无极灯电子镇流器PDM调光技术研究
科技成果——高强度气体放电灯用大功率电子镇流器新技术
科技成果——高强度气体放电灯用大功率电子镇流器新技术适用范围轻工行业适用于高压钠灯、金卤灯用电子镇流器取代电感镇流器，用于道路、交通、公共场所、农业、工业、航空、军事、城市建筑群、厂矿等方面的照明行业现状目前我国大部分公路照明及厂矿照明通常采用高压钠灯、金卤灯等高强度气体放电灯，并配套使用电感镇流器，功率因数约为67%，耗电量高，且不具备调光的性能。
应用该技术可实现节能量25万tce/a，减排约66万tCO2/a。
成果简介1、技术原理（1）通过对高频波段及高频电流的控制，将高频频率改变为所需的频率，30-40kHz为1000W，40-50kHz为750W，50-60kHz为600W。
（2）1000W调光型电子镇流器输入电压范围：120-240V。
主要是由交流120-240V的输入通过桥式整流滤波，再由直流稳压电源的IC控制保证直流电压不变，达到输入交流在规定的波动范围内波动而直流电压不变的目的。
2、关键技术（1）芯片和电子模块的优化设计；（2）变频调光；（3）高压钠灯和金卤灯电子镇流器的通用性；（4）宽电压（120-240V）输入。
3、工艺流程高强度气体放电灯用大功率电子镇流器技术主要技术指标1、电压范围：120-240V；2、电源频率50/60Hz；3、功率因数＞0.99；4、灯电流波峰比＜1.7；5、电流总谐波＜10%；6、环境温度-10到40℃；7、启动时间5min；8、输出灯功率变化＜2%；9、抗干扰的最大距离是0.6m；10、可使用灯：HPS（钠灯）/MH（金卤灯）11、可变频调光600W、750W、1000W。
技术水平该技术被湖北省科技厅认定为湖北省重大科学技术成果，并在部分省市的市政高压钠灯上实施应用，节能效果良好。
典型案例典型用户：荆州市城区建设规模：荆州市城区更换3000盏路灯照明。
主要技改内容：将荆州市城区东方大道、江津大道、北京路的路灯照明的电感镇流器更换为电子镇流器。
主要设备为电子镇流器，规格包括200台250W 高压钠灯、2500台400W高压钠灯、800台250W金卤灯、500台400W 金卤灯。
科技成果——无极灯技术
科技成果——无极灯技术
适用范围
体育场馆、大型商场、道路、隧道、矿山、化工厂、电厂、人防工程等
技术原理
无极灯没有灯丝和电极，依靠电磁感应形成等离子气体放电的基本原理而发光。
它是通过高频发生器的电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体。
等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。
灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。
技术参数
（1）功率因数：>99%
（2）镇流器能效：>93%
（3）待机功率：<1W
（4）光效：60-85lm/w
（5）平均寿命：60000h
（6）显色指数：>80Ra
（7）元器件：使用符合国家安全标准的元件
适用条件与限制条件
1、适用条件
体育场馆、大型商场、道路、隧道、矿山、化工厂、电厂、人防工程等。
2、限制条件
目前限制在大功率应用领域60W-400W。
技术效果
节能效果：较白炽灯节能90%，较金卤灯高压钠灯节能60%，较荧光灯节能30%。
测试方法：GB2943-202《单端无极荧光灯用交流电子镇流器能效限定值及能效等级》；QB/T287-2007《单端无极荧光灯用交流电子镇流器》。
优点：高效节能、寿命长、光衰小、视觉舒适度高，性价比高。
缺点：小功率相对成本高、外观样式相对较少。
典型案例
清苑区路灯节能改造项目：该项目采用无极灯取代老式高耗能的高压钠灯。
项目改造成本40万，改造后，年节电约为70万千瓦时，两年左右收回成本。
电子镇流器的原理及维修
电子镇流器原理与维修节能灯日渐普及，由于电子镇流器减少铁耗,节省能源，是灯光源发展的方向。
节能灯的故障大部分出在电子镇流器。
现介绍常见故障的修理方法。
