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安定器电路图 安定器电路图的工作原理-寿命及解决方案 KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2018-05-09 

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安定器电路图

HID是High Intensity Discharge的英文缩写,即为高压气体放电灯(如图3所示)。由于HID内部充填氙气,因此也被称作氙气灯,最早应用于航空运输上。

氙气大灯发光原理(原理图见图4)是接通电源后,通过配套电子安定器,将汽车蓄电池12V电压瞬间提升到2万V以上的高压脉冲电压,利用正负电刺激氙气与稀有金属发生化学反应发光,HID灯泡的灯管内还有1颗小小的玻璃球,这其中就填充了氙气及少许稀有金属,只要用电流去刺激它们进行化学反应,激活氙气灯泡中的氙气在电弧中产生3000~12000K色温的强劲光芒。然后再将电压转成85V左右,稳定持续供应氙气灯泡发光。

安定器电路图

安定器的优缺点

(1 )HID比卤素灯寿命更长:钨丝在正常使用环境下经过280h就会断掉,卤素灯泡就坏掉了,而HID灯管内的气体使用时间可以达到2500h以上。

(2)HID比卤素灯更亮:HID氮气灯可以输出高达32001m的亮度,而一般卤素灯泡最多也只能产生10001m上下的亮度。也就是说汽车氙气大灯的亮度提升300%,照得更亮、更广、更远,其实这才是HID的最大魅力。很多使用过HID氢气灯的车主反应,安装了HID氖气灯视线良好,夜间驾驶的安全性大大提高。相同灯泡装到不同车子上亮度会略有所不同。一般地认为:车子越好总成(反光碗)越好就越亮,反之效果要相对差些。氙气灯在点亮1s到达最终亮度的25%、4s达到最终亮度的80% 、 2~4min后稳定。随着氙气分子在灯泡内越用越活跃,灯泡用得时间越长就会越亮。


(3 )HID比卤素灯更省电:卤素灯消耗的电能为55W/5.5A以上,而氙气大灯由于能效转换高,所以不但能提供更好的光效,还能以仅需35W/3.5A的电能正常工作,比卤素灯省电50%以上。大大减轻汽车电力系统的负担,相应提高了车辆性能。


(4)色温舒适度高:HID灯发出的6000K左右色温的光,是接近白天日光效果的色温,人眼的接受度及舒适度最高。这样的灯光用在车辆的夜间照明上,可以有效减少驾驶人的视觉疲劳,对于驾车安全性有明显改善。


缺点


(1)高频干扰:氙气灯启动瞬间需要几万V的高压。有一定的可能性会干扰车内电气。其发生的比例很小,但是有可能性。


(2)穿透性:氙气灯的色温比较高,根据光学原理,色温越高越容易被低色温的灯光所覆盖。另外氙灯在雨雪雾天气下的穿透力比较差。


(3)炫目效应:氙气灯光的光通量大,在远光灯使用时,有较大的炫目效应,影响交通安全,所以氨气灯用于远光时必须配合透镜使用。


注:关于色温/功率。K是色温的值,它只是代表颜色。在氙气灯中我们用K数表示更容易分清灯泡发出光的颜色。比如4300K是发出白中带黄的光,外管渡膜后发出的黄金光(穿透力较好),5000K是发出白中微略带黄的光;6000K就发白色的光(照到路面眼睛看起来最舒服),8000K会在白色中带点蓝,1万K就发出淡蓝色的光;1.2万K就是有点蓝紫色。


安定器的作用


用的HID安定器有三种:普通安定、快启安定器和解码安定器,以及一体化安定器。

普通安定器:主要功能就是将12V汽车电源转换成万伏电源,俗称变压器,镇流器,稳流器!

快启安定器:普通安定器启动时间大于3秒,为适应用车需求,许多企业生产了快启安定器可以达到1秒速亮(其实用处并不大,因为实际开车时用灯并不差那一秒两秒)。


解码安定器:有部分车型(如大众)原车大灯线路经过行车电脑,而卤素灯工作原理跟氙气灯不同,使得行车电脑检测不到氙气灯,造成改装好的大灯不亮或者一闪一闪等问题。解码安定器就是加装解码系统使汽车不再有报警提示。


一体化安定器:与普通安定器最直观的不同,在于它是专车专用的,并且按原车灯座/防水后盖采用一体化设计,安装后与原车总成连为一体,不需要外挂安定器,简单、安全、稳定。


劣质安定器有哪些隐患氙气灯虽然寿命很长,但由于它并不是独立工作的,所以安定器质量的好坏直接关系到整套系统的寿命长短。劣质安定器因为其电压电流不稳定,产生过高过低的电压电流,不仅不能保证与氙气灯泡同寿命,更会在工作时产生强烈的电磁干扰,影响车内收音机、电子设备工作。


