无级变功率电感镇流器的设计
初始位置定子与转子正交，W1磁通不穿过W2，线圈W2上不产生感应电压，由于设计时保证磁路工作状态与原基本镇流器相同，此时的变功率镇流器相当于一个基本镇流器。改变W2与W1的空间角度方向，可使W1产生的磁通正向或反向穿越W2、使W2线圈电压与W1电压同相或反相；改变W2与W1的空间角度大小，使W2线圈电压大小发生变化；相应地等效感抗上电压也发生变化。其等效电路如图6所示
图6等效电路图
从电路参数角度分析，初始位置定子与转子正交，两个线圈产生的磁通互不铰链，互感为0，L=L1+L2±2M= L1+L2；正向转动时，磁通互增，并随转动角度不同，互感系数不同，L=L1+L2+2M，L增大；反向转动时，磁通相经削弱，并随转动角度不同，互感系数不同，L=L1+L2-2M，L减小，等效于调节了电感量
2.1.3 控制电路设计
灯源取用的功率与电路电流有关，电流变化时，铁心磁路中的磁通发生变化，绕在铁心上的取样绕组电压发生变化，通过整流滤波后的直流电压比例于灯源功率，此电压作为电路功率信号送控制器，灯源各时段所需功率人为预设置在控制器中，当实际输出功率偏离设置功率时，控制器通过控制步进电机控制变功率镇流器中W2线圈与W1线圈的相对位置，调节加到灯源上的电压，使电路恒定工作在预设的功率上。
智能电感型HID单灯电路如图7所示
图7智能电感型HID单灯电路
2.1.4无级变功率电感镇流器的缺陷
传统的电感镇流器功率因数低有0.5，易对电网产生干扰，当电源电压变化时，电感镇流器输入功率变化大，自身功耗大，受电网电压波动大。且电感镇流器有频闪，共振等现象，对人体有害。且启动慢，使用寿命短
2.2方案二：电子镇流控制器设计
2.2.1电子镇流控制器系统组成
该智能路灯节能系统主要由功率检测电路、自耦变压器电路、显示电路及步进电机驱动电路等电路组成。由于电力传输中有谐波干扰造成电力不稳，要时刻检测路灯的电量，以电量芯片检测出功率过高或者过低，将得到的信息传给单片机，单片机同时与设定的信息相比较，如果发现电流或者电压过高或者过低，单片机马上做出调整，驱动步进电机转动，适当地降低或者升高电压，以实现对镇流器和路灯过载、过压等各种功能进行控。
电子镇流控制器的功率优点很多，他因数为0.99，工作电流小，对电网几乎没影响，能提高电厂供电能力，提高供电系统有效容量，降低输电线的损耗和设备成本。电子镇流器能保持恒定的功率输出，在电压165~265V范围内输出功率及灯泡亮度基本保持恒定，这是任何电感镇流器无法达到的。电子镇流器环保健康，安装方便，灯泡启动快，寿命长
由以上两种方案比较可知：经日常使用测试，得出电子镇流控制器相对于传统的电感镇流控制器综合节能30%。电子镇流控制器的可行性比较强，更符合节约型社会的建设。因此本设计采用电子镇流控制器。
4.1 IR2156的主要特点和引脚功能
IR2156是由高压半桥门极驱动器和频率可调振荡器组成的一个功能完善的电子镇流器控制芯片。它具有预热频率和运行频率可调、预热时间和死区时间可调以及过流门限可调等特性。同时，该芯片还将灯管触发失败保护、灯丝故障保护以及自动重启动等功能集成在一起。IR2156芯片采用DIP-14脚及SOIC-14脚两种封装形式。图１所示是IR2156的管脚排列。其各引脚的功能说明如表１所列。表1IR2156的引脚功能