由于线路直接与市电相通,有触电的危险，修理时最好准备一只隔离变压器，既安全又便于通电检查。
首先应进行外观检查，然后可通电检测。
加电之前用万用表测A、B两点应有几十千欧的阻值；加电后A、B点应有300V直流电压，灯管应能起辉;若不亮应弄清故障点在触发电路或串谐起辉电路.用交流500V挡监测灯管两端有无交流电压,若有交流电压说明电路已起振，故障点在串谐起辉电路,可能是起辉电路漏电;若无交流电压，可能为起辉电容击穿短路或没有起振，应重点检查触发电路。
图2中的C2、R1、D；图1中的R2、R3阻值增大或V2性能变差，提供的偏流不足不能使V2进入自激状态,只要适当调整阻值就会起振。
C2漏电使双向二极管达不到转折电压，V2也不能进入振荡状态，可换一只双向二极管一试。
触发管至b极串接的电阻增大，加上管子的β值偏低时就很难起振。
对三极管的要求：瓦数大的灯管配用三极管的PCM、ICM也要大些，两只三极管交替工作在饱和导通、截止状态,ICM要足够大才行。
一般30～40瓦灯管均用MJE13005－7或BUT11A，并加有铝板散热器，以免夏天环境温度升高就可能超温损坏。
常用的高反压管有2SC2482、DK52、DK53等，除2482外均可加装散热板，若是散热板与管子c极导通的就有高电压,要注意绝缘并防止极间短路。
几种典型故障分析：1、灯管能起辉,但有明显闪烁,图1中C4、C5有一只容值减小；这两只电解电容既起电源滤波作用又参与振荡，容值减小充放电电流也要减小,会导致灯管闪烁。
2、灯管不起辉且仅为两端发亮（有时发红），大多是起辉电容击穿,时间一长灯丝要受损，这在双U型灯中最敏感。
此外，图2中的滤波电容值减小到1μF以下或起辉电容容值过份偏小会出现滚转光圈(也叫螺旋光）并伴有闪烁。
可调光荧光灯数字化电子镇流器的研究
输 出电压 低 的 问题 ， 成为 可 调光 荧 光灯 电子镇 流 故 器 的首选 拓 扑＿ 。 字 调光 电子 镇 流器 中 大都采 用 ４ 数 ＿ 调频模 式 利 用高频逆 变 电源供 电下 荧光灯 的工 作 电流 和 电压与 功率存 在 的约束关 系 ，设计 了镇流 器主 回路
运行和调光 ４个阶段设计了基于调频控制的软件流程图和实现步骤 。与传统 的电子镇流器相 比， 所提方案实现 了全 数字化且结构简单、 运行可靠 、 节能效 果明显和调光范 围大 ， 具有较好的应用价值。
关 键 词 ： 流器 ： 字 控 制 ； 光 灯 ： 调 光 镇 数 荧 可
中 图分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ １０ （０ ０ Ｏ — ０ ８ ０ １０ — ０ Ｘ ２ １ ）１ ０ ５ — ２
第４ ４卷 第 ｌ 期
２ ０年 １月 ０１
电 力 电子 技 术
Ｐ ｗ ｒＥ ｅ ｔ ｎ ｃ ｏ ｅ ｌ ｃｒ ｉ ｓ ｏ
Ｖｏ． ４．Ｎ ． １ ４ ｏ１
Ｊｎ ａ ， ０ ０ ａ ｕｒ ２ １ ｙ 民
（ 东工 业 大 学 ， 东 广 州 ５０ ０ ） 广 广 Ｉ １０ ６
１ 引 言 目前 ， 照 明行 业 中 ． 在 荧光灯 是使 用最 为广泛 的 光源 ．因此 具有节 能功 能 的可 调光 荧光灯 电子 镇流 器 越来 越受 到关注 。该镇 流器 克服 了传统 的 电感 式 镇 流 器存 在功 率 因数 低 、 率 差 、 能调 光 、 效 不 缺乏 预 热、 保护 功 能等缺 点 。 可调 光荧光 灯 电子镇流 器大 但 都是基 于 镇流 器 控制 芯 片开 发 的［１本质 上 还属 于 １． － ２ 模 拟调 光镇流 器 ， 需开发 全数字 化 的荧光灯 镇流器 。 与 其 它类 型 的气 体 放 电灯 类似 ， 荧光 灯 具有 负 阻抗 特性 ｆ ３ ］ 降低 荧 光灯 的频 闪并 提 高荧 光灯 效 。为 率 ， 常要 求荧 光灯 的工 作频 率达 ４ Ｈｚ 通 ０ｋ 以上 。在 诸 多类 型 的逆变 器 中 ， Ｌ Ｓ ． 型逆 变器 既克服 了 Ｃ Ａ ＳＤ 全 桥逆 变 器器 件 繁 多 的缺 点 ， 又解 决 了半 桥 逆变 器
