HID燈和電子鎮(zhèn)流器間的接口設計

相對于兩級線路而言，在HID 燈的各個工作階段，三級線路鎮(zhèn)流器自身的可靠性也比較高，因為在HID 電子鎮(zhèn)流器線路中，可靠性方面最大的“原理級隱患”來自于工作在高頻開關狀態(tài)的橋式結構。原因是這樣的: 如果橋臂開關管體內寄生二極管反向恢復時間長( 如> 150nS) ，則上開關管( 或下管) 開通時刻下管( 或上管) 的體內寄生極管可能還處在續(xù)流狀態(tài)，上管( 或下管) 的開啟，會在下管( 或上管) 的體內寄生二極管中引起劇烈的反向恢復， 并進一步引起下管( 或上管) 的誤導通，從而導致上下開關管直通而燒毀橋臂。雖然三階線路也有橋式結構，但是橋臂開關工作于70Hz ～400Hz 的低頻，基本避免了高頻工作開關管體內寄生二極管反向恢復慢所導致的橋臂燒毀的問題。

而在標準的兩極線路中，橋臂開關管工作在高頻狀態(tài)，此時鎮(zhèn)流器的可靠性將成為一個突出的問題。為了降低兩級線路在可靠性上的風險，HBCF線路有兩種應用廣泛的改進版本，如圖3 所示。改進版本1 ( 圖3 左，Philips 方案) : 將標準的半橋改變?yōu)殡pBUCK 結構，引入外部快恢復二極管來給電感電流續(xù)流，完全消除了橋式結構MOS 管直通的問題。改進版本2 ( 圖3 右，Osram 方案) : 在橋臂兩個MOS 管的漏極分別串入肖特基二極管，以便阻斷MOS 管體內寄生二極管的工作，再反并聯(lián)快恢復二極管給電感電流續(xù)流，該方案也基本消除了橋臂直通的問題，但是要注意肖特基的溫升。

實現(xiàn)HBCF 電感電流臨界工作模式( 提高橋臂可靠性) ，同時保證電感電流的峰值是可控的( 以便控制燈電流大小并限制橋臂開關最大電流) ， 則在HBCF 控制線路中必須具備兩個基本功能，即電感電流峰值檢測功能和電感電流過零檢測功能，以便快速控制橋臂開關的開通和關斷動作。在HBCF線路中，國際知名照明公司都有各自的專用芯片來實現(xiàn)電流峰值檢測和電流過零檢測的功能，譬如飛利浦公司的CCIC 芯片， 銳高公司的CM3493 芯片等。國內雖然有許多HID 電子鎮(zhèn)流器生產企業(yè)，但是都沒有一款擁有自主知識產權的控制芯片，所以國內HID 鎮(zhèn)流器的主線路絕大部分都是采用三級結構。少數(shù)幾家國內小企業(yè)嘗試仿造飛利浦公司的CCIC 芯片，并且基于這個仿造芯片，可以制造出兩極線路的鎮(zhèn)流器。但是這種嘗試難免會由于專利壁壘的限制，而在日后受到飛利浦公司的追殺。

4 HID 電子鎮(zhèn)流器同燈接口性能測試方法

可以通過一組測試試驗來系統(tǒng)地評估HID 鎮(zhèn)流器對燈接口匹配性能的好壞，它們分別是: 點火測試、頻繁點燈流明維持率測試、長期工作時效測試、EOL 風險測試。

(1) 點火測試

點火測試的目的是評估鎮(zhèn)流器的點燈能力。在測鎮(zhèn)流器(DUT) 取極限偏差參數(shù)時，在規(guī)定時間內，最長燈線下，能否多次點亮不同壽命階段的冷燈和熱燈。測試中所用的HID 燈是經(jīng)過特殊處理的，電極都有不同程度的磨損。

(2) 頻繁點燈流明維持率測試

頻繁點燈流明測試的目的就是評估鎮(zhèn)流器驅動HID 燈時燈電極物質的濺射程度，也可以粗略預測該鎮(zhèn)流器和燈配套使用后燈的壽命。通過比較DUT鎮(zhèn)流器和基準鎮(zhèn)流器對同一批次HID 燈頻繁點燈后流明測試結果的差異，就可以判斷DUT 鎮(zhèn)流器的接口參數(shù)設置是否適合。

(3) 長期工作時效測試

長期工作時效測試的目的是綜合評估DUT 鎮(zhèn)流器長時間驅動HID 燈時燈電極物質的蒸發(fā)程度、顯色指數(shù)的一致性和色溫的穩(wěn)定性。

(4) EOL 風險測試

該測試的目的是評估鎮(zhèn)流器和燈配套工作時的安全風險。根據(jù)鎮(zhèn)流器產品規(guī)格書中的數(shù)據(jù)說明，將6 個待測鎮(zhèn)流器取極限偏差參數(shù)，在規(guī)定時間內按照一定周期多次驅動EOL 燈，并測量在每個驅動周期中，EOL 燈箍頸處的最高溫度。測試標準要求決大部分溫度點位于350℃ 之下，而且6 個DUT 鎮(zhèn)流器都不能失效，否則測試失敗。

5 結論

本文圍繞兩個核心概念———匹配性和可靠性，闡述了HID 電子整流器和燈之間接口設計的基本原理，以及接口性能測試的基本方法。相信本文可以對國內同行有所幫助，同時也希望同行指出文中不足之處，以期改進。