HID_电子镇流器的分析与设计

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石守东等 :HD电子镇流器的分析与设计 I
HD灯提供点火高电压 使 HD灯电极气化,点亮 I I
H D灯 。 I
2 基于微处理器的 HD电子镇流 I
・ 器的原理
一般设计 I HD电子镇流器采用专用芯片,而这 些芯片功能相对单一。没有开路、短路检测功能,
没有工作电压监控功能和灯电流检测功能,在 A F PC 停振后,无 自启动功能等。微处理器功能强大,应 用灵活,属于通用元件,价格较低。而且随着技术 进步,处理速度和电气性能已能满足 HD镇流器的 I
2At ao Clg Nr wsr le n a U irt, n 102 . m tn l e hee P y c i l vs Ma 707 u i oe o o t t o th c n ei n y
Ab ta t sr c
I ts e, nwkn o HI n ppr oe id f D h a i n e
温度 、HD灯工作电压和 HD灯电流,若产生超温、 I I 过压和过流时,电子镇 流器会执行故障处理程序 ,
切断 4个 M s ,保护 HD灯及镇流器 。 O 管 I
利用零电流检测器检测电流 k ( 1 ,当电流为零 图 )
时启动 M s Q 导通; O管 o 检测输出电流 I与之对应 ・ . 的电压 V, , 通过和M 3 6 内计算产生的阑值电压 C4 2 2 U 比较,若 V , c ,大 于 V 则 关 M s管 Q。在 , C O o M 322 C46 芯片的控制之下,有源功率因数校正电路 产生约 2kz 5H 的高频振荡,达到校正功率因数的目
20 年 9 06 月 第 1卷 第 3 7 期
照明工程学报
Z O N G N C E G U B O HA MI G O G H N X E A
06 Sp e. 2 0
Vo . l1 7
No. 3
H 电子镇流器的分析与设计 I D
石守东‘ 张 亮’ 沈 猛2
(. 1 宁波大学信息科学与工程学院, 宁波 351; 西北工业大学 自动化学院,西安 707 1 12 2 . 102
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一 参 红
2 )电子镇流器就用 M 322芯片进行功率因 C46 数校正,采用有源升压方式 ,控制器开关频率约为 2k z 5H ,将 20 A 2V C的交流电转换成 40 /. 0V04A的直 4
V 二. V,一. V(- [,]V〕x , , 5 C 04x ; 4 } p) i n v 0 4 x[p 》 V] .1 V 一 , 0 7 i n n ( v O
其中V为片内 基准电压, po , 。 V 是输出电压检 i) n ( v 测, pi vn 输人电压检测‘ i) ( v
HD灯处于低阻状态,灯电压迅速被检低约为正常 I 名义电压的 1 ,在这一阶段,要防止 HD灯熄灭, / 4 I 也要防止 HD灯电极流过的电流过大,造成电极融 I
狗”功能,当 HD灯点火亮后,HD灯阻抗下降到 I I 低电阻状态,瞬间造成电路的电流冲击,使 A F PC
控制器失去了比较基础,可能会产生停振现象,在
的。阂值电压 :
3 设计与分析
本系统设计是 1 W 的金卤灯电子镇流器,HD 5 0 I 灯工作电压为 10 ,电流为 16 ,采用交流驱动 , 0V .A 电压切换频率为 15 2Ho z 1 HD灯启动到正常照明分为四个阶段。第一 ) I 阶段,当电子镇流器通电后,M 322开始工作, C46 同时给微处理器供电,微处理器开始进行系统检测 和设置。第二阶段,是点火阶段 ,在点火阶段之前 , HD灯可被认为是开路状态,在 M U的控制下,发 I C 出点火脉冲给点火电路,在 HD灯的两端能产生瞬 I 间的 5V高电压 ,使灯 电极气化,并点亮;若 HD k I 灯电流检测没有达到规定值,实施再点火。第三阶
2 所示 ,HD灯的电流波形如 图 3 I 所示。
其中,V 为输出电压, O 。为交流电频率。
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本文设计的电子镇流器工作原理,是将低频交 流电通过整流转化为直流电,经过逆变器将变换成 高频的交流电,进行功率因数的校正 (PC A F )和电 压的调整 ,再经过全桥交换器为 HD灯提供交流的 I
电源。在 HD灯点亮前,由 L I C构成点火电路,为
万方数据
第 1 卷第 3 7 期
b l s r n ri la hv s n f co t t t eu d ts e a a t ea e a t g tn h m sb r i i h s t u lb n d e o r u i s u e r n y m. n a qe i s
Ke w rs aa ; r cn oe; e f t cr co y od :bls mc - tlr pwr o o etn l t io o r o a r r i c
万方数据
2 6
照明工程学报
20 年 9 06 月
HD灯正常发光,在该阶段,Q, M S管以 I 2 < Q O 1 H 频率切换电压, Q 导通下, , O 管以 2z 5 在 a Q: MS 2k: 0H 频率振荡,同样Q 导通时, , 0H 频率 2 Q 以2kz 振荡, l " Q M S Q" Q" O 管的控制电压波形如图 Q 3 2 <
fa w r o HI b l s ad e m i iu ot t e r Epr et r us e i t t t rme ok f D al t n g n ncci u u wvf m. xem n l l hv i c e h HD a i v a r t p a o i a e t a n a d I s d a
df r f m a i o a meh d ta i es o r t dt n l to i h t r i n
B l s ip p e w h而c - n lr d tl O r i a a t s o d o r s i t rc t e ue cn I, u dsn o or o s or C o eg
电子镇流器 的微处理器 ( C )具有全桥转换 MU
功能,由高1 低驱动器 (R11 l )驱动 4 M s 2 0 个 O 管,
由于 HD灯工作在高频下会遇到声共振现象,本系 I 统设计 HD灯两端电压切换频率为 15 “ I 2Ho 看门 z
段, 是接管和稳定阶段,当 HD灯点火后,由于 I
数,电子镇流器功率因 数很容易做到09 以上, . 5 有
效地提高供电系统和电网的利用率。重量轻、灯无 闪烁及噪声 , 镇流器一般工作在 2k z 0H 以上的频率, 它没有铁心电感所特有的嗡嗡声 ,由于工作频率高, 只须用体积小、轻的铁氧磁心做电感,占用较小的 空间。随着经济的发展,世界能源的紧缺,及人们 生活质量提高,电子镇流器得到了快速的发展和推
化, 根据 HD灯电流和电压检测,改变 Ql } I IQ 3
M s管 的振 荡 频率 。 O ,通 过 电感 L以控 制 阻抗
这种情况下采用 “ 看门狗”技术,使零电流检测器
置零,迅速开启 M s Q,使 M 3 6 恢复正常 O管 o C4 2 2
的工作。故障控制功能,检测到电子镇流器的工作
( , 几) 来达到控制 HD灯两端的灯电压。第 四阶 I 段,照明阶段 ,电子镇流器达到了名义电压和电流,
c n ie mn n f co . o i t c, r " a h " o sd r a y u tn Fr a e Te a wt dg 、 e nis w n n s he r e c o
dt t g pru dp t tg ls fntn t s t I t s pr w ds nd cci e cn t e t a re i b a uco i h ss m. h p e, ei e t iu e i e a r n o cn a t i n y e n a m e i i e g h r t e
摘 要: 本文提出一种基于微处理器控制的 HD电子镇流器。电子镇流器采用有源功率因数的校正。微处理器 I MU C 作为全桥变换器,同时具有 “ 看门狗”功能、工作温度监控功能和系统保护等功能。 本文对该系统进行了分析 与设计,试验表明本系统, 设计功能强、系统运行可靠,功率因数为 090 . 8
关键词 :镇流器 ;微处理器 ;功率因数的校正
流电源。

