中心議題：

• 電子鎮流器基本電路結構
• 電子鎮流器主電路拓撲的選擇
• 電子鎮流器控製電路設計方案

解決方案：

• 采用Boost電路
• 采用高壓啟動電路
• 采用驅動與保護電路燈管

20實際80年(nian)代(dai)

，有(you)精(jing)確(que)尺(chi)寸(cun)的(de)低(di)功(gong)率(lv)小(xiao)型(xing)石(shi)英(ying)金(jin)屬(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)燈(deng)在(zai)設(she)計(ji)和(he)生(sheng)產(chan)兩(liang)方(fang)麵(mian)都(dou)獲(huo)得(de)了(le)突(tu)破(po)。同(tong)時(shi)，隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)及(ji)交(jiao)往(wang)節(jie)奏(zou)的(de)加(jia)快(kuai)和(he)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)的(de)建(jian)成(cheng)，要(yao)求(qiu)不(bu)斷(duan)改(gai)善(shan)汽(qi)車(che)夜(ye)間(jian)駕(jia)駛(shi)的(de)安(an)全(quan)性(xing)，為(wei)此(ci)需(xu)要(yao)有(you)良(liang)好(hao)的(de)前(qian)照(zhao)燈(deng)視(shi)覺(jiao)構(gou)造(zao)，因(yin)此(ci)世(shi)界(jie)各(ge)國(guo)開(kai)始(shi)用(yong)小(xiao)功(gong)率(lv)氙(xian)金(jin)屬(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)燈(deng)代(dai)替(ti)常(chang)規(gui)的(de)鹵(lu)鎢(wu)燈(deng)作(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)前(qian)照(zhao)燈(deng)的(de)光(guang)源(yuan)。通(tong)過(guo)在(zai)燈(deng)中(zhong)充(chong)入(ru)幾(ji)個(ge)大(da)氣(qi)壓(ya)的(de)高(gao)壓(ya)氙(xian)氣(qi)作(zuo)為(wei)啟(qi)動(dong)氣(qi)體(ti)來(lai)滿(man)足(zu)汽(qi)車(che)前(qian)照(zhao)燈(deng)瞬(shun)時(shi)發(fa)光(guang)的(de)要(yao)求(qiu)。目(mu)前(qian)，高(gao)強(qiang)度(du)汽(qi)車(che)頭(tou)燈(deng)電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)係(xi)統(tong)是(shi)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)之(zhi)一(yi)，但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)設(she)計(ji)複(fu)雜(za)

，價(jia)錢(qian)昂(ang)貴(gui)
，且(qie)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da)，隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)高(gao)端(duan)汽(qi)車(che)等(deng)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)。顯(xian)然(ran)，若(ruo)能(neng)減(jian)小(xiao)其(qi)體(ti)積(ji)和(he)成(cheng)本(ben)，其(qi)需(xu)求(qiu)量(liang)將(jiang)大(da)量(liang)上(shang)升(sheng)
，因(yin)此(ci)有(you)著(zhe)相(xiang)當(dang)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。

benwentichulemonikongzhideqichetoudengdianzizhenliuqi，shixianleyongmonidianlulaikongzhiqichetoudengcongqidongdaowendingdegegekongzhirenwu
，baokuohenggonglv

，dianhuokongzhideng。


基本電路結構

為了滿足燈在啟動與穩態時的不同要求，目前

，一般采用的汽車頭燈用電子鎮流器的基本電路結構包含圖1所示的4部分功能。

(1)DC/DC升壓電路由於目前汽車使用的電源為12V鉛蓄電池，而燈管穩態電壓約為85V，因此必須經過一級升壓電路將電池電壓升高。

(2)高(gao)壓(ya)啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)由(you)於(yu)燈(deng)點(dian)亮(liang)需(xu)要(yao)高(gao)壓(ya)脈(mai)衝(chong)才(cai)能(neng)使(shi)燈(deng)管(guan)擊(ji)穿(chuan)開(kai)始(shi)放(fang)電(dian)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)高(gao)壓(ya)啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)。啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)可(ke)采(cai)取(qu)一(yi)級(ji)或(huo)二(er)級(ji)升(sheng)壓(ya)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)產(chan)生(sheng)至(zhi)少(shao)23kV以上的高壓脈衝。

(3)DC/AC變bian換huan電dian路lu由you於yu直zhi流liu升sheng壓ya電dian路lu的de輸shu出chu為wei直zhi流liu電dian，必bi須xu使shi用yong逆ni變bian電dian路lu將jiang直zhi流liu電dian轉zhuan變bian為wei燈deng管guan所suo需xu的de交jiao流liu方fang波bo電dian流liu。逆ni變bian電dian路lu一yi般ban采cai用yong全quan橋qiao逆ni變bian器qi。全quan橋qiao逆ni變bian電dian路lu提ti供gong低di頻pin交jiao流liu方fang波bo電dian流liu給gei燈deng管guan
，以yi避bi免mian聲sheng諧xie振zhen的de發fa生sheng。

(4)驅(qu)動(dong)與(yu)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)燈(deng)管(guan)啟(qi)動(dong)時(shi)控(kong)製(zhi)啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)。燈(deng)管(guan)點(dian)亮(liang)後(hou)
，檢(jian)測(ce)是(shi)否(fou)有(you)過(guo)壓(ya)及(ji)短(duan)路(lu)發(fa)生(sheng)。通(tong)過(guo)檢(jian)測(ce)燈(deng)電(dian)壓(ya)與(yu)燈(deng)電(dian)流(liu)的(de)信(xin)號(hao)控(kong)製(zhi)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)和(he)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)
，使(shi)燈(deng)管(guan)能(neng)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)。

