辉达娱乐-科技赋能场景,让游戏更有趣。金卤灯镇流器 MOS管应用、设计方案等介绍及工作原理详解-KIA MOS管

金卤(lu)灯镇流器 MOS管应用、设计方案等介(jie)绍及(ji)工(gong)作(zuo)原(yuan)理详解-KIA MOS管

信息(xi)来源(yuan)：本站　日(ri)期：2018-08-23　

分享到：

金卤灯镇流器-MOS管应用方案
金卤灯结构和工作原理

金(jin)属(shu)卤化(hua)物(wu)(wu)(wu)灯(deng)(deng)(deng)(deng)(以下简(jian)称金(jin)卤灯(deng)(deng)(deng)(deng)）是(shi)(shi)一种(zhong)气(qi)体放电灯(deng)(deng)(deng)(deng)，通(tong)过(guo)一个产(chan)生(sheng)光(guang)(guang)(guang)电弧通(tong)过(guo)气(qi)化(hua)的(de)(de)(de)(de)气(qi)体混(hun)合(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)汞(gong)和金(jin)属(shu)卤化(hua)物(wu)(wu)(wu) (具有(you)金(jin)属(shu)的(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)溴或碘(dian)(dian))。它是(shi)(shi)一种(zhong)类型的(de)(de)(de)(de)高(gao)强度(du)(du)放电(HID)气(qi)体放电灯(deng)(deng)(deng)(deng)。在(zai)20世纪60年(nian)(nian)代(dai)开(kai)发(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)，它们(men)类似于汞(gong)蒸气(qi)灯(deng)(deng)(deng)(deng)，但(dan)包含(han)在(zai)附加的(de)(de)(de)(de)金(jin)属(shu)卤化(hua)物(wu)(wu)(wu)石英弧光(guang)(guang)(guang)管，其提高(gao)了效(xiao)率和色(se)(se)彩(cai)还原的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)。最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)属(shu)卤化(hua)物(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)碘(dian)(dian)化(hua)钠。一旦电弧管到达其运行温度(du)(du)时，钠从(cong)碘(dian)(dian)离(li)解，添加橙(cheng)色(se)(se)和红色(se)(se)从(cong)钠D线的(de)(de)(de)(de)灯(deng)(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)谱(pu)作(zuo)为金(jin)属(shu)电离(li)。其结果是(shi)(shi)，金(jin)卤灯(deng)(deng)(deng)(deng)具有(you)较高(gao)的(de)(de)(de)(de)发(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)率每瓦(wa)左(zuo)右(you)75-100流明(ming)，是(shi)(shi)汞(gong)的(de)(de)(de)(de)两倍左(zuo)右(you)蒸气(qi)灯(deng)(deng)(deng)(deng)和3至5倍的(de)(de)(de)(de)白炽灯(deng)(deng)(deng)(deng)，并(bing)产(chan)生(sheng)强烈的(de)(de)(de)(de)白色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)。灯(deng)(deng)(deng)(deng)泡寿(shou)命为6000至15000小时。由于采用(yong)的(de)(de)(de)(de)最有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)来源之一CRI白光(guang)(guang)(guang)，金(jin)属(shu)卤化(hua)物(wu)(wu)(wu)在(zai)2005年(nian)(nian)进行了照(zhao)明(ming)行业中增长最快的(de)(de)(de)(de)领(ling)域。它们(men)用(yong)于广区顶部照(zhao)明(ming)商(shang)业，工业和公共场所，如停(ting)车场，运动(dong)场，工厂和零售商(shang)店(dian)，以及住宅的(de)(de)(de)(de)安全照(zhao)明(ming)和汽车前大灯(deng)(deng)(deng)(deng)(氙气(qi)大灯(deng)(deng)(deng)(deng))。

该灯由一(yi)小的(de)熔融石(shi)英或陶瓷电弧(hu)管，其中包含(han)的(de)气体和电弧(hu)，封闭其具有一(yi)涂层，以筛选出(chu)(chu)一(yi)个(ge)较大的(de)玻璃灯泡内的(de)紫外光产生(sheng)的(de)。它们在(zai)之间(jian)的(de)压(ya)力下操作图4和20个(ge)大气压(ya)，以及需要(yao)特(te)殊(shu)的(de)夹具安全地(di)操作，以及电镇流器。金属原子产生(sheng)大部分的(de)光输出(chu)(chu)。他们需要(yao)几分钟的(de)预热(re)期(qi)达到全光输出(chu)(chu)。

