金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設計與調試

編者按：以節(jié)能為主的現代照明中，金鹵燈以其優(yōu)良的照明效果，較高的顯色指數在商業(yè)領域得到了廣泛應用，目前由于電子產品的不穩(wěn)定性和制造工藝的制約，使該系列產品并未得到較為廣泛的應用。本文是針對目前各廠碰到的一些電路結構的分析，并結合本人在電路設計方面的經驗所得出的一些心得體會。

　　一.金鹵燈的燈管

　　金鹵燈作為高強度氣體放電燈的一種，它包含了高壓氣體放電燈的一些典型特性，以民用 70w單雙端燈泡為例：不同廠家或相同廠家的制造工藝，均有可能使燈泡的電氣參數出現離散。主要體現為管壓、管流以及金鹵丸的微量元素的差別，和色溫的誤差，其中以燈管管壓和管電流尤為明顯。

　　二． 恒功率，用一個電子鎮(zhèn)流器 , 點不同的燈泡會出現不同的功率。

　　如用不同廠家的燈泡有可能會出現更大的參數差別。所以對于電子式金鹵燈鎮(zhèn)流器，有恒功率的要求，即同一電子鎮(zhèn)流器點不同廠家的燈泡會得到同一輸入功率。例如點不同70w 金鹵燈為輸出70w，點150w 負載燈泡時的輸出也為70w。鎮(zhèn)流器不會因為燈泡的差別而影響輸出功率，所以這個功能對于電子鎮(zhèn)流器優(yōu)為重要，這個功能可使不同的燈管在同一功率下能穩(wěn)定地工作。（能均恒在多支燈同時使用的場合產生的光線誤差并有效減少了該誤差的存在――恒功率）。
　　三. 寬電壓的輸入。

　　電路結構中的前端APFC 電路,它的應用除可以修正輸入電壓與電流的波形相位，還可以使輸出的直流電壓穩(wěn)定在 直流400V，即輸入100v～260v 交流變化時，電路的輸出均為400v 直流，同時功率因素修整為0.99 以上，對于群體使用的TH D 的控制更具優(yōu)勢，平均可控制電流總諧波含量在8%，如電路調試良好可控在3%以內。APFC 分為DCM 和CCM 二種，DCM 為峰指電流型即通用常見的STL6561，SA7527 ,MC33262.。 CCM 型 IR1150 等。

　　DCM 大部分用于450w 以內的電路結構，由于DCM 是頻率與脈寬均可調，電路結構相對簡單，而且應用最為廣泛的結構，該結構的缺點為在空載啟動時，上沖電壓較高，原則上輸出電壓會停留在400v，這個電壓是由1 腳的電阻分壓采樣決定的，1 腳基準電壓為2.5v，如電阻分壓超過2.5v 芯片的輸入會控制輸出PWM 波形寬度會減小，會使電感的儲能減少，從而減少輸出能量，降低輸出電壓。

　　腳為 1腳基準的信號補償端，接上去耦電容，可使主電路電壓采樣的沖擊減小，3腳為輸入相位檢測輸入端，4腳為過流保護端輸入 1V有效，5腳為零電流采樣端，6腳接地，7腳為信號輸出端，8腳為 Vcc正極。

　　1. 這個部分的主要可靠性是來自于主電路的啟動沖擊電流以及MOS的導通角，如果采樣電流過低，4 腳采樣反饋不及時，會導致MOS 導通電流過大，以致電路失效。

　　2. 輸出的電壓過高（啟動時），1 腳與2 腳去耦參數不匹配，空載電壓會上沖到450-500V 以上,導MOS 的耐壓超標導致電路崩潰。

　　3.在低電壓時，MOS 的升壓電流更大（PWM 輸出導通較寬）MOS 溫升較高。這時可將電壓范圍設定為接近值，例如：120v～260v 時同等負載測試時，可將電感的感量及匝數，按照260v 時的輸入值，設定并最大可能減少次級匝數。在120v 時可將輸入最低電壓設定為110v最大限度增加電感感量，使母線在110v 滿載時輸出達到額定的400v。在260v 時設定次級是由于輸入電壓升高，輸入電流減小會使次級電壓下降，5 腳電流采樣失效，使芯片進入重新啟動（誤以為空載）母線不斷脈動的重新啟動。110V 調試時感量大，可減少因輸入電壓低而導致的PWM 頻率太高，帶來的MOS 開關損耗，感量大時亦可有效減少峰值電流的值。另一減少MOS 溫升的方式是并聯(lián)一路吸收網絡。電阻并聯(lián)高速二極管后在串聯(lián)一只電容可使MOS 開關時的尖峰反向電壓得到有效吸收。（小功率無明顯優(yōu)勢）。

　　4. 在 110v時為加大感量后，可以加大電流采樣電阻，例：在調試 70w負載，110v時可接 80W負載試驗,并適當最大化這一值，以保證在低壓可有效預防啟動時沖擊電流過大（電流反饋速度更快）。

　　5. 器件的選擇上有幾點需要注意：

　?、?電容： 要選取一些對于高頻損耗較小，耐高溫，容量誤差較小的電容。例如：去耦電容的容量誤差及隨溫度變化量的大小會決定啟動和輸出電壓的精度。（華容及法拉，較為穩(wěn)定，以經長期驗證）。

　?、?電阻 ：分壓采樣的這個精度決定母線電壓，所以要選取1%精度的金屬膜電阻，電流采樣最好采用無感（小功率無特殊要求）。

　?、?二極管 ：原則上開關時間越小的二極管損耗越小，但在實際使用時未能發(fā)現這一趨勢，（日本新電源在大功率120v 250w 以上有明顯優(yōu)勢）。