主電路拓撲的選擇

升壓變換器除了要滿足燈正常工作要求外，還必須考慮電路的空載輸出電壓能力。空載輸出電壓的高低決定了ignior電路和takeover電路的設計。

(1)在眾多的電路拓撲中
，Boost電路是最簡單的。當開關Sgongzuozaihendadezhankongbishi，keyidedaogaodeshuchudianya。raner，zaizhezhonggongzuotiaojianxia，shuchuerjiguancunzaifanxianghuifuwenti，kaiguandedianyadianliuyingligao，sunhaoda。

(2)duiyuzhengjishibianhuanqi，suiranyekeshixianshengyademude，danqikongzaishuchudianyanengliburufanjishibianhuanqi。zhengjishibianhuanqidebianyaqibuxuyaochucunnengliang，suoyibianyaqicixindechicunkeyihenxiao，danweileshuchu400V的電壓
，必須增加次級繞組的匝數
，因此需要大的窗口麵積。所以過多的次級繞組會導致變壓器銅損的增加，對提高效率是不利的。

(3)采用Flyback變換器作為DC/DC級拓撲
，通過附加點火繞組的方法，減小DC/DC級的開關應力
，增加了電路可靠性；如果采用數字控製可使電路工作於臨界連續狀態，可實現較多功能，從而降低電路成本。
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此外，還有許多汽車頭燈電子鎮流器的主電路拓撲綜合考慮了這些方法，一般選用圖2所示Flyback變換器加低頻全橋逆變電路作為主電路拓撲。

控製電路設計方案

燈的啟動問題是目前的一大熱點，因此對其控製方法的研究較多。通過控製係統的優化，提高了係統的動態響應速度；縮短了燈的預熱時間，使燈能迅速進入弧光放電；減少了燈的電極損耗；延長了燈的壽命。

1采用模擬電路完成控製策略

圖3示出設計的一種低成本、簡單可行的模擬控製電路。它完全能在汽車頭燈從啟動到穩定各個階段內提供所需的各種控製功能。


2恒功率控製方案

由圖3可(ke)知(zhi)，全(quan)橋(qiao)逆(ni)變(bian)電(dian)路(lu)的(de)總(zong)體(ti)負(fu)載(zai)隻(zhi)有(you)燈(deng)消(xiao)耗(hao)有(you)功(gong)功(gong)率(lv)，因(yin)此(ci)燈(deng)消(xiao)耗(hao)的(de)功(gong)率(lv)可(ke)近(jin)似(si)看(kan)作(zuo)是(shi)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)。所(suo)以(yi)通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)采(cai)樣(yang)燈(deng)回(hui)路(lu)上(shang)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)Uo和輸出電流Io，采用拋物線近似的恒功率控製方法，用模擬電路來實現可使控製精度達到±5%左右的恒功率控製。但是
，汽車頭燈比較特殊，為了要滿足其在4s內達到額定光輸出的80%這一特殊要求，一開始提供70W的瞬態功率給燈，而汽車頭燈的額定功率為35W。所以
，在設計時需要兩個恒功率控製環，兩者的切換通過一個門電路來實現，圖4示出恒功率控製的電路結構


3點火控製方案

點火方式采用脈衝式點火，電路采用倍壓整流電路。圖5示出點火控製電路。全橋逆變器輸出的正向電壓先把VD2導通
，給電容C2充電；輸出的負電壓把VD1導通，給C1充電。當每個電容都充電到400V時，可使800V的氣體放電管觸發導通
，開始放電。這樣，當變壓器初級產生800V脈衝時，次級就會產生上萬伏的高壓脈衝，從而將高強度的氣體放電管雪崩擊穿。


實驗結果

在前述原理分析和實現方案討論的基礎上進行了實驗論證。實驗樣機是額定功率為35W汽車頭燈電子鎮流器。升壓電路采用反激式電路
，選用UC3843作為PWM控製芯片。主要電路參數有：反激式電路的MOSFET開關管選用的IRF540；二極管選用MUR860，變壓器的初級電感Lp=7.8µH
，輸出電容選擇耐壓為630V的1µF的CBB電容。圖6b示出反激式變換器穩態下開關管的驅動電壓UgVM和開關管漏源極兩端的電壓UdsVM實驗波形。可見，UdsVM有一個很大的尖峰，是漏感的能量所致。圖6c示出穩態時兩端的電壓uo及其流過燈的電流io實際工作波形。由圖可見，燈兩端的輸出功率將近達35W
，這與理論設計符合得很好。



研(yan)究(jiu)了(le)模(mo)擬(ni)控(kong)製(zhi)汽(qi)車(che)頭(tou)燈(deng)電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)的(de)基(ji)本(ben)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)，各(ge)電(dian)路(lu)拓(tuo)撲(pu)的(de)選(xuan)擇(ze)。通(tong)過(guo)實(shi)際(ji)樣(yang)機(ji)的(de)製(zhi)作(zuo)
，論(lun)證(zheng)了(le)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)可(ke)用(yong)來(lai)實(shi)現(xian)汽(qi)車(che)頭(tou)燈(deng)從(cong)啟(qi)動(dong)到(dao)穩(wen)定(ding)的(de)複(fu)雜(za)控(kong)製(zhi)要(yao)求(qiu)；說明了整個模擬控製汽車頭燈電子鎮流器電路設計的合理性。