曹簫洪

(上海亞明燈泡廠有限公司電器開(kāi)發(fā)部，上海市嘉定區(qū)201801)

1 HID電光源概述

HID照明系統(tǒng)由HID電光源、驅(qū)動(dòng)電源(鎮(zhèn)流器)和燈具三部分構(gòu)成，其中核心是光源。鎮(zhèn)流器和燈具的設(shè)計(jì)方向總是圍繞如何讓光源達(dá)到最佳的照明效果來(lái)擴(kuò)展的。目前，根據(jù)發(fā)光物質(zhì)的差別，HID電光源分三大類(lèi)，即高壓汞燈(HPL)、高壓鈉燈(HPS)和金鹵燈(MH)，其中金鹵燈又分石英金鹵燈(QMH)和陶瓷金鹵燈(CMH或者CDM)兩種。

以前HPL燈主要應(yīng)用于戶(hù)外照明，但是由于它的光效較低，HPL現(xiàn)在已逐漸被HPS燈取代。雖然LED路燈概念初步付諸了實(shí)踐，但是戶(hù)外照明中性?xún)r(jià)比最高的依然是傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)的HPS燈。HPS的初始光效可以達(dá)到100 lm/W以上，并且可以實(shí)現(xiàn)20%的調(diào)光，非常適合于照明節(jié)能，這都是HPS的主要優(yōu)點(diǎn)。但是HPS的顯色指數(shù)(CRI)較小，只有20左右，難看的黃光是HPS燈主要的缺陷。同屬鈉燈系列的白鈉燈(SDW)通過(guò)犧牲光效(50lm/W附近)，可以將CRI大大提高到80以上，在超市的肉類(lèi)櫥窗里很有用武之地。

光效和顯色指數(shù)這兩個(gè)指標(biāo)，在鈉燈系列電光源中是不易兼得的，但在金鹵燈中卻得到了很好的平衡，例如:金鹵燈初始光效在80lm/W之上，顯色指數(shù)在70以上。同QMH相比，大批量生產(chǎn)的CDM的初始色溫一致性好，長(zhǎng)期工作后的色溫穩(wěn)定性好，CDM放電管壁材料采用PCA，對(duì)鹵鹽的腐蝕性耐力較強(qiáng)，從而避免了QMH放電管在某些狀態(tài)下爆炸的危險(xiǎn)。同等功率的CDM同QMH相比(如70W)，顯色指數(shù)和光效都提高了10多個(gè)點(diǎn)，預(yù)期壽命是QMH的1.5倍左右。并且，可以被調(diào)光到50%的CDM燈也已經(jīng)問(wèn)世。在不久的將來(lái)，光效可以和HPS燈媲美、顯色性好、可調(diào)光的CDM燈將成為戶(hù)外照明的新生力量。

HID燈初始光效是指燈在連續(xù)工作100小時(shí)之后所測(cè)得的光效，它的高低由燈自身特性決定，同鎮(zhèn)流器性能基本無(wú)關(guān)。但是，HID燈長(zhǎng)期工作的時(shí)效性—流明(光效)維持率和CRI穩(wěn)定性，卻極大地受驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)流器性能的影響。由于照明系統(tǒng)的核心是電光源，所以在保證安全和滿(mǎn)足成本控制等要求的前提下，最大限度地發(fā)揮燈的照明效果，是鎮(zhèn)流器優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則。拋開(kāi)鎮(zhèn)流器的市場(chǎng)因素不說(shuō)，如果只從照明系統(tǒng)的性能角度出發(fā)，評(píng)估電子鎮(zhèn)流器質(zhì)量?jī)?yōu)劣的最重要指標(biāo)就是燈—鎮(zhèn)流器接口性能(Lamp Driver Interaction or Interface-LDI)的好壞。LDI是一個(gè)綜合指標(biāo)，首先它根據(jù)燈的工作特性，要求鎮(zhèn)流器有適合的參數(shù)匹配，以便給燈提供最佳的驅(qū)動(dòng)效果;其次，它要求在燈的不同工作階段和異常工作狀態(tài)下鎮(zhèn)流器都有很好的可靠性。HID鎮(zhèn)流器和燈的匹配性及鎮(zhèn)流器自身的可靠性是本文討論的核心。

