來源：電源技術(shù)應(yīng)用 作者：浙江大學(xué) 許建炳 錢照明

    摘要：提出了一種兩級無聲諧振金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的新型控制方法。鎮(zhèn)流器包括功率因數(shù)校正、一個帶降壓功能的半橋逆變電路和點火電路。這種新型的控制方法使燈工作于400hz的低頻方波工作狀態(tài)，保證不出現(xiàn)聲諧振的發(fā)生。還提出了一種新穎且簡單的方法，克服了逆變電路換向瞬間的電流過沖問題，降低了燈工作電流的波峰系數(shù)。70w金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的樣機驗證了這種控制方法的可行性

    關(guān)鍵詞：金鹵燈電子鎮(zhèn)流器；低頻逆變；恒流源；電流過沖

    0 引言

    現(xiàn)今，高強度氣體放電燈由于它的發(fā)光效率高、色溫好、壽命長等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于廣場、道路照明等場合。而其中的金屬鹵化物燈由于擁有諸多優(yōu)點更被認(rèn)為是最好的人造光源之一。但是，由于金鹵燈的負(fù)阻特性和特殊的啟動要求，必須和與之相匹配的鎮(zhèn)流器共同使用。對比于傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器有著許多優(yōu)點，對它的研究和開發(fā)也是電力電子行業(yè)的一大熱點。

    為了確保金鹵燈不出現(xiàn)聲諧振，電子鎮(zhèn)流器一般工作于低頻方波狀態(tài)。傳統(tǒng)的低頻方波電子鎮(zhèn)流器包括3級結(jié)構(gòu)：功率因數(shù)校正電路、降壓電路和全橋逆變電路。這種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜而且造成了鎮(zhèn)流器的成本昂貴。簡化電路、降低成本已經(jīng)成為如今研究的重點。一種方法就是把前兩級功率因數(shù)校正和降壓電路組成一級。這種方法可以減小鎮(zhèn)流器的體積，但是可能伴隨帶來的問題就是降低了功率因數(shù)校正電路的表現(xiàn)，增加了開關(guān)器件的應(yīng)力等不利因素。另一種方法就是把降壓電路和逆變電路組合在一起。這種方法可以降低鎮(zhèn)流器的體積和成本，但是控制方法可能相對復(fù)雜。

    組合降壓電路和半橋逆變電路在一起的方案是現(xiàn)在比較流行而且可行的方法。因為這種方式的電路相對最為簡單，成本最低。為了促進這種方案的廣泛應(yīng)用，簡化它的控制方法，克服這種電路的缺點，提高它的可靠性就成為研究的重點。

    本文對此種電路提出了一種新型控制方法，并且提出一種簡單有效的方法克服此電路在輸出電流換向時發(fā)生的電流過沖問題，降低了波峰系數(shù)。

    1 電路描述

    電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

    1.l 電路工作模態(tài)的分析

    s1、s2的門極信號如圖2所示。當(dāng)s1工作于高頻狀態(tài)時，s2被斷開。此時，電路等效于一個buck電路，s1相當(dāng)于主功率開關(guān)，而s2的體二極管相當(dāng)于buck的二極管。兩個開關(guān)管的工作狀態(tài)會以400hz的一個頻率交替變化。這樣，就可以得到一個低頻的方波電流輸出供給燈。

    二極管關(guān)斷時存在一個反向恢復(fù)問題，這會大大增加器件的開關(guān)損耗。為了避免這種情況的發(fā)生，我們讓電路工作在電流斷續(xù)狀態(tài)下。圖3是逆變級buck電感電流的狀態(tài)示意圖。

    當(dāng)s1工作于高頻狀態(tài)而s2斷開時，電路工作于3種工作模式。

    1.l.l 模式1

    s1開通，電流流過c1、s1、rs、燈、點火電感和lc圖4是這種模式的等效電路圖。其中點火電感的電感量遠遠小于電感l(wèi)的電感量，假設(shè)電容c上的電壓在每個開關(guān)周期中保持不變，電感l(wèi)上的電壓vl為