电灯无级PWM亮度调节
课程设计课程名称单片机原理及接口技术题目名称电灯无级PWM亮度调节学院信息工程学院专业班级应用电子技术2班学号姓名任课教师2015年01月16日广东工业大学课程设计任务书题目名称电灯无级PWM亮度调节学生学院信息工程学院专业班级信息工程（应用电子方向）12（2）班姓名学号一、课程设计的内容本次课程设计的内容从下面两个方面任选一个：一是在学院的单片机实验平台上进行，开发一个基于单片机与PWM技术的灯光调节系统，主要开发内容为按键定义、输入与防抖动技术、PWM调节技术以及显示技术等的程序设计。
二是利用51系列单片机及必要的外围芯片、输入输出等接口电路设计开发一个简易的单片机系统，在此基础上，自行设计一个单片机应用程序来实现一些实用的功能。
通过这些内容的设计、开发、安装、调试等一系列工作，熟练掌握单片机系统的开发流程与工作机理，加深对所学课程知识的理解与把握，为将来相关的研究开发工作打下坚实的基础。
二、课程设计的要求与数据1 全面掌握硬件结构与电路原理；2 自行设计开发、编辑、调试应用程序；3 必须有完善的功能介绍与调试过程说明；4 提供完整的软件流程框图。
5 提供完整的程序清单。
三、课程设计应完成的工作1 硬件理解与安装调试；2 软件设计与开发、调试；3 软硬件联合调试与实验；4 按照学校要求撰写并上交完整的课程设计报告5 完成课程设计答辩。
四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1 查找资料，熟悉硬件电路或实验平台的资源图书馆或实验1号馆4042015年1月5日－7日2 整体方案设计，输入输出通道定义（方案一）或硬件安装、调试与检查（方案二）宿舍或实验1号馆4041月8日－9日3 软件设计与流程图编写宿舍或实验1号馆404 1月10日4 程序编写宿舍实验1号馆4041月11日－12日5 软件调试，与硬件联合调试宿舍或实验1号馆404 1月13日6 撰写课程设计报告宿舍或实验1号馆4041月14日7 交课程设计报告实验1号馆404 1月15日－16日五、应收集的资料及主要参考文献[1] 吴宁. 80X86/Pentium 微型计算机原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社，2004：1-249.[2] 蔡美琴. MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京：高等教育出版社，2003：1-169.[3]段晨东. 单片机原理与接口技术[M]. 北京: 清华大学出版社, 2013:1-333[4] 吴黎明等. 单片机实验指导书[M]. 广州：广东工业大学教材科，2014发出任务书日期： 2015 年 1 月 5 日指导教师签名：计划完成日期： 2015 年 1 月 16日基层教学单位责任人签章：目录目录 (1)第一章系统总体设计 (2)第一节概述 (2)第二节功能设计 (2)第三节功能实现 (2)第二章软件系统设计 (4)第一节工作原理 (4)第二节程序清单 (4)第三节程序流程图 (5)第四节程序源代码 (6)第三章调试结果 (10)第一节单元及系统测试 (10)第四章课程设计体会 (10)基于单片机与PWM技术的可调灯光系统第一章系统总体设计一概述PWM（Pulse Width Modulation），即脉冲宽度调制，简称脉宽调制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
分体式单端荧光灯的智能调光技术研究
分体式单端荧光灯的智能调光技术研究随着照明技术的不断发展，智能照明系统已经成为现代建筑照明中的重要组成部分。
分体式单端荧光灯作为一种常见的照明设备，其智能调光技术的研究与应用促进了能源的有效利用和照明品质的提升。
本文将探讨分体式单端荧光灯的智能调光技术的研究进展和未来发展方向。
首先，我们要了解分体式单端荧光灯的基本原理。
分体式单端荧光灯由灯管和电子镇流器组成。
灯管是产生光的装置，而电子镇流器则负责调节电流，以确保灯管正常工作。
