高压钠灯电子镇流器的研制

0 引言

高压钠灯（HPSL）[1]是高强度放电灯（HIDL——High Intensity Discharge Lamp）中的一种，因其具有极好的光效（80～140lm/W）和合适的光波长，而被广泛用于户外照明，如广场、道路、码头等。但是，传统的电感式的镇流器存在功率因数低和自身损耗大的缺点。大量低功率因电感器生产厂家数电器的使用，对电网造成谐波污染，不但增加了供发电设备的负荷，使供发电设施得不到充分利用，而且严重影响其它用电设备的正常运行。

绿色照明事业在世界范围的蓬勃发展，推进了电子镇流器的广泛使用。电子镇流器不但可以做到很高的功率因数（接近1），而具有显著的节能效果，而且还能在很宽的电压范围内点灯工作，很好地解决了电感式镇流器的缺点。因为，HPSL的功率相对于荧光灯大得多，用量也极大，所以，HPSL电子镇流器的开发应用，具有更加深远的意义。

1 对高压钠灯电子镇流器的要求

HPSL电子镇流器因使用场所和其本身的特性，要求较为严格。它的基本要求是：

1）较高的功率因数（≥0.99）； 电感器生产厂家

2）适应温度范围－20～50℃，且防雨雪；

3）输出到灯的功率必须恒定；

4）为防电极极化，灯的电流必须是交流，而且须防声共振；

5）必须有2.5～4kV的点灯触发电压，灯点亮后高压须消除，不影响灯的正常工作；

6）较高的功率（一般人行道为75W，道路为250W，广场为400W，最高达1000W）；

7）对各种故障（灯短路、灯开路或无灯、弧光不正常、灯过压、灯过流以及电路本身的故障）的识别及保护功能完善。

2 方案的选择

能够实现上述基本功能的方法有好多种，虽然许多厂商竞相研制生产，但能做到实用较为困难，因为，简单的电路难以满足要求，复杂的电路成本昂贵。通过对HPSL电子镇流器的大量研究，本文介绍采用美国UNITROD公司专门为HIDL控制器设计的专用芯片——UCC2305[2]制作的250W镇流器，其基本的框图如图1所示。

图1 HPS电子镇流器框图

它主要由功率因数校正（PFC）电路、UCC2305控制电路、触发电路和辅助电源4部分组成，电路较为简单。

2．1 功率因数校正

实现功率因数校正的方法很多[1][2][3][4][5]，本案选择UC3854B作为控制芯片，建立了固定频率平均电流型有源功率因数校正电路，如图2所示。在图2塑封电感器中，整流桥B₁、储能电感L₁、功率开关器件S₁、升压二极管D₁、输出滤波电容C₁和电流取样电阻R₁组成了PFC主电路。

图2 功率因数校正示意图

跟UC3854一样，UC3854B提供了有源功率因数校正的全部功能，这些功能包括电压放大器、模拟乘法/除法器、电流放大器和固定频率PWM，另外，还含有功率MOSFET栅极驱动器、7.5V基准电压、总线预测器、加载赋能比较器、低电压检测器和过流比较器等。平均电流模式的控制使正弦化线电流稳定、低失真而不象峰值电流控制需要斜率补偿。

交流176～264V输入电压经B1整流成为100Hz的正弦半波电压，为了迫使线电流跟随电压变化，UC3854B的脚6经R₅引入这个正弦半波线电压取样，内部乘法器将此信号（设为B）与输出电压放大器的输出（设为A）相乘，产生电流控制电感磁芯环的基准信号。同时正弦半波电压又经由

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