双Buck电路在HID电子镇流器中的应用探讨

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1、中国照明电器92011年第2期CHINALIGHT＆LIGHTING双Buck电路在HID电子镇流器中的应用探讨顾宪明(上海仁光照明电器有限公司，上海200433)摘要将三级低频方波型电子镇流器电路中的功率控制级与直流逆变级合并，提出了一种二级结构的电路方案，减少了能量转化次数，提高了转换效率，克服了双Buck电路所带来的难控制、不稳定等诸多不利因素，使双Buck电路的主要优点得到充分实现。关键词双Buck电路二级电子镇流器方波DiscussiononApplicationofBi-BuckCircuitinHIDElectronicBallastsGu

2、Xianming(ShanghaiRenguangLightingElectricCo.Ltd.，Shanghai200433)Abstract:Thetraditionalthree-stageelectronicballastsupplyinglowfrequencysquarewaveformissimplifiedtoatwo-stageballasttoreducethetimesofenergytransferandincreasetransferefficiencybycombiningthepowercontrolstageandDC-A

3、Cinverterstage.DifferentfromthetraditionalBi-Buckcircuitswhicharedifficulttocontrolandareunstable，thecircuitwiththenewsolutionmaximizestheadvantagesofBi-Buckcircuit.Keywords:Bi-Buckcircuit;two-stageelectronicballast;squarewaveform低自身功耗，已成为研发者碰到的首要棘手问题。引言金卤灯电子镇流器主要有3种设计方案:(1)超金卤灯具

4、有光效高、显色性好、色温选择范围宽高频。频率300kHz以上，以避开声共振;(2)高频变等显著优点，但对供电电器提出了较高的要求。传统频。低频调制高频以破坏声共振形成的条件;(3)低的电感镇流器以及漏磁变压器并不能很好地满足金频方波。前两种方案以高频方式工作，电子元器件要卤灯的要求，使金卤灯很难达到其预期寿命;电子镇求很高，电路设计相当复杂，高频辐射对环境的污染流器具备完善的控制策略，能满足金卤灯的各项很难根除。低频方波方案是目前较好的一种方案。要求。1三级低频方波电路存在的问题金卤灯一般工作在室外，镇流器工作的条件相当恶劣，因此要求电子镇流器自身功耗不

5、能过高。在现目前国内市场的主流金卤灯电子镇流器为三级有的电子元器件条件下，一般要求环境温度不超过低频方波式，如图1所示。其缺点是能量反复转换，50℃，工作温升小于25℃，以保证电子元器件工作的损耗较大，效率为88%～90%，自身功耗约为10%～可靠性。在自然散热条件下，目前市场上销售的只有12%。以150W规格为例，自身功耗约15～18W，致功率70W以下的电子镇流器能基本达到这个要求。使内部温升过大，导致元器件不可靠而失效。其功耗150W是临界点，大于150W就可能出现各种问题。可简略估算为:4.5W(PFC级)+7W(PWM级)+因此，在中大功率规格

6、的电子镇流器研发上，如何降4W(DC-AC全桥级)+0.5W(辅助电源)=16W。10中国照明电器2011年第2期周期;(3)S1和S4、S2和S3直接连在400V直流高压上。以上电路特点造成了该电路工作的不稳定性:图1三级低频方波式电子镇流器方框图(1)MOSFET本身的反向并接二极管是用于保护MOSFET的，能否胜任续流有很大疑问;2双Buck电路(2)续流消耗的功率仍不太小，数量级与MOS开关管相近。S3和S4将承担换向与续流两种电流2.1双Buck电路原理与特点的功耗，发热量很大;减少能量转换次数一直是金卤灯电子镇流器研(3)Buck电感在正负半

7、周转换时，磁通变化很究人员的共同努力目标。双Buck电路是一种很好的大，控制信号时序稍有偏差，将产生较大感应电压，对解决方式。文献［1］～［3］中都将PWM与DC-AC合电路的稳定工作产生不利影响;成为一级，如图2所示，从而达到减少级数提高效率(4)S1和S4、S2和S3容易产生直通损耗，对控的目的。制信号时序要求比较高;(5)两个Buck电路共用元器件多，相互关联大，调整参数难度大，不利于规模批量生产。3新型双Buck变换电路图2两级低频方波式电子镇流器方框图3.1工作原理［1－3］本文提出了一种将功率控制与全桥逆变合为一双Buck电路原理图如图3所示

8、。在双体的电路。在减少能量转换次数，提高效率的同时基Buck电路中，S1、S2工