金卤灯镇流器 MOS管

由于高(gao)CRI白(bai)光的(de)最有效的(de)来(lai)源之(zhi)一(yi)，金属卤化物在2005年是照明(ming)(ming)行业(ye)中(zhong)增长(zhang)最快的(de)领域(yu)。它们用于广域(yu)顶灯商业(ye)，工(gong)业(ye)和公(gong)共(gong)场(chang)(chang)所，如停车场(chang)(chang)，运动场(chang)(chang)，工(gong)厂和零(ling)售(shou)商店，以及小(xiao)区保安照明(ming)(ming)和汽车前大(da)灯(氙气大(da)灯) 。图示出(chu)在385nm，422nm，497nm，540nm处，564nm，583nm(最(zui)高(gao))，630nm的(de)，和674nm峰值的(de)典型(xing)的(de)金(jin)卤(lu)灯的(de)输出(chu)光谱。

金卤灯镇流器

电(dian)(dian)(dian)(dian)子镇流器(qi)(qi)35W金卤灯(deng)(deng)泡(pao)电(dian)(dian)(dian)(dian)弧中的金卤灯(deng)(deng)，在所(suo)有(you)气(qi)体放电(dian)(dian)(dian)(dian)灯(deng)(deng)具有(you)负电(dian)(dian)(dian)(dian)阻特性; 也就是说，只要通过(guo)灯(deng)(deng)泡(pao)的电(dian)(dian)(dian)(dian)流增加时(shi)，电(dian)(dian)(dian)(dian)压两(liang)端减小。如果灯(deng)(deng)泡(pao)是从一个(ge)恒压源(yuan)供电(dian)(dian)(dian)(dian)，如直接(jie)从交(jiao)流布线(xian)，电(dian)(dian)(dian)(dian)流将增加，直到灯(deng)(deng)泡(pao)破坏本身; 因此(ci)，卤化物灯(deng)(deng)泡(pao)需(xu)要电(dian)(dian)(dian)(dian)镇流器(qi)(qi)限制电(dian)(dian)(dian)(dian)弧的电(dian)(dian)(dian)(dian)流。

有两种类型：

电(dian)感镇流(liu)(liu)器(qi)(qi) -许多装置使用(yong)一个电(dian)感镇流(liu)(liu)器(qi)(qi)，也被(bei)称为磁镇流(liu)(liu)器(qi)(qi)，类似于那些与所用(yong)的荧(ying)光灯(deng)。这包(bao)括一个铁芯的电(dian)感器(qi)(qi)。电(dian)感器(qi)(qi)提(ti)供了(le)一个阻抗(kang)AC电(dian)流(liu)(liu)。如果通过(guo)灯(deng)的电(dian)流(liu)(liu)增加，电(dian)感减少，以保持(chi)电(dian)流(liu)(liu)受限的电(dian)压(ya)。电(dian)子镇(zhen)流(liu)(liu)器 -这些更轻，更紧凑。它(ta)们(men)由一个(ge)的(de)电(dian)子振荡器，其产生(sheng)高频电(dian)流(liu)(liu)以驱动灯。因为他们(men)有比电(dian)感(gan)镇(zhen)流(liu)(liu)器低电(dian)阻损失，他们(men)是更节能(neng)。然而，高频率操作(zuo)不增加灯效率作(zuo)为荧光灯。

脉冲启动的金卤灯泡不包含起始电(dian)(dian)极，它撞(zhuang)击弧，并且需要的点(dian)(dian)火器(qi)，以产生一(yi)个高(gao)电(dian)(dian)压(1-5千伏(fu)冷击，用在热重燃30千伏(fu))脉冲来启动弧。电(dian)(dian)子(zi)镇流器(qi)包括在一(yi)个包中(zhong)的点(dian)(dian)火器(qi)电(dian)(dian)路。美国国家标(biao)准协会(ANSI)的灯镇流器(qi)系(xi)统(tong)标(biao)准建立的所(suo)有的金属卤化物组分的参数(与一(yi)些较新的产品除外(wai))。

