基于電流跟蹤控制的高壓鈉燈電子鎮流器的研制

S2和S3的切換有兩種模式，分別是雙極性切換和單極性切換。雙極性切換時，無論給定電流ig處于正半周期還是負半周期S2與S3都是互補通斷。單極性切換時，ig正半周時，S3始終關斷，S2進行斬波;負半周時，S2關斷，S3斬波。單極性切換原理分析見圖4，即在t0～t1時段，S2導通，電流iL增大;到t1時刻，iL增大到比〔ig(t1)+ΔI〕/k略大一點，滯環比較器動作，S2關斷，電感L放電，iL經電容C2，二極管D3續流;直到t2時刻，下降到比〔ig(t2)-ΔI〕/k稍小一點，S2再一次導通，iL又將增大。ig處于負半周可作同樣的分析。與雙極性切換模式相比，單極性切換有以下優點：

1)只有一只功率管動作，開關損耗是雙極性切換的一半;

2)主電路各物理量的動態應力，如dv/dt及di/dt小于雙極性切換模式，因此，對控制電路的干擾小于雙極性電路。

但是單極性模式的控制電路要附加一些簡單的邏輯控制電路。

電感L的大小與滯環寬度2ΔI決定了開關頻率的高低。當其它條件一定時，開關頻率與電感L和滯環寬度的乘積成反比。因為功率MOSFET的開關頻率很高，所以，用較小的電感即能滿足要求。

2 啟動電路的設計

啟動電路采用邏輯控制，不須采取高壓隔離措施，簡化了主電路，并且能瞬時啟動。工作原理如圖5所示。利用LC振蕩原理很容易產生高頻脈沖，主電路中續流電感L作為LC振蕩器的副邊，原副邊匝數比設為1∶20。原邊300V電壓來自控制輔助電源，理論上副邊能產生6kV的脈沖。因為LC振蕩回路中串有晶閘管SCR，觸發時L兩端只能產生下正上負的觸發脈沖。M1，M2，M3為三個邏輯控制信號，只有三個信號全為高電平時，才會產生高壓觸發脈沖。

圖5 觸發啟動電路

M1在C3上的電壓被充到一定的值，變為高電平。

M2用來判斷是否有燈電流，有燈電流時為低電平，禁止啟動;而且M2上的信號具有延時功能，以避免燈熄滅后出現熱啟動;在燈恢復冷態后，M2變為高電平，允許啟動。

M3與功率管S2驅動信號同步，使得只有在S2導通時才能產生觸發電壓。這樣當L兩端產生高電壓時，S2處于導通狀態，避免了觸發電壓對功率管的破壞。

3 實驗結果

實驗用鈉燈型號為NG400，市電電壓230V，動態存儲示波器型號為TDS3012。進線端電壓和電流波形如圖6所示。電子鎮流器的功率因數能達到0.97以上，諧波畸變也得到有效抑制，說明由UC3854構成的APFC性能良好。圖7是穩定工作時燈電流波形，基本上是所要求的正弦波，電流幅值為6.5A，有效值為4.6A。實測進線段功率為412W，燈功率387W，所設計電子鎮流器效率達到0.94。

圖6 進線端電壓電流波形