新型脈沖氙燈起輝預燃電源的研制

4 試驗結果及分析

4.1 起輝階段試驗結果及分析

功率開關器件Q1、Q2的驅動波形如圖6(a)所示。通電后，脈沖氙燈的等效電阻很大，相當于負載開路，電路處于未工作狀態，變壓器的副端功率為零。原端電流很小，約0.1A。控制芯片UC3825輸出最大占空比的有死區時間的互補PWM驅動信號。此時，高頻變壓器的原端電壓很高，如圖6(b)所示。電感L3兩端的諧振電壓波形如圖6(c)所示，第一個脈沖電壓大于600V。晶閘管VT1導通后，充電電容C6和耦合電感L3發生串聯諧振，諧振電壓突然加到電感L3兩端，直至電能消耗完畢。此時，脈沖氙燈內的氣體電離導通。

(a) (b)

(c)
圖6 起輝階段試驗波形：(a) 功率開關器件的驅動波形；
(b) 變壓器原端電壓波形；(c) 電感L3兩端諧振電壓波形。

4.2 預燃階段試驗結果及分析

起輝完成后，脈沖氙燈導通，高壓啟輝電路停止工作。其等效電阻急劇減少，相當于負載短路，控制芯片UC3825調節輸出PWM驅動信號，系統進入了閉環控制，如圖7(a)所示。變壓器原端電壓下降，如圖7(b)所示。推挽變換器輸出預燃電壓維持脈沖氙燈工作時的維持電流。此后，燈的等效電阻逐漸達到穩態并保持恒定。起輝預燃后的實物圖如圖8所示，四路并聯的脈沖氙燈同時工作。

（a) （b)
圖7 預燃階段試驗波形：（a) 開關器件的驅動波形；
（b) 變壓器原端電壓波形

圖8 脈沖氙燈預燃實物圖

5 結論

本文為滿足道路檢測車上的脈沖氙燈工作的需要，設計并研制了一種新型脈沖氙燈起輝預燃電源。根據脈沖氙燈起輝預燃時氣體放電的特點，采用UC3825控制芯片控制的推挽變換器和高頻變壓器構成預燃電路以及利用串聯諧振原理實現高壓起輝。對于我們采用的Ф7×120mm四個并聯脈沖氙燈，單個脈沖氙燈預燃電流穩定在100mA，脈沖氙燈兩端的預燃電壓在250V。該電源具有結構簡單、輸出穩定、體積小、重量輕、效率高。試驗結果表明，該電源工作可靠，運行穩定，具有很強的實用價值。