自(zi)(zi)镇(zhen)流(liu)(liu)(liu)灯(deng)(deng)(deng)截至(zhi)2012年，有几家(jia)公司已经开始(shi)提供(gong)自(zi)(zi)镇(zhen)流(liu)(liu)(liu)金卤(lu)(lu)灯(deng)(deng)(deng)直接取代白(bai)炽灯(deng)(deng)(deng)和(he)自(zi)(zi)镇(zhen)流(liu)(liu)(liu)水银灯(deng)(deng)(deng)。这(zhei)些(xie)灯(deng)(deng)(deng)包括具(ju)有起动电(dian)极(ji)的(de)(de)(de)电(dian)弧管(guan)，以及一个(ge)管(guan)状的(de)(de)(de)卤(lu)(lu)素(su)灯(deng)(deng)(deng)，其连接在(zai)(zai)串联和(he)用于调节在(zai)(zai)弧光管(guan)的(de)(de)(de)电(dian)流(liu)(liu)(liu)。电(dian)阻提供(gong)限制的(de)(de)(de)起始(shi)电(dian)极(ji)的(de)(de)(de)电(dian)流(liu)(liu)(liu)。像(xiang)自(zi)(zi)镇(zhen)流(liu)(liu)(liu)汞汽灯(deng)(deng)(deng)，自(zi)(zi)镇(zhen)流(liu)(liu)(liu)金卤(lu)(lu)灯(deng)(deng)(deng)直接连接到(dao)主电(dian)源，并(bing)且不需要外部镇(zhen)流(liu)(liu)(liu)器。与此相反的(de)(de)(de)前(qian)，这(zhei)些(xie)灯(deng)(deng)(deng)通(tong)常具(ju)有明确的(de)(de)(de)外部灯(deng)(deng)(deng)泡没有涂(tu)层，使(shi)得在(zai)(zai)电(dian)弧管(guan)和(he)卤(lu)(lu)素(su)灯(deng)(deng)(deng)管(guan)显(xian)然从外部可见的(de)(de)(de)。

色温

由于所产生的更(geng)(geng)白(bai)，更(geng)(geng)自然光，金(jin)卤(lu)(lu)灯(deng)最初首(shou)选的蓝色水银灯(deng)。随着(zhe)引进专(zhuan)业化(hua)金(jin)属卤(lu)(lu)化(hua)物(wu)(wu)混(hun)合物(wu)(wu)，金(jin)卤(lu)(lu)灯(deng)，现已与相(xiang)关色温从3000 K至20000 K.色温可以从灯(deng)稍有变(bian)化(hua)，以灯(deng)，并且这种作用(yong)是明显的地方(fang)有许多(duo)的灯(deng)被(bei)使用(yong)。因为灯(deng)的色彩特性(xing)趋向灯(deng)的寿命期(qi)间(jian)改(gai)(gai)变(bian)，根(gen)据灯(deng)泡已被(bei)烧毁(hui)，100小时(调味)之(zhi)后的颜(yan)色被(bei)测量的ANSI标准。较新的金(jin)属卤(lu)(lu)化(hua)物(wu)(wu)的技术(shu)，被(bei)称(cheng)为“脉(mai)冲启动”，具有改(gai)(gai)善的显色性(xing)和更(geng)(geng)可控的开(kai)尔文方(fang)差(±100至200开(kai)尔文)。

金卤灯(deng)(deng)的(de)(de)(de)色(se)温也可以通过电(dian)气(qi)系统(tong)的(de)(de)(de)供(gong)电(dian)在灯(deng)(deng)泡本身的(de)(de)(de)灯(deng)(deng)泡和制造差异的(de)(de)(de)电(dian)特性的(de)(de)(de)影响。如果一个(ge)金卤灯(deng)(deng)泡是(shi)因为(wei)较低的(de)(de)(de)动力不(bu)足，操(cao)作(zuo)温度，其光输出将(jiang)是(shi)因为(wei)汞的(de)(de)(de)单独的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)发的(de)(de)(de)蓝色(se)。这(zhei)种现象可以升温期间中可以看出，当弧光管(guan)尚未(wei)达(da)到整(zheng)个(ge)工作(zuo)温度和卤化物还没有完全蒸(zheng)(zheng)发。它也与(yu)调(diao)光镇(zhen)流(liu)器非常明显的(de)(de)(de)。逆是(shi)真实的(de)(de)(de)一个(ge)灯(deng)(deng)泡过于强大(da)，但是(shi)，这(zhei)个(ge)条件(jian)可能是(shi)危险(xian)的(de)(de)(de)，可能导致电(dian)弧管(guan)爆炸，因为(wei)过热(re)和过压。

