汽車(chē)HID前照燈高壓?jiǎn)?dòng)電路及控制策略

1、汽車(chē)hid前照燈高壓?jiǎn)?dòng)電路及控制策略hid前照燈因具有高光效、顯色性好、長(zhǎng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一代汽車(chē)前照燈的重要挑選介紹一種新型的hid前照燈啟動(dòng)，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(guò)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(kāi)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(chǎng)等照明中。汽車(chē)高強(qiáng)度氣體放電前照燈具有高光效、顯色性好、長(zhǎng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，已得到各國(guó)汽車(chē)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(kāi)單側(cè)電極的過(guò)度燒損。前級(jí)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(chē)前照燈要求迅速啟動(dòng)和熱燈的迅速眨眼啟動(dòng)。冷燈啟動(dòng)所需的啟動(dòng)電壓普通大于13 kv ，熄滅后重新啟動(dòng)的燈所需的啟動(dòng)電壓需高達(dá)23 kv 。因此hid 前照燈啟動(dòng)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(dòng)電路，并采納了電流積分作為識(shí)別冷熱啟動(dòng)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?jiǎn)?dòng)電路比較啟動(dòng)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?jiǎn)?dòng)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(cè)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(chǔ)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(guò)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(jí)升壓電路此電路普通要求匝數(shù)比很高。因高壓線(xiàn)圈流過(guò)燈電流，所用導(dǎo)線(xiàn)不能太細(xì)，這樣會(huì)使高壓體積增大。采納并聯(lián)方式可將高壓側(cè)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)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(huì)很大。b.雙級(jí)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(jí)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(jí)采納了倍壓整流電路，可降低變壓器的匝數(shù)比，不會(huì)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(jí)變壓器，體積大大減小。圖2 具有兩級(jí)升壓變壓器的高壓?jiǎn)?dòng)電路圖3 具有倍壓整流的單級(jí)升壓變壓器升壓電路高壓?jiǎn)?dòng)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(dòng)階段，控制程序?qū)θ珮蚰孀冸娐返哪妇€(xiàn)電容c1 的端電壓，也就是后級(jí)h 橋的母線(xiàn)電壓舉行400v 恒壓閉環(huán)。倍壓整流輸出電壓1200v 通過(guò)r1和r2對(duì)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(huì)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(duì)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(xiàn)路電阻所構(gòu)成回路的時(shí)光常數(shù)打算。啟動(dòng)階段的控制為了牢靠實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，控制器通過(guò)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(dòng)緩慢，或啟動(dòng)后電路的能量不夠，啟動(dòng)則失敗。為了避開(kāi)單側(cè)電極

6、過(guò)度燒損，必需避開(kāi)每次都從單側(cè)電極打火。程序中設(shè)定了一段啟動(dòng)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(cè)電流，一旦電流達(dá)到設(shè)定值就確認(rèn)啟動(dòng)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(guò)度燒損及高頻溝通下過(guò)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(mǎn)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(guò)程，直到半波結(jié)束，進(jìn)入功率遞減過(guò)渡階段。這樣控制的優(yōu)點(diǎn)是：可自動(dòng)識(shí)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?jiǎn)?dòng)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(jiàn)圖6。圖5 啟動(dòng)眨眼電容cc 端電壓和放電管端電壓圖6 冷燈啟動(dòng)高壓和工作電壓波形開(kāi)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(cè)試電子鎮(zhèn)流器的開(kāi)關(guān)牢靠性。開(kāi)關(guān)試驗(yàn)