廈門法拉電子股份有限公司 王天祥

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汽車HID氙燈點(diǎn)火電容器

廈門法拉電子股份有限公司 王天祥

【摘要】本文描述了針對(duì)HID氙燈點(diǎn)火電路的應(yīng)用而開發(fā)的一款高性能薄膜電容器，對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了分析，介紹了這類電容器與相似用途電容器的優(yōu)缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】HID氙燈（High Intensity Discharge Xenon Lamp）；點(diǎn)火電路（Ignition Circuit）；薄膜電容器（Film Capacitor）

1 前言

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，60%以上的駕車事故是集中在夜間及氣候不良的情況中，其主因是在這種情況下駕車視線通常較差，駕駛?cè)司捅仨毣ㄙM(fèi)較多眼力及體力來聚精會(huì)神觀看路面，間接造成疲勞及注意力分散而導(dǎo)致的。同時(shí)人類對(duì)于駕車視線明亮度的追求也是欲求不滿，尤其在車輛頭燈用久光度衰減的情況下，大多數(shù)消費(fèi)者都會(huì)尋求市面上亮度更高的改裝燈泡來解決問題。

HID氙燈（High Intensity Discharge Xenon Lamp）是高壓氙氣放電燈的通俗叫法。其原理是以多種化學(xué)氣體（其中大部份為氙氣與碘化物等惰性氣體）充填在石英玻璃管內(nèi)，經(jīng)過高壓震幅激發(fā)石英管內(nèi)的氙氣電子游離，在兩電極之間產(chǎn)生光源，這就是所謂的氣體放電現(xiàn)象，類似于閃電的原理。由此所產(chǎn)生的白色強(qiáng)電弧光，色溫極高，類似白晝的太陽光芒。HID相對(duì)于普通鹵素?zé)舨坏哂邪l(fā)光效率高、照明質(zhì)量優(yōu)越、使用壽命長的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還縮小了照明單元整體尺寸［1］。

2 HID氙燈點(diǎn)火電路及應(yīng)用環(huán)境分析

圖1 HID氙燈典型系統(tǒng)

圖2 HID氙燈點(diǎn)火典型電路

圖3 典型HID氙燈點(diǎn)火階段流經(jīng)電容器Cs的電壓電流波形

圖2為HID氙燈點(diǎn)火部分的典型電路設(shè)計(jì)原理圖：12V/24V車載直流電源經(jīng)鎮(zhèn)流器放大輸出為高壓脈沖電平信號(hào)，電容器Cs兩端電壓爬升至火花管鉗位電壓時(shí)，火花管導(dǎo)通，電容器Cs和線圈L1構(gòu)成一個(gè)衰減式振蕩回路。這一高頻電壓被變壓器倍壓產(chǎn)生2萬伏特以上的電動(dòng)勢(shì)，燈管被點(diǎn)燃；整段時(shí)間非常短暫。此階段完成后點(diǎn)火電路斷開，不再工作。典型HID氙燈點(diǎn)火階段流經(jīng)電容器Cs的電壓電流波形見圖3。

針對(duì)車用環(huán)境而設(shè)計(jì)的HID氙燈需要關(guān)注的因素非常多，為此國內(nèi)外很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也都不同，表1對(duì)比了車用HID氙燈點(diǎn)火電路各種設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)：

表1 車用HID氙燈點(diǎn)火電路設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

表2 常見電容器在車載HID氙燈點(diǎn)火電路的應(yīng)用性對(duì)比

從表1可以看出D1/D3這種一體化封裝方式在性能，可靠性等方面均有較大的優(yōu)勢(shì)，是一種比較適用于車載環(huán)境的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文也針對(duì)這種設(shè)計(jì)環(huán)境下的電容器Cs展開。

3 車載HID氙燈點(diǎn)火電路電容器選擇

目前市場(chǎng)常見的電容器分為瓷介、電解、薄膜三大類型，下面我們通過表2分析這三種電容器在車載HID氙燈點(diǎn)火電路的各自優(yōu)缺點(diǎn)：

表3 常見電容器引出方式應(yīng)用性對(duì)比

表4

從表2可以看出此處最佳選擇是薄膜介質(zhì)表面安裝電容器。由于車載HID氙燈點(diǎn)火電路的應(yīng)用環(huán)境比較嚴(yán)酷，傳統(tǒng)薄膜電容器的生產(chǎn)工藝難以滿足性能需求。法拉電子作為薄膜電容器領(lǐng)域世界前三位的生產(chǎn)商，目前能大量提供應(yīng)用于車載HID氙燈點(diǎn)火電路的薄膜電容器產(chǎn)品，包括標(biāo)準(zhǔn)表面安裝型，焊片式表面安裝型，傳統(tǒng)引線型等一系列的產(chǎn)品規(guī)格供市場(chǎng)選用。表3是各種引出方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比。

4 產(chǎn)品驗(yàn)證

車載HID氙燈所采用的元器件除必須符合AEC-Q（Automotive Electronics Council Stress Test Qualification）標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，此外法拉電子還針對(duì)該電容器的應(yīng)用環(huán)境制定了更為嚴(yán)酷的測(cè)試要求，表4是法拉電子對(duì)于車載HID氙燈點(diǎn)火電路用電容器除AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)外補(bǔ)增的測(cè)試要求。

5 總結(jié)和展望

HID氙燈之前都是在歐美高端汽車上才使用，這幾年隨著國產(chǎn)汽車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的國產(chǎn)車也開始裝備HID氙燈。同時(shí)HID氙燈不單可應(yīng)用于車輛頭燈照明，也可應(yīng)用于消防緊急照明系統(tǒng)，軍警野外照明，船舶夜間領(lǐng)航系統(tǒng)，火車頭燈照明，工業(yè)建筑夜間主要照明，民間輕型手提戶外照明等等。HID取代鹵素?zé)羰谴髣?shì)所趨，是21世紀(jì)照明產(chǎn)業(yè)的新潮流。

法拉電子在HID氙燈用薄膜電容器上有非常強(qiáng)大的研發(fā)及制造經(jīng)驗(yàn)，目前我公司生產(chǎn)的HID氙燈用薄膜電容器可完全替代同類進(jìn)口產(chǎn)品，并且在產(chǎn)品性能上也完全達(dá)到并超越同行產(chǎn)品。隨著中國汽車工業(yè)的高速發(fā)展及汽車照明領(lǐng)域的快速普及，我公司將與汽車照明行業(yè)一同成長，積極迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)！

參考文獻(xiàn)

［1］OSRAM GmbH. OSRAM AUTOMOTIVE LIGHTING XENARC ? HEADLIGHT LAMPS High Intensity Discharge（HID） Lamps Information for professionals，2009﹕13.

［2］李佳興.用于驅(qū)動(dòng)HID燈之高頻可調(diào)光電子安定器，2005﹕11.