    l.1．2 模式2

    s1斷開。由于電感電流不能突變，電流流過rs、燈、點火電感、l、c2和d2o。圖5是此種模式的等效電路圖。電感l(wèi)的電壓為

    來源：電源技術(shù)應(yīng)用 作者：浙江大學(xué) 許建炳 錢照明

    摘要：提出了一種兩級無聲諧振金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的新型控制方法。鎮(zhèn)流器包括功率因數(shù)校正、一個帶降壓功能的半橋逆變電路和點火電路。這種新型的控制方法使燈工作于400hz的低頻方波工作狀態(tài)，保證不出現(xiàn)聲諧振的發(fā)生。還提出了一種新穎且簡單的方法，克服了逆變電路換向瞬間的電流過沖問題，降低了燈工作電流的波峰系數(shù)。70w金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的樣機驗證了這種控制方法的可行性

    關(guān)鍵詞：金鹵燈電子鎮(zhèn)流器；低頻逆變；恒流源；電流過沖

    0 引言

    現(xiàn)今，高強度氣體放電燈由于它的發(fā)光效率高、色溫好、壽命長等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于廣場、道路照明等場合。而其中的金屬鹵化物燈由于擁有諸多優(yōu)點更被認(rèn)為是最好的人造光源之一。但是，由于金鹵燈的負(fù)阻特性和特殊的啟動要求，必須和與之相匹配的鎮(zhèn)流器共同使用。對比于傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器有著許多優(yōu)點，對它的研究和開發(fā)也是電力電子行業(yè)的一大熱點。

    為了確保金鹵燈不出現(xiàn)聲諧振，電子鎮(zhèn)流器一般工作于低頻方波狀態(tài)。傳統(tǒng)的低頻方波電子鎮(zhèn)流器包括3級結(jié)構(gòu)：功率因數(shù)校正電路、降壓電路和全橋逆變電路。這種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜而且造成了鎮(zhèn)流器的成本昂貴。簡化電路、降低成本已經(jīng)成為如今研究的重點。一種方法就是把前兩級功率因數(shù)校正和降壓電路組成一級。這種方法可以減小鎮(zhèn)流器的體積，但是可能伴隨帶來的問題就是降低了功率因數(shù)校正電路的表現(xiàn)，增加了開關(guān)器件的應(yīng)力等不利因素。另一種方法就是把降壓電路和逆變電路組合在一起。這種方法可以降低鎮(zhèn)流器的體積和成本，但是控制方法可能相對復(fù)雜。

    組合降壓電路和半橋逆變電路在一起的方案是現(xiàn)在比較流行而且可行的方法。因為這種方式的電路相對最為簡單，成本最低。為了促進這種方案的廣泛應(yīng)用，簡化它的控制方法，克服這種電路的缺點，提高它的可靠性就成為研究的重點。

    本文對此種電路提出了一種新型控制方法，并且提出一種簡單有效的方法克服此電路在輸出電流換向時發(fā)生的電流過沖問題，降低了波峰系數(shù)。

    1 電路描述

    電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

    1.l 電路工作模態(tài)的分析

    s1、s2的門極信號如圖2所示。當(dāng)s1工作于高頻狀態(tài)時，s2被斷開。此時，電路等效于一個buck電路，s1相當(dāng)于主功率開關(guān)，而s2的體二極管相當(dāng)于buck的二極管。兩個開關(guān)管的工作狀態(tài)會以400hz的一個頻率交替變化。這樣，就可以得到一個低頻的方波電流輸出供給燈。

    二極管關(guān)斷時存在一個反向恢復(fù)問題，這會大大增加器件的開關(guān)損耗。為了避免這種情況的發(fā)生，我們讓電路工作在電流斷續(xù)狀態(tài)下。圖3是逆變級buck電感電流的狀態(tài)示意圖。

    當(dāng)s1工作于高頻狀態(tài)而s2斷開時，電路工作于3種工作模式。

    1.l.l 模式1

    s1開通，電流流過c1、s1、rs、燈、點火電感和lc圖4是這種模式的等效電路圖。其中點火電感的電感量遠遠小于電感l(wèi)的電感量，假設(shè)電容c上的電壓在每個開關(guān)周期中保持不變，電感l(wèi)上的電壓vl為

    l.1．2 模式2

    s1斷開。由于電感電流不能突變，電流流過rs、燈、點火電感、l、c2和d2o。圖5是此種模式的等效電路圖。電感l(wèi)的電壓為