汽車(chē)HID前照燈高壓?jiǎn)?dòng)電路及控制策略

中心議題：

HID前照燈因具有高光效、顯色性好、長(cháng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一代汽車(chē)前照燈的重要選擇
介紹一種新型的HID前照燈啟動(dòng)電路，可靠地實(shí)現了快速點(diǎn)燈并延長(cháng)了燈的使用壽命
解決方案：

控制器通過(guò)400 V恒壓閉環(huán)控制為Cc和電流接續電容快速充電
采用電流積分的方式實(shí)現低頻交流方波點(diǎn)燈避免直流和高頻交流點(diǎn)燈的危害

高強度氣體放電(High Intensity Discharge，HID)燈屬于新一代節能燈，已廣泛應用于交通、市政、工廠(chǎng)等照明中。汽車(chē)高強度氣體放電前照燈具有高光效、顯色性好、長(cháng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，已得到各國汽車(chē)行業(yè)的高度重視。

大多數電子鎮流器都由一個(gè)直流變換器將額定12V 的直流電壓升壓，再由逆變電路為燈提供交流電，以避免單側電極的過(guò)度燒損。前級的效率直接影響到系統的效率，因此，必須合理設計升壓直流環(huán)節。因為汽車(chē)前照燈要求快速啟動(dòng)和熱燈的快速瞬間啟動(dòng)。冷燈啟動(dòng)所需的啟動(dòng)電壓一般大于13 kV ，熄滅后重新啟動(dòng)的燈所需的啟動(dòng)電壓需高達23 kV 。因此HID 前照燈啟動(dòng)電路的輸出電壓應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，并采用了電流積分作為識別冷熱啟動(dòng)的判據，可靠地實(shí)現了快速點(diǎn)燈并延長(cháng)了燈的使用壽命。

常用高壓啟動(dòng)電路比較
啟動(dòng)期間，電子鎮流器要經(jīng)歷高壓擊穿、電流接續、預熱維弧3個(gè)階段。高壓啟動(dòng)電路是HID 前照燈能否瞬間點(diǎn)亮的基礎。但輝光放電后慣性和濾波延遲使直流變換器和檢測回路很難有較快的響應速度，所以需要如圖1所示的電流接續(take-over) 電路，它可利用電容預先儲存的能量為燈提供一個(gè)較大的瞬間電流(約300ms) ，保證輝弧可靠過(guò)渡。一般高壓發(fā)生電路有以下幾種：

圖1 電流接續電路

a.單級升壓電路
此電路一般要求匝數比很高。因高壓線(xiàn)圈流過(guò)燈電流，所用導線(xiàn)不能太細，這樣會(huì )使高壓變壓器體積增大。采用并聯(lián)方式可將高壓側線(xiàn)圈導線(xiàn)做得較細，但燈需串聯(lián)另外的鎮流電感，這樣，鎮流器系統的體積也會(huì )很大。

b.雙級升壓電路
采用此電路，在產(chǎn)生高壓的同時(shí)，高壓側繞組起到鎮流電感的作用，可降低系統的體積和重量，如圖2和圖3所示。圖2和圖3的區別在于，前者采用了兩級變壓器，體積較大，圖3電路只用了一個(gè)升壓變壓器，但前級采用了倍壓整流電路，可降低變壓器的匝數比，不會(huì )增加變壓器的體積。圖4是我們采用的電路，由于只有一級變壓器，體積大大減小。

圖2 具有兩級升壓變壓器的高壓?jiǎn)?dòng)電路

圖3 具有倍壓整流的單級升壓變壓器升壓電路