汽车用氙灯特性之研究Word格式文档下载.docx
《汽车用氙灯特性之研究Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车用氙灯特性之研究Word格式文档下载.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
徐文彬*梁從主**陳建富**
國立成功大學電機工程學系
摘要目前鹵素燈是汽車頭燈最普遍的光源，由於高強度氣體放電燈的發光強度、發光效率、壽命、演色性均較鹵素燈為佳，因此，近年來在高級車種中，已開始使用高強度氣體放電燈作為汽車頭燈的光源，以提供一高品質的照明
光源。
汽車用高強度氣體放電燈燈管內主要是以高壓氙氣為主，因此又稱為氙
燈。
本文旨在探討汽車用氙燈，冷啟動與熱啟動暫態過程的燈管特性變化、穩態時不同燈管功率、不同使用時數對燈管特性的影響。
本文設計返馳式轉換器、全橋換流器與兩級升壓點火電路所組成的燈管特性量測電路，提供燈管啟動時所需的高壓與燈管點亮後所需的工作電源。
全橋換流器將提供低頻交流方波電源給燈管，以避免音頻共振的困擾，使燈管能穩定的工作。
最後以此電路實際對35W汽車用氙燈進行各種特性量測與紀錄，並對結果進行分析，提供汽車用氙燈電子式安定器設計之參考。
*研究生
**指導教授
I
InvestigationonCharacteristicsofAutomotive
XenonLampsW.B.Shyu*T.J.Liang**J.F.Chen**DepartmentofElectricalEngineering
NationalChengKungUniversity
Tainan,Taiwan,R.O.C
Abstract
Halogenlampsweremainlyusedforautomotiveheadlights.Inrecentyears,highintensitydischarge（HID）lampshavebeguntobeusedinheadlightsystems,becauseofhighefficiency,longlife,andnaturalcolor.AutomotiveHIDlampsarehigh-pressurexenongasdischargelamps.Inordertodesignelectronicballastfortheautomotivexenonlamps,thecharacteristicsofthelampsmustbeconsideredfirst.
Thisthesissurveysandanalyzesthetransientandsteadystateelectricalcharacteristicsoftheautomotivexenonlamp.Themeasuringcircuitiscomposedofaflybackconverter,afullbridgesquare-waveinverter,andanigniter.Inordertoavoidacousticresonance,thefullbridgeinverterproducesalowfrequencysquare-wavecurrent/voltagetothelamp.Finally,thetransientcharacteristicsforbothcoldstartingandhotrestarting,aswellasthestableoperationcharacteristicsoftheautomotivexenonlampsaremeasuredandanalyzed.
*Thestudent
**Theadvisors
II
目錄
摘要Ⅰ英文摘要Ⅱ目錄Ⅲ圖表目錄Ⅴ符號表Ⅷ
第一章緒論1
1-1研究背景與動機1
1-2論文大綱3
第二章汽車用氙燈發光原理與特性4
2-1汽車用氙燈光源的發展4
2-2氣體放電燈之基本原理7
2-3氙燈的發光特性9
2-4汽車用氙燈構造與特性12
2-5音頻共振14
第三章燈管特性量測電路說明與分析16
