大功率HID灯电子镇流器主电路优化设计.pdf

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1、第46卷第2期电力电子技术Vo1．46，No．22012年2月PowerElectronicsFebruary2012大功率HID灯电子镇流器主电路优化设计张健，朱忠尼，宋庆国，王荣(空军雷达学院，湖北武汉430019)摘要：在双Buck逆变器的实际应用中，电感电流会存在很小的反向电流，因此大功率高压气体放电(HID)灯电子镇流器的开通损耗非常大，严重降低了系统可靠性。这里采用半桥双Buck准方波谐振变换器作为大功率HID灯电子镇流器的功率主电路。该变换器不仅无需设置死区时间，消除了输出波形畸变的问题，而且可实现所

2、有开关管的零电压开通，降低电子镇流器的开通损耗。详细分析了电路各模态的工作过程。给出了零电压开通的约束条件和主要参数的计算，最后通过PSIM软件仿真和1kW电子镇流器的实验验证了理论的正确性。关键词：镇流器；高压气体放电灯；零电压中图分类号：TM923．61文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)02—0025—02OptimizationofMainCircuitforHigh-powerHII)LampsElectronicBallastZHANGJian，ZHUZhong—ni，SONGQing

3、—guo，WANGRong(A／rForceRadarAcademy，Wuhan430019，China)Abstract：Inthepracticalapplicationsofdual-Buckinve~er，inductancecurrentissmallreversecurrent．Soopeninglossofhi．gh-powerhishintensitydischarge(HID)lampselectronicballastisverylarge，andthesystemreliabilityisse

4、verelyreduced．Half-bridgedual-Buckquasiresonantconve~erasthepowermaincircuitofhigh-powerHIDlampselectronicballastisadopted．Theconverterdoesnotneedtosetthedeadtime，anditalsocalleliminatetheoutputwaveformdistortionproblemsandachieveallswitchesofzero-voltageopen．

5、Detailedanalysisofthecircuitduringeachmodeofwork，theconstraintconditionofzero-voltageopenandthemainparameterscalculationaregiven．Finally，thePSIMsoftwaresimulationandexperimentalresul~of1kWelectronicballastaregiventoverifythetheoreticalcorrectness．Keywords：ball

6、ast；high—powerhighintensitydischargelamp；zerovokage1引言在实际应用中，由于功率开关管结电容和反向体二极管的存在。电感电流存在很小的反向电流。逆变电路是电子镇流器的核心部分，其性能结合半桥双Buck电路的结构和控制特点，在充的好坏直接决定了电子镇流器整体工作特性。在分考虑功率管寄生参数的基础上，设计了半桥双中小功率电子镇流器中．开关管的损耗主要是开Buck准方波谐振功率变换器，既实现了零电压开通和关断损耗．而在大功率电子镇流器中，主要是通．又不会增加开关器件的电压应

7、力。开通损耗。由于逆变电路功率开关管漏源极间电压变化非常快．其体二极管反向恢复特性引起的2电路拓扑及工作原理损耗很大。因此有必要采用软开关技术降低损耗，2．1工作模态分析提高镇流器可靠性。图1为零电压半桥双Buck结构。它在半桥双为保证HID灯不发生声谐振现象，实用的解决Buck电路【¨】的基础上进行了改进。考虑了功率管方法是使镇流器工作在低频方波模式下。对于半寄生参数，增加了一个滤波电容，使得电路具有对桥双Buck逆变器而言，使用加入辅助谐振网络或称性。开关管驱动信号为低频叠加高频信号【41。辅助开关的软开关电路

8、必须保证不改变原有电路结构的对称性。否则将无法输出对称的方波电压。文献【1]认为，在假设电路中开关均为理想开关的前提下．由于双Buck电路的运行特性。电感电流较小时会断续。但电感电流只能是单向的。图1零电压半桥双Buck结构定稿日期：2011一O8—08由于半桥双Buck功率变换器的电路结构和作者简介：张健(1988一)，男，安徽阜阳人，硕士研究生，研工作模