖8進行詳細說明。圖8示出了本實施例的無極燈產品中的獨立頻率輸出電路的電路結構，主要包括:外部調控電路11、微處理單元12、逆變電路13、市電供電電路14、整流高壓電路15。其中，外部調控電路11用于根據用戶調節(jié)產生輸入信號，其可以是現(xiàn)有技術中各種數(shù)字、模擬的可調節(jié)電路，例如手動調節(jié)旋鈕、紅外遙控感應調節(jié)電路等，只要能夠根據用戶的調節(jié)產生對應的可識別的輸入信號即可。作為一個非限制性的例子，本實施例中的外部調控電路11包括電阻Rl和滑動變阻器R2，其中用戶可以通過手動調節(jié)旋鈕來調節(jié)滑動變阻器R2的電阻值。例如，可以選擇IOVDC的電源，滑動變阻器R2的最大電阻值與電阻Rl的電阻值相等，從而可以通過調節(jié)滑動變阻器R2使得其上的電壓為0-5V。微處理單元12的輸入端和外部調控電路11的輸出端相連，根據外部調控電路11產生的輸入信號調制產生頻率為50KHz 180KHz的輸出信號，該輸出信號經由微處理單元12的第一輸出端和第二輸出端輸出。作為一個非限制性的例子，本實施例中微處理單元12采用的是ATMEL公司的Mega系列芯片，例如Mega8或Megal6。此外，可以將微處理單元12的模數(shù)轉換(ADC)端口 PCO與外部調控電路11的輸出端相連。例如外部調控電路11輸出的0-5V的輸入信號可以通過ADC端口 PCO進入微處理單元12?？梢詫⑽⑻幚韱卧?2的輸出端口 PC2作為第一輸出端，將微處理單元12的輸出端口 PCl作為第二輸出端，微處理單元12產生的輸出信號經由輸出端口 PCl和輸出端口 PC2輸出。進一步而言，可以使用微處理單元12的內部寄存器來存儲輸入信號轉換后得到的二進制數(shù)值，并將各個二進制數(shù)值與180KHz 50KHz內的各個頻率相對應。例如，假定微處理單元12的內部寄存器為8位寄存器，則180KHz 50KHz的頻段被分割為256分段。例如，OV的輸入信號對應微處理單元12的內部寄存器數(shù)值為“0000，0000”，對應180KHz的運行頻率值；5V的輸入信號對應微處理單元12的內部寄存器數(shù)值為“1111，1110”，對應50KHz的運行頻率值。輸入信號的其他電壓值與微處理單元12的內部寄存器數(shù)值的對應關系可以為:
權利要求
1.一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路，其特征在于，包括: 外部調控電路，根據用戶調節(jié)產生輸入信號； 微處理單元，其輸入端與所述外部調控電路的輸出端相連，根據所述輸入信號調制產生頻率為50KHZ 180KHZ的輸出信號，該輸出信號經由第一輸出端和第二輸出端輸出；逆變電路，其輸入端口與所述微處理單兀的第一輸出端和第二輸出端相連。
2.根據權利要求1所述的獨立頻率輸出電路，其特征在于，所述逆變電路包括: 第一 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第一輸出端，其第一端接收整流信號; 第二 MOS晶體管，其控制端連接所述微處理單元的第二輸出端，其第一端連接所述第一MOS晶體管的第二端，其第二端接地； 逆變諧振電路，其第一輸入端連接所述第二 MOS晶體管的第一端，其第二輸入端接地。
3.根據權利要求2所述的獨立頻率輸出電路，其特征在于，所述逆變諧振電路的輸出端配置為連接無極燈燈管。
4.根據權利要求1所述的獨立頻率輸出電路，其特征在于，還包括: 市電供電電路，將市電電壓轉化為所述微處理單元需要的電源電壓，并將其傳輸至所述微處理單元的電源端。
5.權利要求1至4中任一項所述的獨立頻率輸出電路的調制方法，其特征在于，包括: 調節(jié)所述外部調控電路，使所述微處理單元輸出頻率為ISOKHz的輸出信號； 檢測電磁波干擾，如果檢測結果超出EN55015標準，則通過所述外部調控電路調低所述微處理單元的輸出信號的頻率并再次檢測，直至檢測結果符合EN55015標準。
6.權利要求5所述的獨立頻率輸出電路的調制方法，其特征在于，還包括: 在檢測結果符合EN55015標準時，記錄所述微處理單元的輸出信號當前的頻率，記為第一頻率； 在批量生產時，將各個產品內的該微處理單元配置為固定輸出頻率為該第一頻率的輸出信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可抑制無極燈電磁波干擾的獨立頻率輸出電路及調制方法，該電路包括外部調控電路，根據用戶調節(jié)產生輸入信號；微處理單元，其輸入端與所述外部調控電路的輸出端相連，根據所述輸入信號調制產生頻率為50KHz～180KHz的輸出信號，該輸出信號經由第一輸出端和第二輸出端輸出；逆變電路，其輸入端口與所述微處理單元的第一輸出端和第二輸出端相連。本發(fā)明能夠獨立調節(jié)無極燈的運行頻率，使其滿足國際標準對電磁波干擾的要求。
文檔編號H05B41/282GK103228092SQ20131016686
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權日2013年5月8日
發(fā)明者李文鵬, 李維德, 陳艷 申請人:上海宏源照明電器有限公司