專利名稱：一種熒光燈高頻基準測量系統及其方法
技術領域：
本發明屬于電光源檢測的技術領域，具體涉及一種熒光燈高頻基準測量系統及其方法。
背景技術：
低氣壓汞蒸氣放電產生紫外線，紫外線激發涂在熒光燈內壁的熒光粉，受激熒光粉發出可見光，這是熒光燈工作的基本原理。基于這一原理的熒光燈已在世界各國得到了大量的使用，并已成為人類最重要的照明光源。隨著技術的進步，熒光燈越來越多地在高頻狀態下工作，而取代傳統的工頻狀態工作條件，高頻狀態下工作的熒光燈具有啟動快，光效高和無頻閃等優點。
國際電工委員會(IEC)提出了一個熒光燈在高頻狀態下光電參數的測量方法，其測量電路如圖2所示。S1為高頻恒壓源，VR為可調純電阻高頻基準鎮流器，K1、K2和K3為控制開關，S2和S3為燈絲預熱電源，FL為熒光燈管，V和A為數字交流電壓計和電流計，它們一起組成了數字功率計。測量方法為對于給定類型的熒光燈，首先通過標準或制造廠技術要求，查出高頻恒壓源S1的額定供電電壓和對應的高頻基準鎮流器的電阻值，并在此條件下測定被測熒光燈管的電學參數，若要測量其光學參數，熒光燈管也必須工作在此條件下。由于此方法中所使用的可調純電阻高頻基準鎮流器價格昂貴，因此實施這一方法成本相對較高。
目前市場上也有一種簡易的高頻測量方法，其測量電路如圖3所示。這里去掉了高頻基準鎮流器，S1也改為高頻恒流源，其他部件與圖2相同。熒光燈管由高頻恒流源供電，使其工作在標準所推薦的額定高頻電流值下，并在此條件下測定熒光燈管的光電參數。這種方法雖然簡單易行，但由于熒光燈的負阻特性、燈管的離散性和品質偏差，用這種簡易恒流供電的方法所測得的光電參數與IEC標準測量條件下所測得的結果存在測量誤差。對于離散性較大和品質偏差較大的熒光燈管，這一誤差是不可接受的，從而使測量結果缺乏可比性和公信力。
發明內容
本發明目的在于克服現有技術中存在的上述問題，設計提供一種熒光燈高頻基準測量系統及其方法的技術方案，成本低，且測量結果與IEC標準測量條件下的結果一致。
所述的一種熒光燈高頻基準測量系統，其特征在于高頻恒流源S1、固定鎮流電阻器R、熒光燈管FL相互串聯連接，固定鎮流電阻器R、熒光燈管FL之間設置開關K1，熒光燈管FL兩端設置燈絲預熱電路，分別由預熱電源S2、開關K2及預熱電源S3、開關K3串聯組成，高頻恒流源S1與熒光燈管FL之間設置數字交流電流計A，數字交流電壓計V一端連接在固定鎮流電阻器R、開關K1之間，另一端連接在數字交流電流計A、熒光燈管FL之間，智能處理器分別與高頻恒流源S1、數字交流電流計A、數字交流電壓計V連接。
所述的一種熒光燈高頻基準測量系統，其特征在于固定鎮流電阻器R的電阻值小于高頻基準鎮流器的電阻值Rr。
一種利用該系統的熒光燈高頻基準測量方法，其特征在于包括以下步驟1)熒光燈管FL工作在額定工作電流Ir下，并在此電流下測定燈管電壓，記為ULx0；2)求出被測燈管在額定工作電流下的實際阻抗RLx0=ULx0Ir]]>將RLx0代入國際電工委員會(IEC)基準測量電路的歐姆定律公式中，求出在此電路中所對應的燈管電流
ILx1=UrRr+RLx0]]>式中Ur為IEC標準測量條件下被測燈管所對應的額定供電電壓，Rr為所對應的高頻基準鎮流器電阻值；3)迭代將高頻恒流源S1的工作電流調整為ILx1，并在此電流下測定燈管的電壓ULx1，由此計算出燈管在此電流下的實際阻抗RLx1=ULx1ILx1]]>將RLx1替換RLx0再次代入IEC基準測量電路歐姆定律公式，可求得ILx2，將S1的工作電流再次調整為ILx2并同時測定熒光燈管電壓ULx2……以此類推可形成迭代公式RLx(n)=ULx(n)ILx(n)]]>ILx(n+1)=UrRr+RLx(n)]]>直到迭代條件滿足ΔILx＝ILx(n+1)-ILx(n)＜I0其中I0為一足夠小的值，一般在Ir的0.1％至1％之間；4)測量此時熒光燈管FL的光電參數。
上述基于智能算法的熒光燈高頻基準測量系統，結構簡單合理，以高頻恒流源替代了高頻恒壓源，省去了昂貴的可調純電阻高頻基準鎮流器，降低了成本。利用該系統的測量方法，使所測得光電參數與IEC標準測量條件所測得的光電參數一致或十分接近，且降低了實施成本。
圖1為本發明測量系統示意圖；圖2為IEC推薦的標準測量電路；圖3為簡易恒流源測量電路。
具體實施例方式
如圖1所示，高頻恒流源S1、固定鎮流電阻器R、熒光燈管FL相互串聯連接，高頻恒流源S1智能可控，可根據智能算法調節其高頻電流輸出。熒光燈管FL兩端設置燈絲預熱電路，分別由預熱電源S2、開關K2及預熱電源S3、開關K3串聯組成。固定鎮流電阻器R、熒光燈管FL之間設置開關K1，當開關K1斷開時，可通過電壓測量電路測出高頻恒流源S1的開路電壓。高頻恒流源S1與熒光燈管FL之間設置數字交流電流計A，數字交流電壓計V一端連接在固定鎮流電阻器R、開關K1之間，另一端連接在數字交流電流計A、熒光燈管FL之間，智能處理器分別與高頻恒流源S1、數字交流電流計A、數字交流電壓計V連接。