传统的单端荧光灯采用恒定电流供应模式，即电子镇流器输出恒定的电流给灯管。
然而，智能调光技术的引入为分体式单端荧光灯的节能与照明控制带来了新的可能性。
智能调光技术通过调整电流的大小来改变灯管的亮度，实现节能和照明效果的优化。
其中，两种常见的智能调光技术是调幅调光技术和脉宽调光技术。
调幅调光技术通过调整电流的幅值来改变灯管的亮度，而脉宽调光技术则是通过改变电流的脉宽来实现亮度的调节。
这些智能调光技术可以根据不同的光照条件和使用需求进行精确的调控，从而提高照明的舒适度和能源利用效率。
在实际应用方面，智能调光技术可以结合光感控制、时间控制和人体感应等传感器技术，实现自动调光和智能照明控制。
光感控制传感器可以实时检测周围的光照强度，并根据设定的阈值自动调整灯管的亮度。
时间控制技术可以根据时间表设定不同的亮度模式，例如白天与夜晚的亮度要求不同。
人体感应传感器则可以通过检测环境中是否有人来实现灯光的自动开关，避免能源的浪费。
智能调光技术还可以结合无线通信技术和云计算，实现对多个分体式单端荧光灯进行集中控制和远程管理。
通过无线通信技术，可以实时监测照明系统的工作状态和能耗情况，并进行即时调控。
云计算的引入可以将大量的数据存储于云端，实现对照明系统的大数据分析和智能化决策，进一步提高照明系统的效能和可靠性。
然而，分体式单端荧光灯的智能调光技术在实际应用中仍然面临一些挑战和问题。
首先，调光范围和调节精度需要不断改善。
《2024年低压直流供电双磁环耦合无极灯驱动电源的研究》范文
《低压直流供电双磁环耦合无极灯驱动电源的研究》篇一一、引言随着照明技术的不断发展，无极灯因其高光效、长寿命和可调光性等优点，在照明领域得到了广泛应用。
而驱动电源作为无极灯的核心组成部分，其性能的优劣直接影响到无极灯的照明效果和使用寿命。
本文针对低压直流供电的双磁环耦合无极灯驱动电源展开研究，旨在提高其性能，为无极灯的进一步应用提供技术支持。
二、双磁环耦合无极灯驱动电源的工作原理双磁环耦合无极灯驱动电源采用低压直流供电，通过双磁环耦合技术实现电流的传输与控制。
该驱动电源主要由整流电路、滤波电路、驱动控制电路和双磁环耦合电路等部分组成。
其中，整流电路将交流电转换为直流电，滤波电路对直流电进行平滑处理，驱动控制电路则根据需要调节输出电流的大小和方向，双磁环耦合电路则实现电流的高效传输。
三、关键技术研究1. 整流与滤波技术：整流电路采用高效的全桥整流方式，将交流电转换为脉动直流电。
滤波电路则采用大电容滤波技术，对脉动直流电进行平滑处理，减少电源输出的纹波系数，提高电源的稳定性。
2. 驱动控制技术：驱动控制电路采用先进的数字控制技术，根据需要调节输出电流的大小和方向。
同时，通过智能调节算法实现无极调光功能，使灯光可以根据实际需求进行调节。
3. 双磁环耦合技术：双磁环耦合电路采用高导磁材料制成的磁环，通过合理的绕组设计和磁场分布优化，实现电流的高效传输。
同时，双磁环结构还具有较好的抗干扰能力和热性能，保证电源的稳定性和可靠性。
四、性能分析与优化通过对双磁环耦合无极灯驱动电源的性能分析，发现其在输出功率、效率、稳定性等方面具有较大优势。
然而，在实际应用中仍存在一些问题和挑战。
针对这些问题，本文提出以下优化措施：1. 优化整流与滤波电路设计，进一步提高电源的稳定性；2. 改进驱动控制算法，实现更精确的无极调光功能；3. 优化双磁环结构，提高磁场分布的均匀性和导磁性能；4. 加强电源的散热设计，保证电源在高温环境下的稳定性和可靠性。
HID灯调光技术简述
HID灯调光技术简述随着社会的进步，节约能源，保护环境已是大势所趋，在照明领域中，采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的，已广泛被人们接受。
但如何通过节能照明设计来达到节约能源的目的,才刚被人们所重视。
采用调光技术用于照明领域的节能是一种行之有效的方法。
与其相应的新产品已不断地被开发出来。
过去在体育场馆，城镇道路和隧道等场所大面积照明，采用HID调光设计,从实用上说是不大可能的。