2 HID燈和電子鎮(zhèn)流器間接口性能指標(biāo)(LDI)

HID燈的工作是一個(gè)復(fù)雜的氣體放電和原子發(fā)光的過(guò)程，HID燈要被可靠點(diǎn)亮并長(zhǎng)期穩(wěn)定高效地工作，必須對(duì)燈電壓、燈電流和燈功率的大小、形狀、頻率、諧波含量等電學(xué)參數(shù)提出規(guī)范化的要求，而HID電子鎮(zhèn)流器線路拓?fù)洳粩喟l(fā)展及控制方法不斷完善的目的也就是為了更好地達(dá)到這些規(guī)范化的要求。HID燈的各個(gè)工作階段直接關(guān)聯(lián)HID鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)，它們分別是:

(1)放電管的電流擊穿同鎮(zhèn)流器的點(diǎn)火尖峰電壓間的關(guān)系:當(dāng)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的點(diǎn)火尖峰電壓足夠大時(shí)(>3kV)，HID放電管中的中性原子(如汞原子)開(kāi)始被電離，正離子轟擊電極并產(chǎn)生大量電子，導(dǎo)致電子雪崩和自持放電，這就是放電管的電流擊穿階段，該階段的放電是輝光放電，要求鎮(zhèn)流器給放電管電極之間提供足夠高度和寬度的電壓尖峰。如果尖峰電壓峰值不夠大，或者尖峰電壓中累積有效脈寬不夠大，則放電管不易自持放電;如果尖峰電壓峰值太大(如>5kV)，則在HID燈的熱點(diǎn)火時(shí)，在HID外泡的兩個(gè)電極引線之間可能會(huì)發(fā)生拉弧打火現(xiàn)象。另外，基于安全考慮，鎮(zhèn)流器的點(diǎn)火過(guò)程應(yīng)該是可控的，當(dāng)點(diǎn)火時(shí)間超過(guò)30分鐘時(shí)，點(diǎn)火線路必須停止工作。

(2)放電管的電壓擊穿同鎮(zhèn)流器開(kāi)路電壓(OCV)間的關(guān)系:在輝光放電發(fā)生后，如果在放電管兩個(gè)電極之間維持足夠大的電壓，則電子雪崩程度會(huì)加劇，最終導(dǎo)致放電管電極兩端電壓從開(kāi)路電壓(open-circuit voltage，OCV)跳變到10V左右，該過(guò)程被稱(chēng)為輝光放電到弧光放電的轉(zhuǎn)移(GTA)，這就是放電管的電壓擊穿階段，該階段要求鎮(zhèn)流器能夠在放電管兩個(gè)電極之間維持足夠大的OCV。如果OCV不夠大，則放電管的電壓擊穿不易實(shí)現(xiàn)，GTA不順暢，很難過(guò)渡到穩(wěn)定的弧光放電階段，則輝光放電維持時(shí)間被拉長(zhǎng);如果OCV過(guò)大，則汞正離子對(duì)電極的轟擊太過(guò)劇烈，會(huì)引起電極物質(zhì)的過(guò)渡濺射。輝光放電維持時(shí)間長(zhǎng)，電極物質(zhì)濺射嚴(yán)重，是HID燈壽命縮短以及流明維持率驟減的主要原因，所以O(shè)CV過(guò)小或者過(guò)大，都是不允許的。

(3)放電管的Runup過(guò)程同鎮(zhèn)流器的Runup電流大小間的關(guān)系:HID燈的Runup過(guò)程就是放電管中汞齊和鹵鹽氣化，電極兩端電壓和燈功率逐步增大的過(guò)程，當(dāng)燈功率達(dá)到滿(mǎn)功率時(shí)，Runup階段完成。在CDM燈的Runup階段，鎮(zhèn)流器最好能夠輸出大小恒定的Runup電流，并且Runup電流大小的設(shè)置應(yīng)符合燈的規(guī)格要求。如果Runup電流過(guò)小，則放電管鹵鹽不能氣化，燈會(huì)熄滅;而如果Runup電流過(guò)大，則電極物質(zhì)蒸發(fā)損耗太大，放電管管壁過(guò)早發(fā)黑，也會(huì)引起流明維持率驟減。

