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基于MCU控制的汽车HID灯镇流器的设计与分析

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文摘

英文文摘

学位论文的主要创新点

第一章 绪论

1.1 汽车前照灯的发展历程

1.2 车用HID氙气灯的优良特性

1.3 课题研究的意义及主要内容

第二章 HID灯的发光原理及其关键技术研究

2.1 高强度气体放电灯的发光特性

2.1.1 气体放电的物理过程

2.1.2 气体放电的伏安特性研究

2.1.3 高强度气体放电的特点

2.2 车用HID灯对电子镇流器的要求

2.3 关键技术研究

2.3.1 拓扑结构

2.3.2 声谐振问题

2.3.3 恒功率控制

2.3.4 启动电路研究

第三章 车用HID氙气金卤灯电子镇流器的设计

3.1 系统方案设计

3.2 主电路的设计

3.3 逆变电路的设计

3.4 启动电路设计

3.5 控制电路设计

3.5.1 PWM脉冲控制电路

3.5.2 单片机控制电路

3.5.3 电流采样电路设计

3.6 辅助电源设计

3.6.1 16V电源设计

3.6.2 单片机5V电源

第四章 镇流器系统的软件设计

4.1 主程序设计

4.2 启动控制流程

4.2 恒功率控制算法

4.3 保护电路控制

第五章 HID氙气灯电子镇流器的EMI技术及样品波形

5.1 干扰源和干扰对象分析

5.1.1 系统中主要的噪声源

5.1.2 系统中易受干扰对象

5.2 硬件抗干扰技术

5.3 软件抗干扰技术

5.4 参数波形测试分析

参考文献

在校期间论文发表情况

致谢

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摘要

随着汽车工业的飞速发展,人们对汽车照明也提出了更高的要求。高强度氙气放电灯(High Intensity Xenon Discharge Lamp--简称HID氙气灯)就是顺应这一要求的理想灯具。但是HID氙气灯有其复杂的启动特性并且需要非常精准的时序控制,因此需要以其配套的镇流器。同时镇流器的开发难度大、成本高也阻碍了HID灯的普及。传统模拟控制的HID镇流器结构复杂、硬件损耗大、易受干扰、效率不高以及存在参数漂移等缺陷都影响了灯推广。针对模拟控制镇流器存在的缺陷,本文设计了一种基于数字控制的新型35W车用HID氙气灯电子镇流器。选用飞思卡尔68HC908JL3E单片机作为主控制芯片。电路结构由DC/DC+DC/AC的两级拓扑构成,其中DC/DC升压级电路应用了UC3842 PwM脉冲控制器来实现单端Flyback升压功能,DC/AC逆变部分选用新型逆变芯片IR2110方案,从而使系统的控制效率得到充分的提高,且简化了镇流器系统拓扑结构,降低了系统的硬件成本。
   论文介绍汽车前照灯的发展历程和HID氙灯的优良特性。然后从微观特性上阐述了高强度气体放电灯的放电原理和发光特点,并就车用HID灯电子镇流器的拓扑结构、声谐振问题、恒功率控制及启动电路等关键技术进行了详细的研究;对镇流器硬件电路进行了具体设计包括主电路参数、控制电路、采样电路等模块;从系统的主程序、启动控制、恒功率算法上讲述了系统的软件优化设计过程,配合硬件使得系统更加高效地实现复杂的时序控制。同时还从软硬件两方面对系统的EMC技术进行了研究设计,提高了系统的稳定性。
   最后给出了样品的测试波型和实验数据分析。实验结果表明电子镇流器可靠性能好,无声谐振现象。灯的稳态输出电压Vout:87.26V,电流Iout:423mA,输出功率Pout:36.9W,效率77达到80.75%。

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