图6 主程序流程及T0中断服务程序
程序流程如图6所示。程序首先判断是否有开机命令,有则判断输入电压是否高于200V,是就开始点火。点火期间逆变桥输出62kHz激励,主电路谐振,产生高压击穿气体放电管,经过T1给出高压脉冲激励灯管产生电弧。接下来程序控制逆变频率为20kHz,用于维持电弧,等待灯电压上升,然后控制逆变频率为90Hz,进入正常点灯状态。单片机以中断方式给出逆变器驱动信号,即每隔5.5ms中断一次,在中断服务程序中给出逆变器驱动脉冲,执行A/D转换,查表求出当前应该给出的控制电压,输出到DAC。其中,A/D转换程序采用了多次采样求平均的做法,消除偶然的干扰。
HID灯从点火成功到稳定工作需要一段时间。为了快速进入到稳定工作状态,控制程序在点灯最初的90s里将激励功率从额定值提高10%,90s预热结束后返回到额定功率。另外,在逆变桥换流时间内,单片机控制降压DC/DC降低输出电压,降低了逆变桥MOSFET开关应力。实现的方法是:在T0中断服务程序即将给出逆变桥驱动脉冲之前,将DC/DC控制电压降低,在脉冲给出之后恢复。
结论
本文所讨论的HID灯镇流器采用电流准连续DC/DC,既降低了开关应力,增加了可靠性,又提高了效率。谐振点火电路能输出高达8kV的点火电压,可以在熄灯后快速再次点灯。单片机控制程序降低了逆变桥的开关应力,而采用查表的方式实现恒功率控制,避免了复杂的计算,程序代码短,稳定可靠。