新闻中心

EEPW首页 > EDA/PCB > 学习方法与实践 > 一种模拟控制的汽车头灯电子镇流器

一种模拟控制的汽车头灯电子镇流器

——
作者:张汀,许建柄,陈敏,钱照明时间:2008-01-15来源:电子元器件网收藏

摘要:目前,世界各国开始用小功率氙灯代替传统的卤钨灯作为前照灯的光源,但其电子的设计复杂,价格昂贵,主要用于高端场合。本文首先提出了采用控制的头灯电子;介绍了其基本原理和设计方法,它包括基本电路结构和主电路拓扑的选择。此外,由于疝灯的启动暂态过程极其复杂,因此如何较好地完成灯启动过程的控制是一个难点。文中给出了其恒功率切换及点火控制方案。最后,通过电子的样机制作,较好地完成了包括恒功率环切换,较高点火电压等灯从启动到稳定的各个控制任务。

关键词:;汽车;镇流器;;控制/氙金属

1.引言

  20实际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。

  本文提出了控制的汽车头灯电子镇流器,实现了用电路来控制汽车头灯从启动到稳定的各个控制任务,包括恒功率,点火控制等。

2.基本电路结构

  为了满足灯在启动与稳态时的不同要求,目前,一般采用的汽车头灯用电子镇流器的基本电路结构包含图1所示的4部分功能。

(1)DC/DC升压电路 由于目前汽车使用的电源为12V铅蓄电池,而灯管稳态电压约为85V,因此必须经过一级升压电路将电池电压升高。

(2)高压启动电路  由于灯点亮需要高压脉冲才能使灯管击穿开始放电,因此需要高压启动电路。启动电路可采取一级或二级升压的方式来产生至少23kV以上的高压脉冲。

(3)DC/AC变换电路  由于直流升压电路的输出为直流电,必须使用逆变电路将直流电转变为灯管所需的交流方波电流。逆变电路一般采用全桥逆变器。全桥逆变电路提供低频交流方波电流给灯管,以避免声谐振的发生。

(4)驱动与保护电路  灯管启动时控制启动电路。灯管点亮后,检测是否有过压及短路发生。通过检测灯电压与灯电流的信号控制驱动电路和保护电路,使灯管能稳定工作。{{分页}}

3.主电路拓扑的选择

  升压变换器除了要满足灯正常工作要求外,还必须考虑电路的空载输出电压能力。空载输出电压的高低决定了ignior电路和take over电路的设计。

(1)在众多的电路拓扑中,Boost电路是最简单的。当开关S工作在很大的占空比时,可以得到高的输出电压。然而,在这种工作条件下,输出二极管存在反向恢复问题,开关的电压电流应力高,损耗大。

(2)对于正激式变换器,虽然也可实现升压的目的,但其空载输出电压能力不如反激式变换器。正激式变换器的变压器不需要储存能量,所以变压器磁芯的尺寸可以很小,但为了输出400V的电压,必须增加次级绕组的匝数,因此需要大的窗口面积。所以过多的次级绕组会导致变压器铜损的增加,对提高效率是不利的。

(3)采用Flyback变换器作为DC/DC级拓扑,通过附加点火绕组的方法,减小DC/DC级的开关应力,增加了电路可靠性;如果采用数字控制可使电路工作于临界连续状态,可实现较多功能,从而降低电路成本。

  此外,还有许多汽车头灯电子镇流器的主电路拓扑综合考虑了这些方法,一般选用图2所示Flyback变换器加低频全桥逆变电路作为主电路拓扑。

4.控制电路设计方案

  灯的启动问题是目前的一大热点,因此对其控制方法的研究较多。通过控制系统的优化,提高了系统的动态响应速度;缩短了灯的预热时间,使灯能迅速进入弧光放电;减少了灯的电极损耗;延长了灯的寿命。

4.1采用电路完成控制策略

  图3示出设计的一种低成本、简单可行的控制电路。它完全能在汽车头灯从启动到稳定各个阶段内提供所需的各种控制功能。

{{分页}}

4.2恒功率控制方案

  由图3可知,全桥逆变电路的总体负载只有灯消耗有功功率,因此灯消耗的功率可近似看作是逆变器的输入功率。所以通过不断采样灯回路上的输出电压Uo和输出电流Io,采用抛物线近似的恒功率控制方法,用电路来实现可使控制精度达到

电子镇流器相关文章:电子镇流器工作原理


电子镇流器相关文章:




评论


相关推荐

技术专区

关闭