金卤灯电子镇流器设计与调试.
STC单片机控制金卤灯电子镇流器的设计方案
STC单片机控制金卤灯电子镇流器的设计方案0 引言金属卤化物灯（MHL）作为高压气体放电灯（HID）的典型代表，以其高光效、高显色性、寿命长等优点而被称为最理想的光源之一。
而作为一种气体放电灯，金卤灯具有负阻特性，所以必须使用镇流器来保证其稳定工作。
目前相关行业领域中研究最为广泛的是电子式镇流器，与传统的电感式镇流器相比，电子式镇流器体积更小、重量更轻、效率更高且能有效消除工作噪音。
制约电子式镇流器发展的主要问题在于其控制复杂。
基于模拟器件的控制电路结构将十分繁杂，成本较高且稳定性不能得到保证。
而由于单片机控制电路可以简化电子式镇流器的结构并显著提高其性能。
本文介绍了一种基于STC单片机控制的三级式恒功率金卤灯电子镇流器，详细分析了其控制策略并设计了相应的软件流程及硬件控制电路。
1 电子式镇流器的基本拓扑结构目前相关领域已经提出了多种电子镇流器的控制思想，其共同点是寻求在保证金卤灯稳定工作的同时，避免声谐振现象的发生。
声谐振现象是指HID 灯在高频工作时出现电弧不稳定现象，其会严重影响灯具的照明效果，甚至可能导致灯具的损毁。
为了避免声谐振，必须调节灯的工作频率以使其远离声谐振频带。
实践表明，低频方波驱动金卤灯的方案是消除声谐振现象最有效的解决方法。
低频方波驱动金卤灯方案应用最为广泛的是三级式电子镇流器，其基本构成如图 1 所示。
第一级功率因数校正电路（即APFC 电路），可在减小电流谐波，提高功率因数的同时，为其后的功率控制级电路提供恒定的直流母线电压。
本设计采用Boost 电路结构形式来提供较高的母线电压，以利于产生驱动金卤灯的高压点火脉冲。
第二级功率控制电路为Buck 电路，用于实现金卤灯的稳态控制，主要是指恒功率控制。
所谓的恒功率控制就是保证金卤灯在正常工作时，输出功率保持不变。
恒功率下金卤灯的光输出及相关色温指数均会十分稳定，不仅可以保证照明质量，同时也可以延长金卤灯的使用寿命。
在稳态工作时，Buck 电路会将金卤灯工作电流调整为一稳定值，同时，APFC 电路会输出恒。
金卤灯电子镇流器Buck电路的优化设计
金卤灯电子镇流器Buck电路的优化设计金卤灯(MHL)作为一种绿色照明光源在室内外照明领域中逐渐得到了广泛的应用，然而，在用法这种绿色照明光源时，与之配套的金卤灯镇流器则是实现绿色金卤灯照明的关键所在。
Buck是金卤灯电子镇流器的重要组成部分，主要用于在金卤灯稳态工作时的恒功率供电。
因此，Buck 电路的设计对囫囵电子镇流器的性能有十分重要的影响。
2 金卤灯电子镇流器金卤灯是HID灯中性能最为优越的一种电光源，具有光效高、寿命长、显色性好等优点，因而具有广大的进展前景。
金卤灯的伏安特性呈负阻特性，因为具有负阻特性的气体放电灯是不能挺直接人恒定的电网上去的，所以必需配备镇流器才干正常工作。
因为金卤灯在高频下工作简单产生声谐振，而低频方波点灯的计划可以有效克服金属卤化物灯(MHL)声谐振，因此本文采纳低频方波点灯的计划。
传统的低频方波点灯计划是典型的三级低频方波电路，其电路原理框图1所示。
普通来说，其第一级PFC电路通常采纳Boost PFC电路，主要功能是提高功率因数，同时把50 Hz／220 V沟通电改变成直流电(本文中为400 V直流电)；其次级DC／DC采纳Buck降压电路，主要功能是控制输出电压和的大小，把400 V的直流电压降低到85 V；第三级为低频全桥逆变电路，用于将直流电转换为低频方波给金卤灯供电，以避开金卤灯工作在直流状态下时影响灯的寿命，同时也可避开金卤灯在高频下发生声谐振现象。