启(qi)动和(he)预热(re)

通电(dian)后，400瓦金卤(lu)灯不(bu)(bu)久(jiu)“冷”(下操作温(wen)度)的(de)(de)金卤(lu)灯不(bu)(bu)能立即开始产生其充分的(de)(de)光量(liang)，因为在内侧弧室(shi)中的(de)(de)温(wen)度和压力所需要的(de)(de)时间(jian)来达(da)到完全(quan)的(de)(de)操作水平。启动初始氩(ya)弧焊(或氙汽车)有时需要几秒钟，(取决于灯泡类型)的(de)(de)预热期(qi)可长(zhang)达(da)五分钟。在此期(qi)间(jian)，该灯显示出不(bu)(bu)同(tong)颜(yan)色(se)的(de)(de)各种金属卤(lu)化(hua)物在电(dian)弧室(shi)汽化(hua)。

如果电源中断，甚至简单地说，在灯的电弧熄灭，而存在于热发光管的高压力将防止再起弧的弧;与正常的点火器的5-10分钟冷却期将要求可重新启动灯之前，但具有特殊点火器而特别设计的灯，电弧可以立即重新建立。在没有瞬间重燃能力灯具，电源的瞬间损失可能意味着没有光线几分钟。为安全起见，许(xu)多金(jin)(jin)卤灯(deng)具(ju)有冷却和再起弧期间工(gong)作备份卤钨灯(deng)的(de)(de)白炽灯(deng)。一(yi)旦(dan)金(jin)(jin)属卤化物restrikes和升温(wen)(wen)，白炽灯(deng)光(guang)安(an)全关(guan)闭。温(wen)(wen)暖的(de)(de)灯(deng)也往往需要更多的(de)(de)时间比开始(shi)彻底的(de)(de)凉(liang)了一(yi)盏灯(deng)充分发挥其亮度。所有(you)的HID电(dian)弧管(guan)强度降(jiang)低了他(ta)们的一生(sheng)，因为(wei)各种因素，如化学腐(fu)蚀，热(re)应力和机械振动。随着灯的老化电(dian)弧管(guan)变色，吸收光线和越来越热(re)。管(guan)将继(ji)续(xu)成为(wei)弱直到它最终失败(bai)，从而导致管(guan)的破裂(lie)。

尽管这(zhei)样的(de)(de)失(shi)败与(yu)寿命的(de)(de)结束相关联，电弧管可(ke)以(yi)在任(ren)何时候会失(shi)败，因为看不见制(zhi)造(zao)缺陷如显微(wei)裂纹的(de)(de)甚至(zhi)是新的(de)(de)时候，。然而，这(zhei)是相当(dang)少见的(de)(de)。制(zhi)造(zao)商通常“旺(wang)季”的(de)(de)新灯检查这(zhei)些缺陷灯离(li)开制(zhi)造(zao)商的(de)(de)房舍之(zhi)前。由于金卤灯含有(you)(you)一显著高(gao)压气体(最多(duo)至50psi)，电弧(hu)管的(de)失败是不可(ke)(ke)(ke)避免暴(bao)力(li)事件。电弧(hu)管的(de)片(pian)(pian)段(duan)被发(fa)射，以极高(gao)的(de)速度，在所有(you)(you)方向上，引人注目的(de)有(you)(you)足够的(de)力(li)在灯的(de)外灯泡以使其断裂。如果(guo)灯具没(mei)有(you)(you)二级防护(hu)(如镜头，碗或(huo)屏(ping)蔽)，那么碎片(pian)(pian)极热片(pian)(pian)会掉(diao)下来砸到人员和财产的(de)光线之下，有(you)(you)可(ke)(ke)(ke)能(neng)造成严重(zhong)伤害，损坏，并可(ke)(ke)(ke)能(neng)造成重(zhong)大建筑(zhu)火灾如果(guo)易燃物质(zhi)存在。

