汽车金卤灯数控电子镇流器的研究

论文摘要

金卤灯作为一种高强度气体放电灯，具有显色性好、聚光能力强、寿命长等优点，非常适合做为车辆前照灯使用。但是这种特殊的气体放电灯，启动过程复杂，在实际应用中面临着变换器设计和电子镇流器控制等问题，需要一个复杂的电子镇流器来实现其可靠启动及稳定运行。本文首先分析了车用金卤灯启动过程各个阶段的运行特性，然后从其声谐振问题、基本电路拓扑、启动电路等几个方面来研究和比较适用于金卤灯电子镇流器的可行性方案。其次对车用金卤灯电子镇流器的关键组成部分DC/DC变换器进行了深入的分析，研究出一种可用作车用金卤灯电子镇流器电路拓扑的带耦合电感的高效DC/DC变换器，采用无源钳位电路减小开关管损耗，并利用PSPICE软件对所选用的电路进行了仿真分析。接着研究了一种适用于汽车金卤灯电子镇流器的数字控制方法，根据车灯的特殊启动特性，研究出适合于车用金卤灯的控制规律，并对灯的各个运行阶段进行数字控制，实现镇流器与车用金卤灯负载特性的良好匹配。最后，本文进行了原理样机试验，实验结果验证了所提出方案是可行的。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电光源的发展
• 1.3 汽车前照灯光源及发展概况
• 1.4 金卤灯发光原理及其特点
• 1.5 本课题研究意义和主要工作
• 第二章 车用金卤灯电子镇流器关键技术
• 2.1 车用金卤灯启动特性
• 2.2 车用金卤灯声谐振现象
• 2.3 恒功率控制
• 2.4 车用金卤灯启动电路
• 2.5 本章小结
• 第三章 带耦合电感的 DC/DC 升压变换器
• 3.1 车用金卤灯 DC/DC 升压变换器
• 3.2 带有耦合电感的高效率 DC/DC 变换器
• 3.3 电路仿真
• 3.3.1 无钳位电路与加钳位电路效果对比分析
• 3.3.2 耦合电感漏感与开关管电压应力
• 3.4 实验结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 车用金卤灯电子镇流器数字控制技术
• 4.1 数字控制器的选择
• 4.1.1 ADC 位数的确定
• 4.1.2 PWM 位数的确定
• 4.1.3 微控制芯片的选择
• 4.2 数字 PID 控制器的设计
• 4.2.1 PID 控制原理
• 4.2.2 数字 PID 程序设计
• 4.3 数字控制器软件设计
• 4.3.1 主程序设计
• 4.3.2 采样子程序
• 4.3.3 PI 子程序
• 4.3.4 驱动子程序
• 4.4 本章小结
• 第五章 车用金卤灯数控电子镇流器样机设计
• 5.1 车用金卤灯镇流器电路结构
• 5.2 关键参数设计
• 5.2.1 耦合电感参数设计
• 5.2.2 钳位电容参数设计
• 5.3 控制电路设计
• 5.3.1 全桥控制电路设计
• 5.3.2 采样电路设计
• 5.3.3 启动电路设计
• 5.4 PCB 排版设计
• 5.5 实验结果与分析
• 5.6 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文