如何区分优质安定器与劣质安定器

看外观

劣质安定器往往做工粗糙,偷工减料,并且因为缺少标准模具和生产工艺,劣质安定器往往误差比较大,即使标榜专车专用,也难以真正做到完全匹配。

优质安定器无论在外观、用料和做工上都比普通产品更胜一筹,表面通常经过处理,光滑细腻;并且是根据原车模具专车开发,精准符合原车尺寸,无缝对接。


看电路板

安定器的内部电器板是最核心的部分,也是决定安定器质量的核心因素。

劣质安定器通常使用模拟电路设计,电路板上的元器件一般采用普通的通用元件,手工插件与贴片工艺,路线设计排列非常随意、杂乱而没有章法。

优质安定器的采用高质量的甚至是进口的元件,全自动贴片生产工艺,元件排列整齐合理,电路板采用数字电路技术,更精巧、更稳定。


安定器电路图

安定器基本指标

安定器基本的电器指标有:启动电压、工作电压、典型电流、输出功率、冷启动电流、热启动电流、工作效率、工作温度范围等;保护功能方面则要有超压保护、低压保护、空载保护、短路保护、反接保护、防水防振性能等等。这些技术指标一般都可以通过一些普通的测试仪器测量出来,而有些指标则是需要专门的仪器才能测试到的。在这里我重点介绍几个典型的数据:



第一、安定器冷启动时间

通过看输入电流可以简单地判断灯的冷启动时间,而更准确的方法是测试HID灯的光通量:好的安定器可使HID灯在1秒内可以达到稳定光通亮的25%,4秒内可以达到稳定光通量的80%,而低于这个标准的都要谨慎选择;



第二、安定器热启动时间

在灯稳定工作后熄灭15秒内,有些安定器通电后灯泡可以在1秒内达到最高光通亮的80%,几乎感觉不到延时,而有些安定器则需要3-5秒的延时才可以使灯泡达到最高光通亮的80%。当然延时少的安定器品质更好。当安定器和灯泡都处于正常工作状态下,你再做反复连续开关的动作,品质好的安定器一般工作正常,有些安定器会出现点灯不正常,灯泡会有一颗亮一颗不亮的现象,须切断电源再重新开启,这对消费者而言是个很大的安全隐患。请消费者在购买时注意这一点;



第三、安定器的工作方式

目前安定器的工作方式分两种,分别是定电流和定功率,而后者才是可以提供HID长久寿命的正确设计,一个全新的HID灯泡,电极之间的距离为4.2mm,若要在两个电极之间产生跳电电弧(学名为架弧),就必须在电极两端加以23000V的电压,(点灯之后工作电压会降至70—100V),但随着点灯次数、时间的增加,两个电极之间的距离也会愈来愈远,而要维持电弧跳电的工作电压,也会由85V慢慢增加至110V。定电流安定器会持续供应一个稳定的工作电流,但随着HID管压的增加,整体输出功率(根据P=VI公式可知)也会由额定的35W慢慢提升至45W。额外的功率会加速HID灯的老化,降低寿命。轻则导致灯泡固定座熔毁,重则会烧毁灯泡或是安定器!而采用定功率输出的安定器则不会有这种顾虑;


第四、输出功率的稳定度

HID灯泡的特点决定了它工作的功率只能是35W,太高的功率会加速HID灯的老化,降低寿命。定电流的安定器是无法保证输出功率的稳定的。而定功率的安定器中,不同的方案其功率的稳定范围也有很大的不同;模拟方案的安定器功率误差大概在±3-6W;采用单片机方案的安定器的功率误差大概在±2-4W;而采用专用芯片或内置DSP内核MCU方案的安定器,其输出功率的误差可以做到±0.5W。能最大限度的延长HID灯的寿命,紧紧跟随HID管压的变化,使HID灯不闪烁,不熄灭。


安定器使用寿命

安定器的寿命除了设计方面的因素外,和所用的零件也是密切相关的,最主要的元器件有。

电容:电解电容要采用耐高温低漏电的,且要有5000小时以上的使用寿命;点火电容则要求能连续承受很高的冲击电压。

高压包:现在市场上的高压包大致分为线绕的和箔式的两种。相比较而言箔式的高压包瞬间输出能量更足,绝缘性能也更好,自然寿命也更长了。

放电管:放电管分为开关放电管和防雷放电管2种,开关放电管的寿命是防雷放电管的10倍以上,在产品使用的初期可能看不出优劣,但在使用一段时间后自然就分出好坏来了。

下面我们分别给出一款采用DSP内核MCU方案的安定器、一款单片机方案的安定器和一款模拟方案的安定期冷启动时光通量的变化曲线图,可以很明显地区分出来:



达到稳定光通亮25%的时间
达到稳定光通亮80%的时间
模拟方案
5.5秒
25秒
单片机方案
2.5秒
12秒
DSP内核专用芯片
0.5秒
3.0秒

总上所述,安定器在整个HID照明系统中,是一个最复杂、技术含量最高的器件。它的质量好坏直接决定整个系统的性能。我们除了关注它能不能点亮灯以外,还应该更多的关注它对HID灯寿命延长的保护,以及它自身的使用寿命问题。只有高稳定性、长寿命的HID系统才能算得上是一款性价比好的产品。


第六、保护功能

超压保护输入电压超过18V时,安定器自动停止工作,保护安定器,避免损坏安定器和HID 灯泡。

2.低压保护

当输入电压大于9V时,安定器能正常工作,低于8V时,安定器自动停止工作,避免损坏

3.空载保护

当安定器未接灯泡,处于空载状态时,安定器自动停止工作

4.短路保护

当安定器意外短路时,安定器自动停止工作,避免损坏。

5.反接保护

在安装过程中,由于操作失误导致输入电源正、负极接反时,安定器自动停止工作,避免损坏。

6.防水性能


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