【HID電子鎮(zhèn)流器】

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1、電子技術(shù)課程設(shè)計學(xué)院：電氣學(xué)院專業(yè)：電子信息工程班級：04－1班姓名：王慶運(yùn)學(xué)號：0401030116課程設(shè)計教學(xué)目的及基本要求:㈠．了解并掌握電路的一般設(shè)計方法，具備初步的獨(dú)立設(shè)計能力；㈡．進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則；㈢．提高綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識、獨(dú)立分析和解決問題的能力；㈣．進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法；㈤．初步掌握對電子線路安裝與調(diào)試等基本技能。一.概述電子鎮(zhèn)流器以其優(yōu)越的性能得到越來越廣泛的應(yīng)用，它與電感式鎮(zhèn)流器相比有許多優(yōu)點(diǎn)。能耗低、效率高，電子鎮(zhèn)流

2、器自身能耗通常情況下僅幾瓦，能使HID燈發(fā)光效率高，在工廠、學(xué)校及機(jī)關(guān)用電子鎮(zhèn)流器照明，可節(jié)約大量的電能。具有高功率因數(shù)，電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)很容易做到0．95以上，有效地提高供電系統(tǒng)和電網(wǎng)的利用率。重量輕、燈無閃爍及噪聲，鎮(zhèn)流器一般工作在20kHz以上的頻率，它沒有鐵心電感所特有的嗡嗡聲，由于工作頻率高，只須用體積小、輕的鐵氧磁心做電感，占用較小的空間。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界能源的緊缺，及人們生活質(zhì)量提高，電子鎮(zhèn)流器得到了快速的發(fā)展和推廣。高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)是用途廣泛的節(jié)能型電光源，而HI

3、D燈對電子鎮(zhèn)流器具有很高的要求：能輸出足夠大的功率，HID燈功率往往有數(shù)百瓦，有的高達(dá)1000瓦，要提供足夠高的觸發(fā)啟動電壓，觸發(fā)啟動電壓高達(dá)4～5kV。要消除“聲共振”現(xiàn)象，確保放電電弧穩(wěn)定。電子鎮(zhèn)流器對輸入電流諧波、射頻干擾和電磁輻射要具有足夠的抑制能力，同時對鎮(zhèn)流器故障和HID燈損害時，具有保護(hù)功能。本文設(shè)計的電子鎮(zhèn)流器工作原理，是將低頻交流電通過整流轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)過逆變器將變換成高頻的交流電，進(jìn)行功率因數(shù)的校正(APFC)和電壓的調(diào)整，再經(jīng)過全橋交換器為HID燈提供交流的電源。在HID

4、燈點(diǎn)亮前，由Lc構(gòu)成點(diǎn)火電路，為HID燈提供點(diǎn)火高電壓，使HID燈電極氣化，點(diǎn)亮HID燈。二．基于微處理器的HID電子鎮(zhèn)流器的原理一一般設(shè)計HID電子鎮(zhèn)流器采用專用芯片，而這芯片功能相對單一。沒有開路、短路檢測功能，沒有工作電壓監(jiān)控功能和燈電流檢測功能，在APFC停振后，無自啟動功能等。微處理器功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活，屬于通用元件，價格較低。而且隨著技術(shù)進(jìn)步，處理速度和電氣性能已能滿足HID鎮(zhèn)流器的要求。本文采用MicroehipPiel6F71為HID電子鎮(zhèn)流器微處理器，它主頻可達(dá)20MHz，有4

5、路A／D的MCU作為全橋轉(zhuǎn)換器和控制器部件，見原理圖一：圖一：HID電子鎮(zhèn)流器原理MC34262芯片進(jìn)行功率因數(shù)校正(APFC)，同時為HID燈提供400V的直流電源。其工作過程是，利用零電流檢測器檢測電流In(圖1)，當(dāng)電流為零時啟動MOS管Q。導(dǎo)通；檢測輸出電流I，與之對應(yīng)的電壓v，，通過和MC34262內(nèi)計算產(chǎn)生的閾值電壓u比較，若V，大于V岱則關(guān)MOS管Q。。在MC34262芯片的控制之下，有源功率因數(shù)校正電路產(chǎn)生約25kHZ的高頻振蕩，達(dá)到校正功率因數(shù)的目的。閾值電壓：Vcs=0．54

6、4×[Vpin(v0)-Vtn]×Vpin(vi)-0．0417×[Vpin(v0)-V(tn)]其中V(tn)為片內(nèi)基準(zhǔn)電壓，Vpin(v0)是輸出電壓檢測，Vpin(vi)輸入電壓檢測。電子鎮(zhèn)流器的微處理器(MCU)具有全橋轉(zhuǎn)換功能，由高／低驅(qū)動器(1R2101)驅(qū)動4個MOS管，由于HID燈工作在高頻下會遇到聲共振現(xiàn)象，本系統(tǒng)設(shè)計HID燈兩端電壓切換頻率為125Hz?！翱撮T狗”功能，當(dāng)HID燈點(diǎn)火亮后，HID燈阻抗下降到低電阻狀態(tài)。瞬間造成電路的電流沖擊，使APFC控制器失去了比較基礎(chǔ)，可

7、能會產(chǎn)生停振現(xiàn)象，在這種情況下采用“看門狗”技術(shù)，使零電流檢測器置零，迅速開啟MOS管Q。，使MC34262恢復(fù)正常的工作。故障控制功能，檢測到電子鎮(zhèn)流器的工作溫度、HID燈工作電壓和HID燈電流，若產(chǎn)生超溫、過壓和過流時，電子鎮(zhèn)流器會執(zhí)行故障處理程序，切斷4個MOS管，保護(hù)HID燈及鎮(zhèn)流器。三．設(shè)計與分析本系統(tǒng)設(shè)計是150W的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，HID燈工作電壓為100V，電流為1．6A，采用交流驅(qū)動，電壓切換頻率為125Hz。1)：HID燈啟動到正常照明分為四個階段。第一階段，當(dāng)電子鎮(zhèn)流器通電

8、后，MC34262開始工作，同時給微處理器供電，微處理器開始進(jìn)行系統(tǒng)檢測和設(shè)置。第二階段，是點(diǎn)火階段，在點(diǎn)火階段之前，HID燈可被認(rèn)為是開路狀態(tài)，在MCU的控制下，發(fā)出點(diǎn)火脈沖給點(diǎn)火電路，在HID燈的兩端能產(chǎn)生瞬間的5kV高電壓，使燈電極氣化，并點(diǎn)亮；若HID燈電流檢測沒有達(dá)到規(guī)定值，實施再點(diǎn)火。第三階段，是接管和穩(wěn)定階段，當(dāng)HID燈點(diǎn)火后，由于HID燈處于低阻狀態(tài)，燈電壓迅速被檢低約為正常名義電壓的1／4，在這一階段，要防止HID燈熄滅，也要防止HID燈電極流過的電流過大，造成電極融化，根據(jù)H