数字控制金卤灯电子镇流器样机设计

卓书芳

（福建信息职业技术学院 福建 福州 350003）

金属卤化物气体放电灯是高强度气体放电灯的一种，因其发光效率高、显色性好、寿命长等优良电光源性能，已成为照明领域中极具竞争力的电光源。针对金卤灯复杂的启动及稳态运行过程，传统的模拟控制器因其硬件电路复杂，控制不灵活[1]，为此提出采用数字控制的方法来满足金卤灯的运行要求。由于金卤灯在高频下工作容易产生声谐振现象，使灯电弧不稳定，灯光闪烁，甚至熄灭，严重时会损坏放电管，大大损害灯的寿命。本文采用低频方波工作方式，由三级电路组成，即PFC级+DC/DC级+低频全桥DC/AC级，能避免金卤灯的声谐振现象，并采用数字控制方法，实现镇流器与灯的不同阶段的不同负载特性相匹配[2]。

1 电路组成

整个电路的系统结构如图1所示，主要由以下5个部分组成：PFC级为功率因数校正，采用升压型BOOST DC/DC变换器，其输出电压作为DC/DC级的输入电压；DC/DC级进行功率处理，其电路采用ZVRT BUCK电路；DC/AC级采用全桥驱动实现直流变为交流，其MOS管的驱动由单片机的I/O口输出固定占空比为50%的低频方波来实现；触发器用来产生高压启动HID灯；数字控制器用来实现电压，电流和功率控制以及异常状态保护。

图1 数字控制金卤灯电子镇流器电路框图Fig.1 Metal halide lamp electronic ballast circuit diagram of digital control

2 样机设计

2.1 PFC电路设计

PFC级为功率因数校正，用来减少输入电流的谐波，提高功率因数，减少对电网的污染，同时还给DC/DC级提供稳定的输入电压，使DC/DC级输出的电压不受电网电压变化的影响，使灯能在较大的电网电压变化范围内正常启动和稳定工作，其输出电压根据电网最大输出电压而定，一般为400 V。……