(4)放電管中的聲共振、放電管的老化同鎮(zhèn)流器輸出電流波形間的關(guān)系:金鹵燈能否穩(wěn)定長(zhǎng)期工作，燈流明維持率的高低、使用壽命的長(zhǎng)短，同鎮(zhèn)流器輸出到燈中的電流波形形狀關(guān)系很大。理論和實(shí)踐都證明，低頻方波電流是驅(qū)動(dòng)金鹵燈的最佳方式，它能有效抑制金鹵燈放電管中的聲共振、延緩流明維持率的衰減速度、延長(zhǎng)金鹵燈的使用壽命。對(duì)低頻方波電流形狀的要求，又可細(xì)化為以下指標(biāo):①電流頻率應(yīng)該介于70Hz～400Hz之間，以克服頻閃并避開(kāi)聲共振;②電流換向速度要快，盡量保證換流在100uS以?xún)?nèi)完成，以便減少換向過(guò)程中的電子復(fù)合和輝光放電;③換流邊沿的電流過(guò)沖要小，電流峰值因數(shù)(CF)小，以便減弱電極物質(zhì)的蒸發(fā);④燈電流中包含的高頻紋波含量要盡量少，否則聲共振有被激發(fā)的危險(xiǎn)。

(5)放電管中光色穩(wěn)定性同鎮(zhèn)流器功率控制間的關(guān)系:隨著HID燈的老化(鹵鹽成分變化和流失、電極物質(zhì)的濺射和蒸發(fā))，燈電壓會(huì)不斷上升，而功率控制的目的就是保證燈功率按照設(shè)定的規(guī)律變化。HID燈的功率控制，對(duì)于穩(wěn)定光色和延長(zhǎng)燈管的使用壽命都是必須的。在金鹵燈中，如果燈功率過(guò)低，則光色偏綠;若燈功率過(guò)高，雖然光色不變，但是會(huì)導(dǎo)致放電管管壁溫度和及其中的鹵鹽溫度升高，加速管壁的腐蝕和老化。金鹵燈(QMH和CDM)的功率控制要求比較簡(jiǎn)單，那就是在燈電壓的整個(gè)正常工作范圍內(nèi)(如70V～150V)，燈功率基本維持不變。在大批量生產(chǎn)中，不同金鹵燈個(gè)體之間的功率存在偏差，一般來(lái)說(shuō)，實(shí)際燈功率同額定燈功率之間有±3%到±5%的偏差是允許的。

在白鈉燈(SDW)中，不同于金鹵燈的地方是，即便白鈉燈一直工作在初始額定功率上，但隨著燈電壓的上升，光色也會(huì)漂移，所以白鈉燈的燈功率不僅不能過(guò)低和過(guò)高，而且燈功率大小必須隨著燈壓的上升而不斷調(diào)整，以便維持光色的穩(wěn)定。

(6)放電管壽終(End-of-life，EOL)風(fēng)險(xiǎn)同鎮(zhèn)流器EOL保護(hù)功能間的關(guān)系:在金鹵燈中，氣體放電和發(fā)光是在石英或陶瓷內(nèi)膽中發(fā)生的，但是由于老化或其他原因，內(nèi)膽中的鹵鹽可能會(huì)泄漏到外泡之中。當(dāng)外泡中鹵鹽濃度氣壓超過(guò)5mPar時(shí)，外泡中也會(huì)發(fā)生氣體放電，并導(dǎo)致燈座溫度顯著上升和燈線絕緣層的快速老化和破損，從而帶來(lái)觸電等安全風(fēng)險(xiǎn)，這就是HID燈的EOL風(fēng)險(xiǎn)。正是由于HID燈在EOL工作階段涉及到用戶(hù)的安全問(wèn)題，IEC標(biāo)準(zhǔn)(60598)要求在HID燈具中，在HID燈泡的EOL工作狀態(tài)，燈座溫度不能超過(guò)180°，或者對(duì)應(yīng)于HID燈泡箍頸(Pinch)部位的溫度不可以超過(guò)350°。為了達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，HID鎮(zhèn)流器必須具有識(shí)別HID燈泡EOL特征的功能，并在EOL工作狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，要盡快停止HID燈的工作。