金卤灯镇流器原理图

为(wei)(wei)了确保金(jin)卤灯(deng)不(bu)(bu)出现声(sheng)谐振(zhen)，电(dian)(dian)(dian)子镇(zhen)流(liu)器(qi)一般工作于(yu)低(di)频(pin)方(fang)波状态。传统的低(di)频(pin)方(fang)波电(dian)(dian)(dian)子镇(zhen)流(liu)器(qi)包括(kuo)3级(ji)(ji)结构：功(gong)(gong)率因数(shu)(shu)校正电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、降(jiang)(jiang)(jiang)压(ya)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)和全桥(qiao)逆(ni)变电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。这(zhei)种(zhong)(zhong)(zhong)结构非常(chang)复杂而(er)且造成(cheng)(cheng)了镇(zhen)流(liu)器(qi)的成(cheng)(cheng)本(ben)昂贵(gui)。简化电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)已经成(cheng)(cheng)为(wei)(wei)如今研究的重(zhong)点(dian)。一种(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)把前(qian)两级(ji)(ji)功(gong)(gong)率因数(shu)(shu)校正和降(jiang)(jiang)(jiang)压(ya)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)组(zu)成(cheng)(cheng)一级(ji)(ji)。这(zhei)种(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以减小镇(zhen)流(liu)器(qi)的体积，但是(shi)可(ke)能伴随带来的问(wen)题就(jiu)是(shi)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)了功(gong)(gong)率因数(shu)(shu)校正电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的表现，增加了开关器(qi)件的应力等不(bu)(bu)利因素。另(ling)一种(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)把降(jiang)(jiang)(jiang)压(ya)电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)和逆(ni)变电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)组(zu)合在一起。这(zhei)种(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)镇(zhen)流(liu)器(qi)的体积和成(cheng)(cheng)本(ben)，但是(shi)控(kong)制方(fang)法(fa)可(ke)能相对复杂。

组(zu)合降压电(dian)(dian)路(lu)(lu)和半桥(qiao)逆(ni)变电(dian)(dian)路(lu)(lu)在一起的(de)(de)(de)方(fang)案(an)是(shi)现(xian)在比较流行(xing)而且(qie)可行(xing)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。因为(wei)这(zhei)种(zhong)方(fang)式的(de)(de)(de)电(dian)(dian)路(lu)(lu)相对最为(wei)简单，成(cheng)本最低。为(wei)了促进这(zhei)种(zhong)方(fang)案(an)的(de)(de)(de)广泛应(ying)用，简化它的(de)(de)(de)控制方(fang)法(fa)，克服这(zhei)种(zhong)电(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)缺点，提高(gao)它的(de)(de)(de)可靠性就(jiu)成(cheng)为(wei)研究的(de)(de)(de)重点。

本文对此种(zhong)(zhong)电(dian)路提出(chu)了(le)一种(zhong)(zhong)新型控制方法，并且提出(chu)一种(zhong)(zhong)简单有效的方法克服此电(dian)路在输出(chu)电(dian)流换向时(shi)发生的电(dian)流过冲(chong)问题，降低(di)了(le)波(bo)峰系数。

1 电路描(miao)述(shu)

电路的(de)结构框(kuang)图如图1所(suo)示。

金卤灯镇流器 MOS管

2.电路(lu)工作模态的分(fen)析

S1、S2的(de)门(men)极(ji)(ji)信号(hao)如图2所示。当S1工作于(yu)高频(pin)状态(tai)时，S2被(bei)断开。此时，电(dian)路(lu)(lu)等效于(yu)一个Buck电(dian)路(lu)(lu)，S1相当于(yu)主功率开关，而S2的(de)体二极(ji)(ji)管相当于(yu)Buck的(de)二极(ji)(ji)管。两个开关管的(de)工作状态(tai)会以(yi)400Hz的(de)一个频(pin)率交(jiao)替变化(hua)。这样，就(jiu)可以(yi)得到一个低频(pin)的(de)方波电(dian)流输出供给灯。