利用該系統的熒光燈高頻基準測量方法，其特征在于包括以下步驟1)根據所測熒光燈管的類型，通過標準或制造廠技術要求，查出其額定供電電壓Ur和對應的高頻基準鎮流器的電阻值Rr，額定工作電流Ir，其中固定鎮流電阻器的阻值應小于Rr，當開關K1斷開時，可通過電壓測量電路測出高頻恒流源S1的開路電壓；2)閉合開關K2和K3對燈絲進行預熱，然后斷開K2和K3，閉合K1，調整高頻恒流源S1使燈管工作在額定工作電流Ir下，并在此電流下測定燈管的電學參數，此時測得的燈管電壓記為ULx0；3)求出被測燈管在額定工作電流下的實際阻抗，因為在高頻狀態下，熒光燈基本接近于一個純電阻的特性，因此以下的算法均假設燈管為一純電阻負載RLx0=ULx0Ir]]>將RLx0代入IEC基準測量電路的歐姆定律公式中，求出在此電路中所對應的燈管電流
ILx1=UrRr+RLx0]]>4)將高頻恒流源S1的工作電流調整為ILx1，并在此電流下測定燈管電壓ULx1，由此計算出燈管在此電流下的實際阻抗RLx1=ULx1ILx1]]>將RLx1替換RLx0再次代入IEC基準測量電路歐姆定律公式求得ILx2，將S1的工作電流再次調整為ILx2并同時測定燈管電壓ULx2……以此類推進行迭代計算RLx(n)=ULx(n)ILx(n)]]>ILx(n+1)=UrRr+RLx(n)]]>直到迭代條件滿足ΔILx＝ILx(n+1)-ILx(n)＜I0，其中I0在Ir的0.1％至1％之間；5).測量此時熒光燈管FL的光電參數。
智處理器控制的智能算法是一種迭代算法，能根據熒光燈的初始輸入條件和實測電學參數，逐步將燈管實際工作電流調整至IEC標準測量條件下的工作電流值。智能算法的初始輸入條件為被測燈管所對應的額定供電電壓、額定工作電流、高頻基準鎮流器阻值和燈管額定功率，這些條件可以在測量前輸入測量系統，也可以事先在軟件中設定，并在測量時調用，實測電學參數為電流、電壓、功率和功率因數。智能處理器主要包括51單片機以及相應軟件技術實現，高頻恒流源S1、固定鎮流電阻器R為常見的電子器件。
權利要求
1.一種熒光燈高頻基準測量系統，其特征在于高頻恒流源S1、固定鎮流電阻器R、熒光燈管FL相互串聯連接，固定鎮流電阻器R、熒光燈管FL之間設置開關K1，熒光燈管FL兩端設置燈絲預熱電路，分別由預熱電源S2、開關K2及預熱電源S3、開關K3串聯組成，高頻恒流源S1與熒光燈管FL之間設置數字交流電流計A，數字交流電壓計V一端連接在固定鎮流電阻器R、開關K1之間，另一端連接在數字交流電流計A、熒光燈管FL之間，智能處理器分別與高頻恒流源S1、數字交流電流計A、數字交流電壓計V連接。
2.如權利要求1所述的一種熒光燈高頻基準測量系統，其特征在于固定鎮流電阻器R的電阻值小于高頻基準鎮流器的電阻值Rr。
3.一種利用權利要求1所述系統的熒光燈高頻基準測量方法，其特征在于包括以下步驟1)熒光燈管FL工作在額定工作電流Ir下，并在此電流下測定燈管電壓，記為ULx0；2)求出被測燈管在額定工作電流下的實際阻抗RLx0=ULx0Ir]]>將RLx0代入國際電工委員會(IEC)基準測量電路的歐姆定律公式中，求出在此電路中所對應的燈管電流ILx1=UrRr+RLx0]]>式中Ur為IEC標準測量條件下被測燈管所對應的額定供電電壓，Rr為所對應的高頻基準鎮流器電阻值；3)迭代將高頻恒流源S1的工作電流調整為ILx1，并在此電流下測定燈管的電壓ULx1，由此計算出燈管在此電流下的實際阻抗RLx1=ULx1ILx1]]>將RLx1替換RLx0再次代入IEC基準測量電路歐姆定律公式，可求得ILx2，將S1的工作電流再次調整為ILx2并同時測定熒光燈管電壓ULx2……以此類推可形成迭代公式RLx(n)=ULx(n)ILx(n)]]>ILx(n+1)=UrRr+RLx(n)]]>直到迭代條件滿足ΔLx＝ILx1(n+1)-ILx(n)＜I0其中I0為一足夠小的值，一般在Ir的0.1％至1％之間；4)測量此時熒光燈管FL的光電參數。
全文摘要
一種熒光燈高頻基準測量系統及其方法，屬于電光源檢測的技術領域。其特征在于高頻恒流源S
文檔編號H05B37/03GK1758067SQ20051005085
公開日2006年4月12日 申請日期2005年7月26日 優先權日2005年7月26日
發明者潘建根 申請人:潘建根