这种三级低频方波电路中的点火电路用于完成金卤灯的启动和正常供电，控制和庇护电路则可实现囫囵电路的协调工作，包括金卤灯的启动控制、电流功率控制及金卤灯的庇护控制等。
本文主要研究70 W金卤灯电子镇流器中新型Buck电路的设计办法。
3 Buck电路的设计Buck电路是金卤灯电子镇流器的中间部分，本文采纳电流峰值控制芯片UC3843来实现的驱动控制，它通过检测Buck回路中的电流，也就是通过检测采样R两端的电压来实现对MOS管的控制。
采用二级拓扑电路实现金卤灯镇流器控制的设计
采用二级拓扑电路实现金卤灯镇流器控制的设计
1.引言
随着科技进步，人类对照明的需求也与时俱进，经历了白炽灯、荧光灯两代照明产品之后，人类开辟了照明史的新纪元，进入了金属卤化物灯的照明时代.较之前两代产品，金卤灯的启动过程更为繁琐，在此过程中需要电子镇流器的参与。
所以对镇流器的研究成了光源照明技术发展过程中必不可少的环节。
最初研究镇流器主要面临的技术难题是“声谐振”
现象。
随着研究的深入，可采用低频方波技术能有效的解决这个问题，使电子镇流器应用于金卤灯获得了极其重要的进展。
因此为了节约设计成本简化电路设计，本文提出一种电子镇流器二级拓扑结构的设计思想。
2.镇流器的电路拓扑结构
2.1 三级电路拓扑结构
在电子镇流器的设计中，最常采用的设计电路为传统的三级拓扑，系统结构由功率因数校正（PFC）电路、DC/DC电路和DC/AC电路组成，三部分电路相互独立且各自完成相应的功能。
第一级的功率因数校正电路，可选用的拓扑为BOOST型和反激型的功率因数校正电路。
第二级电路为DC/DC电路，其主要功能是控制灯启动过程中的电流和功率，稳定灯的工作点，这一级电路最常采用的拓扑为BUCK电路。
第三级电路为DC/AC逆变电路，其主要功能是为灯提供一个交变的工作电流和电压，常用拓扑为半桥和全桥电路.传统的三级电路每一级电路独立执行相应的功能。
控制相对简单，系统的可靠性较好。
但是，传统的三级低频方波电路存在电路复杂、成本高、效率低等缺点。
2.2 二级电路拓扑结构。
汽车头灯电子镇流器的设计报告.
基于新型小功率汽车头灯电子镇流器的设计报告目录绪论 (3)1 电子镇流器的概述 (4)1.1 电子镇流器概念 (4)1.2 交流电子镇流器的组成及其优点 (4)1.2.1 交流电子镇流器的组成 (4)1.2.2 交流电子镇流器的优点 (5)1.3 电子镇流器的发展 (6)2 一种数字化小功率金卤灯电子镇流器的研究 (8)2.1 拓扑结构、工作方式及控制策略 (8)2.2 仿真及实验结果................................................... 1..1.2.3 结论 (13)结束语 (14)参考文献 (15)插图索引图1 电子镇流器组成方框图 (4)图2 荧光灯光效随频率变化曲线图 (5)图3 主电路的拓补结构 (8)图4 并联负载谐振电路 (8)图5 u 和逆变电路 f 的关系 (9)rc图6半桥双Buck电路 (10)图7 控制程序框图 (10)图8 不同状态下的仿真结果 (12)图9稳态是MOSFET的u gVQ1和u gV Q2波形 (13)绪论现在，汽车头灯电子镇流器还存在的体积大，设计成本高，复杂等问题，现在较多的使用在高档的汽车场合。
所以，开发高性能、低成本的汽车头灯电子镇流器具有巨大的研究意义与实际价值，具有着相当好的应用前景。
