汽車HID前照燈高壓啟動電路及控制策略

1、汽車hid前照燈高壓啟動電路及控制策略hid前照燈因具有高光效、顯色性好、長壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一代汽車前照燈的重要挑選介紹一種新型的hid前照燈啟動，牢靠地實(shí)現(xiàn)了迅速點(diǎn)燈并延伸了燈的用法壽命解決計(jì)劃：控制器通過400 v恒壓閉環(huán)控制為cc和接續(xù)迅速充電采納電流積分的方式實(shí)現(xiàn)低頻溝通方波點(diǎn)燈避開直流和高頻溝通點(diǎn)燈的危害高強(qiáng)度氣體放電(high intensity discharge，hid)燈屬于新一代節(jié)能燈，已廣泛應(yīng)用于交通、市政、工廠等照明中。汽車高強(qiáng)度氣體放電前照燈具有高光效、顯色性好、長壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，已得到各國汽車行業(yè)的高度重視。大多數(shù)鎮(zhèn)流器都由一個(gè)直流變換器將額定12v 的直流升壓

2、，再由逆變電路為燈提供溝通電，以避開單側(cè)電極的過度燒損。前級的效率挺直影響到系統(tǒng)的效率，因此，必需合理設(shè)計(jì)升壓直流環(huán)節(jié)。由于汽車前照燈要求迅速啟動和熱燈的迅速眨眼啟動。冷燈啟動所需的啟動電壓普通大于13 kv ，熄滅后重新啟動的燈所需的啟動電壓需高達(dá)23 kv 。因此hid 前照燈啟動電路的輸出電壓應(yīng)有足夠的幅值和寬度，且電壓范圍要寬。本文提出了一種新型啟動電路，并采納了電流積分作為識別冷熱啟動的判據(jù)，牢靠地實(shí)現(xiàn)了迅速點(diǎn)燈并延伸了燈的用法壽命。常用高壓啟動電路比較啟動期間，電子鎮(zhèn)流器要經(jīng)受高壓擊穿、電流接續(xù)、預(yù)熱維弧3個(gè)階段。高壓啟動電路是hid 前照燈能否眨眼點(diǎn)亮的基礎(chǔ)。但輝光放電后慣性和濾

3、波延遲使直流變換器和檢測回路很難有較快的響應(yīng)速度，所以需要1所示的電流接續(xù)(take- over) 電路，它可利用電容預(yù)先儲存的能量為燈提供一個(gè)較大的眨眼電流(約300ms) ，保證輝弧牢靠過渡。普通高壓發(fā)生電路有以下幾種：圖1 電流接續(xù)電路a.單級升壓電路此電路普通要求匝數(shù)比很高。因高壓線圈流過燈電流，所用導(dǎo)線不能太細(xì)，這樣會使高壓體積增大。采納并聯(lián)方式可將高壓側(cè)線圈導(dǎo)線做得較細(xì)，但燈需串聯(lián)另外的鎮(zhèn)流，這樣，鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的體積也會很大。b.雙級升壓電路采納此電路，在產(chǎn)生高壓的同時(shí)，高壓側(cè)繞組起到鎮(zhèn)流電感的作用，可降低系統(tǒng)的體積和分量，2和圖3所示。圖2和圖3的區(qū)分在于，前者采納了兩級變壓器，體

4、積較大，圖3電路只用了一個(gè)升壓變壓器，但前級采納了倍壓整流電路，可降低變壓器的匝數(shù)比，不會增強(qiáng)變壓器的體積。圖4是我們采納的電路，因?yàn)槲┆?dú)一級變壓器，體積大大減小。圖2 具有兩級升壓變壓器的高壓啟動電路圖3 具有倍壓整流的單級升壓變壓器升壓電路高壓啟動電路原理分析在倍壓整流電路中，因變壓器的副邊兩個(gè)方向的電流通路都存在，此時(shí) flyback部分電路不再是一個(gè)反激變換器。在啟動階段，控制程序?qū)θ珮蚰孀冸娐返哪妇€電容c1 的端電壓，也就是后級h 橋的母線電壓舉行400v 恒壓閉環(huán)。倍壓整流輸出電壓1200v 通過r1和r2對電容cc充電，cc 段電壓逐漸上升。如其端電壓能達(dá)到600 v ，放電管擊

5、穿，cc放電，能量耦合到副邊，產(chǎn)生高壓。如倍壓整流輸出電壓不夠高，則會因r1、r2和r3的分壓，在與cc并聯(lián)的上的分壓小于 600v ，不能擊穿放電管。即使倍壓整流的電壓足夠高，假如r3 相對于r1+r2 的比例不夠大，也不能產(chǎn)生600v的擊穿電壓。一旦cc 的端電壓使放電管擊穿，將cc中的能量轉(zhuǎn)移到高壓變壓器的副邊，在燈端產(chǎn)生高壓，其電壓值由變壓器副邊的電感和電容、燈狀態(tài)及壓敏電阻和線路電阻所構(gòu)成回路的時(shí)光常數(shù)打算。啟動階段的控制為了牢靠實(shí)現(xiàn)啟動，控制器通過400 v恒壓閉環(huán)控制為cc和電流接續(xù)電容迅速充電，此電壓如選得太低可造成啟動緩慢，或啟動后電路的能量不夠，啟動則失敗。為了避開單側(cè)電極

6、過度燒損，必需避開每次都從單側(cè)電極打火。程序中設(shè)定了一段啟動方向隨機(jī)挑選子程序。在電壓閉環(huán)控制的同時(shí)，程序不斷檢測電流，一旦電流達(dá)到設(shè)定值就確認(rèn)啟動勝利，進(jìn)入維弧預(yù)熱子程序(warm-up) 階段。此階段時(shí)光為tpre，主要任務(wù)是維弧預(yù)熱，為防止直流點(diǎn)燈造成單側(cè)電極過度燒損及高頻溝通下過零點(diǎn)熄弧，本文采納了一種電流積分的方式實(shí)現(xiàn)低頻溝通方波。電流積分須滿足： ，在warm-up 期間，每次中斷發(fā)生后將電流取樣值加和，一旦加和達(dá)到設(shè)定值，將加和清零并翻轉(zhuǎn)逆變橋切換到下一半波。重復(fù)上述過程，直到半波結(jié)束，進(jìn)入功率遞減過渡階段。這樣控制的優(yōu)點(diǎn)是：可自動識別點(diǎn)燈溫度，為后續(xù)控制提供初始依據(jù)。圖4 實(shí)驗(yàn)采納的高壓啟動電路高壓發(fā)生電路試驗(yàn)及波形圖5采納3倍壓整流電路，放電管的額定擊穿電壓為600v ，高壓包的匝數(shù)比150 ，放電管擊穿電壓為600v。試驗(yàn)波形見圖6。圖5 啟動眨眼電容cc 端電壓和放電管端電壓圖6 冷燈啟動高壓和工作電壓波形開關(guān)試驗(yàn)是為驗(yàn)證這套電路和控制策略的牢靠性編制一套可編程控制器( ) 程序，用于測試電子鎮(zhèn)流器的開關(guān)牢靠性。開關(guān)試驗(yàn)