3-1燈管特性量測電路基本架構16
3-2返馳式轉換器18
3-2-1返馳式轉換器基本工作原理18
3-2-2返馳式變壓器設計步驟20
3-3高壓點火電路25
3-4全橋換流器32
第四章燈管特性量測電路實作34
4-1返馳式轉換器製作35
III
4-2高壓點火電路製作42
4-3全橋換流器製作46
第五章燈管暫態工作特性48
5-1冷啟動暫態特性48
5-2熱啟動暫態特性56
第六章燈管穩態工作特性60
6-1燈管功率對燈管特性影響60
6-2使用時數對燈管特性影響64第七章結論67參考文獻69
IV
圖表目錄
圖2.1OSRAM汽車用氙燈照片5
（a）D2S（b）D2R（c）D1S
圖2.2汽車用氙燈頭燈系統6
（a）投射式頭燈（b）反射式頭燈
圖2.3氣體放電燈結構示意圖7
圖2.4電磁波的頻率分佈9
圖2.5各種光源光譜11
（a）太陽光譜（b）氙燈光譜（c）金屬鹵化物燈光譜
（d）日光燈光譜（e）白熾燈光譜（f）鈉燈光譜
圖2.6OSRAMD2S35W汽車頭燈結構圖12圖2.7汽車用氙燈燈管啟動暫態過程燈管電壓、燈管電流變化情形13圖2.8汽車用氙燈（D2S35W）音頻共振頻率分佈圖14圖3.1燈管特性量測電路架構方塊圖16圖3.2返馳式轉換器電路18圖3.3返馳式轉換器在導通與截止時之等效電路19
（a）S1導通時之等效電路（b）S1截止時之等效電路
圖3.4高電壓點火電路架構圖25
（a）串聯架構（b）並聯架構
圖3.5兩級升壓高壓點火電路26
圖3.6（a）SIDAC電路符號與結構圖27
（b）SIDAC電流-電壓特性曲線圖
V
圖3.7火花間隙放電器構造圖28圖3.8電容Cch充電時等效電路29圖3.9全橋換流器電路32
圖3.10全橋換流器各點電壓、電流波形33圖4.1燈管特性量測電路圖34圖4.2輸出功率70W時，返馳式轉換器各點電壓、電流實作波形39
（切換頻率20kHzVin=12VVdc=35VIo=2A）
（a）功率開關S1的驅動信號Vg與電壓VDS波形
（b）返馳式變壓器一次側電流ip與二次側電流is波形
（c）返馳式變壓器一次側電壓Vp與二次側電壓Vs波形
圖4.3輸出功率50W時，返馳式轉換器各點電壓、電流實作波形40
（切換頻率20kHzVin=12VVdc=50VIo=1A）
圖4.4輸出功率35W時，返馳式轉換器各點電壓、電流實作波形41
（切換頻率20kHzVin=12VVdc=85VIo=0.41A）
圖4.5電容Cch充放電電壓與T2變壓器二次側電壓實作波形43圖4.6點火電路產生的點火電壓VT3波形43圖4.7返馳式轉換器輸出電壓Vdc與電容Cig充放電電壓實作波形45
VI
（a）點火一次（b）點火二次
圖4.8燈管未點亮前，全橋換流器輸出電壓Vo46
與開關S2、S3、S4、S5的驅動信號波形
圖4.9燈管點亮後，全橋換流器輸出電壓Vo47
與開關S2、S3、S4、S5的驅動信號波形（切換頻率400Hz）
圖5.135W定功率冷啟動暫態過程燈管電壓、電流波形50
（a）燈管電壓波形（b）燈管電流波形
圖5.250W功率冷啟動暫態過程燈管電壓、電流波形51
圖5.370W功率冷啟動暫態過程燈管電壓、電流波形52
圖5.450W功率冷啟動暫態過程各階段燈管電壓、電流波形53
（a）啟動瞬間（b）輝光轉弧光（c）穩態
圖5.570W功率冷啟動暫態過程各階段燈管電壓、電流波形54
圖5.6燈管冷啟動暫態過程燈管等效電阻55
圖5.750W功率熱啟動暫態過程各階段燈管電壓、電流波形57
圖5.870W功率熱啟動暫態過程各階段燈管電壓、電流波形58
圖5.9燈管熱啟動暫態過程燈管等效電阻59
圖6.1燈管穩態時操作在額定功率下燈管電壓與電流波形60
圖6.2燈管穩態時燈管電壓與燈管電流關係曲線61
VII
欢迎您试用SolidConverterPDF。
本软件的试用版只会转换源文件内容的10%，最多可转换10页。
这次文件转换，SolidConverterPDF转换了84页中的8页。
请到为SolidConverterPDF注册，以取消这项限制。
升级会员 