现在随着科技进步，电子技术和电子元器件的不断发展，这种调光设计已变为可行。
下面向大家简单介绍三种HID灯的调光技术及相关的产品。
1 电子镇流器调光众所周知，HID灯电子镇流器可以容易地设计成调光镇流器。
调光原理：通过各种传感器，调节输入到电子镇流器控制工作频率的直流电平，改变工作频率，调整输出到HID灯的功率，达到调光目的。
HID灯电子镇流器调光范围：高压钠灯一般为输出功率50%~100%（光通量约：30%~100%）。
金属卤化物灯输出功率60%~100%（光通量约：45%~100%）。
根据国外研究资料，调光HID灯电子镇流器，在灯启动3~5分钟内，必须满功率工作，否则会出现灯管早期发黑现象，影响灯的使用寿命。
我们初步对比试验也证明了这一点。
所以调光HID灯电子镇流器在设计时应考虑此问题。
在灯启动时，不论是什么状态，电子镇流器在3~5分钟内应自动工作在满功率输出。
2 变感抗式镇流器的调光变感抗式镇流器的调光，顾名思义就是改变镇流器的感抗值，调整灯的输出功率来达到调光目的。
工作原理见图（1）：用感抗式镇流器中间抽头，变换开关K，改变镇流器阻抗，使其输出到灯的功率不同来调光。
这种调光方式关键要解决开关切换问题，用普通开关（如交流接触器）在切换时，因切换速度不够快，会产生熄灯现象。
这在一些场所是不允许的，即使允许，灯熄灭后降功率启动和多次启动对灯的寿命影响较大。
所以必须采用电子开关或是电流过零技术的快速机械开关，保证灯切换功率时不熄灭。
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无极灯电子镇流器PDM调光技术研究朱其伟;林国庆;杜志川【摘要】基于无极灯电气特性的分析,提出了一种适合于无极灯负载特性的分段脉冲密度调制(PDM)调光策略.PDM调光策略是在PDM调光周期内保持无极灯工作周期数不变,通过调节PDM关断时间控制输出功率.同时在PDM调光策略中引入了分段调光方式,根据不同调光阶段设置无极灯整数个工作用期作为PDM导通时间,在各自调光阶段通过控制PDM的关断时间实现调光周期占空比的平滑变化,实现了对无极灯的高精度、宽范围的平滑调光.采用DSPIC单片机实现数字化控制,具有控制电路简单、可靠性强等优点.实验结果验证了该控制策略的可行性.【期刊名称】《电工电能新技术》【年(卷),期】2016(035)012【总页数】6页(P59-64)【关键词】无极灯;脉冲密度调制;调光;DSPIC单片机【作者】朱其伟;林国庆;杜志川【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350108;福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350108;福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TM46无极灯具有光色稳定、光衰小和寿命长等诸多优良特性[1]，已成为理想的新型光源之一，广泛应用于厂房、道路和广场等照明场所。
无极灯没有电极，依靠电磁感应形成等离子气体放电而发光，其放电的“伏安”特性呈负阻特性，需要与电子镇流器配合才能正常工作。
无极灯光源的调光控制既能达到照明节能的目的，又避免了有害的眩光，具有很大的节能降耗空间，是实现绿色照明的重要指标。
目前，国内外针对无极灯调光控制的研究主要集中在直流侧调光与逆变侧调光两个方面，其中直流侧调光又称调幅调光(PAM)，PAM调光以斩控调光为主，逆变侧调光以脉冲频率调制(PFM)和脉冲密度调制(PDM)为主。
PAM调光方案考虑到无极灯负载特性，当斩控电路输出电压低于额定电压约50%时，可能引起灯负载电压过低造成灯闪烁甚至熄灭，因此调光范围较窄。
PFM调光方案中，当变换器工作频率偏离谐振点一定值时，灯的放电性能将发生急剧变化，导致灯电流随频率变化也非常大，频率稍微增加，灯电流就急剧减小，可能导致灯闪烁或熄灭，其调光范围受限制，仅为60%～100%[2,3]。
