金鹵燈電子鎮流器設計與調試

編者按：以節能為主的現代照明中，金鹵燈以其優(yōu)良的照明效果，較高的顯色指數在商業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應用，目前由于電子產(chǎn)品的不穩定性和制造工藝的制約，使該系列產(chǎn)品并未得到較為廣泛的應用。本文是針對目前各廠(chǎng)碰到的一些電路結構的分析，并結合本人在電路設計方面的經(jīng)驗所得出的一些心得體會(huì )。

　　一.金鹵燈的燈管

　　金鹵燈作為高強度氣體放電燈的一種，它包含了高壓氣體放電燈的一些典型特性，以民用 70w單雙端燈泡為例：不同廠(chǎng)家或相同廠(chǎng)家的制造工藝，均有可能使燈泡的電氣參數出現離散。主要體現為管壓、管流以及金鹵丸的微量元素的差別，和色溫的誤差，其中以燈管管壓和管電流尤為明顯。

　　二． 恒功率，用一個(gè)電子鎮流器 , 點(diǎn)不同的燈泡會(huì )出現不同的功率。

　　如用不同廠(chǎng)家的燈泡有可能會(huì )出現更大的參數差別。所以對于電子式金鹵燈鎮流器，有恒功率的要求，即同一電子鎮流器點(diǎn)不同廠(chǎng)家的燈泡會(huì )得到同一輸入功率。例如點(diǎn)不同70w 金鹵燈為輸出70w，點(diǎn)150w 負載燈泡時(shí)的輸出也為70w。鎮流器不會(huì )因為燈泡的差別而影響輸出功率，所以這個(gè)功能對于電子鎮流器優(yōu)為重要，這個(gè)功能可使不同的燈管在同一功率下能穩定地工作。（能均恒在多支燈同時(shí)使用的場(chǎng)合產(chǎn)生的光線(xiàn)誤差并有效減少了該誤差的存在――恒功率）。
　　三. 寬電壓的輸入。

　　電路結構中的前端APFC 電路,它的應用除可以修正輸入電壓與電流的波形相位，還可以使輸出的直流電壓穩定在 直流400V，即輸入100v～260v 交流變化時(shí)，電路的輸出均為400v 直流，同時(shí)功率因素修整為0.99 以上，對于群體使用的TH D 的控制更具優(yōu)勢，平均可控制電流總諧波含量在8%，如電路調試良好可控在3%以?xún)?。APFC 分為DCM 和CCM 二種，DCM 為峰指電流型即通用常見(jiàn)的STL6561，SA7527 ,MC33262.。 CCM 型 IR1150 等。

　　DCM 大部分用于450w 以?xún)鹊碾娐方Y構，由于DCM 是頻率與脈寬均可調，電路結構相對簡(jiǎn)單，而且應用最為廣泛的結構，該結構的缺點(diǎn)為在空載啟動(dòng)時(shí)，上沖電壓較高，原則上輸出電壓會(huì )停留在400v，這個(gè)電壓是由1 腳的電阻分壓采樣決定的，1 腳基準電壓為2.5v，如電阻分壓超過(guò)2.5v 芯片的輸入會(huì )控制輸出PWM 波形寬度會(huì )減小，會(huì )使電感的儲能減少，從而減少輸出能量，降低輸出電壓。

　　腳為 1腳基準的信號補償端，接上去耦電容，可使主電路電壓采樣的沖擊減小，3腳為輸入相位檢測輸入端，4腳為過(guò)流保護端輸入 1V有效，5腳為零電流采樣端，6腳接地，7腳為信號輸出端，8腳為 Vcc正極。

　　1. 這個(gè)部分的主要可靠性是來(lái)自于主電路的啟動(dòng)沖擊電流以及MOS的導通角，如果采樣電流過(guò)低，4 腳采樣反饋不及時(shí)，會(huì )導致MOS 導通電流過(guò)大，以致電路失效。

　　2. 輸出的電壓過(guò)高（啟動(dòng)時(shí)），1 腳與2 腳去耦參數不匹配，空載電壓會(huì )上沖到450-500V 以上,導MOS 的耐壓超標導致電路崩潰。

　　3.在低電壓時(shí)，MOS 的升壓電流更大（PWM 輸出導通較寬）MOS 溫升較高。這時(shí)可將電壓范圍設定為接近值，例如：120v～260v 時(shí)同等負載測試時(shí)，可將電感的感量及匝數，按照260v 時(shí)的輸入值，設定并最大可能減少次級匝數。在120v 時(shí)可將輸入最低電壓設定為110v最大限度增加電感感量，使母線(xiàn)在110v 滿(mǎn)載時(shí)輸出達到額定的400v。在260v 時(shí)設定次級是由于輸入電壓升高，輸入電流減小會(huì )使次級電壓下降，5 腳電流采樣失效，使芯片進(jìn)入重新啟動(dòng)（誤以為空載）母線(xiàn)不斷脈動(dòng)的重新啟動(dòng)。110V 調試時(shí)感量大，可減少因輸入電壓低而導致的PWM 頻率太高，帶來(lái)的MOS 開(kāi)關(guān)損耗，感量大時(shí)亦可有效減少峰值電流的值。另一減少MOS 溫升的方式是并聯(lián)一路吸收網(wǎng)絡(luò )。電阻并聯(lián)高速二極管后在串聯(lián)一只電容可使MOS 開(kāi)關(guān)時(shí)的尖峰反向電壓得到有效吸收。（小功率無(wú)明顯優(yōu)勢）。

　　4. 在 110v時(shí)為加大感量后，可以加大電流采樣電阻，例：在調試 70w負載，110v時(shí)可接 80W負載試驗,并適當最大化這一值，以保證在低壓可有效預防啟動(dòng)時(shí)沖擊電流過(guò)大（電流反饋速度更快）。

　　5. 器件的選擇上有幾點(diǎn)需要注意：

　?、?電容： 要選取一些對于高頻損耗較小，耐高溫，容量誤差較小的電容。例如：去耦電容的容量誤差及隨溫度變化量的大小會(huì )決定啟動(dòng)和輸出電壓的精度。（華容及法拉，較為穩定，以經(jīng)長(cháng)期驗證）。

　?、?電阻 ：分壓采樣的這個(gè)精度決定母線(xiàn)電壓，所以要選取1%精度的金屬膜電阻，電流采樣最好采用無(wú)感（小功率無(wú)特殊要求）。

　?、?二極管 ：原則上開(kāi)關(guān)時(shí)間越小的二極管損耗越小，但在實(shí)際使用時(shí)未能發(fā)現這一趨勢，（日本新電源在大功率120v 250w 以上有明顯優(yōu)勢）。