摘 要：電子鎮流器(Electrical ballast)是鎮流器的一種，是指采用電子技術驅動電光源，使之產生所需照明的電子設備。電子鎮流器自身功耗低，有更佳的照明效果，消除了閃頻現象，發光更穩定，而且可以調光。文章采用AVR單片機作為控制芯片，通過電子鎮流器進行調光和相關功能的控制，最大限度地發揮智能型鎮流器的特點。實際應用表明，文中的方法有效。
0 引言
電子鎮流器是新型節能產品，不僅能帶動一些照明燈具，還可以和一些紫外燈結合在一起，對于空氣凈化和水源凈化都有著非常大的作用。當前，全世界都在大力提倡環境保護，電子鎮流器間接地為環保提供了原動力。
AVR單片機是一款性價比較高的單片機，用這種單片機來對電子鎮流器進行調光和時間采樣非常合適，首先是AVR單片機本身較穩定，抗干擾能力比較強，其次是其本身的Harvard結構使得運行速度比較快，數據回讀時間較快，可以實現實時在線控制。
1 AVR單片機介紹
1.1 AVR單片機的特點
與以往的8位單片機相比，AVR單片機采用Harvard結構，也就是程序總線和數據總線分開，并采用兩級流水線，具備1MIPS/MHz的高速運行處理能力。片內集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能模塊，外圍電路簡單，系統更加穩定可靠。大部分AVR片上資源豐富：帶E2PROM、PWM、RTC、SPI、UART、TWI、ISP、AD、Analog Comparator、WDT等單元模塊。
1.2 AVR單片機的PWM功能
AVR單片機的定時器功能強大，以Atmega48為例，它有兩個8位定時器和一個16位定時器，都具有硬件PWM功能。每個定時器都有兩個輸出比較單元，使PWM更加簡單。
AVR定時器的PWM波分5種工作類型(1)普通模式。最簡單的工作模式，在此模式下計數器不停地累加。計到最大值后(MAX=0xFFFF)由于數值溢出，計數器簡單地返回到最小值0x0000重新開始。
(2)CTC模式。a.用于輸出50%占空比的方波信號；b.用于產生準確的連續定時信號。
頻率計算公式：
(3)快速PWM模式。用于輸出高頻率的PWM信號(比雙斜波的高一倍頻率)。
頻率計算公式：
(4)相位修正PWM模式。用于輸出高精度的相位準確的PWM信號。
頻率計算公式：
1.3 AVR單片機的串口通訊功能
AVR單片機都有效支持C高級語言，串口接收可采用中斷方式也可以采用查詢方式，AVR的串口是全雙工操作(獨立的串行接收和發送寄存器)，支持異步或同步操作，支持5、6、7、8或9個數據位和1個或2個停止位，硬件支持奇偶校驗操作，有三個獨立的中斷源，其中包括UART接收完成中斷、發送完成中斷、寄存器空中斷，在判斷是否接收到數據時，也可以用查詢的方式，本身采用中斷的方式。
2 電子鎮流器
2.1 電子鎮流器的優點
(1)節能。電子鎮流器自身的功率損耗僅為電感鎮流器的40%左右，而且熒光燈在30kHz左右的高頻下，光效將提高20%，工作電流僅為電感的40%左右，并且能夠在低溫、低壓下啟動和工作。
(2)無頻閃。燈管在30kHz左右工作時，發光穩定，人眼感覺不出"頻閃"有利于保護視力。
(3)無噪聲。有利于在安靜的環境中工作和學習。
(4)功率因數高。減少了無功損耗，提高了供電設備容量的有效利用率，減少線路的損耗。
(5)本身具有保護功能，如無燈保護和過壓保護，增強了電子鎮流器的可靠性。
2.2 電子鎮流器的硬件電路設計
(1)圖1為AVR單片機控制電路， 芯片用的是Atmega48，單片機的引腳PD0和PD1作為RS485的接收端和發送端。PD2接到RS485的輸出端。
圖1 AVR單片機控制電路
(2)圖2是RS485的通信電路，接收端和輸入端分別接上一個光耦合器，對接收、發送信號起隔離作用，由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件， 因而具有很強的共模抑制能力。圖中6LB184是一個具有瞬變電壓抑制功能的差分收發器，它的抗噪聲能力比較強。
圖2 RS485調光電路
(3)圖3是輸入EMI濾波器和PFC升壓電路，LC1和CY1、CY2用來濾除共模噪聲，CX1和CX2濾除差模噪聲。
UC2843是一個固定頻率的脈寬調制器，和Q101組成升壓電路，功率因素校正電路用于提高整流器的導通角，同時使輸入交流電流的波形正選化，并與電壓波形同向。
圖3 功率因素校正升壓電路
3 電子鎮流器軟件設計
3.1 AVR單片機對鎮流器調光的具體方法及軟件流程
電子鎮流器啟動時，通過預熱頻率和點火頻率后，最終穩定的工作在點火頻率。然后軟件將RS485置為接收狀態，如果有調光命令發下來，單片機根據命令，改變鎮流器的運行頻率，以此達到調光的目的。
圖4 軟件流程圖
4 總結
本文通過AVR單片機對電子鎮流器進行了調光控制，實現了不僅可以全開全關，還可以對具體鎮流器進行智能控制。而且有些電子鎮流器與燈管等集成在一起，使用起來非常地方便。通過一些具體工程項目，將電子鎮流器和UV燈管結合在一起進行調光，證明文中方法有效。