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图3 主要工作波形

由于降压电路工作在电流准连续状态，电流波形为过零的三角波（见图3）。峰值电流由式（1）给出：
iPK=PO/VO×2 (1)
PO＝120W，VO＝100V，所以最大电感电流为2.4A。稳态时，降压开关开通期间的电流上升量与关断期间的下降量相等，所以有：
Vi/L×TON=VO/L×Toff＝iPK (2)
降压开关最低工作频率为20kHz，输入电压最低200V，根据式（2），关断时间Toff=33μs，电感量L=1389μH，取1.4mH。

图4 启动过程的续流二极管电流

HID灯恒功率控制
VT1开通期间，电感辅助绕组感应电压通过电阻R5对电容器C3充电。由于辅助绕组感应电压（Vf）比C3上的电压高得多，所以充电电流约为Vf/R5。电容器上的电压Vx由下式给出：
(3)
当Vx达到控制电压VC时，开通结束，开通时间TON为
Ton=(VxC3R5)/Vf=C3R5NVc/(Vin-Vo) (4)
其中，N为电感主绕组与辅助绕组的变比。
主开关关断时，续流电流经过放大，加在LM556的2端，使它不能立即再开通，避免误动作。续流结束后，触发电路使LM556立即再次开通。开关峰值电流为
Ipk=(Vin-Vo)*Ton/L (5)
输出电流平均值Iav为电感电流峰值的1/2，结合式（4）和（5），有：
Iav=1/2Ipk=C3R5NVc/2L (6)
可见，理想情况下输出电流与控制电压成正比。

降压DC/DC输出平均电流实际上就是灯电流。HID灯的功率为Iav与DC/DC输出电压的乘积，P0=IavVo。根据式（6）可得：电路参数确定以后，单片机只要给出控制电压，就给出了灯电流。因此，单片机不需要采样脉动的灯电流，只要采样DC/DC输出电压（也即灯电压），给出合适的控制电压，就相当于给定了输出功率。而单片机也不需要进行复杂的计算，只要事先制作一张表格，采样了灯电压，就可查表得出对应的控制电压。实验证明这个方法简单有效。在镇流器的生产线上，也可以利用自动测试设备得到每个镇流器的传输特性曲线，生成表格，写入单片机，从而给每个镇流器量身订做一个包含表格的控制程序，对于消除电路离散性十分有效。

谐振升压点火电路
启动过程会影响灯的光效和寿命。根据HID灯的特点，灯管温度低的时候，点火电压大约需要3kV，而在点灯一段时间后，灯管温度比较高，如果需要熄灯后再次点灯，则需要更高的电压才能点火成功。这种情况下如果等待一段时间，比如1分钟，使灯管温度降低一些再点火，就比较容易成功。由于本电路输出比较高的点火电压，所以只需要等待比较短的时间。采取的策略是：每次点火时，单片机试探点火1.6s，如果不成功，则延时20s再点火1.6s，如此反复5次不成功就放弃，认为灯管损坏或者灯管没有安装。需要注意的是，应当避免未装灯的情况下启动镇流器，此时点火电路输出的高压脉冲对点火变压器的绝缘层构成威胁。

图5 点火电路及变压器原边点火脉冲电压波形

关键词： 120W HID 电子镇流器