电流跟踪控制高压钠灯电子镇流器研制

S2和S3的切换有两种模式，分别是双极性切换和单极性切换。双极性切换时，无论给定电流ig处于正半周期还是负半周期S2与S3都是互补通断。单极性切换时，ig正半周时，S3始终关断，S2进行斩波;负半周时，S2关断，S3斩波。单极性切换原理分析见图4，即在t0～t1时段，S2导通，电流iL增大;到t1时刻，iL增大到比〔ig(t1)+ΔI〕/k略大一点，滞环比较器动作，S2关断，电感L放电，iL经电容C2，二极管D3续流;直到t2时刻，下降到比〔ig(t2)-ΔI〕/k稍小一点，S2再一次导通，iL又将增大。ig处于负半周可作同样的分析。与双极性切换模式相比，单极性切换有以下优点：

1)只有一只功率管动作，开关损耗是双极性切换的一半;

2)主电路各物理量的动态应力，如dv/dt及di/dt小于双极性切换模式，因此，对控制电路的干扰小于双极性电路。

但是单极性模式的控制电路要附加一些简单的逻辑控制电路。

电感L的大小与滞环宽度2ΔI决定了开关频率的高低。当其它条件一定时，开关频率与电感L和滞环宽度的乘积成反比。因为功率MOSFET的开关频率很高，所以，用较小的电感即能满足要求。

2 启动电路的设计

启动电路采用逻辑控制，不须采取高压隔离措施，简化了主电路，并且能瞬时启动。工作原理如图5所示。利用LC振荡原理很容易产生高频脉冲，主电路中续流电感L作为LC振荡器的副边，原副边匝数比设为1∶20。原边300V电压来自控制辅助电源，理论上副边能产生6kV的脉冲。因为LC振荡回路中串有晶闸管SCR，触发时L两端只能产生下正上负的触发脉冲。M1，M2，M3为三个逻辑控制信号，只有三个信号全为高电平时，才会产生高压触发脉冲。

图5 触发启动电路

M1在C3上的电压被充到一定的值，变为高电平。

M2用来判断是否有灯电流，有灯电流时为低电平，禁止启动;而且M2上的信号具有延时功能，以避免灯熄灭后出现热启动;在灯恢复冷态后，M2变为高电平，允许启动。

M3与功率管S2驱动信号同步，使得只有在S2导通时才能产生触发电压。这样当L两端产生高电压时，S2处于导通状态，避免了触发电压对功率管的破坏。

3 实验结果

实验用钠灯型号为NG400，市电电压230V，动态存储示波器型号为TDS3012。进线端电压和电流波形如图6所示。电子镇流器的功率因数能达到0.97以上，谐波畸变也得到有效抑制，说明由UC3854构成的APFC性能良好。图7是稳定工作时灯电流波形，基本上是所要求的正弦波，电流幅值为6.5A，有效值为4.6A。实测进线段功率为412W，灯功率387W，所设计电子镇流器效率达到0.94。

图6 进线端电压电流波形