20 世纪80 年代，有精确尺寸的低功率小型石英金属卤化物灯在设计和生产两方面都获得了突破。
同时，随着人们生活及交往节奏的加快和高速公路的建成，要求不断改善汽车夜间驾驶的安全性，为此需要有良好的前照灯视觉构造，因此世界各国开始用小功率氙金属卤化物灯代替常规的卤钨灯作为汽车前照灯的光源。
通过在灯中充入几个大气压的高压氙气作为启动气体来满足汽车前照灯瞬时发光的要求。
目前，高强度汽车头灯电子镇流器系统是研究热点之一，但是这种电子镇流器设计复杂，价钱昂贵，且体积较大，只适用于高端汽车等应用场合。
显然，若能减小其体积和成本，其需求量将大量上升，因此有着相当好的应用前景！高强度气体放电灯由于它的发光效率高、色温好、寿命长等优点，已经被广泛地应用于广场、道路照明等场合。
40金卤灯电感镇流器检验规范
一、目的：为确保金卤灯电感镇流器来料符合本公司产品要求，特制定检验和判定标准。
二、引用标准：参照国标GB20053-2006、GB20054-2006、GB15042-2008制定。
三、检验环境；在正常光线下，距30CM远，以适宜视角观看产品。
四、抽样水准：GB/T 2828.1-2003，正常单次抽样检验：A=0 B=1.5 C五、检验内容：检验项目检验工具检验标准/方法抽样数量缺陷等级外观目视试装丝印内容符合对应的丝印图纸，且完整无缺漏按抽样标准进行抽取样品B 镇流器表面丝印应能满足附着力要求 B镇流器底板上的固定孔能顺利穿过对应的螺丝或拉钉 B镇流器上电源线或端子型号规格符合样板或承认书要求 B电源线线径(含线芯经径)应符合样板或国家标准要求 B将镇流器引线拆弯180度再复位，反复5次，电源线不应出现断裂、裂皮等不良现象B低压启动调压器与镇流器匹配的灯管需在198V，10S内正常启动。
B耐压测试耐压测试仪在镇流器输入线与金属体之间施加AC1.8KV 5mA 3-5秒不能出现拉弧、击穿等现象A结构尺寸游标卡尺电子秤千分尺试装电感镇流器尺寸规格应符合样板要求 B检查矽钢片的数量应与样板一致每批10PCSB 秤量整机电感镇流器重量需与样板相符 B拆机测量电感镇流器内导线重量需与样板相符每批1-2PCSB 拆机测量镇流器导线线径、圈数符合样板或承认书要求 B检查镇流器底板孔位与样板相符 B通电测试调压器功率机（测试线路按附图一/二操作）测试相关参数应符合工程设计技术参数(参数见附表)每批5-10PCS 测试242V电压下电感镇流器的短路电流符合设计要求 B将整套电器组装后测试启动过程时光源不能出现自熄或明显频闪现象B 将整套电器组装后装在有12度角光面反光罩的灯具内点灯15-90分钟，观察灯光不能有明显频闪B 灯泡在启动和正常燃点过程中不应有高压脉冲输出（光源不能出现特别亮的瞬间）B温升测试烘箱温度计运用线圈绕组温升测试法测试，电感镇流器的温升不能超过规定值（测试条件：电压220V 4小时）B震动测试试装电感镇流器组装到电器箱或金卤灯后点灯15-90分钟，触摸镇流器表面或底部不能感觉明显震动B噪音视听电感镇流器组装到电器箱或金卤灯后点灯15-90分钟，距离电感镇流器约70cm远不能听到明显噪音B附表一：常规型金卤灯电感镇流器工程设计技术参数：规格型号额定工作电压/频率测试电压V电流范围A110%（242V）电压时，短路电流A功率因数镇流器表面温升△tYZ35DF-B220V/50Hz 169 ≤≤≤60℃YZ70DF-B 169 ≤≤≤70℃YZ150DF-B 178 ≤≤70℃备注：1、金卤灯电感镇流器检验前必须核对经公司确认的供应商承认书。
金卤灯电子镇流器设计与调试.
