汽車高強度氣體放電前照燈電子鎮(zhèn)流器研究.pdf

1、汽車HID前照燈具有高光效、長壽命和優(yōu)良的顯色性等優(yōu)點，目前正在成為中高檔汽車的首選配置，與之配套的電子鎮(zhèn)流器是保證這些優(yōu)點能夠?qū)崿F(xiàn)的關鍵，但是汽車前照燈的特殊要求給電子鎮(zhèn)流器的研制提出了挑戰(zhàn)。
　　本文對電子鎮(zhèn)流器的相關關鍵技術進行了綜述，采用了雙功率級的主電路拓撲，并以高可靠瞬間啟動、高效高功率密度設計、兼容冷熱啟動條件和老化程度的控制策略作為本論文的研究重點。
　　針對啟動過程對高壓發(fā)生電路和控制策略的要求，本文提出了

2、由三倍壓整流電路和單級升壓變壓器組成的高壓發(fā)生器電路，對該電路進行了分析和仿真設計，仿真結(jié)果和實驗結(jié)果驗證了電路的合理性。為了保證啟動階段可靠的輝-弧過渡和燈電極的對稱燒損，本文還提出了電流積分型預熱維弧功率閉環(huán)控制方法。特別重要的是，由于采用了功率預測給定控制策略的功率閉環(huán)并及時修正功率參考軌跡，不同的啟動條件在這一階段就可以實現(xiàn)兼容，獲得合適的過渡初值。
　　對電子鎮(zhèn)流器的高效、高功率密度設計進行了深入的研究，提出了通過電流波

3、形編程的升壓式Flyback變壓器的設計方法和設計步驟，并提出了新型漏感吸收電路，采用所設計的漏感能量吸收電路，不但提高了系統(tǒng)效率，而且消除了Flyback主開關的尖峰電壓。逆變器電路設計方面，討論了點燈過程對逆變電路的要求和對聲共振問題的解決方法，采用了低頻交流方波供電的方案，考慮到頻率調(diào)節(jié)的靈活性、電路體積和成本，設計了兩種采用分立元件的自舉驅(qū)動電路，并進行了定量分析和仿真。仿真和實驗驗證了所設計的自舉逆變驅(qū)動電路可以滿足鎮(zhèn)流器不同

4、工作狀態(tài)的需要。
　　在數(shù)字控制器設計方面，研究了點燈過程中燈端電壓和電流的變化規(guī)律，給出了控制核心單片機的選擇原則。對直流變換器高頻驅(qū)動控制時的延遲特性進行了詳細分析，提出了頻率調(diào)節(jié)補償獨立占空比調(diào)節(jié)的高頻驅(qū)動控制方法，解決了調(diào)節(jié)分辨率和高頻之間的矛盾，給出了平均有功功率閉環(huán)控制方法。
　　針對復雜的啟動條件和過渡過程，提出了基于瞬時等效阻抗和瞬時功率的簡單控制模型，給出了對參考軌跡實時修正的功率預測給定控制策略，即在啟動

5、之后的每一采樣處理時刻，對于啟動之后給出的無差別的冷燈過渡參考軌跡和修正過的參考軌跡進行實時修正，從而使控制過程及時地匹配并自動適應點燈條件和老化程度。
　　連續(xù)模式下，F(xiàn)lyback變換器傳函中存在右半平面零點，由于點燈過程中燈端電壓變化范圍較大，實現(xiàn)補償比較困難。因此除了在電路設計中盡量降低截止頻率之外，在控制過程中也充分考慮了功率遞減階段的功率平臺的寬度和高度，使得實際過渡能夠很好地跟隨控制軌跡。
　　對所研制的樣機進