对于PDM调光方案，因调光时开关频率和灯负载电压幅值变化很小，是一种较理想的调光方案，但这种控制呈有级调光方式，调光不够平滑连续，调光精度不高，功率调节特性不理想[4,5]。
因此，为解决上述方案存在的问题，本文提出一种适合于无极灯负载特性的分段连续PDM调光控制策略。
利用DSPIC单片机实现数字化控制，该控制策略具有控制电路简单，调光平滑连续、调光范围宽和可靠性强等优点。
2.1 电路组成及工作原理无极灯电子镇流器电路结构如图1所示，其由电压型半桥逆变电路、串并联谐振回路、耦合线圈和控制电路等组成。
其中电压型半桥逆变电路由开关管Q1和Q2组成，串并联谐振回路由电感Lr、Lc和电容Cr、Cb等组成。
耦合线圈由匝数为N的激励电感Lc和无极灯灯管等离子放电环组成。
灯管等离子体放电环和若干匝的无极灯激励电感线圈之间可等效成一个耦合系数为k、互感为M的变压器，其中等离子体放电环相当于变压器副边的单匝绕组，激励电感线圈相当于变压器的原边绕组。
控制电路由DSPIC单片机、采样电路和保护电路等组成。
启动时，控制电路通过扫频寻找谐振回路固有谐振频率以产生点灯所需的高压脉冲，高压脉冲通过耦合线圈使灯管内的气体被电离，产生紫外线辐射，激发了灯管壁上的荧光物质，发出可见光，灯被点亮[6,7]。
在点亮的一瞬间，灯电压瞬间从峰峰值数千伏降低到数百伏，同时灯电流也随之降低，无极灯进入正常工作状态。
正常工作时，通过谐振电流在电感线圈中产生的电磁感应现象，电能被源源不断地传送到负载，无极灯持续发出可见光，实现灯体稳态发光[8]。
2.2 特性分析利用等离子体放电环和激励电感线圈之间的耦合关系，把耦合线圈次级无极灯参数映射到耦合线圈初级，并进行等效变换，因耦合线圈的电阻值很小近似为0，耦合系数k近似为1，可以得到如图2所示的无极灯电子镇流器简化电路[9-11]。
图2中，uin和iin分别为谐振回路的输入电压和输入电流；Lr、Cr分别为谐振电感和谐振电容；Cb为隔直电容； Leq、Req分别为无极灯参数映射到耦合线圈初级的等效电感和等效电阻，可分别由式(1)和式(2)表示：假设电容Cb>>Cr，忽略Cb在谐振回路中其容抗的影响，则谐振电路等效阻抗Z(ω)和固有谐振f0分别为：式中，f为变换器的工作频率。
谐振变换器输出有功功率为：式中，Uin为谐振电路输入电压的有效值。
根据图2并结合式(3)和式(4)，可以推导出谐振回路的输出电压增益为：式中，为谐振电路输出电压的有效值。
由式(6)可得输出功率Po表达式：当β=1，即f=f0时，输出功率取得最大值：输出功率与开关频率的关系曲线如图3所示。
3.1 调光原理分析根据传统PDM控制原理，有[5]：式中，D=M/N,表示脉冲密度调制占空比；N为在一个固定的工作时段T内总的驱动脉冲个数；M为一个工作时段T内正常工作驱动脉冲的个数。
这种方式由于N是固定的，M为整数，因此呈有级调光，调光效果不连续、精度较差，调光范围也比较小。
由式(9)可知，谐振频率f0处的输出功率Pf 0近似与D成正比。
基于现有调光方式原理的分析，本文提出的PDM调光方法原理如图4所示。
图4中，Ts为电子镇流器工作周期，T为调光周期，ton、toff分别为调光周期内谐振变换单元正常工作时间和关断时间。
考虑到避免音频噪声及无极灯工作频率，本文设置最小脉冲调制频率为工作频率的1/10，即调光周期T应满足T≤10Ts。
在ton时间内半桥谐振变换器的两个开关管正常交替导通，谐振变换器输出完整的正弦交流电压；在toff时间内两个开关管同时关断，谐振变换器中的能量自由振荡衰减。
针对一个调光周期T时间内，PDM调光控制的占空比D可表示为：输出功率Po可表示为：式中，ton取整数个工作周期，即ton=nTs,而调光周期T满足T≤10Ts，可得：式中，n为工作周期数。
由式(10)和式(12)可知，n越小，PDM调光范围越大，n=1时调光范围可达10%～100%。
由式(11)可知，保持正常工作时间ton不变，调节开关管关断时间toff可以调节输出功率Po的大小，从而达到调光的目的。
与控制工作周期数调光不同，关断时间toff可以连续调节，因而可以实现调光周期内占空比D及输出功率Po的平滑连续地变化，进而实现了平滑的宽范围调光。
