基于单片机PICl6F628的数字调光电子镇流器设计

很多朋友对基于单片机PICl6F628的数字调光电子镇流器设计不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

介绍

可调光荧光灯对镇流器的节电效果明显，因此近年来得到了迅速的发展和应用。荧光灯是低压气体放电灯，属于非阻性负载。因此，荧光灯调光控制技术比白炽灯调光复杂得多。荧光灯调光技术分为模拟调光和数字调光两种。对于紧凑型节能灯台灯的调光，通常采用模拟技术。对于用于家庭、办公室、商场、车间等场所照明的可调光荧光灯，采用数字调光解决方案。数字调光电子镇流器代表了这种照明电器的未来发展方向。

荧光灯的调光是通过调节灯管的功率来实现的。调节灯功率的方法有两种：一是调节频率，改变镇流器输出级LC网络的阻抗来调节灯电流，从而改变灯功率和灯亮度；二是通过调节镇流器输出级LC网络的阻抗来调节灯电流，从而改变灯功率和灯亮度。二是调节灯电流和灯电压的关系。它们之间的相位来调节灯功率。 IR公司生产的调光镇流器IR21592/IR21593采用相位调光方案。

1 个数字可寻址照明接口(DALI)

数字调光电子镇流器需要使用DALI。数字可寻址照明接口(DALI) 国际标准prIEC929 是一种用于在两线网络上连接照明设备的通信协议和方法。 DALI 协议为16 位，支持最多64 个镇流器的单独寻址，其中16 个组分布在整个照明网络中。除了协议之外，DALI 还支持光衰减、对数调光、直播和故障检测。

DALI 允许对所有照明环境进行不同的控制和管理。 DALI可以使用相同的控制系统控制（发送和接收）64个不同的电子镇流器。传输命令可以到达单个镇流器或一组镇流器，并实现100%至1%的调光范围。通过数字控制，可以根据不同的照明需求精确调节亮度水平。 DALI包含256个亮度级别和对数调光曲线，如图1所示。在较低亮度下更容易控制，对人眼也更敏感。

2 数字调光电子镇流器设计方案

2.1 数字调光电子镇流器的组成

数字调光电子镇流器框图如图2所示。该解决方案主要包括三部分，即基于控制器L6561的有源功率因数校正（PFC）升压预转换器、镇流器电路和数字调光控制电路基于IR21592控制器。此外，还包括输入EMT滤波器、桥式整流器和保护电路。苏宁控制电路提供DALI和软件，镇流器可以直接连接到DALI 2线输入或其兼容系统。使用RS232/DALI转换器连接到PC进行演示。微控制器PICl6F628控制基于IR21592的镇流器电路，IR21592根据从微控制器接收到的信号来控制镇流器电路。

2.2 单片机与外界与IR21592的通信

该微控制器充当DALI 和IR21592 之间的接口。单片机与外界的通信是通过TX和RX两个信号来实现的。 TX 是从网络发送到微控制器的信号，RX 是从微控制器发送到网络的信号，如图3 所示。数字接口可确保DALI 输入和镇流器输出级之间的高压隔离。

单片机PICl6F628与IR21592之间的通信是利用4个信号完成的。其中，从PICl6F628引脚9发送到IR21592引脚4的信号用于调光，从单片机引脚10发送到IR21592引脚9的信号用于关闭或打开镇流器，该信号在PICl6F628引脚11上接收并引脚12。该信号用于故障检测。微控制器控制IR21592的3个引脚。即引脚4（DIM，控制灯的亮度）、引脚9（SD，高电平有效关闭IR21592）和引脚7（FMIN，逻辑“0”关闭IR21592）。

IR21592引脚4（DIM）需要0.5~5V的模拟调光电压，对应的灯功率等级为1%~100%。 O.在5V输入时，灯电流相移最大，灯功率最低，光线最暗；在5V 输入时，对应于最小相移和最大灯功率，灯输出为“全光”(100%)。 PICl6F628的9脚输出PWM信号，经R25、C17滤波后转换为模拟电压输入到IR21592的4脚（DIM），提供256种不同电平的电压。从数字调光的需要来看，输出电压是对数的而不是线性的。由于较低光照水平下的线性趋势，人眼对此更加敏感。最小灯功率和最大灯功率可通过IR21592 引脚6 (MIN) 和引脚5 (MAX) 上的外部电阻进行设置。

