汽車(chē)HID前照燈高壓?jiǎn)?dòng)電路及控制策略

中心議題：

HID前照燈因具有高光效、顯色性好、長(zhǎng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一代汽車(chē)前照燈的重要選擇
介紹一種新型的HID前照燈啟動(dòng)電路，可靠地實(shí)現(xiàn)了快速點(diǎn)燈并延長(zhǎng)了燈的使用壽命
解決方案：

控制器通過(guò)400 V恒壓閉環(huán)控制為Cc和電流接續(xù)電容快速充電
采用電流積分的方式實(shí)現(xiàn)低頻交流方波點(diǎn)燈避免直流和高頻交流點(diǎn)燈的危害

高強(qiáng)度氣體放電(High Intensity Discharge，HID)燈屬于新一代節(jié)能燈，已廣泛應(yīng)用于交通、市政、工廠等照明中。汽車(chē)高強(qiáng)度氣體放電前照燈具有高光效、顯色性好、長(zhǎng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，已得到各國(guó)汽車(chē)行業(yè)的高度重視。

大多數(shù)電子鎮(zhèn)流器都由一個(gè)直流變換器將額定12V 的直流電壓升壓，再由逆變電路為燈提供交流電，以避免單側(cè)電極的過(guò)度燒損。前級(jí)的效率直接影響到系統(tǒng)的效率，因此，必須合理設(shè)計(jì)升壓直流環(huán)節(jié)。因?yàn)槠?chē)前照燈要求快速啟動(dòng)和熱燈的快速瞬間啟動(dòng)。冷燈啟動(dòng)所需的啟動(dòng)電壓一般大于13 kV ，熄滅后重新啟動(dòng)的燈所需的啟動(dòng)電壓需高達(dá)23 kV 。因此HID 前照燈啟動(dòng)電路的輸出電壓應(yīng)有足夠的幅值和寬度，且電壓范圍要寬。

本文提出了一種新型啟動(dòng)電路，并采用了電流積分作為識(shí)別冷熱啟動(dòng)的判據(jù)，可靠地實(shí)現(xiàn)了快速點(diǎn)燈并延長(zhǎng)了燈的使用壽命。

常用高壓啟動(dòng)電路比較
啟動(dòng)期間，電子鎮(zhèn)流器要經(jīng)歷高壓擊穿、電流接續(xù)、預(yù)熱維弧3個(gè)階段。高壓啟動(dòng)電路是HID 前照燈能否瞬間點(diǎn)亮的基礎(chǔ)。但輝光放電后慣性和濾波延遲使直流變換器和檢測(cè)回路很難有較快的響應(yīng)速度，所以需要如圖1所示的電流接續(xù)(take-over) 電路，它可利用電容預(yù)先儲(chǔ)存的能量為燈提供一個(gè)較大的瞬間電流(約300ms) ，保證輝弧可靠過(guò)渡。一般高壓發(fā)生電路有以下幾種：

圖1 電流接續(xù)電路

a.單級(jí)升壓電路
此電路一般要求匝數(shù)比很高。因高壓線圈流過(guò)燈電流，所用導(dǎo)線不能太細(xì)，這樣會(huì)使高壓變壓器體積增大。采用并聯(lián)方式可將高壓側(cè)線圈導(dǎo)線做得較細(xì)，但燈需串聯(lián)另外的鎮(zhèn)流電感，這樣，鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的體積也會(huì)很大。

b.雙級(jí)升壓電路
采用此電路，在產(chǎn)生高壓的同時(shí)，高壓側(cè)繞組起到鎮(zhèn)流電感的作用，可降低系統(tǒng)的體積和重量，如圖2和圖3所示。圖2和圖3的區(qū)別在于，前者采用了兩級(jí)變壓器，體積較大，圖3電路只用了一個(gè)升壓變壓器，但前級(jí)采用了倍壓整流電路，可降低變壓器的匝數(shù)比，不會(huì)增加變壓器的體積。圖4是我們采用的電路，由于只有一級(jí)變壓器，體積大大減小。

圖2 具有兩級(jí)升壓變壓器的高壓?jiǎn)?dòng)電路

圖3 具有倍壓整流的單級(jí)升壓變壓器升壓電路