EOL風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重程度主要同3個(gè)因素有關(guān)，分別是:①燈泡內(nèi)膽容積同外泡容積的比值;②燈泡內(nèi)膽中鹵鹽填充濃度(氣壓);③外泡中放電類(lèi)型。相比較而言，150W CMH燈泡的EOL風(fēng)險(xiǎn)最大。不同公司生產(chǎn)的150W CDM燈，燈泡內(nèi)膽中填充的鹵鹽濃度可能不相同，因而EOL風(fēng)險(xiǎn)也各不相同。即便是同一個(gè)150W，工作在EOL狀態(tài)的CDM燈泡，它的EOL風(fēng)險(xiǎn)大小還同外泡中的放電模式相關(guān)聯(lián)。EOL燈泡中，外泡中的放電分以下3種:①輝光放電模式;②弧光放電模式;③白熾燈模式，其中弧光放電模式和白熾燈模式的安全風(fēng)險(xiǎn)最大。

在知名國(guó)際品牌的CMH燈中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，150W CMH燈中，GE公司生產(chǎn)的燈泡EOL風(fēng)險(xiǎn)較大;而70W CMH燈中，Philips公司生產(chǎn)的燈泡EOL風(fēng)險(xiǎn)較大。

圖1給出了CDM燈工作在EOL階段的輝光放電狀態(tài)(左)和白熾燈狀態(tài)(右)的圖片。白熾燈狀態(tài)下，輸入到燈的電功率大部分耗散在焦耳熱的產(chǎn)生上(而不是發(fā)光)，從而燈腳(Pin)和燈線溫升很大，燈線絕緣層容易被燙傷破損和過(guò)早老化，可能導(dǎo)致燈線金屬層同燈具發(fā)生短路和用戶(hù)被電擊的危險(xiǎn)。

圖1 工作在輝光放電狀態(tài)和白熾燈狀態(tài)的EOL燈圖片

3 HID電子鎮(zhèn)流器同燈接口設(shè)計(jì)的基本原理

LDI具有雙重意義，它不僅要求HID鎮(zhèn)流器給HID燈提供良好的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)要求在HID燈所有工作階段和可能的異常工作狀態(tài)下，HID電子鎮(zhèn)流器都具有高度的可靠性來(lái)抵御失效。

通過(guò)上面的敘述，我們知道，要深入理解HID燈的性能要求和工作特性，將燈在不同工作階段所需要的驅(qū)動(dòng)條件及對(duì)應(yīng)的等效電學(xué)參數(shù)融匯到鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)中，是HID電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)的基本立足點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn)。首先，為了驅(qū)動(dòng)HID燈，HID電子鎮(zhèn)流器必須具備的基本外部特性是:

(1) 在燈的點(diǎn)火階段，提供恒定的OCV電壓和適當(dāng)高度和足夠?qū)挾鹊狞c(diǎn)火尖峰電壓，點(diǎn)火時(shí)序和點(diǎn)火維持時(shí)間是可控的;

(2) 在燈的Runup階段，提供恒定的Runup電流;

(3) 在燈的正常工作階段，提供恒定的輸出功率或者恒定光色控制。

(4) 在燈的EOL工作階段，能夠識(shí)別EOL狀

電力電子線路中的“臨界電感電流模式”技術(shù)也被應(yīng)用到HID電子整流器的線路設(shè)計(jì)之中，在臨界電感電流模式下，燈電流的大小控制就非常簡(jiǎn)單，因?yàn)殡姼须娏鞣逯档囊话刖偷扔跓綦娏?，所以在燈的Runup階段，只要將電感電流的峰值控制在設(shè)定值，就可以實(shí)現(xiàn)恒電流Runup。另外，這個(gè)技術(shù)對(duì)于提高鎮(zhèn)流器的可靠性，實(shí)現(xiàn)“零電壓開(kāi)關(guān)”和改善電磁兼容性都起到重要的作用。