金卤灯镇流器 MOS管

二(er)极管关断时存在一个反(fan)向恢复(fu)问题，这(zhei)会(hui)大(da)大(da)增(zeng)加器件的开(kai)关损耗。为了(le)避免这(zhei)种情况的发生，我(wo)们让电(dian)路工作在电(dian)流(liu)(liu)断续状(zhuang)态下。图3是逆(ni)变(bian)级Buck电(dian)感电(dian)流(liu)(liu)的状(zhuang)态示意图。

金卤灯镇流器 MOS管

当S1工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)于高频状态而S2断开时，电路工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)于3种工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)模(mo)式(shi)。

1.模式1

S1开通，电(dian)(dian)(dian)流流过C1、S1、Rs、灯、点火(huo)电(dian)(dian)(dian)感(gan)和Lc图4是这种模式的等效电(dian)(dian)(dian)路(lu)图。其中点火(huo)电(dian)(dian)(dian)感(gan)的电(dian)(dian)(dian)感(gan)量远远小于电(dian)(dian)(dian)感(gan)L的电(dian)(dian)(dian)感(gan)量，假设电(dian)(dian)(dian)容(rong)C上(shang)(shang)的电(dian)(dian)(dian)压在每个(ge)开关周期中保持不变，电(dian)(dian)(dian)感(gan)L上(shang)(shang)的电(dian)(dian)(dian)压VL为

金卤灯镇流器 MOS管

S1断开，由于电(dian)(dian)感(gan)电(dian)(dian)流不能突变，电(dian)(dian)流流过Rs、灯、点火电(dian)(dian)感(gan)、L、C2和(he)D2o。图5是此(ci)种(zhong)模(mo)式的(de)等效(xiao)电(dian)(dian)路图。电(dian)(dian)感(gan)L的(de)电(dian)(dian)压为

金卤灯镇流器 MOS管

S1仍然处于(yu)断(duan)开状态。但(dan)是电(dian)感(gan)￡的(de)电(dian)流降为(wei)零。此时，电(dian)容C给灯提供能量(liang)，电(dian)流流过C、Rs、灯和点火电(dian)感(gan)。图(tu)6是此种(zhong)工(gong)作(zuo)模式(shi)的(de)等(deng)效电(dian)路图(tu)。假设电(dian)容足(zu)够大，电(dian)容上(shang)的(de)电(dian)压保持(chi)不变，我(wo)们(men)能够从式(shi)(1)、式(shi)(2)中(zhong)得到输出的(de)灯电(dian)压为(wei)（插(cha)图(tu)）

金卤灯镇流器 MOS管

式中(zhong)：系数k1与电(dian)感电(dian)流(liu)下降时间有关，在图3中(zhong)有着(zhe)明确的表示(shi)。

当S1断开，S2工作于(yu)高(gao)频开关状态时，电路(lu)的工作过程基本上和上面的分析(xi)一致。

根据上面的分析，在每(mei)半(ban)个低频周期内(nei)半(ban)桥逆变(bian)电(dian)(dian)路可以等效为一个Buck降压电(dian)(dian)路。从而一个半(ban)桥逆变(bian)电(dian)(dian)路既(ji)可以提供给灯一个合适的T作电(dian)(dian)压又(you)能使灯工作于低频方波状态。

金卤灯镇流器 MOS管

1.2 闭环控(kong)制

因为(wei)(wei)金卤(lu)灯(deng)的(de)(de)负阻(zu)特性，为(wei)(wei)此我(wo)们控制镇流(liu)器的(de)(de)输(shu)出呈现(xian)为(wei)(wei)电流(liu)源的(de)(de)特性，以保证(zheng)灯(deng)的(de)(de)稳定工作。图7是(shi)半桥电路(lu)的(de)(de)控制方法(fa)框图。通过(guo)Rs采样灯(deng)电流(liu)。采样电阻(zu)Rs上(shang)的(de)(de)电压是(shi)一(yi)(yi)个(ge)(ge)低频的(de)(de)方波(bo)信(xin)号。首先通过(guo)运(yun)放l把(ba)这(zhei)个(ge)(ge)信(xin)号放大(da)，然后经过(guo)一(yi)(yi)个(ge)(ge)整(zheng)流(liu)电路(lu)把(ba)这(zhei)个(ge)(ge)交流(liu)的(de)(de)方波(bo)信(xin)号整(zheng)流(liu)成直流(liu)，再经过(guo)RC滤(lv)波(bo)后进(jin)行PI调节(jie)，调节(jie)输(shu)出为(wei)(wei)一(yi)(yi)个(ge)(ge)恒流(liu)源。可见(jian)这(zhei)种控制方法(fa)等效于DC/DC的(de)(de)控制方法(fa)，简单且有效。（插图）

