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《hid燈和電子鎮(zhèn)流器間的接口設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、HID燈和電子鎮(zhèn)流器間的接口設(shè)計1HID電光源概述HID照明系統(tǒng)由HID電光源、驅(qū)動電源(鎮(zhèn)流器)和燈具三部分構(gòu)成，其中核心是光源。鎮(zhèn)流器和燈具的設(shè)計方向總是圍繞如何讓光源達到最佳的照明效果來擴展的。目前，根據(jù)發(fā)光物質(zhì)的差別，HID電光源分三大類，即高壓汞燈(HPL)、高壓鈉燈(HPS)和金鹵燈(MH)，其中金鹵燈又分石英金鹵燈(QMH)和陶瓷金鹵燈(CMH或者CDM)兩種。以前HPL燈主要應(yīng)用于戶外照明，但是由于它的光效較低，HPL現(xiàn)在已逐漸被HPS燈取代。雖然LED路燈概念初步付諸了實踐，但是戶外照明
2、中性價比最高的依然是傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器驅(qū)動的HPS燈。HPS的初始光效可以達到100lm/W以上，并且可以實現(xiàn)20%的調(diào)光，非常適合于照明節(jié)能，這都是HPS的主要優(yōu)點。但是HPS的顯色指數(shù)(CRI)較小，只有20左右，難看的黃光是HPS燈主要的缺陷。同屬鈉燈系列的白鈉燈(SDW)通過犧牲光效(50lm/W附近)，可以將CRI大大提高到80以上，在超市的肉類櫥窗里很有用武之地。光效和顯色指數(shù)這兩個指標，在鈉燈系列電光源中是不易兼得的，但在金鹵燈中卻得到了很好的平衡，例如:金鹵燈初始光效在80lm/W之上，顯色
3、指數(shù)在70以上。同QMH相比，大批量生產(chǎn)的CDM的初始色溫一致性好，長期工作后的色溫穩(wěn)定性好，CDM放電管壁材料采用PCA，對鹵鹽的腐蝕性耐力較強，從而避免了QMH放電管在某些狀態(tài)下爆炸的危險。同等功率的CDM同QMH相比(如70W)，顯色指數(shù)和光效都提高了10多個點，預期壽命是QMH的1.5倍左右。并且，可以被調(diào)光到50%的CDM燈也已經(jīng)問世。在不久的將來，光效可以和HPS燈媲美、顯色性好、可調(diào)光的CDM燈將成為戶外照明的新生力量。HID燈初始光效是指燈在連續(xù)工作100小時之后所測得的光效，它的高低由燈
4、自身特性決定，同鎮(zhèn)流器性能基本無關(guān)。但是，HID燈長期工作的時效性—流明(光效)維持率和CRI穩(wěn)定性，卻極大地受驅(qū)動鎮(zhèn)流器性能的影響。由于照明系統(tǒng)的核心是電光源，所以在保證安全和滿足成本控制等要求的前提下，最大限度地發(fā)揮燈的照明效果，是鎮(zhèn)流器優(yōu)化設(shè)計的基本準則。拋開鎮(zhèn)流器的市場因素不說，如果只從照明系統(tǒng)的性能角度出發(fā)，評估電子鎮(zhèn)流器質(zhì)量優(yōu)劣的最重要指標就是燈—鎮(zhèn)流器接口性能(LampDriverInteractionorInterface-LDI)的好壞。LDI是一個綜合指標，首先它根據(jù)燈的工作特性，要求
5、鎮(zhèn)流器有適合的參數(shù)匹配，以便給燈提供最佳的驅(qū)動效果;其次，它要求在燈的不同工作階段和異常工作狀態(tài)下鎮(zhèn)流器都有很好的可靠性。HID鎮(zhèn)流器和燈的匹配性及鎮(zhèn)流器自身的可靠性是本文討論的核心。2HID燈和電子鎮(zhèn)流器間接口性能指標(LDI)HID燈的工作是一個復雜的氣體放電和原子發(fā)光的過程，HID燈要被可靠點亮并長期穩(wěn)定高效地工作，必須對燈電壓、燈電流和燈功率的大小、形狀、頻率、諧波含量等電學參數(shù)提出規(guī)范化的要求，而HID電子鎮(zhèn)流器線路拓撲不斷發(fā)展及控制方法不斷完善的目的也就是為了更好地達到這些規(guī)范化的要求。HID
6、燈的各個工作階段直接關(guān)聯(lián)HID鎮(zhèn)流器的設(shè)計，它們分別是:(1)放電管的電流擊穿同鎮(zhèn)流器的點火尖峰電壓間的關(guān)系:當鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的點火尖峰電壓足夠大時(>3kV)，HID放電管中的中性原子(如汞原子)開始被電離，正離子轟擊電極并產(chǎn)生大量電子，導致電子雪崩和自持放電，這就是放電管的電流擊穿階段，該階段的放電是輝光放電，要求鎮(zhèn)流器給放電管電極之間提供足夠高度和寬度的電壓尖峰。如果尖峰電壓峰值不夠大，或者尖峰電壓中累積有效脈寬不夠大，則放電管不易自持放電;如果尖峰電壓峰值太大(如>5kV)，則在HID燈的熱點火時，在
7、HID外泡的兩個電極引線之間可能會發(fā)生拉弧打火現(xiàn)象。另外，基于安全考慮，鎮(zhèn)流器的點火過程應(yīng)該是可控的，當點火時間超過30分鐘時，點火線路必須停止工作。(2)放電管的電壓擊穿同鎮(zhèn)流器開路電壓(OCV)間的關(guān)系:在輝光放電發(fā)生后，如果在放電管兩個電極之間維持足夠大的電壓，則電子雪崩程度會加劇，最終導致放電管電極兩端電壓從開路電壓(open-circuitvoltage，OCV)跳變到10V左右，該過程被稱為輝光放電到弧光放電的轉(zhuǎn)移(GTA)，這就是放電管的電壓擊穿階段，該階段要求鎮(zhèn)流器能夠在放電管兩個電極之間
8、維持足夠大的OCV。如果OCV不夠大，則放電管的電壓擊穿不易實現(xiàn)，GTA不順暢，很難過渡到穩(wěn)定的弧光放電階段，則輝光放電維持時間被拉長;如果OCV過大，則汞正離子對電極的轟擊太過劇烈，會引起電極物質(zhì)的過渡濺射。輝光放電維持時間長，電極物質(zhì)濺射嚴重，是HID燈壽命縮短以及流明維持率驟減的主要原因，所以O(shè)CV過小或者過大，都是不允許的。(3)放電管的Runup過程同鎮(zhèn)流器的Runup電流大小間的關(guān)系:HID燈的Runup過程就是放
