1、 20 14 届毕业设计（论文）资料 教 学 部： 机电信息工程 专 业： 电子信息工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 教授 最终评定成绩： 1 目 录 第一部分 过程管理资料 一、毕业设计（论文）课题任务书 (3) 二、毕业设计（论文）开题报告 (5) 三、毕业设计（论文）中期报告 (11) 四、毕业设计（论文）指导教师评阅表 (12) 五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表 (13) 六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 (14) 第二部分 设计说明书（或毕业论文） 七、设计说明书（或毕业论文） (15) 2 20 14 届 毕业设计（论文）资料 第一部分 过程管
2、理资料 3 20 14 届毕业设计（论文）课题任务书 专业：电子信息工程 指导教师 学生姓名 课题名称 自适应零电压开关电子镇流器电路设计 内 容 及 任 务 了解“绿色照明”的含义及其意义，掌握荧光灯的结构、分类及其工作原理，学习并研究电子镇流器的基本结构、功能及其比较电感镇流器的优点，掌握电子镇流器计算 机辅助设 计软件 BDA 的使用方 法，设计 一款采用 IR（ International Rectifier） 2520 控制集成电路的电子镇流器应用电路，按规定模版以及进度安排及时完成符合规范要求设计论文 。 拟 达 到 的 要 求 或 技 术 指 标 熟悉 IR（ Internati
3、onal Rectifier）公司常用电子镇流器集成电路的结构及其工作原理，学习 BDA（ Ballast Design Assistant） 4.10 或其他版本的使用方法，重点分析研究 IR2520 控制集成电路的电气性能与特点，选用该种集成电路设计出电子镇流器应用电路。要求用 Protel 或其 他软件绘制所设计的电路原理图。研究并设计出相应的镇流器应用电路。 4 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2013.11.202013.12.31 根据课题任务书查阅相关文献资料并撰写开题报告 2014.01.012014.03.05 毕业实习、调研、详细研读有关文献资料 2014.03.062
4、014.03.20 研究制定设计方案，熟悉 Protel 或其他电路设计软件 2014.03.212014.04.10 进行硬件电路的设计及相关指标的分析与计算 2014.04.112014.04.20 熟悉 BDA 软件的应用并撰写设计论文 2014.04.212014.05.20 修改、完善并打印设计论文，做好答辩准备工作 2014.05.31 毕业答辩 主 要 参 考 资 料 1.毛兴武 .电子照明用新型集成电路与元器件及其应用 M.北京： 机械工业出版社 2006.5 2.路秋生 .电子镇流器的设计与调光控制 M.北京： 科学出版社 2005.10 3.陈传虞 .电子节能灯与电子镇流器
5、的原理和制造 M.北京： 人民邮电出版社 2004.8 4.路秋生 .高频交流电子镇流技术与应用 M.北京： 人民邮电出版社 2004.4 5.路秋生 .常用电子镇流器电路及应用 M.北京： 人民邮电出版社 2006.5 6.www.irf .com 7.路秋生 .高频交流电子镇流技术发展与应用 J.核工业自动化， 2002， 5(4) 8.路秋生 .电子镇流器计算机辅助设计软件 BDA 简介 J.照明工程学报，2004， 10(6) 9.刘先得，姚小乌 .近代照明光源性能剖析 J.电工技术杂志， 2003， 32(5) 10.刘颖 .谈城市绿色照明 J.照明， 2004， 23(4) 11.