金卤灯电子镇流器设计与调试编者按：以节能为主的现代照明中，金卤灯以其优良的照明效果，较高的显色指数在商业领域得到了广泛应用，目前由于电子产品的不稳定性和制造工艺的制约，使该系列产品并未得到较为广泛的应用。
本文是针对目前各厂碰到的一些电路结构的分析，并结合本人在电路设计方面的经验所得出的一些心得体会。
一.金卤灯的灯管金卤灯作为高强度气体放电灯的一种，它包含了高压气体放电灯的一些典型特性，以民用 70w单双端灯泡为例：不同厂家或相同厂家的制造工艺，均有可能使灯泡的电气参数出现离散。
主要体现为管压、管流以及金卤丸的微量元素的差别，和色温的误差，其中以灯管管压和管电流尤为明显。
二．恒功率，用一个电子镇流器 , 点不同的灯泡会出现不同的功率。
如用不同厂家的灯泡有可能会出现更大的参数差别。
所以对于电子式金卤灯镇流器，有恒功率的要求，即同一电子镇流器点不同厂家的灯泡会得到同一输入功率。
例如点不同70w 金卤灯为输出70w，点150w 负载灯泡时的输出也为70w。
镇流器不会因为灯泡的差别而影响输出功率，所以这个功能对于电子镇流器优为重要，这个功能可使不同的灯管在同一功率下能稳定地工作。
（能均恒在多支灯同时使用的场合产生的光线误差并有效减少了该误差的存在——恒功率）。
三. 宽电压的输入。
电路结构中的前端APFC 电路,它的应用除可以修正输入电压与电流的波形相位，还可以使输出的直流电压稳定在直流400V，即输入100v～260v 交流变化时，电路的输出均为400v 直流，同时功率因素修整为0.99 以上，对于群体使用的TH D 的控制更具优势，平均可控制电流总谐波含量在8%，如电路调试良好可控在3%以内。
APFC 分为DCM 和CCM 二种，DCM 为峰指电流型即通用常见的STL6561，SA7527 ,MC33262.。
CCM 型 IR1150 等。
DCM 大部分用于450w 以内的电路结构，由于DCM 是频率与脉宽均可调，电路结构相对简单，而且应用最为广泛的结构，该结构的缺点为在空载启动时，上冲电压较高，原则上输出电压会停留在400v，这个电压是由1 脚的电阻分压采样决定的，1 脚基准电压为2.5v，如电阻分压超过2.5v 芯片的输入会控制输出PWM 波形宽度会减小，会使电感的储能减少，从而减少输出能量，降低输出电压。
电子行业金卤灯电子镇流器设计
电子行业金卤灯电子镇流器设计引言金卤灯是电子行业中常用的一种照明设备，其特点是高亮度和高色温。
为了更好地使用金卤灯，在设计中需要配备电子镇流器，以提供稳定的电源和恰当的电流。
1. 需求分析在设计电子行业金卤灯电子镇流器之前，首先需要进行需求分析。
根据金卤灯的特点，我们可以得出以下需求：1.提供恒流恒压的电源，以保证金卤灯的稳定工作；2.具备开关功能，以方便控制金卤灯的开关；3.具备过流保护和过温保护功能，以保护金卤灯和电子镇流器本身；4.高效能和低功耗，以减少能源消耗和热量产生。
2. 电子镇流器的基本原理电子镇流器是通过将交流电转换为恒流恒压的直流电来驱动金卤灯。
其基本原理包括以下几个部分：2.1 电源部分电源部分主要包括整流桥和滤波电容。
整流桥用于将交流电转换为直流电，滤波电容则用于平滑输出的直流电。
2.2 恒流恒压部分恒流恒压部分是电子镇流器的核心部分，它通过控制PWM信号，调整输出电流和电压，以满足金卤灯的工作要求。
2.3 控制部分控制部分主要包括微控制器和相关的电路。
微控制器用于控制和监测电子镇流器的工作状态，同时实现开关功能和保护功能。
3. 电子镇流器设计方案基于上述需求和原理，我们可以设计一个基于微控制器的电子镇流器，具体方案如下：3.1 电源设计电源设计包括整流桥和滤波电容的选择。
考虑到金卤灯的功率需求，我们选择高性能的整流桥和适当的滤波电容。
同时，为了提高效能，我们可以采用高频变换器。
3.2 恒流恒压设计恒流恒压设计主要包括PWM信号的控制和反馈回路的设计。
通过精确的控制PWM信号的占空比和频率，可以实现稳定的电流和电压输出。
反馈回路可以实时监测输出电流和电压，并根据需要进行调整。
3.3 控制设计控制设计主要包括微控制器的选择和相关电路的设计。
微控制器需要具备足够的计算能力和控制接口，以实现金卤灯的开关功能和保护功能。
同时，还需要设计相应的保护电路，以保护金卤灯和电子镇流器本身。
基于单片机的金卤灯电子镇流器研制.
