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全数字汽车头灯电子镇流器的研究

作　者: 杨鑫祎
导　师: 钱照明
学　校: 浙江大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: HID氙气灯汽车头灯电子镇流器低频方波全数字控制平面变压器
分类号: TM923.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 1次
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内容摘要

HID氙气灯是一种填充有氙气的高强度放电灯,它的优点是照明亮度高,稳定性好,照射时间长并且节约电能,是目前汽车头灯照明的最佳选择。尽管全球刚刚经历了金融危机,但是中国的汽车前照灯市场始终保持了一定程度的需求,中国仍将会成为全球汽车头灯及配套设施增长最快的一个市场,因此,与HID氙气灯配套的电子镇流器一直是研究的热点。HID氙气汽车头灯电子镇流器有多种控制方式,先后经历了纯模拟控制和数模混合控制,全数字控制方式因为其较以上两种控制方式具有更好的控制灵活性和系统简洁性,成为目前汽车头灯电子镇流器的发展趋势。第一章绪论部分首先介绍了照明的一些基本概念。由于本课题的研究对象是35W HID氙气灯,而HID氙气灯属于高强度气体放电灯的一种,所以绪论部分也对高强度气体放电灯的物理特性和电特性作了介绍。绪论的后半部分对汽车头灯的发展历程作了简要的回顾,并介绍了目前汽车头灯的发展现状和汽车头灯的发展趋势,阐述了本课题的研究意义和要完成的主要工作。第二章对高强度气体放电灯电子镇流器作了研究。章节首先简要的介绍了几种基本的高强度气体放电灯镇流器和研究难点,然后对工作原理为低频方波的电子镇流器拓扑作了重点关注。在低频方波电子镇流器的研究中,对交流输入的低频方波电子镇流的基本结构和最具发展前景的两级式低频方波结构作了详细对比,对直流输入的汽车头灯电子镇流器拓扑作了基本介绍,这一章节为重点研究汽车头灯电子镇流器的关键技术作了铺垫。第三章在前面两章的基础上,对HID氙气汽车头灯电子镇流器的各个关键技术做了仔细研究,这些关键技术包括:HID氙气灯的启动过程、汽车头灯电子镇流器的直流/直流变换器拓扑、点火电路和各种控制技术。由于课题的创新点是全数字控制方式,因此,在控制方法这一领域的研究里,仔细对比了全数字控制相对于模拟控制和数模混合控制的优势和设计全数字控制汽车头灯电子镇流器的难点。这一章节的工作为进行具体实验样机的设计给出了理论依据。第四章非常详细地介绍了实际样机的设计过程,包括系统的整体设计、硬件电路设计、损耗估算、软件平台设计和控制电路的设计。硬件电路设计部分给出了系统关键参数的计算过程、平面变压器的设计情况和其他一些关键组成部分的设计。控制电路部分仔细介绍了单片机在控制中的应用情况,详细给出了全数字控制汽车头灯电子镇流器所需的各种功能的配置情况。文章将恒压控制、电流控制和功率控制的全数字实现原理作了重点介绍。通过实验样机的制作,文章给出了系统运行的波形图,验证了设计的合理性和全数字控制的灵活性及简洁性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章绪论  7-18
  第一节照明简介  7-13
  第二节汽车头灯的发展过程和现状  13-16
  第三节汽车头灯的发展趋势  16
  第四节本课题的主要意义和完成的工作  16-18
第二章 HID灯电子镇流器的研究  18-30
  第一节 HID灯镇流器简介  18-20
  第二节高强度气体放电灯电子镇流器的研究难点  20-21
  第三节交流输入低频方波HID灯电子镇流器的研究  21-27
  第四节直流输入低频方波HID灯电子镇流器的研究  27-29
  本章小结  29-30
第三章汽车头灯电子镇流器关键技术的研究  30-42
  第一节汽车头灯的启动过程  30-31
  第二节直流/直流变换器拓扑的研究  31-36
  第三节点火电路的研究  36-38
  第四节汽车头灯电子镇流器控制方法的研究  38-41
  本章小结  41-42
第四章全数字控制汽车头灯电子镇流器的系统设计  42-81
  第一节系统组成、基本原理及技术规格  42-44
  第二节硬件系统的设计  44-60
  第三节系统损耗计算  60-65
  第四节控制系统的设计  65-73
  第五节实验结果及分析  73-80
  本章小结  80-81
第五章全文总结和展望  81-83
参考文献  83-86
攻读硕士学位期间取得的科研成果  86-87
致谢  87

全数字汽车头灯电子镇流器的研究

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