安定器電路之模擬

1021 2999 19

.

。

T PREHEAT

T

T

T PREHEAT

=

L

× × −

1021 2999

1

1021 2999

. 45

(5) 設定諧振電路元件之參數： VC 大於欠壓關閉的上界(UVLO+)，故障訊號(Fault_flag)被清為‘0’。此時軟啟 動電路與預熱電路開始充電。圖5-6 之模擬結果整理如表 5-3。

0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2

0s 2ms 4ms 6ms 8ms 10ms 12ms

-I(RLAMP)

SEL>> Ignition Run

Preheat

表5-3 安定器模擬結果整理

項 目 理 論 值 模 擬 結 果

功率消耗 35 W 33.1 W

軟啟動、預熱頻率 138 kHz、58kHz 137.7 kHz、58.5kHz

運轉頻率 43.8kHz 43.8kHz

燈管電壓 208 V

RMS

202V

RMS

燈管電流 170mA

RMS

164mA

RMS

(2) 接下來是控制器之震盪電路波形，如圖 5-7 所示。由上往下之波形分別為：

電容 C

T

之充放電波形、比較器 U1 波形與輸出到半橋驅動電路之波形。C

T

充電時間為開關導通時間，放電為兩開關關閉之死區時間。與圖4-13 一致。

Time

8.93ms 8.94ms 8.95ms 8.96ms 8.97ms 8.98ms 8.99ms 9.00ms

V(U_4_U7A) 2.5V

5.0V

-1.0V SEL>>

V(U_4.U6A) 0V

2.5V 5.0V

V(U_4.U1o) 0V

2.5V 5.0V

V(CT_P) 5.0V 7.5V 10.0V

5.2V 9.36V

圖5-7 安定器震盪器訊號波形圖

(3) 圖 5-8 是表示半橋諧振電路的開關零電壓切換與諧振電流。圖中由上往下之 波形分別為：半橋上下開關驅動訊號 DMH、DML，上下開關之跨壓與上下

開關之電流 I

MH

、I

ML

。從圖形中可觀察到開關在導通時，開關跨壓為零﹔在 死區時間時，電流會經由寄生二極體流過。波形模擬結果符合第三章所提到 半橋諧振電路行為一致。

Time

1.840ms 1.844ms 1.848ms 1.852ms 1.856ms 1.860ms 1.864ms 1.868ms 1.872ms 1.876ms

ID(ML) -250mA

250mA ID(MH) -250mA

0A 250mA 500mA

V(VS,RCS:1) 0V

100V 200V

V(VBUS,VS) 0V

200V SEL>>

V(DML) 0V 10V 20V

V(DMH,VS) 0V

10V 20V

圖5-8 半橋換流器開關零電壓切換

(4) 圖 5-9 與 5-10 為過電流故障之模擬。其中圖 5-9 是模擬燈管無法啟動，由上 往下之波形分別為：故障訊號、預熱時間控制、過電流訊號偵測與燈管跨壓。

電源輸入給電子安定器時，故障訊號清為‘0’，安定器開始從軟啟動、預熱、

觸發啟動模式進行。進入觸發啟動(VC

PH

_P>13.5V)模式，若燈管無法啟動，

造成整個諧振迴路電流過大(電流由電阻 R

CS

之跨壓來偵測)，經過偵錯邏輯 計數 32 次後，發出故障訊號使整個控制器與安定器停止運作﹔圖 5-10 則為 開 關 硬 切 換 之 模 擬 。 圖 中 由 上 數 下 之 波 形 分 別 為 ： 開 關 之 驅 動 訊 號 DMH-VS、DML 與電流偵測腳 CS 之電壓波形。當燈管燈絲故障時，會造成 諧振電路斷路，使得CS 測到的突波電壓會大於 1.3V 的臨界電壓(第三個波形

Time

0s 2ms 4ms 6ms 8ms 10ms 12ms

V(VLAMP) -1.0KV

0V 0.5KV 1.0KV

SEL>>

V(RCS:2) 0V

5V 10V

V(CPH_P) 0V

5V 10V 15V

V(U_4.fault_flag) 0V

2.5V 5.0V

圖5-9 過電流故障-燈管無法啟動模擬

正常 故障

Time

1.90ms 1.95ms 2.00ms 2.05ms 2.10ms 2.15ms 2.20ms

V(CS_PIN) -1.0V

0V 1.0V 2.0V

V(DML) 10V 20V

-1V SEL>>

V(DMH,VS) 0V

10V 20V

圖5-10 過電流故障-開關硬切換

(5) 圖 5-11 是模擬燈管燈絲老化後造成 SD 腳的電壓擺幅超過 1V~3V 的界限電 壓之故障。由上往下之波形分別為：SD 過壓訊號、故障訊號、SD 腳位電壓 與燈管跨壓。燈管壽命結束偵測是在燈管處發啟動後(V

CPH

>14V)後，才會被

致能。燈絲老化也就是燈絲之塗佈物質減少，而不容易發射電子。相當於燈 管阻值變大，容易使燈管過熱造成危險。所以視為是一種故障。

Time

7.0ms 7.5ms 8.0ms 8.5ms 9.0ms 9.5ms 10.0ms

V(VLAMP) -1.0KV

0V 1.0KV

V(SD) 1.0V 2.0V 3.0V

V(U_4:CPH) 0V

10V 20V

V(U_4.EOL_SIGN) -5.0V

0V 5.0V

SEL>>

圖5-11 燈管壽命結束故障

第六章 結論與未來研究方向

在文檔中 電子安定器控制器之研究與設計 (頁 70-77)