2.3 软件

DALI执行软件容量大。图4以简单的形式显示了该软件的流程图。详细的源代码密封在CD 上，可供设计时使用。

程序从初始化开始后，将微控制器置于循环中并检查输入数据。如果接收到有效数据并且地址与镇流器确定的地址匹配、组与确定的组成员匹配、或者数据是广播命令，则将其过滤并过滤。命令分为两种类型：标准命令和专用命令。经过筛选再筛选后，程序立即被定向到合适的命令并执行。所有命令分为4类，即电弧功率控制命令、配置命令、查询命令和特殊命令。电弧功率控制命令通常用于照明系统。这些命令占用信号被发送到镇流器控制器并进行脉冲宽度调制以调节光水平；配置命令用于镇流器设置，包括最大和最小光阈值、衰减时间和速率以及场电平等，数据通常存储在EEPROM区域并维护；查询命令用于获取来自镇流器的反馈，通过相应的查询命令，获得光衰、灯管、一般故障和电源信息；专用命令是唯一的，对地址没有影响。 DALI 上的所有镇流器都会响应专用命令。

2.4 DALI与单片机的连接

单片机和DALI之间的连接是通过光耦实现的，如图5所示。使用光耦，DALI两线输入变成了四路信号。这四个信号中，一个是通信使能信号（ENABLE），一个是发送信号（TX_DALI），一个是接收信号（RX-DALI），另一个是接收驱动信号（RECEIVE-DRIVE）。其中，发射信号和接收信号直接影响DALI上的电平。利用通信使能信号并接收驱动信号来控制通信电路使得镇流器获得非常低的功率。正常工作期间，PICl6F628 使用通信使能信号来激活通信电路。当数据开始发送到镇流器时，通信使能信号电流小于100A。对于准确的数据传输，该电流是不够的。为了通过隔离有良好的信号传输并维持接收驱动信号，电流需要增加到O. 5mA或更大。为了传输所有数据，接收驱动信号，使能时间足够长，然后关闭，如图6所示。这种方法可以有效降低功耗和电流消耗。

为了检测输入数据，PICl6F628的内置比较器设置阈值电平。数据检测阈值在PICl6F628 的引脚l（RA2）上设置。要接收DALI 上的高电平逻辑，请将其转换为微控制器上的5V 逻辑和DALI 上的高电压逻辑电平。

2.5 单片机电源

灯被触发后，PIC16F628 引脚14 (VDD) 上的电源电流由镇流器半桥输出上的电荷泵电路提供。微控制器正常工作期间，内部频率为4 MHz。当IR21592的引脚9(SD)上的电压VSD > 2V时，半桥关闭并且电荷泵电路被禁用。 PIC16F628 引脚14 (VDD) 上的电流由桥式整流器输出通过高阻电阻(270 k) 提供。微控制器进入睡眠模式，消耗很少的电流。为了唤醒微控制器并重新开始工作，需要提供足够的电流。图7显示了灯关闭时的通信信号。

3 数字调光36W/T8荧光灯电子镇流器实际电路

基于IR21592、单片机PICl6F628控制的32W/T8荧光灯数字调光电子镇流器的实际电路如图8所示。该数字调光电子镇流器的交流线路输入电压范围为185~265V，输入当前总谐波失真（THD）为2V，则实现关断保护；第四是过温保护，只要IC2结温TJ》165，则进入失效保护模式。故障保护模式下，振荡器截止，半桥电路停止工作，电源开关S2、S3全部关断。

4。结论

本文介绍的32W/T8荧光灯数字调光DALI电子镇流器采用单片机PICl6F628。该微控制器充当调光镇流器控制器IR21592 和DALI 之间的接口。数字调光DALI电子镇流器设计包括基于L6561控制器的PFC升压电路和基于IR21592控制器的镇流器电路。它还包括一个PICl6F628 微控制器和一个用于连接DALI 的光耦合器隔离电路。该数字调光电子镇流器调光范围为1%~100%，安全保护功能齐全，效率高，功率因数高。

以上知识分享希望能够帮助到大家！