0 0
2 ms 0
3 ms 0
4 ms 0
S ms o
6 ms 0
l / i O dv V
5 d v V/ i
5 sd v m /i
Q、, 制 压 形 ,Q控 电 波

Ms Q 导通时间为: O管 。
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型电光源,而 HD灯对电子镇流器具有很高的要 I 求 :能输出足够大的功率,HD灯功率往往有数百 I 瓦 ,有的高达 1 0 0 瓦,要提供足够高的触发启动电 0 压, 触发启动电压高达 4 5V 一 k 。要消除 “ 声共振” 现象 ,确保放电电弧稳定。电子镇流器对输人电流 谐波、射频干扰和电磁辐射要具有足够的抑制能力 , 同时对镇流器故障和 HD灯损害 时,具有保护功 I
广。
1 概述
电子镇流器以其优越 的性能得到越来越广泛的 应用,它与电感式镇流器相比有许多优点。能耗低、 效率高,电子镇流器 自身能耗通常情况下仅几瓦, 能使 HD灯发光效率高,在工厂、学校及机关用电 I 子镇流器照明,可节约大量的电能。具有高功率因
高强度气体放 电Hale Waihona Puke Baidu ( I)是用途 广泛的节 能 HD
要求。 本文采用Mccp 1 7 为HD电子镇流 io iP 6 1 I rh i F c
器微处理器,它主频可达 2M z 0 H ,有 4路 AD的 / M U作为全桥转换器和控制器部件,见原理图 1 C .
图 I I HD电子镇流器原理
M 322芯 片进行功率 因数校正 ( PC ,同 C46 AF ) 时为 HD灯提供 40 I 0V的直流电源。其工作过程是 ,
a D s n d a si o HI Bals ei a A l s f D l t g n ny
Si d g h g g h Mn hSo o ' a L n' e e 2 h n Z n i S n g u a
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