1NC不接2Vcc逻辑及低端门极驱动供电3VDCIC启动及DC总线检测输入4RT最小频率定时电阻5RPH预热频率定时电阻6CT振荡器定时电容7CPH预热定时电容8COMIC电源及信号地线9SD关断输入10Cs电流检测输入11LO低端门极驱动输出12Vs高端浮地13HO高端门极驱动输出14VB高端门极驱动浮动供电
IR2156的工作模式
1欠压关断模式
欠压关断模式是当供电电压ＶＣＣ低于ＩＣ的开启门限电压时的一种保护模式。IR2156的欠压关断模式可保证IR2156在供电电压不足时不致于被损坏。
2预热模式
预热模式工作于灯管灯丝开始加热直至加热到正确的点燃温度期间，它是延长灯管寿命以及降低点燃电压的一种模式。IR2156可在ＶＣＣ超过ＵＶＬＯ门限时进入预热模式。ＣＳ脚的过流保护在预热期间将被屏蔽掉。
预热频率通常由并联的电阻ＲＴ和ＲＰＨ以及定时电容Ｃ１来决定。ＣＴ分别在到达１／３和３／５的ＶＣＣ电压时充电和放电。在预热模式期间，当ＣＰＨ脚电压高于７．５Ｖ时，IR2156将产生过流保护和ＤＣ总线电压复位功能。
3触发模式ＩＧＮ
触发模式的任务是建立触发灯管所需的高电压并触发灯管。当管脚ＣＰＨ上的电压超过１３Ｖ时，IR2156进入触发模式。
4运行模式ＲＵＮ
当灯管成功触发后，镇流器进入运行模式，电路运行在运行模式表示灯弧已经建立，灯管以给定的功率工作在ＩＣ所处的状态。运行模式的振荡频率是由定时电阻ＲＴ和定时电容ＣＴ决定的。
5ＤＣ总线欠压复位
当ＤＣ总线电压过低时，灯管的输出级将接近或低于谐振频率，这同样会造成硬开关，并破坏半桥的开关。为了防止这种现象的发生，可用管脚ＶＤＣ测量ＤＣ电压，并在管脚ＶＤＣ上的电压低于１０．９Ｖ时线性拉低管脚ＣＰＨ上的电压，以使得Ｐ沟道ＭＯＳＦＥＴ在ＤＣ降压时关断，并使频率提高到高于谐振点的一个安全的工作频率上。
6故障模式ＦＡＵＬＴ
在预热模式过后的任何时间，假如电流检测管脚ＣＳ上的电压超过１．３Ｖ，IR2156将进入故障模式，此时驱动输出ＨＯ和ＬＯ都被置为低电平。ＣＰＨ对ＣＯＭ放电以复位预热时间，同时ＣＴ也对ＣＯＭ放电以关断振荡器。要想退出故障模式，ＶＣＣ脚的电压必须下降至低于ＵＶＬＯ的下门限，或将管脚ＳＤ的电压拉高至５．１Ｖ以上。这两种方式都可以使IR2156进入ＵＶＬＯ模式，一旦ＶＣＣ脚电压大于开通门限，同时ＳＤ低于４．５Ｖ，IR2156又将重新进入预热模式并开始振荡。图2基于IR2156的电子镇流器电路３应用电路
所示是基于IR2156的电子镇流器电路。通过定时电容ＣＴ的内部死区时间电阻ＲＤＴ可以定义ＬＯ和ＨＯ的死区时间，最终的运行频率则由定时电容ＣＴ设置。由定时电阻ＲＴ和ＲＰＨ以及定时电容Ｃ可设置预热频率。预热时间的设置可由管脚ＣＰＨ上的电容从０充电到１３Ｖ的时间来决定。设计时，可用外部电阻ＲＣＳ和内部１．３Ｖ门限共同决定电路的最大触发电流。对于本电路，由于死区时间为０．６μｓ，运行频率为４３ｋＨｚ，故ＣＴ和ＲＴ应分别选为４７０ｐＦ和４３ｋΩ。
预热频率的选择要保证灯丝在预热时间内达到足够的温度，本电路将预热频率定为７０ｋＨｚ。
由于本电路的预热时间为５００ｍｓ，最大触发电流为２．０Ａ，因此有：ＣＰＨ＝０．２２μＦ，ＲＣＳ＝０．６１Ω。
