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系統識別號 U0002-0906200615183400
中文論文名稱 高壓鈉氣燈電子安定器之研製
英文論文名稱 Design and Implementation of High Pressure Sodium Lamp Electronic Ballast
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 94
學期 2
出版年 95
研究生中文姓名 張敏麟
研究生英文姓名 Min-Lin Chang
學號 790350143
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2006-05-26
論文頁數 52頁
口試委員 指導教授-詹益光
委員-陳德勝
委員-李揚漢
中文關鍵字 電子安定器  鈉氣燈  D類串聯諧振並聯負載 
英文關鍵字 Electronic Ballast  Sodium Lamp  Class-D Serial-Resonant and Parallel- Load Inverter 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 本文分析設計一高壓鈉氣燈電子安定器,此電路架構包含電磁干擾濾波器、倍壓整流濾波器、D類串聯諧振並聯負載換流器、高壓點火及迴授電路。電磁干擾濾波器可將功率晶體於高頻切換時,所產生之高頻諧波電流濾除;倍壓整流濾波器採最簡單之半波倍壓整流濾波電路,將市電升壓整流成直流電以供使用;D類串聯諧振並聯負載換流器乃提供鈉氣燈穩態後燈管所須之功率,另以TL-494脈波寬度調變控制器(PWM)為其驅動電路,可使電路具調光功能。高壓點火電路在產生一高壓脈衝,來激發鈉氣燈填充氣體崩潰、導通;迴授電路則在鈉氣燈崩潰導通後立即將高壓點火電路消除。本文實作一150W高壓鈉氣燈電子安定器,以驗證電路設計之理論。
英文摘要 In this thesis we design and implement a high pressure voltage electronic ballast for a sodium lamp. In the circuit structure it consists of an electromagnetic interference filter, a voltage- doubler rectificable filter, class-D serial-resonant and parallel- load inverter, a high voltage ignition circuit and a feedback circuit. The electromagnetic interference filter will filter out the generated high frequency harmonic current when the power crystal device makes switching at high frequency. The voltage- doubler rectificable filter is a simple half- wave voltage doubling rectificable circuit to rectify the household voltage into applicable direct voltage. The class -D serial-resonant and parallel- load inverter provides the necessary power for the tube after the sodium lamp reaches its steady state. The driving circuit uses IC-TL-494 as the Pulse Width Modulation (PWM) controller which enables the circuit possessing the capability to modulate light. The high voltage ignition circuit generates a high voltage pulse to avalanche and conduct the gas filled in the sodium lamp . The feedback circuit is to eliminate the high voltage ignition circuit right after the sodium lamp is avalanched and conducted. We practically implement an electronic ballast for a 150 W sodium lamp to verify and validate our designed circuit.
論文目次 目錄
本文提要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅰ
Abstract•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅱ
誌謝•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅳ
目錄•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅴ
圖目•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅶ
表目•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Ⅸ
第一章 緒論••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.1 研究背景•••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.2 研究動機與目的••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.3 論文組織•••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
第二章 系統架構分析•••••••••••••••••••••••••••••••••8
2.1 傳統電磁式安定器架構••••••••••••••••••••••••••8
2.2 一般電子安定器架構•••••••••••••••••••••••••••10
2.3 高壓鈉氣燈電子安定器架構••••••••••••••••••••••12
第三章 電路分析與設計•••••••••••••••••••••••••••••••14
3.1 電磁干擾濾波器設計•••••••••••••••••••••••••••14
3.2 倍壓整流濾波電路設計••••••••••••••••••••••••••17
3.3 換流器與諧振電路設計••••••••••••••••••••••••••20
3.3.1 換流器與諧振電路之動作原理•••••••••••••••••••23
3.3.2 控制與隔離電路設計••••••••••••••••••••••••••33
3.4 高壓點火與迴授電路設計••••••••••••••••••••••••37
第四章 實驗結果與探討•••••••••••••••••••••••••••••••40
4.1 電路實測••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
4.2 電路特性與探討•••••••••••••••••••••••••••••••45
第五章 結論與未來展望•••••••••••••••••••••••••••••••48
5.1 結論••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••48
5.2 未來展望••••••••••••••••••••••••••••••••••••49
參考文獻•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••50

圖目錄
圖1 高壓鈉氣燈之一般構造圖••••••••••••••••••••••••••••1
圖2.1 傳統電磁式安定器基本架構•••••••••••••••••••••••••8
圖2.2 一般電子安定器方塊圖••••••••••••••••••••••••••••11
圖2.3 高壓鈉氣燈電子安定器方塊圖••••••••••••••••••••••12
圖3.1 電磁干擾濾波器電路•••••••••••••••••••••••••••••14
圖3.2 高頻諧波電流之等效電路圖••••••••••••••••••••••••15
圖3.3 各類型轉換器電路架構••••••••••••••••••••••••••••18
圖3.4 半波倍壓整流濾波電路••••••••••••••••••••••••••••18
圖3.5 各類型換流器電路架構••••••••••••••••••••••••••••21
圖3.6 D類半橋串聯諧振型換流器架構•••••••••••••••••••••23
圖3.7 TL-494產生之兩組異相推挽信號•••••••••••••••••••••24
圖3.8 各模式動作情形•••••••••••••••••••••••••••••••••26
圖3.9 V(t)電壓示意圖•••••••••••••••••••••••••••••••••27
圖3.10 串聯諧振等效電路••••••••••••••••••••••••••••••29
圖3.11 TL-494控制電路••••••••••••••••••••••••••••••••34
圖3.12 TLP-250控制電路•••••••••••••••••••••••••••••••35
圖3.13 高壓點火與迴授電路••••••••••••••••••••••••••••38
圖4.1 本電路製作完成圖•••••••••••••••••••••••••••••••40
圖4.2 本電路點燈(鈉氣燈發光)圖••••••••••••••••••••••••41
圖4.3 本電路之控制信號電壓波形圖••••••••••••••••••••••41
圖4.4 本電路之換流器輸出電壓(Vp)波形圖•••••••••••••••••42
圖4.5 本電路之鈉氣燈電壓(Vlamp)波形圖••••••••••••••••••42
圖4.6 本電路之串聯諧振電感電壓(VLs)波形圖••••••••••••••43
圖4.7 本電路之串聯諧振電容電壓(VCs)波形圖••••••••••••••44
圖4.8 本電路之迴授電壓(VLs1)波形圖•••••••••••••••••••••44
圖4.9 高壓點火電路之移除技巧示意圖•••••••••••••••••••••46

表目錄
表1 各種常用光源特性••••••••••••••••••••••••••••••••••3
表3.1 IRF-840 相關規格•••••••••••••••••••••••••••••••24
表3.2 兩組異相推挽信號狀態表••••••••••••••••••••••••••25
表3.3 相關元件動作情形•••••••••••••••••••••••••••••••27
表3.4 TL-494 建議操作規格••••••••••••••••••••••••••••33
表3.5 TLP-250相關規格••••••••••••••••••••••••••••••••36
表4.1 各式高壓鈉氣燈電子安定器比較表•••••••••••••••••••47

參考文獻 參考文獻

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