金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計及經(jīng)驗總結(jié)

作者：時間：2012-08-18 來源：網(wǎng)絡(luò)

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以上是器件選擇的幾點心得。
　　四、降壓式限流：
　　Buck 電路在降壓電路中有著廣泛的應(yīng)用，是通過限流來降低輸出的電壓，電路比較成熟，有較多成功案例。但是，Buck 比較適應(yīng)峰值電流小而平均電流較大的場合。對于HID 燈來說有不少的缺點，曾經(jīng)有過的調(diào)試經(jīng)驗得出結(jié)果為100w 以下的HID 比較合適。150w 以上不能接受，溫升太高而且越是管壓低管流大的燈負載越是明顯。
　　Buck 電路目前絕大部分廠家是使用電源芯片UC3843-UC3845 這類。加運放實現(xiàn)恒電流輸出，在加上母線電壓400v 恒定，即實現(xiàn)恒定輸入功率。
　　但由于UC3843 芯片為固定頻率調(diào)節(jié)占空比的IC，最大占空比為50%，即如果是負載差別較大時，會從20%～50%之間去調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)MOS 的開關(guān)時間，減少MOS 導(dǎo)通時間，在經(jīng)L，C 平滑濾波來實現(xiàn)調(diào)節(jié)負載電壓這一方式。那么如果是100w 負載時，50%的導(dǎo)通和25%的導(dǎo)通，25%的導(dǎo)通峰值電流會是50%的一倍，負載調(diào)整率越高越會使效率越低，溫升越高，其可靠性就越差。如圖：

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/167638.htm

　　原理：
　　UC3843 為電源專用芯片各腳工作原理如下：
　　8 腳 REF 5V 基準電壓
　　7 腳 VCC
　　6 腳 PWM 輸出
　　5 腳接地
　　4 腳 Rt.ct.振蕩且信號輸入
　　3 腳內(nèi)部運放輸入
　　2 腳補償
　　1 腳過流保護 1V 有效

　　建議：做中大功率時采用其它功率調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，做50%占空比（固定）通過PFM 式調(diào)節(jié)輸出電流或者雙管正激式，這樣在做中大功率時效果會更好。

　　雙管正激式在大功率電源以及電子逆變焊機領(lǐng)域有著較多成功應(yīng)用。值得借鑒其調(diào)整方式安全可靠，輸出電壓會更低，特別是大電流可靠性對于大功率金鹵燈的低頻驅(qū)動有著明顯優(yōu)勢。在BUCK 電路各調(diào)節(jié)中，原則上頻率越高時，峰值電流越小，但開關(guān)損耗越大，所以建議頻率在30KH 左右，另電流輸入中的采樣電阻盡可能大些，太小在燈負載變化大時，會采樣失敗，功率失控，以致炸機。
　　L 的選擇在降壓式電路中的電感是儲能及平滑波形的作用，所以對磁材可以用鐵氧體磁芯和非晶磁環(huán)均可，感量可適當(dāng)加大。感量加大可使MOS 的開關(guān)波形中的余振更小，更有利于MOS 的工作可減小MOS 的反向承受電壓，（示波器可以測試MOS 的源漏極）。器件選擇如上：（PFC 電路中的選取原則）

