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        汽車前照燈Buck轉(zhuǎn)換器控制分析

        2016-12-09 06:05:56
        汽車文摘 2016年3期
        關(guān)鍵詞:鎮(zhèn)流器照燈電感

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        汽車前照燈Buck轉(zhuǎn)換器控制分析

        現(xiàn)代汽車照明系統(tǒng)中照明強(qiáng)度需要實(shí)現(xiàn)隨環(huán)境而快速變化,因此照明系統(tǒng)的供電功率也要相應(yīng)變化,需要鎮(zhèn)流器對(duì)照明系統(tǒng)提供瞬間高壓并限流。鎮(zhèn)流器工作時(shí),始終有電流通過(guò),所以容易產(chǎn)生振動(dòng)?;诖?,對(duì)含Buck轉(zhuǎn)換器的鎮(zhèn)流器進(jìn)行控制設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)汽車照明系統(tǒng)在不同功率要求下保持一個(gè)穩(wěn)定的電流水平。

        汽車前照燈照明系統(tǒng)中常用類型包括鹵素?zé)?、高?qiáng)度氣體放電燈及LED燈。其中,LED燈的亮度較低,但其達(dá)到最大亮度僅需1/ 1000000s,使用壽命較長(zhǎng),約為15000h。LED燈產(chǎn)生的燈光色溫與日光接近,降低了駕駛員的視覺(jué)疲勞。提出了基于LED燈的含Buck轉(zhuǎn)換器的鎮(zhèn)流器控制策略。單個(gè)LED燈的功率只有1W,不能直接用于汽車前照燈的照明系統(tǒng),常將一系列LED燈進(jìn)行排列以提高光通量。由于Buck轉(zhuǎn)換器具有高效率和輸出電壓始終小于電壓源輸入電壓這一特性,使其被廣泛用在LED燈鎮(zhèn)流器中。Buck轉(zhuǎn)換器的工作模式分為電感電流連續(xù)模式和電感電流斷續(xù)模式兩種,其設(shè)計(jì)基于電感電流連續(xù)模式,設(shè)計(jì)時(shí)考慮了該模式下有一個(gè)小的輸出波紋電流和電壓。重點(diǎn)討論Buck轉(zhuǎn)換器的控制設(shè)計(jì),將控制目標(biāo)設(shè)定為輸出電流和輸出電壓與參考值之差,即誤差模型。該控制策略需要做出兩點(diǎn)假設(shè):①假設(shè)電感電流的動(dòng)態(tài)變化相比電容電壓變化迅速,因此基于時(shí)間尺度分離原則,控制策略的設(shè)計(jì)分為內(nèi)電流環(huán)和外電壓環(huán)兩個(gè)回路設(shè)計(jì);②假設(shè)電感、電容和電阻都是未知的常數(shù)。利用一個(gè)線性模型表示源電壓并設(shè)計(jì)相關(guān)閾值,進(jìn)行相關(guān)控制算法的設(shè)計(jì)。對(duì)該控制策略進(jìn)行驗(yàn)證的結(jié)果表明,所提出的控制策略可以保持功率變化穩(wěn)定,隨前照燈光照強(qiáng)度變化的響應(yīng)時(shí)間也足夠快。

        Juarez, M.A et al. 2014 IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing, Ixtapa Nov. 05-07, 2014.

        編譯:王祥

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