6、庞蕴繁，毕晶全 .照明节能与环境保护 J.照明， 2004， 25(4) 教学部 意见 签名： 年 月 日 学院主管 领导意见 签名： 年 月 日 5 毕业设计（论文）开题报告 （ 20 14 届） 2013 年 12 月 28 日 6 题目： 自适应零电压开关电子镇流器电路设计 1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写 1500 2000 字左右的 文献综述。 环境、人口和资源是当今世界共同关注的三大问题。全球经济的的持续增长与资源尤其是能源短缺的矛盾日益突出，节能降耗已引起世界各国的高度重视。作为重要的一种能源电力，照明用电约占其总消耗的 20%。节约照明用电是节能工作的重点，也是减少发
7、电产生的二氧化硫、二氧化碳和二氧化氮等废气、尘埃和废渣对环境污染的一个重要途径。推行绿色照明是节约照明用电和保护环境的一个中重要措施，是保证经济持续协调发展和构建节约型社会不可缺少的环节。 “绿色照明”是 20 世纪 90 年代初国际上对采用节约能源、保护环境照明器具的形象说法 。“绿色照明”的内涵可以用高效、环保、节能、健康来概括，核心是节能环保。在保证节能与环保的前提下，“绿色照明”旨在获得一个良好的照明质量环境，创造一个因地制宜并与周围景物、自然环境和谐协调的光照条件，让人们能够在适宜光照和良好的环境下工作、学习和生活。 美国环境保护署于 1992 年率先发起实施“绿色照明”，得到很多国
8、家的积极响应。我国在 1996 年正式实施“中国绿色照明工程”，并取得了比较明显的经济效益和社会效益。采用紧凑型（节能）荧光灯（ CFL）和荧光灯采用的电子镇流器在节能方面，“九五”期间推广 CFL、细管 型荧光灯 3 亿只（支）及其他高效照明器具，形成终端节电 220 亿 kW h 的能力，削减电网蜂荷 720 万 kW，相当于少建 978 万 kW 装机容量的电站，节约电力建设资金 490 630 亿元；在减少污染方面，以电站节电 268亿 kW h 计，到 2000 年，减少 SO2排放 20 万 t， CO2排放 740 万 t。中国以 2008 年的北京奥运会和 2010 年的上海世
9、博会为契机，实现了城景观的绿色照明。奥运会以“科技奥运、绿色奥运、环保奥运和人文奥运”为宗旨，坚持“高效、节能、环保、健康”的总体要求和发展方向，真正实现“绿色照明”，给全世界看到了 一个无与伦比的奥运会。推广绿色照明就是推广使用由高效率、寿命长、安全和性能稳定的电光源、照明电器附件及调光控制器件组成的照明系统，节约照明用电，减少发电对环境的污染，不断满足国民经济各个部门和人民群众日益增长的队照明质量和照明环境的需要，改善人们的工作和生活质量。 电子镇流器是一种新型的节能照明电器附件。电子镇流器是使用半导体电子元件，将直流或低频交流电压转换成高频交流电压，驱动低压气体放电灯（杀菌灯）、卤钨灯等
10、光源工作的电子控制装置。目前应该最广的是荧光灯电子镇流器。荧光灯的工作性能在很大程度上与相配套工 作的电子镇流器性能有关，在使用中应使荧光灯的工作性能和电子镇流器的工作性能相匹配（如灯阻抗和灯的工作特性），以使荧光灯能工作在最佳状态，使用中电子镇流器应满足以下功能要求： 7 1）能够限制和稳定荧光灯的工作电流。 2）在交流市电过零时，也能正常工作。 3）应能为灯的点火提供所需的点火电压。 4）在灯点火工作期间，应能控制灯点火能量，使灯电极被适当预热，并确保灯丝电极保持正常工作温度。当然电子镇流电路的体积小、工作寿命长和低功耗也是很重要的技术要求。 同时电子镇流器也应具备以下控制功能： 1）有高
11、的功率因数。 2）能限制交流输入市电的总谐波失真（ THD） 3）能限制灯电路的短路工作电流或避免由于灯电极电流过大而热过载。 4）能有效地抑制电磁辐射干扰，避免它干扰相邻电子设备的正常工作。 5）当灯电路不能正常点火时能自动关断灯电路，这对电子镇流器电路是比较重要的。 6）在交流市电供电电压变化时，能稳定灯的工作电压、电流和功率。 与电感镇流器比较，电子镇流器具有以下几个方面的优点： 1）节能效果显著。荧光灯在高频下工作，可以增加光输出，光效能提高 10%。电感镇流器自身功耗大，一个 40W 的荧光灯电感镇流 器需耗电 8W，而电子镇流器耗电可不足 2W。一只电子镇流器可以驱动两个或两个以上