输出功率比Po/Pm与关断时间toff、工作周期数n的关系曲线如图5所示。
由图5可知，在各个工作周期数n下输出功率的变化过程都是连续平滑的。
工作周期数n不同，调光范围也不同。
工作周期数n越大调光范围越窄，n越小调光范围越宽，但是n较小时，在占空比较大区间内功率曲线较陡，功率变化较快，调光误差大。
因此，仅仅保持工作周期数n不变，通过调节关断时间进行调光还不能兼顾调光范围和调光准确度。
为解决该问题，在PDM调光方式中引入分段调光方式，提出一种分段PDM调光控制策略，即由调光范围进行功率分段，并确定相应的工作周期数n，在同一个调光段中保持工作周期数不变，通过调节关断时间toff控制输出功率。
3.2 调光策略实现综合考虑调光准确度及调光范围，选择4段调光功率段，如表1所示。
根据所需不同的调光范围选取功率段，即选取不同的工作周期数n。
输出功率在50%～100%之间变化时取n=5；输出功率在40%～50%之间变化时取n=4。
以此类推, 通过调节关断时间toff实现调光控制。
由表1可得，引入分段方式后的输出功率比Po/Pm与关断时间toff的关系曲线如图6所示。
调光程序框图如图7所示。
调光策略的实现过程如下：系统工作时，通过检测给定输出功率值，由图6判断该功率值所处功率段之后再依据图7步骤进行调光控制，即先设置相应导通周期数n值，调光周期占空比D范围为n/10～1。
如果由采样的调光信号计算出的所需占空比D1<n/10,则超出了调光范围，需要减小n,扩大调光范围以满足调光信号的需求，然后通过PI环节自动调节关断时间toff，改变驱动脉冲调制密度以达到闭环稳定。
改变输出功率给定值，便可实现无极灯的调光控制。
由于在同一个调节功率段，工作周期数n是定值，通过调节关断时间toff控制输出功率，解决了传统PDM调光时呈有级调功的不足，可以实现平滑、宽范围和高精度的调光。
而且采用分段PDM调光方式时无极灯工作频率不变，调光过程半桥开关管均可以实现零电压软开关，开关损耗小，效率较高。
为验证理论分析的合理性，对无极灯电子镇流器电路进行了实验验证。
设计了一台基于DSPIC单片机的数控无极灯电子镇流器原理样机。
工作频率f=230kHz，主要参数如下：满载输出功率Po=100W，PFC输出直流电压Udc=400V，谐振电容Cr=4.7nF，谐振电感Lr=250μH，等效电感Leq=154μH，死区时间td=280ns，隔直电容Cb=0.1μF。
依据不同调光需求选择工作周期数n，通过调节变换器关断时间toff改变调光周期的占空比D来实现输出功率调节。
以10个变换器工作周期作为一个PDM调制周期，实验结果如图8所示。
图8展示了不同调光占空比D及输出电压uo实验波形，其中VM1、VM2分别为半桥上下开关管电压驱动波形。
图8中工作周期Ts=4.35μs,PDM周期T不超过10Ts。
不同的调光阶段PDM工作周期数不同。
图8(a)中，占空比D=100%，灯满功率输出。
图8(b)、图8(c)中，工作周期数n=5,关断时间分别为toff=2.63μs、toff=10.54μs，对应的调光比例分别为89.23%、67.35%。
图8(d)、图8(e)中，工作周期数n=4,关断时间分别为toff=18.46μs、toff=10.54μs，对应的调光比例分别为48.52%、44.56%。
图8(f)中，工作周期数n=3，关断时间为toff=26.81μs，对应的调光比例为32.74%。
由输出电压uo波形图可以看出，在开关管正常工作ton时间段，电子镇流器输出正常的近似正弦电压波形，而在开关管关断toff时间段，输出电压uo自然振荡衰减，从而使整个调光周期内电子镇流器输出电压的平均值降低，达到调节输出功率的目的。
分段PDM控制策略中输出功率Po随调光周期内关断时间toff变化曲线如图9所示。
结合图8的实验结果及图9实测的功率随关断时间toff变化曲线可知，设置不同的工作周期数n，改变开关管关断时间toff可以改变灯负载的输出功率Po，与理论分析一致，验证了本文所提新型调光控制策略的可行性。