基于单片机的金卤灯电子镇流器研制0引言随着科技的迅猛发展，世界自然资源也以同样的迅猛速度消耗着，节能已经成为各国科研计划中的重要项目。
照明节能越来越引起人们的关注，并逐渐上升到保护资源和环境的高度。
近年来，得益于电力电子学的发展，节能型电光源配套设备也得到了迅速发展。
与传统的电感镇流器相比，电子镇流器自身能耗大为降低，性能参数大大提高，体积和重量大大减小，使用寿命延长，并且改善了照明质量。
金卤灯作为一种新型节能高强度放电灯，其显0 引言随着科技的迅猛发展，世界自然资源也以同样的迅猛速度消耗着，节能已经成为各国科研计划中的重要项目。
照明节能越来越引起人们的关注，并逐渐上升到保护资源和环境的高度。
近年来，得益于电力电子学的发展，节能型电光源配套设备也得到了迅速发展。
与传统的电感镇流器相比，电子镇流器自身能耗大为降低，性能参数大大提高，体积和重量大大减小，使用寿命延长，并且改善了照明质量。
金卤灯作为一种新型节能高强度放电灯，其显色性好，光色接近于太阳光，而且发光效率高，广泛应用于广场、码头、车间等室内外照明中。
因此，与其配套的电子镇流器也成为近几年研究的热点。
降低金卤灯及电子镇流器的成本，缩小其体积则成为研究的关键。
1 硬件电路设计1．1 金卤灯电子镇流器技术指标功率因数大于等95％；电流畸变系数小于等于10％；电流波峰系数小于等于1．7；使用寿命大于等于10 000 h；启动时间小于等于1 min；有过压、过流及异常状态保护功能。
1．2 电子镇流器的工作原理该电子镇流器的基本结构框图如图1所示，它主要由整流及功率因数校正电路、恒功率控制电路、高频逆变电路、点火电路及控制电路几部分构成。
该电路的输入为50／60 Hz，220V的工频交流电，在电源接通而灯未点燃时，经LC 谐振电路谐振后能产生3 kV以上的高压把灯点亮；而灯稳定工作以后，灯两端电压约为85 V，维持金卤灯的正常点燃。
1．2．1 整流与功率因数校正电路本电路的整流滤波是采用桥式整流电容滤波电路来实现的，通过EMI滤波器得到310V的直流电压送到APFC电路。
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金卤灯电子镇流器设计与调试
编者按：以节能为主的现代照明中，金卤灯以其优良的照明效果，较高的显色指数在商业领域得到了广泛应用，目前由于电子产品的不稳定性和制造工艺的制约，使该系列产品并未得到较为广泛的应用。
本文是针对目前各厂碰到的一些电路结构的分析，并结合本人在电路设计方面的经验所得出的一些心得体会。
一.金卤灯的灯管
金卤灯作为高强度气体放电灯的一种，它包含了高压气体放电灯的一些典型特性，以民用 70w单双端灯泡为例：不同厂家或相同厂家的制造工艺，均有可能使灯泡的电气参数出现离散。
主要体现为管压、管流以及金卤丸的微量元素的差别，和色温的误差，其中以灯管管压和管电流尤为明显。
二．恒功率，用一个电子镇流器 , 点不同的灯泡会出现不同的功率。
如用不同厂家的灯泡有可能会出现更大的参数差别。
所以对于电子式金卤灯镇流器，有恒功率的要求，即同一电子镇流器点不同厂家的灯泡会得到同一输入功率。
例如点不同70w 金卤灯为输出70w，点150w 负载灯泡时的输出也为70w。
镇流器不会因为灯泡的差别而影响输出功率，所以这个功能对于电子镇流器优为重要，这个功能可使不同的灯管在同一功率下能稳定地工作。
