基于直流母线的HID镇流器技术分析.pdf
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1、2 0 0 5 年第1 2 期 东北电力技术4 1 基于直流母线的H I D 镇流器技术分析 AT e c h n i c a lA n a l y s i so nH I DA m p e r i t eT e c h n i q u eB a s e do nD CB u s b a t 金瑚庭 ( 浙江交通职业技术学院浙江杭州3 1 1 1 1 2 ) 摘要:提出用1 个总的整流滤波装置代替n 个单体镇流器中的n 个整流滤波电路,用直流母线供电代替传统的交流输入电 源供电,在原有的单体H I D 电子镇流器基础上,可进一步提高照明系统的效率和可靠性。解决了H I D 灯声音谐振问题,并
2、可以通过调节直流母线电压进行调光。仿真和试验均证明方案可行。 关键词:直流母线;单体H I D 电子镇流器;直流调压 中图分类号 T M 4 6 文献标识码】B 文章编号】1 0 0 4 7 9 1 3 ( 2 0 0 5 ) 1 2 0 0 4 1 0 3 1 单体H I D 电子镇流器的特点 H I D 电子镇流器具有良好的点灯参数,综合经 济效益较高,并可降低对电网的污染,对实现绿色 照明工程有极大的推动作用。 目前常规的电子镇流器大都采用A C D C A C 体式结构,其中A C D C 为整流滤波部分,D C A C 为逆变部分,同装在1 个壳体内,图1 为单体 H I D 电子镇
3、流器电路框图。 区 一囱 崮1 单俸H I D 电千镇流器电路框崮 图1 中E M I 、R F I 滤波器将来自电网的射频干 扰和电磁干扰滤除,同时防止镇流器电路产生的射 频干扰和电磁干扰进入电网,起到双向隔离作用, 整流器将电网的A C 转化为D C 电压。该整流器部 分可以采用A P F C 有源功率因数或P P F C 无源功率 因数矫正电路。高频逆变部分把D c 转化为高频电 压驱动H I D 。控制电路控制A P F C 开关管的开通与 关断,同时控制逆变电路中开关管的开通与关断、 D C A C 输出频率、电压等。高压点火电路输出启 动时所需的高电压脉冲。 单体电子镇流器具有效率
4、及功率因数高等优 点,但目前尚未得到推广,主要存在以下问题。 a 可靠性不高。目前我国H I D 灯泡生产厂家 较多,标准不统一,灯泡与电子镇流器匹配不好, 降低了使用效果,H I D 灯电子镇流器的结构比日光 灯的复杂,选用元件的数量数倍于日光灯,因此, 元件失效的机率也高。由于电子镇流器有的是安装 在马路边H I D 灯头上,灯头经受日晒雨淋,工作 温度低时达一1 0 ,高时达7 0 。C ,内部电子元器 件较多,密封环境下很难散热,这对灯具设计提出 了新的要求。H I D 电子镇流器一般要求工作环境温 度应低于5 5 ,电子镇流器外壳温度保持在7 5 以下,以保证电子镇流器的使用寿命。
5、b 声音共振。H I D 灯的“声共振”是点灯过 程中放电极不稳定造成的,严重时可使灯熄灭, H I D 电子镇流器不能完全克服H I D 灯在点灯过程中 产生的“声共振”现象,降低其使用的可靠性。 c 价格高。由于一次性投资高,目前还难以 被客户广泛接受。 2 基于直流母线的H I D 镇流器 用1 个整流滤波装置代替n 个一体式镇流器中 的n 个整流滤波电路。用直流母线供电方式代替传 统的交流输入电源供电。单体式电子镇流器整流滤 波功耗与逆变部分功耗都聚在一起,造成散热难、 温升高,导致镇流器在恶劣环境中不能长期可靠运 行。我们把1 个大功率整流装置安装在控制柜体 内,该装置不需安装在灯头
6、上,有效地改善了镇流 器的工作环境,因此整个系统的可靠性比单体电子 镇流器高,同时使电子镇流器小型化,而且系统可 以通过调节直流母线电压实现调光。 2 1 系统框图 直流母线式H I D 电子镇流器系统框图如图2 所 示。图中1 为总整流滤波电路;3 、4 、5 t n 为 多个D C A C 电子镇流器。输入的交流电先进人整 流滤波电路,输出直流电,再通过直流母线连到各 个D C A C 电子镇流器单元,最后输出交流电,驱 万方数据 东北电力技术2 0 0 5 年第1 2 期 直流母线 l1 = 控制端子 I 旷If 4 Il b 。 II 图2 直流母线式H I D 电子镇流器系统的结构框
7、图 动H I D 灯。可以通过控翎端子对整个系统进行启 动、停止、调光等控制。 整流滤波电路采用直流调压调速产品,被放置 于电气控制柜体内,各个D C A C 电子镇流器是被 放置于H I D 灯头上。D G A C 电子镇流器比常规电 子镇流器体积小1 3 左右,这种设计方案可使灯头 里的电子镇流器小型化。 2 2 逆变原理 系统中的各个电子镇流器是把直流母线电压 4 0 0V 转化为可以点亮H I D 灯的交流电源,并且有 高压启动功能,一般包括逆变主电路、逆变控制电 路、逆变驱动电路、高压触发电路。其电路原理图 如图3 所示。 图3 中逆变主电路采用半桥结构,包括M O S 开关管M 2
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