数字控制的汽车头灯电子镇流器设计及启动过程研究

论文摘要

氙灯作为高强度气体放电灯,其较好的显色性,高光效等优点大大超过传统的卤钨灯,越来越受到市场的青睐,与其配套的电子镇流器的研制也成了热点。鉴于氙灯复杂的启动特性,与模拟控制相比,数字控制因其较大的灵活性在此控制方面显示了较大的优势。本文将以数字控制的汽车头灯电子镇流器为研究课题,对其一些关键的问题加以研究和探讨。论文的绪论部分将首先介绍汽车头灯的发展历史,接着对汽车头灯电子镇流器存在的难点问题做简要的分析,指出目前其所处的现状,并结合汽车头灯未来发展趋势谈谈本次课题的可行性和必要性。第二章首先给出了目前氙灯电子镇流器的基本电路结构,考虑到第一级直流升压变流电路的重要性,较详细讨论了目前具备升压功能的几个典型电路的特点。鉴于氙灯较高的点火要求,对几种典型的点火电路做了分析比较,最后讨论了控制模式及其具体的控制方式。第三章对汽车头灯电子镇流器进行了全面的设计。依据汽车头灯电子镇流器的主要技术指标,较详细给出了主电路的设计过程,并还对其做了相应的损耗分析及效率估计。接着介绍了单级电压递升式点火电路设计,模数控制方式的原理,及控制回路中典型控制电路的设计,最后通过实际样机的制作,论证其设计的合理性。第四章详细分析了高强度气体放电灯的启动特性,并根据金卤灯和氙灯各自启动特点及相应要求,分别提出了适合各自启动要求的控制方法。此外,在大量文献阅读的基础上,比较了当前典型的恒功率控制方案。在这个基础上,提出了基于数模混合控制的新型恒功率控制方案。最后通过实验验证了这些控制方法的可行性及正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 第一节 汽车头灯发展历史
• 第二节 汽车头灯电子镇流器的研究现状
• 第三节 汽车头灯电子镇流器未来的发展趋势
• 第四节 本课题意义及主要工作
• 第二章 汽车头灯电子镇流器系统分析
• 第一节 汽车头灯电子镇流器的基本结构
• 2.1.1 升压变流器基本拓扑选择
• 2.1.2 汽车头灯点火电路拓扑选择
• 第二节 汽车头灯电子镇流器控制方法
• 2.2.1 汽车头灯启动过程的控制要求
• 2.2.2 控制模式的选择
• 2.2.3 汽车头灯控制方式的选择
• 2.2.4 具体的控制结构框图
• 本章小结
• 第三章 汽车头灯电子镇流器的系统设计
• 第一节 汽车头灯电子镇流器的电路拓扑及设计要求
• 第二节 主电路设计
• 3.2.1 变压器的设计
• 3.2.2 RCD缓冲电路的设计
• 3.2.3 功率MOSFET的选择
• 3.2.4 输出二级管的选择
• 3.2.5 全桥逆变电路开关管的选择
• 第三节:主电路的损耗估计
• 3.3.1 开关的损耗
• 3.3.2 输出二极管的损耗
• 3.3.3 全桥开关的损耗
• 3.3.4 RCD缓冲电路的损耗
• 3.3.5 变压器的损耗
• 3.3.6 电路的总损耗及其预估效率
• 3.3.7 损耗分析
• 第四节 汽车头灯电子镇流器控制电路的设计
• 3.4.1 数模混合控制原理
• 3.4.2 斜波补偿电路
• 3.4.3 巴特沃兹滤波器的设计
• 3.4.4 限压保护电路
• 第五节 汽车头灯电子镇流器点火电路设计
• 第六节:实验波形及结果分析
• 本章小结
• 第四章 高强度气体放电灯启动过程控制研究
• 第一节 高强度气体放电灯
• 4.1.1 气体放电的形成
• 4.1.2 弧光放电特征
• 第二节 高强度气体放电灯无闪启动的研究
• 4.2.1 金卤灯的无闪启动控制
• 金卤灯启动过程分析
• 金卤灯的控制时序
• 金卤灯电子镇流器的电路拓扑结构
• 金卤灯无闪启动的控制方法
• 4.2.2 氙灯无闪启动的控制方法
• 氙灯启动过程分析
• 氙灯无闪启动的控制方法
• 第三节 恒功率控制研究
• 4.3.1 新型的恒功率控制方法
• 第四节 实验结果分析
• 4.4.1 金卤灯的启动过程
• 4.4.2 汽车头灯启动过程
• 4.4.3 新型恒功率控制实验结果
• 本章小结
• 第五章 全文总结与工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