12、的灯管，在此情况下，其节电效果更加明显。采用功率因数校正（ PFC）措施的电子镇流器的线路功率因数可达0.99,而采用电感镇流器的线路功率因数仅为 0.5 0.6。即使采用并联电容补偿，功率因数也难以与采用 PFC 措施的电子镇流器相媲美。 2）体积小，重量轻，可以节省大量由电感镇流器笑消耗的铜材和钢材（硅钢片）。 3）无频闪，无工频噪音（即蜂声）。 4）在较低的 AC 线路电压下可以使灯可靠启动。 5）易于实 现数字调光控制。在智能照明系统中，利用微控制器或微处理器（ MCU）和数字可寻址照明接口（ DALL），同一控制系统可以控制多个（如 64 个）相同或不同的电子镇流器及其调光功能，从而
13、实现节能的目的。 8 2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。 IR2520 是美国国际镇流器（ IR）公司生产的一种自适应 ZVS 电子镇流器控制 IC。IR2520 仅需要很少量的外部元器件就可以组成 28W 以下 CFL（或 TL）电子镇流器。 IR2520是自适应镇流器控制器与 600V半桥驱动器单片 IC，可用来驱动半桥配置中的荧 光灯。它采用 8脚 PDIP封装（ IR2520D）和 8脚 SOIC封装 (IR2520S),由于 IR公司已在该芯片内集成了自适应镇流器控制盒 600V半桥驱动器。因而课方便地驱动 30W以下紧凑型荧光灯 CFL（俗称节能灯）。 IR2520的主要
14、特点如下： 1）自适应 ZVS可使半桥功率 MOSFET的开关损耗降至最低。 2）利用引脚 VS通过检测半桥低端 MOSFET导通电阻 RDS(ON)上的电压降检测半桥电流，无需在 IC外部设置电流检测电阻。 3） VCO是 IC的核心，最低工作频率可由 IC的引脚 FMIN外部电阻 RFMIN设置。 4）内置波峰因数（即峰值电流与方均根值之比值）检测电路，当波峰因数 3时，则履行过电流保护。 5）引脚 VCC上电压被内部齐纳二极管钳位在 15.6V。 IR2520 的推荐工作条件是： 电源电压 Vcc 为 13.2VVcc15.6V； 电源电流 Icc 为 6 10mA； 最低频率设定电阻
15、RFMIN 为 10 100k； VCO 脚上的电压 Vvco 为 0 5v； 结温 Tj为 25 125。 IR2520 的工作模式及其运行： 1） IR2520 在应用中 的外部元器件连接 IR2520 仅需要很少量的外部元器件，就可以组成 CFL 电子镇流器半桥逆变器电路 DC 总线高压来自 AC 供电线路电压的桥式整流和电容的平滑滤波输出。电阻 RSULLPY是 IC（ IR2520）的引脚 Vcc 的启动元件，Cvcc 是 IC 的启动和滤波电容； IC 的引脚 3 外部电阻 RFMIN 是最低频率设置电阻； Vvco是 IC 的引脚 4 上的输入电容，其电压在 0 5.2v 之间变
16、化； CBOOT是自举电容； V1和V2是半桥高 /低端功率开关 (MOSFET)； VD1、 VD2和 C2组成电荷 泵电路； LRES是扼流圈电感器，与灯启动电容 CRES等组成 L/C 串联谐振网络。 2） IR2520 的工作模式及其运行时序 IR2520 的工作模式及其运行流程如下所述 : 启动 欠电压锁定 (UVLO)模式 ; 频率扫描模式 ; 运行模式 ; 9 故障模式。 3） BDA 工作方式： 标准 5 步法： 电源交流市电输入参数选择； 选灯型 ； 选择控制集成电路型式； 选择电路结构形式； 自动计算生成设计结果。 同时还可以计算相关电感参数和编程计算集成电路相关编程参数。
17、 主要研究内容 :了解“绿色照明 ”的含义及其意义，掌握荧光灯的结构、分类及其工作原理，学习并研究电子镇流器的基本结构、功能及其比较电感镇流器的优点，掌握电子镇流器计算机辅助设计软件 BDA 的使用方法，设计一款采用 IR（ International Rectifier） 2520 控制集成电路的电子镇流器应用电路，按规定模版以及进度安排及时完成符合规范要求设计论文 。 研究思路及方案：熟悉 IR（ International Rectifier）公司常用电子镇流器集成电路的结构及其工作原理，学习 BDA（ Ballast Design Assistant） 4.10 或其他版本的使用方法，重点分析研究 IR2520 控制集成电路的电气性能与特点，选用该种集成电路设计出电子镇流器应用电路。要求用 Protel 或其他软件绘制所设计的电路原理图。研究并设计出相应的镇流器应用电路。
