金鹵燈電子鎮(zhèn)流器Buck電路的優(yōu)化設(shè)計

　　本設(shè)計使Buck電路工作在斷續(xù)模式下，因?yàn)閿嗬m(xù)模式下所需的電感量比電流連續(xù)工作模式下的電感量要求要小，同時也可減小續(xù)流二極管因反向恢復(fù)而引起的損耗。對于70 W的金鹵燈，在穩(wěn)態(tài)工作時，若其Buck輸出電壓VO為85 V，輸出電流IO為0.824 A(70 W／85 V)，Buck輸入電壓VIN為400 V，MOS管的工作頻率偽50 kHz，MOS管的工作周期T為20μs。那么，該電路在臨界狀態(tài)下的電感量為：

　　代人數(shù)據(jù)計算可得L為812μH。

　　為了保證Buck電路始終工作在斷續(xù)模式下，設(shè)計時可選擇L的值為650μH。而MOS管導(dǎo)通時的占空比為：

　　計算可得，當(dāng)L為650μH時，D為0.194。

　　若Buck電路工作在50 kHz的開關(guān)頻率下，那么，開關(guān)導(dǎo)通時的浪涌電流和開關(guān)斷開時的浪涌電壓對Buck電路將形成較強(qiáng)的電磁干擾。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MOSFET在開關(guān)過程中毛刺較大，這是由開關(guān)瞬間電路中的電流變化率比較大所導(dǎo)致的，這個毛刺對Buck的其他電路會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。設(shè)計時可以通過在MOS管兩端加RC緩沖電路的方法來減小毛刺，同時在設(shè)計印刷電路板時，應(yīng)盡量降低電源線和地線的阻抗。因電源線、地線和其它印刷線都有阻抗，當(dāng)電源電流變化較大時，會產(chǎn)生較大壓降，而地線壓降是形成公共阻抗干擾的重要因素，所以應(yīng)盡量縮短地線，并應(yīng)盡量加寬電源線和地線。

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　基于上述鎮(zhèn)流器的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和對BUCK電路的分析，筆者設(shè)計了一臺70 W的三級低頻方波電子鎮(zhèn)流器，該電路的PFC輸出電壓為400 V，Buck工作頻率為50 kHz，輸出負(fù)載為70 W金鹵燈。當(dāng)金鹵燈穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，實(shí)測的Buck輸出電壓約為85 V，其輸出電壓波形如圖3所示。圖中，電壓波形有較小的紋波，它與輸出電壓的要求基本一致。圖4為Buck電路的驅(qū)動電壓波形，從圖中可知，其占空比為0.2，該數(shù)據(jù)與上述的理論計算基本一致。

　　4 結(jié)束語

　　本文提出了金鹵燈三級低頻方波電子鎮(zhèn)流器中Buck電路的優(yōu)化設(shè)計方案，該方案用UC3843來直接驅(qū)動MOS管，從而為金鹵燈點(diǎn)火啟動時提供空載高電壓，最終實(shí)現(xiàn)了金鹵燈穩(wěn)態(tài)工作時的恒功率供電。與傳統(tǒng)的Buck電路相比，新型Buck電路的結(jié)構(gòu)簡單、所用器件少、成本低、可靠性高。