金卤灯镇流器 MOS管

1.3 电(dian)流过冲

但是，这个(ge)(ge)电(dian)路存在一个(ge)(ge)严重问题就(jiu)是在每个(ge)(ge)输出电(dian)流换向的(de)瞬间会(hui)有很大(da)的(de)电(dian)流过冲。这样的(de)尖峰电(dian)流会(hui)大(da)大(da)降低灯(deng)的(de)使用寿(shou)命(ming)。本文提出了一种简单有效的(de)方法克服这个(ge)(ge)问题。

图8是(shi)半(ban)桥(qiao)驱动门(men)极信(xin)号(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)产(chan)生电(dian)路(lu)，其中(zhong)的(de)(de)(de)D触(chu)发(fa)器(qi)、两个(ge)与门(men)和两个(ge)或非门(men)组合在(zai)一(yi)起(qi)用来(lai)减(jian)(jian)小(xiao)驱动信(xin)号(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)占(zhan)空(kong)(kong)比(bi)。而这(zhei)个(ge)功(gong)能(neng)由控(kong)制脚(jiao)(jiao)(CP)来(lai)控(kong)制，当CP为(wei)高(gao)时，驱动的(de)(de)(de)占(zhan)空(kong)(kong)比(bi)就可以(yi)减(jian)(jian)小(xiao)为(wei)大(da)约原(yuan)来(lai)的(de)(de)(de)一(yi)半(ban)。这(zhei)样我们就可以(yi)在(zai)每个(ge)输出电(dian)流换(huan)向的(de)(de)(de)瞬(shun)间(jian)给CP一(yi)个(ge)高(gao)电(dian)平，减(jian)(jian)小(xiao)驱动的(de)(de)(de)占(zhan)空(kong)(kong)比(bi)，以(yi)大(da)大(da)减(jian)(jian)小(xiao)甚(shen)至消(xiao)除(chu)过(guo)冲电(dian)流。图9为(wei)一(yi)个(ge)简单CP控(kong)制信(xin)号(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)产(chan)牛电(dian)路(lu)。图7为(wei)脚(jiao)(jiao)CP信(xin)号(hao)(hao)(hao)与低频逆(ni)变(bian)信(xin)号(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)时序图。（插图）

金卤灯镇流器 MOS管

2 实验(yan)结果

采用(yong)上述控制方法的一个70W金卤灯电子(zi)镇流器样机已经(jing)完成(cheng)。电路主(zhu)要参(can)数(shu)如下(xia)。

L="380" μH;

C=1μF;

Vo="200V";

fh="100" kHz;

f1=400Hz。

其(qi)中(zhong)：fh为(wei)半(ban)桥电路驱动的高频和低频频率;

f1为半桥(qiao)电路驱动的低频(pin)频(pin)率。

图(tu)(tu)11显示了输出电(dian)(dian)流(liu)(liu)换向(xiang)时(shi)驱动信号的变(bian)化。图(tu)(tu)12为输出电(dian)(dian)流(liu)(liu)换向(xiang)时(shi)电(dian)(dian)感(gan)电(dian)(dian)流(liu)(liu)的变(bian)化，可以看到电(dian)(dian)流(liu)(liu)的过冲(chong)相当小。图(tu)(tu)13为点火(huo)脉冲(chong)，由(you)于(yu)点火(huo)是(shi)在(zai)低频情况下进行(xing)，所以点火(huo)成(cheng)功率(lv)很高。图(tu)(tu)14为灯(deng)正常工作时(shi)的电(dian)(dian)流(liu)(liu)和电(dian)(dian)压(ya)波形，可以看出灯(deng)电(dian)(dian)流(liu)(liu)基本没有电(dian)(dian)流(liu)(liu)过冲(chong)的情况发生。整(zheng)机效率(lv)约(yue)为90%，波峰系数为1.1。（插图(tu)(tu)）

金卤灯镇流器 MOS管