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120W高可靠HID燈電子鎮(zhèn)流器

作者: 時間:2009-05-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

高強度放電()燈以其光效高、壽命長、體積小、控光性強、顯色性好、光利用率高等特點,已成為近代照明的主流產(chǎn)品之一。燈正從特殊用途,如投影儀、汽車頭燈等,向通用領(lǐng)域擴(kuò)展。由于燈的特性,其鎮(zhèn)流器也比較復(fù)雜。首先,HID燈需要數(shù)千伏的高壓脈沖來點火,因此要專門設(shè)計點火電路。另外,HID燈在高頻電源供電情況下極易產(chǎn)生聲諧振現(xiàn)象,對外表現(xiàn)為光強不穩(wěn)、電弧閃爍、扭曲等。此時可出現(xiàn)燈電壓和電流起伏,并伴隨有與激勵源同頻率的聲波,嚴(yán)重時可能熄弧,甚至造成燈管損壞,所以還需要采用專門的抑制“聲共振”的電路。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188909.htm

鎮(zhèn)流器基本結(jié)構(gòu)
本文介紹的HID燈鎮(zhèn)流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。220V交流電經(jīng)過整流、濾波,送到降壓開關(guān)電路。驅(qū)動脈沖發(fā)生器檢測電感的電流過零信號,驅(qū)動降壓開關(guān)工作在電流準(zhǔn)連續(xù)狀態(tài)。在此模式下,降壓開關(guān)每次開通的電流都從零開始上升,所以是零電流開通,有效地減小了開關(guān)噪聲。在開關(guān)管關(guān)斷期間,續(xù)流二極管的電流已經(jīng)降低到零,所以沒有反向恢復(fù)問題,減小了反向恢復(fù)損耗。全橋驅(qū)動電路采用Philips公司的UBA2030T。該全橋驅(qū)動電路采用24腳封裝,集成了自舉電路,能直接驅(qū)動高壓端N溝道MOSFET,使用比較方便。由單片機來的驅(qū)動信號經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換送到UBA2030T,可以方便地改變輸出頻率。

圖1 HID燈鎮(zhèn)流器框圖


諧振點火電路是這樣工作的:在點火期間,單片機控制繼電器,使一個附加的諧振LC接入主電路,同時驅(qū)動逆變器輸出與諧振頻率相同的激勵,使主電路諧振,產(chǎn)生交流高壓,再經(jīng)過倍壓整流產(chǎn)生約800V直流電壓,擊穿放電管實現(xiàn)點火。單片機采用Microchip公司的PIC16F73,內(nèi)部帶8位A/D轉(zhuǎn)換器,D/A轉(zhuǎn)換器則有單片的PORTC口加R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn),成本低廉。

降壓DC/DC工作在電流準(zhǔn)連續(xù)狀態(tài)
電流準(zhǔn)連續(xù)狀態(tài)下,降壓開關(guān)每次都是零電流開通,而且續(xù)流二極管也結(jié)束續(xù)流,不會有反向恢復(fù)電流。在輸入電壓比較高(300V直流)的情況下,如果續(xù)流二極管沒有結(jié)束續(xù)流,降壓開關(guān)就再次開通,會有一個峰值很大的“反向恢復(fù)”電流流過續(xù)流二極管和降壓開關(guān)管,造成能量損耗并產(chǎn)生很強的傳導(dǎo)和輻射干擾。


1 電路構(gòu)成

圖2 簡化的電流準(zhǔn)連續(xù)控制原理圖


圖2是簡化的“電流準(zhǔn)連續(xù)”控制電路,主要工作波形如圖3所示。降壓開關(guān)VT1、續(xù)流二極管VD1及電感L1構(gòu)成典型的降壓電路。VD1中串聯(lián)了一個電流檢測電阻(0.1Ω),用來檢測續(xù)流電流。電感L1中增加了一個輔助繞組,用來得到過零信號。N1B(1/2個LM556)用來構(gòu)成一個單穩(wěn)態(tài)振蕩器,產(chǎn)生啟動脈沖,同時也起到最低頻率限制的作用,防止降壓電路產(chǎn)生可聞噪聲。過零脈沖發(fā)生電路在檢測到L1的輔助繞組送來的過零信號時發(fā)出一個負(fù)脈沖,觸發(fā)N1A(另外1/2個LM556)輸出高電平,通過隔離變壓器驅(qū)動VT1。放大器N2將VD1中的電流信號放大后加到N1A的2腳。下面詳述工作原理。


2 工作原理
上電后,單穩(wěn)振蕩器電路給出第一個脈沖,加到N1A的6腳(TRIGGER端),使N1A的5腳輸出高電平,驅(qū)動VT1導(dǎo)通,開始第一個周期。電感輔助繞組輸出的電壓幅度正比于輸入電壓,通過VD2、R5對C3充電。C3上電壓達(dá)到N1的3腳電壓時,5腳變成低電平,結(jié)束VT1的開通過程,VD1開始續(xù)流。VD1中的電流信號經(jīng)過反向放大加到N1的2腳,從而保證2腳在二極管續(xù)流期間為高電平,5腳為低電平,防止下一次開通在續(xù)流結(jié)束之前到來。電流信號的加入起到了在續(xù)流期間封閉N1A的作用,即使有干擾信號使“過零觸發(fā)電路”誤動作,也不會使5腳給出驅(qū)動信號。保證了電路的安全可靠。


續(xù)流接近結(jié)束,N1的2腳(THRESHOLD端)的電壓低于1/2控制電壓(N1的3腳電壓)。一旦有“過零”負(fù)脈沖來到N1的觸發(fā)端(6腳,TRIGGER端),則5腳輸出為高,VT1再次開通。這樣就實現(xiàn)了電感電流的準(zhǔn)連續(xù)模式。


在電路剛剛開始工作的時候,輸出電壓從零開始上升,輸出電壓比較低,二極管續(xù)流時間比較長,可能工作頻率會降低到可聞頻率(20kHz)。為了避免出現(xiàn)這種情況,設(shè)置了最低頻率限制電路,這個電路同時也是最初的啟動電路。把最低頻率限制在20kHz以上,不等到續(xù)流結(jié)束VT1就再次開通,續(xù)流電流已經(jīng)下降到比較低,而且這種情況只在啟動初期的幾十毫秒內(nèi)出現(xiàn),一旦燈電壓上升到20V以上,就不再會出現(xiàn)這種情況。

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