　　五、全橋輸出：
　　目前應(yīng)用較為廣泛為IR2110-IR2153，L6569+6569，UBA2030～UBA2033。在HID 全橋中以半橋的高壓吸收以及芯片排版等處理較為重要。例：在2153+2153.6569+6569 的主電路中，上管的自舉電壓中輸出信號的處理有幾點經(jīng)驗：
　　1. 上管的供電電壓是由芯片Vcc 處12v 經(jīng)外部二極管或內(nèi)部二極管在下管導(dǎo)通時中線接地后，向VB 端充電。下管截上后，上管導(dǎo)通時，中線由對地OV 上拉到接近400v。此時，VB 端在中線上加11V（二極管減0.7v 后到電容上只有11v 左右）上管的驅(qū)動能量均由此電容的充電電流驅(qū)動，所以，電容的電壓決定上管工作狀態(tài)，如：容量較小在全橋驅(qū)動中，由于頻率較低向電容的充電次數(shù)沒有高頻中的次數(shù)多，所以需相應(yīng)加大此處電容容量以保證上管的驅(qū)動電壓，在向上管輸出1 時，在1 的后端電壓最好能高過9v。否則上管的MOS 開關(guān)波形將會受損，開關(guān)損耗加大，易損壞。可將芯片的Vcc 提到15v可改善此項，但也要根據(jù)不同MOS 調(diào)試，結(jié)果不同。
　　2. 盡可能做到芯片的單點接功率管的地，此項對在驅(qū)動MOS 的芯片輸出波形上較為重要，以減小外界對芯片工作時的干擾，Vb 電容，RT.CT 布線要短，Vcc 濾波電容要盡可能靠近1 和4 腳。
　　3. 在中線上接一只二極管并于VB 電容端正端以防半橋中線振蕩時帶來的正向尖脈沖會損壞芯片懸浮地VSS，也就是電路啟動或者正常工作時（特別是在燈泡未進入穩(wěn)態(tài)的過程中）輸出波形抖動對半橋的正向尖脈沖易損壞芯片。
　　4. UBA2030-2033，這是飛利浦針對全橋驅(qū)動專業(yè)設(shè)計的芯片有HV自供電功能比較先進和簡單的電路驅(qū)動結(jié)構(gòu)。由HV 降壓濾波電容，RT.CT.VB 電容即可工作。如用簡單的驅(qū)動，顯然，UBA2030 的絕大部分優(yōu)勢并未顯現(xiàn)。如減小低頻方波對于鎮(zhèn)流器以及電源沖擊，以及噪聲的處理，可用單片機生成PWM 波對UBA2030，以及全橋IR2110-+2153 實現(xiàn)接近正弦波的處理，即生成在純方波之前和之后加一高速PWM 的小方波，以平滑全橋方波的前極和后極形成過渡電壓波形即可，出現(xiàn)接近正弦波可有效減小，純方波帶來的低頻噪音及對鎮(zhèn)流器周邊輻射。
　　5. 全橋MOS 中二個半橋?qū)Φ仉娙菀约岸O管對尖峰吸收作用根據(jù)以往的經(jīng)驗，不要太過依賴MOS 中的自代的二極管，要加強全橋中的Lc 吸收。
　　6. 高壓點火路線由于后極母線電壓會隨燈的擊穿而降至燈電壓，所以原則只要選擇的放電管的雪崩值高于燈管電壓而低于母線空載電壓即可。一般選取230v～350v 之間，有半導(dǎo)體DISC，空氣放電式，陶瓷放電式，可控硅觸發(fā)式，自耦式等多種結(jié)構(gòu)。目前以半導(dǎo)體式和自耦式居多。汽車的HID 以陶瓷放電為主。
　　⑴ 半導(dǎo)體式放電次數(shù)較多，壽命較長。但放電能力有限，峰值電流不大,電壓精度較好。
　?、?空氣放電式受空氣的濕度影響較大，對于放電電壓要求不高的高壓場合較為適用，可用于超高壓的快速啟動的二級放電。
　?、?陶瓷管來源于防雷管領(lǐng)域，優(yōu)點順態(tài)電流可上千A，壽命不長，有效壽命在5 萬-10 萬次左右，（視不同廠家效果不同，最好的是西門子），壽命末期電壓值漂離較大。
　?、?可控硅式早期由于DISC 的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的不成熟而做的替代電路，由DB3 的分壓決定可控硅的放電電壓，壽命較長，但電流能量較小，開關(guān)速度較慢，對于高壓鈉燈較為適用，對于金鹵燈對脈沖寬度有要求的場合不太適用，可改良結(jié)構(gòu)但成本較高放棄。
　?、?自耦式將全橋的電線并聯(lián)一104-474 電容.在電容中串入變壓器的初級,全橋振蕩時,電容二端電壓突變充放電流流過變壓器初級時,會在次級形成高壓輸出，升壓能力由 MOS 的內(nèi)阻以及電容的內(nèi)阻決定，電流大小由電容容量決定,但電容越大,充放電電流越大,對全橋造成的負擔(dān)越重,不利于長期燈工作，越小容量放電電流越弱,對長線點火不利,同一負載用自耦式104 和DISC 式全橋有10 度左右溫差。(150Hz 70w)