投影光源兼容性和驱动技术研讨[2]

　　三、 高兼容性投影光源驱动器的设计与实现

　　3.1 高兼容性投影光源虽然实现了最广泛的兼容性，同时也满足了使用寿命要求，但其寿命与兼容性本身的矛盾性，严重影响了投影灯的实际使用寿命。高兼容性投影光源的超低启动电压要求，降低了对配套驱动器的电气要求与设计难度，为实现投影光源集成提供了可能，森莱浦通过大量的基础研究，并经过实验验证，实现了与高兼容性投影光源配套驱动器的自主设计与生产，为实现投影光源的长寿命与高亮度提供了可能。

　　3.2 由于市场上投影灯及驱动器都被几大厂商如菲利浦、欧诗朗等控制，各大投影机厂商都按其要求提供了带有APFC校正的高效直流电源，所以高兼容性投影光源配套驱动器设计时也可以考虑直接使用投影机整机电源的高压直流输出，图六为系统框图：

　　3.3 恒功率电路本身具备两个功能，降压及恒功率控制，它将投影机整机提供的约320-400VDC电源调整为等于投影灯自持放电等离子体的等效电压值，约为80±15VDC左右。图七是主功率控制电路及取样设计，恒功率工作的主要波形如图八。

　　3.4 逆变电路的目的就是将恒功率直流电源通过全桥电路换相，变换成适合高兼容性投影光源工作的方波交流电源。其基本电路拓扑结构如图九所示;全桥逆变电路的工作波形如图十所示。

　　3.5 点火电路的作用是完成高兼容性投影光源从击穿到形成稳定弧光放电的过程。图十一即为点火电压产生电路,在启动瞬间恒功率电路作为BUCK电路，输出约300VDC电源，Vab通过L1、T1c、SD、CS充电，在约230V时SD击穿T1c上产生高压，T1原副边匝比约为10：1，在电容C两端会产生约3000VDC的高压，形成击穿放电。实际应用中为了形成可靠放电，避免一次启动能量过大造成电极溅射，我们加入启动控继电器RELAY，将启动过程分为几次，提供一个预热过程，提高电极使用寿命。电极启动过程控制逻辑波形如图十二：

　　3.6 关于灯寿命检测电路，我们采用硬件与软件结合的方式，在开机启动阶段，软件关闭中断，不做检测，等正常工作形成稳定弧光放电后开启寿命检测，利用外中断下降沿进行检测，及时保护主电路，并给出驱动器故障信号，及时关闭投影仪。(保护电压为管压大于140V或管压小于40V即认为投影灯寿命结束)相关检测电路如图十三，工作波形图如图十四。高兼容性投影光源驱动器的设计除了满足正常点火击穿，稳定持续弧光放电，投影灯寿命管理与保护外，还需要加入额外的保护电路，过热保护、输入反接保护、限流保护、输出短路保护等才能实现安全可靠的工作。图十四为实测波形数据。图十五为点火电压波形图，图十六为实测样品点火启动过程波形图，图十七为驱动器正常工况波形图，图十八为高兼容性投影光源光谱分析数据图片。

　　四、 结束语

　　在少数几家国际大公司的长期垄断下，国内投影产业光源的发展一直相当缓慢，并长期受控于相关公司，在投影仪整机生产，售后配件的服务上都非常不便。我们致力于实现投影仪光源系统的国产化。在以投影灯售后服务作为市场切入点的前提下，我们研发一种高兼容性投影光源，并研发与之配套的驱动器，以最大限度的提高我们灯的寿命与光效，目前已经成功应用于市场。 随着投影设备的小型化，高亮度要求，节能环保要求等，我们会在新材料的选用，电极构型优化，灯芯设计优化及驱动器的配套设计上做更多的工作，提升国产投影灯的整机配套能力与范围，为实现投影仪用光源系统全国产化做出更多的努力。

编辑：Cedar