作者:王建平,吴建春

    摘要：高压钠灯电子镇流器相比于电感式镇流器具有许多优势，但众多的设计方法难以达到实用。介绍了采用美国unitrode公司的专用芯片ucc2305设计的高压钠灯电子镇流器，并描述了其原理和方法。

    关键词：绿色照明；高压钠灯；功率因素；恒功率

    0 引言

    高压钠灯（hpsl）[1]是高强度放电灯（hidl——high intensity discharge lamp）中的一种，因其具有极好的光效（80～140lm/w）和合适的光波长，而被广泛用于户外照明，如广场、道路、码头等。但是，传统的电感式的镇流器存在功率因数低和自身损耗大的缺点。大量低功率因数电器的使用，对电网造成谐波污染，不但增加了供发电设备的负荷，使供发电设施得不到充分利用，而且严重影响其它用电设备的正常运行。

    绿色照明事业在世界范围的蓬勃发展，推进了电子镇流器的广泛使用。电子镇流器不但可以做到很高的功率因数（接近1），而具有显著的节能效果，而且还能在很宽的电压范围内点灯工作，很好地解决了电感式镇流器的缺点。因为，hpsl的功率相对于荧光灯大得多，用量也极大，所以，hpsl电子镇流器的开发应用，具有更加深远的意义。

    1 对高压钠灯电子镇流器的要求

    hpsl电子镇流器因使用场所和其本身的特性，要求较为严格。它的基本要求是：

    1）较高的功率因数（≥0.99）；

    2）适应温度范围－20～50℃，且防雨雪；

    3）输出到灯的功率必须恒定；

    4）为防电极极化，灯的电流必须是交流，而且须防声共振；

    5）必须有2.5～4kv的点灯触发电压，灯点亮后高压须消除，不影响灯的正常工作；

    6）较高的功率（一般人行道为75w，道路为250w，广场为400w，最高达1000w）；

    7）对各种故障（灯短路、灯开路或无灯、弧光不正常、灯过压、灯过流以及电路本身的故障）的识别及保护功能完善。

    2 方案的选择

    能够实现上述基本功能的方法有好多种，虽然许多厂商竞相研制生产，但能做到实用较为困难，因为，简单的电路难以满足要求，复杂的电路成本昂贵。通过对hpsl电子镇流器的大量研究，本文介绍采用美国unitrod公司专门为hidl控制器设计的专用芯片——ucc2305[2]制作的250w镇流器，其基本的框图如图1所示。

    它主要由功率因数校正（pfc）电路、ucc2305控制电路、触发电路和辅助电源4部分组成，电路较为简单。

    2．1 功率因数校正

    实现功率因数校正的方法很多[1][2][3][4][5]，本案选择uc3854b作为控制芯片，建立了固定频率平均电流型有源功率因数校正电路，如图2所示。在图2中，整流桥b1、储能电感l1、功率开关器件s1、升压二极管d1、输出滤波电容c1和电流取样电阻r1组成了pfc主电路。

    跟uc3854一样，uc3854b提供了有源功率因数校正的全部功能，这些功能包括电压放大器、模拟乘法/除法器、电流放大器和固定频率pwm，另外，还含有功率mosfet栅极驱动器、7.5v基准电压、总线预测器、加载赋能比较器、低电压检测器和过流比较器等。平均电流模式的控制使正弦化线电流稳定、低失真而不象峰值电流控制需要斜率补偿。

    交流176～264v输入电压经b1整流成为100hz的正弦半波电压，为了迫使线电流跟随电压变化，uc3854b的脚6经r5引入这个正弦半波线电压取样，内部乘法器将此信号（设为b）与输出电压放大器的输出（设为a）相乘，产生电流控制环的基准信号。同时正弦半波电压又经由r2，r3，c3，r4和c4组成的分压电路产生与线电压的均方根值成正比的电压值，这个电压送到uc3854b的脚8，在其乘法器中平方（此值设为c）。乘法器将实际线电流与电压放大器输出的乘积除以线电压的均方根值的平方，即乘法器的输出im=ab/c。脚8的输入可对线电压的变化作出补偿，使pfc能够在85～255v的输入电压范围内工作。r1是线电流取样电阻，它的负端与乘法器的输出一起接到电流放大器的正向端，正端接到电流放大器的反