摘要：HID灯是目前国际上广泛使用的新一代高效光源，随着基础建设不断加大，HID灯的用量每年都会有较大的增长，安定器是气体放电灯工作时必不可缺的配套附件，因此合理设计配套HID灯用的电器附件是非常重要的。
关键词：HID电子镇流器 绿色照明 高压气体放电灯

1 引言

气体放电灯是由于气体、金属蒸气或几种气体与蒸气的混合物通过放电而发光的光源 ,根据灯内气体压力可将其划分为低压气体放电灯和高压气体放电灯两类 。常见的高压气体放电灯有高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯等 ,高压气体放电灯具有许多优点 ,如光色好、发光效率高、寿命长、节电性能好等 ,因此目前在电气照明装置中被广泛采用。高压气体放电灯必须在特殊电路的控制下才能正常工作 ,这些特殊电路为点燃高压气体放电灯提供了启动电压 ,而且包含于电路中的镇流器是气体放电灯稳定工作必不可少的元件。

2　HID 灯的主要特点

HID 灯是高压放电灯 ,其结构和工作机理与荧光灯等低压放电灯是不同的。HID 灯的启动要比低压放电灯困难得多 ,在通常情况下 ,HID灯的点火电压达 4-5KV。若 HID 灯在燃点熄灭接着重新触发，即所谓“热态”下点火 ,所需要的电压往往达 25KV。同时 ,从灯点火到正常燃点还有一个过渡阶段。该过渡阶段又分为接续(take-over)阶段和电压升高(run-up)过程。在灯点火之后不到1ms的时间内 ,灯管击穿 ,灯电压仅为其额定值的 25%左右 约(20V),形成灯导通沟道。随后 ,灯电压逐渐升高到其正常工作值（约85V），使灯进入燃点阶段。灯电压抬高过程历程约 2 分钟 ,具体时间因灯管不同而存在差别。在灯点火到正常燃点的过渡阶段中 ,若灯电流太小 ,灯会熄火;但如果灯电流过大 ,易使电极熔化。在灯燃点过程中 ,为防止两个电极的温度不同 ,HID灯被设计用 AC电流驱动。荧光灯交流电子镇流器大多在40 ±5kHz 下的高频下工作 ,而 HID 灯若在10kHz以上 (直至1MHz 的频率)上工作 ,会发生声共振 ,并会对灯的使用寿命造成影响。HID 灯的工作频率若在 10kHz 以下 ,则可以避免声共振发生。

目前在 HID灯驱动电路设计中 ,大多将其工作频率设置在100～400Hz。鉴于 HID灯的特性 ,并与普通荧光灯交流电子镇流器相比较 ,灯点火电路设计和防止声频共振是HID灯电子镇流器的两大关键技术。

3 HID Controller系统简介

系统结构框图如下：

控制部分采用TMS320F2812作为主控器，该DSP芯片最大速度可达150MIPS，具备强大的运算能力，可以很轻易的将各种控制算法（如PID）运用在此芯片。片内外设A/D采样速度为12.5Mbps，精度为12bit，采样速度和采样精度都完全可以给CPU提供准确实时监控。另外含有8通道16bit的PWM，可控制死区产生等等。基于以上特点，该DSP芯片非常适用于HID Controller 的主控芯片。

全桥驱动芯片为Philips公司的UBA2032，飞利浦公司推出的高压单片IC是采用EZ-HVSOI工艺制造的一种高压全桥驱动器。UBA2032在全桥拓扑中通过外部 MOSFET可以驱动任何一种负载，尤其适用于驱动高强度的放电（HID）灯（如高压钠灯和金卤灯） 换向器等（commutator）。其典型应用电路如下：

4 结语

现代电光源的发展是迅速和多方面的 ,高压气体放电灯的控制电路形式也趋向多样化和实用化 ,特别是随着集成电路设计方法的不断应用 ,人们研究出许多更加优良的电路形式 ,这些新的高压气体放电灯电路促进了高压气体放电灯的进一步发展。