金鹵燈電子鎮流器Buck電路的優(yōu)化設計

　　本設計使Buck電路工作在斷續模式下，因為斷續模式下所需的電感量比電流連續工作模式下的電感量要求要小，同時(shí)也可減小續流二極管因反向恢復而引起的損耗。對于70 W的金鹵燈，在穩態(tài)工作時(shí)，若其Buck輸出電壓VO為85 V，輸出電流IO為0.824 A(70 W／85 V)，Buck輸入電壓VIN為400 V，MOS管的工作頻率偽50 kHz，MOS管的工作周期T為20μs。那么，該電路在臨界狀態(tài)下的電感量為：

　　代人數據計算可得L為812μH。

　　為了保證Buck電路始終工作在斷續模式下，設計時(shí)可選擇L的值為650μH。而MOS管導通時(shí)的占空比為：

　　計算可得，當L為650μH時(shí)，D為0.194。

　　若Buck電路工作在50 kHz的開(kāi)關(guān)頻率下，那么，開(kāi)關(guān)導通時(shí)的浪涌電流和開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的浪涌電壓對Buck電路將形成較強的電磁干擾。實(shí)驗發(fā)現，MOSFET在開(kāi)關(guān)過(guò)程中毛刺較大，這是由開(kāi)關(guān)瞬間電路中的電流變化率比較大所導致的，這個(gè)毛刺對Buck的其他電路會(huì )產(chǎn)生嚴重干擾。設計時(shí)可以通過(guò)在MOS管兩端加RC緩沖電路的方法來(lái)減小毛刺，同時(shí)在設計印刷電路板時(shí)，應盡量降低電源線(xiàn)和地線(xiàn)的阻抗。因電源線(xiàn)、地線(xiàn)和其它印刷線(xiàn)都有阻抗，當電源電流變化較大時(shí)，會(huì )產(chǎn)生較大壓降，而地線(xiàn)壓降是形成公共阻抗干擾的重要因素，所以應盡量縮短地線(xiàn)，并應盡量加寬電源線(xiàn)和地線(xiàn)。

　　3 實(shí)驗結果

　　基于上述鎮流器的整體拓撲結構和對BUCK電路的分析，筆者設計了一臺70 W的三級低頻方波電子鎮流器，該電路的PFC輸出電壓為400 V，Buck工作頻率為50 kHz，輸出負載為70 W金鹵燈。當金鹵燈穩態(tài)運行時(shí)，實(shí)測的Buck輸出電壓約為85 V，其輸出電壓波形如圖3所示。圖中，電壓波形有較小的紋波，它與輸出電壓的要求基本一致。圖4為Buck電路的驅動(dòng)電壓波形，從圖中可知，其占空比為0.2，該數據與上述的理論計算基本一致。

　　4 結束語(yǔ)

　　本文提出了金鹵燈三級低頻方波電子鎮流器中Buck電路的優(yōu)化設計方案，該方案用UC3843來(lái)直接驅動(dòng)MOS管，從而為金鹵燈點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)提供空載高電壓，最終實(shí)現了金鹵燈穩態(tài)工作時(shí)的恒功率供電。與傳統的Buck電路相比，新型Buck電路的結構簡(jiǎn)單、所用器件少、成本低、可靠性高。