金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計

編者按：以節(jié)能為主的現(xiàn)代照明中，金鹵燈以其優(yōu)良的照明效果，較高的顯色指數(shù)在商業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，目前由于電子產(chǎn)品的不穩(wěn)定性和制造工藝的制約，使該系列產(chǎn)品并未得到較為廣泛的應(yīng)用。本文是針對目前各廠碰到的一些電路結(jié)構(gòu)的分析，并結(jié)合本人在電路設(shè)計方面的經(jīng)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(shù)出現(xiàn)離散。主要體現(xiàn)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(xiàn)不同的功率。

　　如用不同廠家的燈泡有可能會出現(xiàn)更大的參數(shù)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(fù)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(chǎn)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(jié)構(gòu)中的前端APFC 電路,它的應(yīng)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(diào)試良好可控在3%以內(nèi)。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(nèi)的電路結(jié)構(gòu)，由于DCM 是頻率與脈寬均可調(diào)，電路結(jié)構(gòu)相對簡單，而且應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(zhǔn)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(hù)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(dǎo)通角，如果采樣電流過低，4 腳采樣反饋不及時，會導(dǎo)致MOS 導(dǎo)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(shù)不匹配，空載電壓會上沖到450-500V 以上,導(dǎo)MOS 的耐壓超標(biāo)導(dǎo)致電路崩潰。

　　3.在低電壓時，MOS 的升壓電流更大（PWM 輸出導(dǎo)通較寬）MOS 溫升較高。這時可將電壓范圍設(shè)定為接近值，例如：120v～260v 時同等負(fù)載測試時，可將電感的感量及匝數(shù)，按照260v 時的輸入值，設(shè)定并最大可能減少次級匝數(shù)。在120v 時可將輸入最低電壓設(shè)定為110v最大限度增加電感感量，使母線在110v 滿載時輸出達(dá)到額定的400v。在260v 時設(shè)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(jìn)入重新啟動（誤以為空載）母線不斷脈動的重新啟動。110V 調(diào)試時感量大，可減少因輸入電壓低而導(dǎo)致的PWM 頻率太高，帶來的MOS 開關(guān)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(wǎng)絡(luò)。電阻并聯(lián)高速二極管后在串聯(lián)一只電容可使MOS 開關(guān)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(diào)試 70w負(fù)載，110v時可接 80W負(fù)載試驗,并適當(dāng)最大化這一值，以保證在低壓可有效預(yù)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：

　　⑴ 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(jīng)長期驗證）。

　　⑵ 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(guān)時間越小的二極管損耗越小，但在實際使用時未能發(fā)現(xiàn)這一趨勢，（日本新電源在大功率120v 250w 以上有明顯優(yōu)勢）。