從對(duì)HID燈的匹配性而言，三級(jí)結(jié)構(gòu)的鎮(zhèn)流器是最友善的，并且在控制方法的實(shí)施難易程度上，利用三級(jí)結(jié)構(gòu)的HID鎮(zhèn)流器來(lái)實(shí)現(xiàn)燈所要求的恒壓、恒流和恒功率(恒光色)是比較簡(jiǎn)單的，其中BUCK變換器的控制是核心。在三級(jí)線路中(圖2上)，BOOST變換器實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和恒定直流電壓輸出的兩大功能，BUCK變換器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓(點(diǎn)火階段)和限流(Runup階段和正常工作階段)的兩大功能，而逆變橋?qū)崿F(xiàn)低頻換向的功能。首先，在燈的點(diǎn)火階段，控制BUCK變換器輸出電壓的大小，可以給燈提供恒定的OCV電壓。在燈的Runup階段，控制工作于臨界模式的BUCK變換器電感電態(tài)，并采取適合的保護(hù)動(dòng)作。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，在HID燈不同的工作階段，電子鎮(zhèn)流器分別具有恒壓、恒流、恒功率的外部特性，為了使鎮(zhèn)流器具備這些輸出特性，同時(shí)為了順應(yīng)電力電子產(chǎn)品發(fā)展的基本趨勢(shì)(高能效、高功率密度、小型化)，鎮(zhèn)流器內(nèi)部線路必須采取適合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制邏輯。

目前市場(chǎng)上HID電子鎮(zhèn)流器的主電路拓?fù)浞秩?jí)結(jié)構(gòu)和兩級(jí)結(jié)構(gòu)兩類(lèi)，而兩極拓?fù)溆址秩珮騼蓸O(FBCF)和半橋兩極(HBCF)兩種，它們的原理圖在圖2給出。

在HID電子鎮(zhèn)流器中，基于安全原因，點(diǎn)火尖峰電壓發(fā)生線路的工作應(yīng)該交由定時(shí)器來(lái)控制，并且通過(guò)調(diào)整與燈相串聯(lián)的升壓變壓器的匝比(如圖中的Lig元件)以及調(diào)整同該變壓器繞組相并聯(lián)的點(diǎn)火電容容值大小，就可以將點(diǎn)火尖峰的高度和寬度調(diào)整到適合的數(shù)值。當(dāng)燈被點(diǎn)亮?xí)r，尖峰電壓發(fā)生線路的工作被中止;當(dāng)超過(guò)一定時(shí)間后，如果燈仍然不能被點(diǎn)亮，則停止尖峰電壓發(fā)生線路的工作。為了降低HID燈的EOL風(fēng)險(xiǎn)，點(diǎn)火動(dòng)作應(yīng)該是間斷式的(burst ignition)，這一點(diǎn)后面再詳述。流峰值的大小，可以給燈提供恒定的Runup電流。而在燈的正常工作階段，根據(jù)燈電壓的變化，控制BUCK變換器輸入電流的平均值，可以實(shí)現(xiàn)恒功率控制或者恒光色控制。在燈的EOL階段，通過(guò)監(jiān)控BUCK變換器的輸出電壓的變化范圍，來(lái)識(shí)別燈的EOL狀態(tài)并實(shí)施EOL保護(hù)。

雖然HID鎮(zhèn)流器三級(jí)線路同燈之間的匹配最友善，但是該線路對(duì)電能要通過(guò)三級(jí)處理，所以線路效率比兩極線路低;并且，三級(jí)線路需要較多的元器件，元器件的成本可能比兩極線路高;再者，三級(jí)線路中，PCB面積大，不利于鎮(zhèn)流器小型化的發(fā)展趨勢(shì)。正是由于三級(jí)線路的這些不易彌補(bǔ)的缺點(diǎn)，兩極線路才是今后主流的發(fā)展方向。

