金卤灯电子镇流器Buck电路的优化设计

　　本设计使Buck电路工作在断续模式下，因为断续模式下所需的电感量比电流连续工作模式下的电感量要求要小，同时也可减小续流二极管因反向恢复而引起的损耗。对于70 W的金卤灯，在稳态工作时，若其Buck输出电压VO为85 V，输出电流IO为0.824 A(70 W／85 V)，Buck输入电压VIN为400 V，MOS管的工作频率伪50 kHz，MOS管的工作周期T为20μs。那么，该电路在临界状态下的电感量为：

　　代人数据计算可得L为812μH。

　　为了保证Buck电路始终工作在断续模式下，设计时可选择L的值为650μH。而MOS管导通时的占空比为：

　　计算可得，当L为650μH时，D为0.194。

　　若Buck电路工作在50 kHz的开关频率下，那么，开关导通时的浪涌电流和开关断开时的浪涌电压对Buck电路将形成较强的电磁干扰。实验发现，MOSFET在开关过程中毛刺较大，这是由开关瞬间电路中的电流变化率比较大所导致的，这个毛刺对Buck的其他电路会产生严重干扰。设计时可以通过在MOS管两端加RC缓冲电路的方法来减小毛刺，同时在设计印刷电路板时，应尽量降低电源线和地线的阻抗。因电源线、地线和其它印刷线都有阻抗，当电源电流变化较大时，会产生较大压降，而地线压降是形成公共阻抗干扰的重要因素，所以应尽量缩短地线，并应尽量加宽电源线和地线。

3 实验结果

　　基于上述镇流器的整体拓扑结构和对BUCK电路的分析，笔者设计了一台70 W的三级低频方波电子镇流器，该电路的PFC输出电压为400 V，Buck工作频率为50 kHz，输出负载为70 W金卤灯。当金卤灯稳态运行时，实测的Buck输出电压约为85 V，其输出电压波形如图3所示。图中，电压波形有较小的纹波，它与输出电压的要求基本一致。图4为Buck电路的驱动电压波形，从图中可知，其占空比为0.2，该数据与上述的理论计算基本一致。

　4 结束语

　　本文提出了金卤灯三级低频方波电子镇流器中Buck电路的优化设计方案，该方案用UC3843来直接驱动MOS管，从而为金卤灯点火启动时提供空载高电压，最终实现了金卤灯稳态工作时的恒功率供电。与传统的Buck电路相比，新型Buck电路的结构简单、所用器件少、成本低、可靠性高。