一、引　　言 　　新型电光源金属卤化物(MH—metal halide)灯能产生连续的光谱、具有日光的色温及发光效率高等优点，在影视界和照明领域里得到了广泛的应用.由于MH灯是一种气体放电灯，因此需要镇流器来限制电流.近年来，MH灯用电子镇流器引起电力电子学界的关注，并取得了大量的成果.由于MH灯具有特殊的起动特性—非线性时变电阻特性，使得MH 灯用电子镇流器的控制规律成为一个难题.据已查到的资料报道，目前尚未对该问题进行深入的研究.为此，本文给出了MH灯的电气模型，并在此基础上提出了适用于该负载特性的分段线性化控制规律，很好的解决了这个问题.在稳态时，为了兼顾灯的寿命、色温以及其特性的分散性，提出了双重恒功率控制技术.文中的实验结果表明：采用双重控制且控制策略为分段线性化自适应控制，可以使电子镇流器的输出特性和MH灯的特性良好的匹配，其误差不超过3%. 二、MH灯的电特性［1］ 　　MH灯是一种气体放电灯，在起动时，需要在灯的两端施加一个高压，使其内的惰性气体放电.在冷态触发后，填充在灯内的水银、卤化物和稀有金属在 1～3min内蒸发，这个过程称之为起动过程.在用电子镇流器供电时，MH灯的功率因数实测为0.96～1.00，因此近似认为其稳态特性可以用一个纯电阻模拟［1］.Osram公司生产的2500W MH灯的特性如图1所示.

图1　MH灯的特性(2500W Osram) 三、MH灯的电气模型 　　由图1可知，在起动过程中，MH灯的电压和电流具有非线性时变特性.为了简化问题，分别用三条直线近似其电压和电流的变化规律. 　　MH灯的电气模型如下： 　　第三段：t＞t1,u0=Uo,io=Io,R=Uo/Io(3) 其中，uo,Uo,io,Io分别表示灯的瞬态、稳态电压和电流.上面电气模型为研究MH灯用电子镇流器的控制规律提供了理论基础. 四、分段线性化控制规律 　　在研究MH灯用电子镇流器的控制规律时，可用图2所示的简化电路.平均状态方程［2］为：

图2　电子镇流器等效电路 式中，D是占空比，Ui是直流输入电压，L是电感的电感量. 　　式(4)给出了MH灯的电特性必须满足的方程.由图1可知，io,uo是t的非线性函数，所以这个式子说明，该系统为一个非线性时变系统.假定电子镇流器的输出特性与MH灯的特性完全匹配，则io,uo的变化规律可由图1得到或由式(1)～(3)近似表示，D为未知量.所谓控制规律是指占空比D随时间变化的规律. 　　1.起动过程的控制规律 　　把式(1)和(2)分别代入式(4)，并经过数学处理可得到如下方程 其中，K11～K23是由式(1)、(2)和(4)取立求出的常数.上式为起动过程的控制规律. 　　由于在上式中D与io是线性关系，所以很容易用电路实现. 　　2.稳态恒功率控制规律 　　在稳态时，为了兼顾灯的寿命、色温以及其特性的分散性，其稳态控制规律应为带有电压和电流双重反馈的恒功率控制. 　　稳态时MH灯的电特性用式(3)表示，把式(3)代入式(4)，得 D(t)=Uo/Ui=IoR/Ui(6) 式中，R是MH灯稳态时的等效电阻.上式是MH灯稳态控制规律. 五、实验结果 　　实验结果如表1所示.实验结果表明：(1)采用双环恒功率控制且控制策略为文中提出的分段线性化控制规律的电子镇流器，其输出特性兼顾了MH灯的起动要求和稳态要求；(2)如果把表1的数据绘成图，与图1给出的MH灯的电压和电流特性曲线基本一致.其最大相对误差不超过2.3%.因此，电子镇流器的输出特性能够与MH灯的电特性相匹配. 表1　起动特性测量数据*

*　实验中所使用电子电源为575W额定输出功率.输入电压为220V，50Hz，电子电源采用了文中给出的控制技术 作者简介 　　张卫平　1957年出生，博士，北方工业大学副教授，跨世纪的学术带头人，著有《现代电子电路原理与设计》，发表论文36篇，主要从事微电子学和电力电子学的教学与研究. 广电部‘八五’攻关课题,北方工业大学科研基金资助课题. 作者单位:张卫平　张英儒　王世举(北方工业大学，北京 100041) 吴兆麟(浙江大学，杭州 310027) 参　考　文　献 1　OSRAM，Lighting Program Photo OPtic's,92/93 2　蔡宣三，龚绍文编著.高频功率电子学.北京：科学出版社，1993年第一版