圖2 HID電子鎮(zhèn)流器三級(jí)線路、兩級(jí)線路(FBCF、HBCF)原理圖

在兩級(jí)的FBCF線路中(圖2中)，除了要實(shí)現(xiàn)低頻換向的功能外，還要輸出穩(wěn)定的OCV電壓(點(diǎn)火階段)和限流(Runup階段和正常工作階段)等功能。FBCF的直流輸入電壓一直穩(wěn)定在400V，在燈的點(diǎn)火階段，通過(guò)調(diào)整高頻橋臂開(kāi)關(guān)的占空比，可以將燈電極兩端的OCV電壓調(diào)整到設(shè)定值;在Runup階段和正常工作階段，電感L2工作在臨界電流模式，通過(guò)調(diào)整高頻橋臂開(kāi)關(guān)的Ton(每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的通態(tài)時(shí)間)，可以控制L2電感電流的峰值，并進(jìn)一步控制燈電流的大小。顯然，F(xiàn)BCF線路兼具三級(jí)線路中的BUCK變換器和低頻換向逆變橋的所有功能。在兩級(jí)的HBCF線路中(圖2下)，除了實(shí)現(xiàn)低頻換向的功能外，還要實(shí)現(xiàn)限流(Runup階段和正常工作階段)功能。在Runup階段和正常工作階段，電感L2工作在臨界電流模式，通過(guò)調(diào)整高頻橋臂開(kāi)關(guān)的Ton(通態(tài)時(shí)間)，可以控制L2電感電流的峰值，并進(jìn)一步控制燈電流的大小。

相對(duì)于兩級(jí)線路而言，在HID燈的各個(gè)工作階段，三級(jí)線路鎮(zhèn)流器自身的可靠性也比較高，因?yàn)樵贖ID電子鎮(zhèn)流器線路中，可靠性方面最大的“原理級(jí)隱患”來(lái)自于工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)的橋式結(jié)構(gòu)。原因是這樣的:如果橋臂開(kāi)關(guān)管體內(nèi)寄生二極管反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)(如>150nS)，則上開(kāi)關(guān)管(或下管)開(kāi)通時(shí)刻下管(或上管)的體內(nèi)寄生二極管可能還處在續(xù)流狀態(tài)，上管(或下管)的開(kāi)啟，會(huì)在下管(或上管)的體內(nèi)寄生二極管中引起劇烈的反向恢復(fù)，并進(jìn)一步引起下管(或上管)的誤導(dǎo)通，從而導(dǎo)致上下開(kāi)關(guān)管直通而燒毀橋臂。雖然三階線路也有橋式結(jié)構(gòu)，但是橋臂開(kāi)關(guān)工作于70Hz～400Hz的低頻，基本避免了高頻工作開(kāi)關(guān)管體內(nèi)寄生二極管反向恢復(fù)慢所導(dǎo)致的橋臂燒毀的問(wèn)題。

而在標(biāo)準(zhǔn)的兩極線路中，橋臂開(kāi)關(guān)管工作在高頻狀態(tài)，此時(shí)鎮(zhèn)流器的可靠性將成為一個(gè)突出的問(wèn)題。為了降低兩級(jí)線路在可靠性上的風(fēng)險(xiǎn)，HBCF線路有兩種應(yīng)用廣泛的改進(jìn)版本，如圖3所示。改進(jìn)版本1(圖3左，Philips方案):將標(biāo)準(zhǔn)的半橋改變?yōu)殡pBUCK結(jié)構(gòu)，引入外部快恢復(fù)二極管來(lái)給電感電流續(xù)流，完全消除了橋式結(jié)構(gòu)MOS管直通的問(wèn)題。改進(jìn)版本2(圖3右，Osram方案):在橋臂兩個(gè)MOS管的漏極分別串入肖特基二極管，以便阻斷MOS管體內(nèi)寄生二極管的工作，再反并聯(lián)快恢復(fù)二極管給電感電流續(xù)流，該方案也基本消除了橋臂直通的問(wèn)題，但是要注意肖特基的溫升。

圖3 HBCF改進(jìn)線路原理圖(飛利浦版本和歐司朗版本)

