120W高可靠HID燈電子鎮(zhèn)流器
3 電感計(jì)算本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188909.htm
圖3 主要工作波形
由于降壓電路工作在電流準(zhǔn)連續(xù)狀態(tài),電流波形為過零的三角波(見圖3)。峰值電流由式(1)給出:
iPK=PO/VO×2 (1)
PO=120W,VO=100V,所以最大電感電流為2.4A。穩(wěn)態(tài)時(shí),降壓開關(guān)開通期間的電流上升量與關(guān)斷期間的下降量相等,所以有:
Vi/L×TON=VO/L×Toff=iPK (2)
降壓開關(guān)最低工作頻率為20kHz,輸入電壓最低200V,根據(jù)式(2),關(guān)斷時(shí)間Toff=33μs,電感量L=1389μH,取1.4mH。
圖4 啟動(dòng)過程的續(xù)流二極管電流
HID燈恒功率控制
VT1開通期間,電感輔助繞組感應(yīng)電壓通過電阻R5對(duì)電容器C3充電。由于輔助繞組感應(yīng)電壓(Vf)比C3上的電壓高得多,所以充電電流約為Vf/R5。電容器上的電壓Vx由下式給出:
(3)
當(dāng)Vx達(dá)到控制電壓VC時(shí),開通結(jié)束,開通時(shí)間TON為
Ton=(VxC3R5)/Vf=C3R5NVc/(Vin-Vo) (4)
其中,N為電感主繞組與輔助繞組的變比。
主開關(guān)關(guān)斷時(shí),續(xù)流電流經(jīng)過放大,加在LM556的2端,使它不能立即再開通,避免誤動(dòng)作。續(xù)流結(jié)束后,觸發(fā)電路使LM556立即再次開通。開關(guān)峰值電流為
Ipk=(Vin-Vo)*Ton/L (5)
輸出電流平均值Iav為電感電流峰值的1/2,結(jié)合式(4)和(5),有:
Iav=1/2Ipk=C3R5NVc/2L (6)
可見,理想情況下輸出電流與控制電壓成正比。
降壓DC/DC輸出平均電流實(shí)際上就是燈電流。HID燈的功率為Iav與DC/DC輸出電壓的乘積,P0=IavVo。根據(jù)式(6)可得:電路參數(shù)確定以后,單片機(jī)只要給出控制電壓,就給出了燈電流。因此,單片機(jī)不需要采樣脈動(dòng)的燈電流,只要采樣DC/DC輸出電壓(也即燈電壓),給出合適的控制電壓,就相當(dāng)于給定了輸出功率。而單片機(jī)也不需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,只要事先制作一張表格,采樣了燈電壓,就可查表得出對(duì)應(yīng)的控制電壓。實(shí)驗(yàn)證明這個(gè)方法簡(jiǎn)單有效。在鎮(zhèn)流器的生產(chǎn)線上,也可以利用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備得到每個(gè)鎮(zhèn)流器的傳輸特性曲線,生成表格,寫入單片機(jī),從而給每個(gè)鎮(zhèn)流器量身訂做一個(gè)包含表格的控制程序,對(duì)于消除電路離散性十分有效。
諧振升壓點(diǎn)火電路
啟動(dòng)過程會(huì)影響燈的光效和壽命。根據(jù)HID燈的特點(diǎn),燈管溫度低的時(shí)候,點(diǎn)火電壓大約需要3kV,而在點(diǎn)燈一段時(shí)間后,燈管溫度比較高,如果需要熄燈后再次點(diǎn)燈,則需要更高的電壓才能點(diǎn)火成功。這種情況下如果等待一段時(shí)間,比如1分鐘,使燈管溫度降低一些再點(diǎn)火,就比較容易成功。由于本電路輸出比較高的點(diǎn)火電壓,所以只需要等待比較短的時(shí)間。采取的策略是:每次點(diǎn)火時(shí),單片機(jī)試探點(diǎn)火1.6s,如果不成功,則延時(shí)20s再點(diǎn)火1.6s,如此反復(fù)5次不成功就放棄,認(rèn)為燈管損壞或者燈管沒有安裝。需要注意的是,應(yīng)當(dāng)避免未裝燈的情況下啟動(dòng)鎮(zhèn)流器,此時(shí)點(diǎn)火電路輸出的高壓脈沖對(duì)點(diǎn)火變壓器的絕緣層構(gòu)成威脅。
圖5 點(diǎn)火電路及變壓器原邊點(diǎn)火脈沖電壓波形
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評(píng)論