HID灯和电子镇流器间的接口设计及镇流器可靠性研究[2]

　　器输出电流波形间的关系: 金卤灯能否稳定长期工作，灯流明维持率的高低、使用寿命的长短，同镇流器输出到灯中的电流波形形状关系很大。理论和实践都证明，低频方波电流是驱动金卤灯的最佳方式，它能有效抑制金卤灯放电管中的声共振、延缓流明维持率的衰减速度、延长金卤灯的使用寿命。对低频方波电流形状的要求，又可细化为以下指标:①电流频率应该介于70Hz ～ 400Hz 之间，以克服频闪并避开声共振; ②电流换向速度要快，尽量保证换流在100uS 以内完成，以便减少换向过程中的电子复合和辉光放电; ③换流边沿的电流过冲要小，电流峰值因数( CF) 小， 以便减弱电极物质的蒸发; ④灯电流中包含的高频纹波含量要尽量少，否则声共振有被激发的危险。

　　(5) 放电管中光色稳定性同镇流器功率控制间的关系: 随着HID 灯的老化( 卤盐成分变化和流失、电极物质的溅射和蒸发) ，灯电压会不断上升，而功率控制的目的就是保证灯功率按照设定的规律变化。HID 灯的功率控制，对于稳定光色和延长灯管的使用寿命都是必须的。在金卤灯中，如果灯功率过低，则光色偏绿; 若灯功率过高，虽然光色不变，但是会导致放电管管壁温度和及其中的卤盐温度升高，加速管壁的腐蚀和老化。金卤灯(QMH 和CDM) 的功率控制要求比较简单，那就是在灯电压的整个正常工作范围内( 如70V ～ 150V) ，灯功率基本维持不变。在大批量生产中，不同金卤灯个体之间的功率存在偏差，一般来说，实际灯功率同额定灯功率之间有± 3% 到± 5% 的偏差是允许的。

　　在白钠灯( SDW) 中， 不同于金卤灯的地方是，即便白钠灯一直工作在初始额定功率上，但随着灯电压的上升，光色也会漂移，所以白钠灯的灯功率不仅不能过低和过高，而且灯功率大小必须随着灯压的上升而不断调整，以便维持光色的稳定。

　　(6) 放电管寿终(End-of-life，EOL) 风险同镇流器EOL 保护功能间的关系: 在金卤灯中，气体放电和发光是在石英或陶瓷内胆中发生的，但是由于老化或其他原因，内胆中的卤盐可能会泄漏到外泡之中。当外泡中卤盐浓度气压超过5mPar 时，外泡中也会发生气体放电，并导致灯座温度显著上升和灯线绝缘层的快速老化和破损，从而带来触电等安全风险，这就是HID 灯的EOL 风险。正是由于HID灯在EOL 工作阶段涉及到用户的安全问题，IEC 标

　　准(60598 ) 要求在HID 灯具中， 在HID 灯泡的EOL 工作状态，灯座温度不能超过180°，或者对应于HID 灯泡箍颈( Pinch) 部位的温度不可以超过350°。为了达到这个标准，HID 镇流器必须具有识别HID 灯泡EOL 特征的功能，并在EOL 工作状态出现时，要尽快停止HID 灯的工作。

　　EOL 风险的严重程度主要同3 个因素有关，分别是: ①灯泡内胆容积同外泡容积的比值; ②灯泡内胆中卤盐填充浓度( 气压) ; ③外泡中放电类型。相比较而言，150W CMH 灯泡的EOL 风险最大。不同公司生产的150W CDM 灯， 灯泡内胆中填充的卤盐浓度可能不相同， 因而EOL 风险也各不相同。即便是同一个150W，工作在EOL 状态的CDM 灯泡，它的EOL 风险大小还同外泡中的放电模式相关联。EOL 灯泡中， 外泡中的放电分以下3 种: ①辉光放电模式; ②弧光放电模式; ③白炽灯模式，其中弧光放电模式和白炽灯模式的安全风险最大。

　　在知名国际品牌的CMH 灯中，试验数据表明，150W CMH 灯中，GE 公司生产的灯泡EOL 风险较大; 而70W CMH 灯中， Philips 公司生产的灯泡EOL 风险较大。

　　图1 给出了CDM 灯工作在EOL 阶段的辉光放电状态( 左) 和白炽灯状态( 右) 的图片。白炽灯状态下，输入到灯的电功率大部分耗散在焦耳热的产生上( 而不是发光) ，从而灯脚( Pin) 和灯线温升很大，灯线绝缘层容易被烫伤破损和过早老化，可能导致灯线金属层同灯具发生短路和用户被电击的危险。