金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)與調(diào)試

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(duì)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(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)所得出的一些心得體會(huì)。

　　一.金鹵燈的燈管

　　金鹵燈作為高強(qiáng)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(gè)電子鎮(zhèn)流器 , 點(diǎn)不同的燈泡會(huì)出現(xiàn)不同的功率。

　　如用不同廠家的燈泡有可能會(huì)出現(xiàn)更大的參數(shù)差別。所以對(duì)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(diǎn)不同廠家的燈泡會(huì)得到同一輸入功率。例如點(diǎn)不同70w 金鹵燈為輸出70w，點(diǎn)150w 負(fù)載燈泡時(shí)的輸出也為70w。鎮(zhèn)流器不會(huì)因?yàn)闊襞莸牟顒e而影響輸出功率，所以這個(gè)功能對(duì)于電子鎮(zhèn)流器優(yōu)為重要，這個(gè)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(shí)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(shí)，電路的輸出均為400v 直流，同時(shí)功率因素修整為0.99 以上，對(duì)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(duì)簡單，而且應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為在空載啟動(dòng)時(shí)，上沖電壓較高，原則上輸出電壓會(huì)停留在400v，這個(gè)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(huì)控制輸出PWM 波形寬度會(huì)減小，會(huì)使電感的儲(chǔ)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(hào)補(bǔ)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(hào)輸出端，8腳為 Vcc正極。

　　1. 這個(gè)部分的主要可靠性是來自于主電路的啟動(dòng)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(shí)，會(huì)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(dòng)時(shí)），1 腳與2 腳去耦參數(shù)不匹配，空載電壓會(huì)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(shí)，MOS 的升壓電流更大（PWM 輸出導(dǎo)通較寬）MOS 溫升較高。這時(shí)可將電壓范圍設(shè)定為接近值，例如：120v～260v 時(shí)同等負(fù)載測試時(shí)，可將電感的感量及匝數(shù)，按照260v 時(shí)的輸入值，設(shè)定并最大可能減少次級(jí)匝數(shù)。在120v 時(shí)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(shí)輸出達(dá)到額定的400v。在260v 時(shí)設(shè)定次級(jí)是由于輸入電壓升高，輸入電流減小會(huì)使次級(jí)電壓下降，5 腳電流采樣失效，使芯片進(jìn)入重新啟動(dòng)（誤以為空載）母線不斷脈動(dòng)的重新啟動(dòng)。110V 調(diào)試時(shí)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(shí)亦可有效減少峰值電流的值。另一減少M(fèi)OS 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(shí)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(shí)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(shí)可接 80W負(fù)載試驗(yàn),并適當(dāng)最大化這一值，以保證在低壓可有效預(yù)防啟動(dòng)時(shí)沖擊電流過大（電流反饋速度更快）。

　　5. 器件的選擇上有幾點(diǎn)需要注意：

　?、?電容： 要選取一些對(duì)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(huì)決定啟動(dòng)和輸出電壓的精度。（華容及法拉，較為穩(wěn)定，以經(jīng)長期驗(yàn)證）。

　?、?電阻 ：分壓采樣的這個(gè)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(shí)間越小的二極管損耗越小，但在實(shí)際使用時(shí)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）。