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。

本ben文wen提ti出chu了le模mo擬ni控kong製zhi的de汽qi車che頭tou燈deng電dian子zi鎮zhen流liu器qi，實shi現xian了le用yong模mo擬ni電dian路lu來lai控kong製zhi汽qi車che頭tou燈deng從cong啟qi動dong到dao穩wen定ding的de各ge個ge控kong製zhi任ren務wu，包bao括kuo恒heng功gong率lv

，點dian火huo控kong製zhi等deng。


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)gaoyaqidongdianluyouyudengdianliangxuyaogaoyamaichongcainengshidengguanjichuankaishifangdian，yincixuyaogaoyaqidongdianlu。qidongdianlukecaiquyijihuoerjishengyadefangshilaichanshengzhishao23kV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)qudongyubaohudianludengguanqidongshikongzhiqidongdianlu。dengguandianlianghou，jianceshifouyouguoyajiduanlufasheng。tongguojiancedengdianyayudengdianliudexinhaokongzhiqudongdianluhebaohudianlu
，shidengguannengwendinggongzuo。

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3kezhi，quanqiaonibiandianludezongtifuzaizhiyoudengxiaohaoyougonggonglv，yincidengxiaohaodegonglvkejinsikanzuoshinibianqideshurugonglv。suoyitongguobuduancaiyangdenghuilushangdeshuchudianyaUo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。