（能均恒在多支灯同时使用的场合产生的光线误差并有效减少了该误差的存在——恒功率）。
三. 宽电压的输入。
电路结构中的前端APFC 电路,它的应用除可以修正输入电压与电流的波形相位，还可以使输出的直流电压稳定在直流400V，即输入100v～260v 交流变化时，电路的输出均为400v 直流，同时功率因素修整为0.99 以上，对于群体使用的TH D 的控制更具优势，平均可控制电流总谐波含量在8%，如电路调试良好可控在3%以内。
APFC 分为DCM 和CCM 二种，DCM 为峰指电流型即通用常见的STL6561，SA7527 ,MC33262.。
CCM 型 IR1150 等。
DCM 大部分用于450w 以内的电路结构，由于DCM 是频率与脉宽均可调，电路结构相对简单，而且应用最为广泛的结构，该结构的缺点为在空载启动时，上冲电压较高，原则上输出电压会停留在400v，这个电压是由1 脚的电阻分压采样决定的，1 脚基准电压为2.5v，如电阻分压超过2.5v 芯片的输入会控制输出PWM 波形宽度会减小，会使电感的储能减少，从而减少输出能量，降低输出电压。
脚为 1脚基准的信号补偿端，接上去耦电容，可使主电路电压采样的冲击减小，3脚为输入相位检测输入端，4脚为过流保护端输入 1V有效，5脚为零电流采样端，6脚接地，7脚为信号输出端，8脚为 Vcc正极。
1. 这个部分的主要可靠性是来自于主电路的启动冲击电流以及MOS的导通角，如果采样电流过低，4 脚采样反馈不及时，会导致MOS 导通电流过大，以致电路失效。
2. 输出的电压过高（启动时），1 脚与2 脚去耦参数不匹配，空载电压会上冲到450-500V 以上,导MOS 的耐压超标导致电路崩溃。
3.在低电压时，MOS 的升压电流更大（PWM 输出导通较宽）MOS 温升较高。
这时可将电压范围设定为接近值，例如：120v～260v 时同等负载测试时，可将电感的感量及匝数，按照260v 时的输入值，设定并最大可能减少次级匝数。
在120v 时可将输入最低电压设定为110v最大限度增加电感感量，使母线在110v 满载时输出达到额定的400v。
在260v 时设定次级是由于输入电压升高，输入电流减小会使次级电压下降，5 脚电流采样失效，使芯片进入重新启动（误以为空载）母线不断脉动的重新启动。
110V 调试时感量大，可减少因输入电压低而导致的PWM 频率太高，带来的MOS 开关损耗，感量大时亦可有效减少峰值电流的值。
另一减少MOS 温升的方式是并联一路吸收网络。
电阻并联高速二极管后在串联一只电容可使MOS 开关时的尖峰反向电压得到有效吸收。
（小功率无明显优势）。
4. 在 110v时为加大感量后，可以加大电流采样电阻，例：在调试 70w负载，110v时可接 80W负载试验,并适当最大化这一值，以保证在低压可有效预防启动时冲击电流过大（电流反馈速度更快）。
5. 器件的选择上有几点需要注意：
⑴ 电容：要选取一些对于高频损耗较小，耐高温，容量误差较小的电容。
例如：去耦电容的容量误差及随温度变化量的大小会决定启动和输出电压的精度。
（华容及法拉，较为稳定，以经长期验证）。
⑵ 电阻：分压采样的这个精度决定母线电压，所以要选取1%精度的金属膜电阻，电流采样最好采用无感（小功率无特殊要求）。
⑶ 二极管：原则上开关时间越小的二极管损耗越小，但在实际使用时未能发现这一趋势，（日本新电源在大功率120v 250w 以上有明显优势）。