實(shí)現(xiàn)HBCF電感電流臨界工作模式(提高橋臂可靠性)，同時(shí)保證電感電流的峰值是可控的(以便控制燈電流大小并限制橋臂開(kāi)關(guān)最大電流)，則在HBCF控制線路中必須具備兩個(gè)基本功能，即電感電流峰值檢測(cè)功能和電感電流過(guò)零檢測(cè)功能，以便快速控制橋臂開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷動(dòng)作。在HBCF線路中，國(guó)際知名照明公司都有各自的專(zhuān)用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)電流峰值檢測(cè)和電流過(guò)零檢測(cè)的功能，譬如飛利浦公司的CCIC芯片，銳高公司的CM3493芯片等。國(guó)內(nèi)雖然有許多HID電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)企業(yè)，但是都沒(méi)有一款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制芯片，所以國(guó)內(nèi)HID鎮(zhèn)流器的主線路絕大部分都是采用三級(jí)結(jié)構(gòu)。少數(shù)幾家國(guó)內(nèi)小企業(yè)嘗試仿造飛利浦公司的CCIC芯片，并且基于這個(gè)仿造芯片，可以制造出兩極線路的鎮(zhèn)流器。但是這種嘗試難免會(huì)由于專(zhuān)利壁壘的限制，而在日后受到飛利浦公司的追殺。

4 HID電子鎮(zhèn)流器同燈接口性能測(cè)試方法

可以通過(guò)一組測(cè)試試驗(yàn)來(lái)系統(tǒng)地評(píng)估HID鎮(zhèn)流器對(duì)燈接口匹配性能的好壞，它們分別是:點(diǎn)火測(cè)試、頻繁點(diǎn)燈流明維持率測(cè)試、長(zhǎng)期工作時(shí)效測(cè)試、EOL風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試。

(1) 點(diǎn)火測(cè)試

點(diǎn)火測(cè)試的目的是評(píng)估鎮(zhèn)流器的點(diǎn)燈能力。在測(cè)鎮(zhèn)流器(DUT)取極限偏差參數(shù)時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，最長(zhǎng)燈線下，能否多次點(diǎn)亮不同壽命階段的冷燈和熱燈。測(cè)試中所用的HID燈是經(jīng)過(guò)特殊處理的，電極都有不同程度的磨損。

(2) 頻繁點(diǎn)燈流明維持率測(cè)試

頻繁點(diǎn)燈流明測(cè)試的目的就是評(píng)估鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)HID燈時(shí)燈電極物質(zhì)的濺射程度，也可以粗略預(yù)測(cè)該鎮(zhèn)流器和燈配套使用后燈的壽命。通過(guò)比較DUT鎮(zhèn)流器和基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器對(duì)同一批次HID燈頻繁點(diǎn)燈后流明測(cè)試結(jié)果的差異，就可以判斷DUT鎮(zhèn)流器的接口參數(shù)設(shè)置是否適合。

(3) 長(zhǎng)期工作時(shí)效測(cè)試

長(zhǎng)期工作時(shí)效測(cè)試的目的是綜合評(píng)估DUT鎮(zhèn)流器長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)HID燈時(shí)燈電極物質(zhì)的蒸發(fā)程度、顯色指數(shù)的一致性和色溫的穩(wěn)定性。

(4) EOL風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試

該測(cè)試的目的是評(píng)估鎮(zhèn)流器和燈配套工作時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)鎮(zhèn)流器產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中的數(shù)據(jù)說(shuō)明，將6個(gè)待測(cè)鎮(zhèn)流器取極限偏差參數(shù)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按照一定周期多次驅(qū)動(dòng)EOL燈，并測(cè)量在每個(gè)驅(qū)動(dòng)周期中，EOL燈箍頸處的最高溫度。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求決大部分溫度點(diǎn)位于350℃之下，而且6個(gè)DUT鎮(zhèn)流器都不能失效，否則測(cè)試失敗。

5 結(jié)論

本文圍繞兩個(gè)核心概念——匹配性和可靠性，闡述了HID電子整流器和燈之間接口設(shè)計(jì)的基本原理，以及接口性能測(cè)試的基本方法。相信本文可以對(duì)國(guó)內(nèi)同行有所幫助，同時(shí)也希望同行指出文中不足之處，以期改進(jìn)。

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