这几天，LED可能是最具头条新闻。但是，由于其高亮度，优异的色温，高流明/瓦，以及长的寿命，高强度放电（HID）照明也是如此流行的。
随着用于驱动HID灯的旧铜/铁磁镇流器由于效率低而过时，更新和更高效的电子镇流器不断出现在市场上。然而，复杂的灯具要求使得电子HID镇流器的设计非常具有挑战性。不过，有一种解决方案提供了一种克服这些潜在棘手问题的方法。
照明技术
今天的照明技术包括白炽灯、荧光灯、卤素灯、HID灯和LED灯。每一种光源都有其独特的发光方式，以及功效、寿命和应用程序类型(见下表)．
白炽灯包含钨丝电阻，直接连接在交流线上。当电流流过灯丝时，灯丝高达2200℃，导致细丝中的金属原子释放光。灯泡耗尽的总能量的占绝对能量的10％实际产生光线，而其余部分浪费为热量。
荧光灯由充满氩气和少量汞的玻璃管组成，灯丝位于两端。当电子从一根灯丝流向另一根灯丝时，它们与汞原子发生碰撞。被激发的汞原子发出紫外线(UV)光，然后当它通过管内部的磷光涂层时转换成可见光。
卤素灯使用钨丝包裹在一个小的石英外壳内。与白炽灯类似，电流将钨丝加热到2500°C以上，使钨丝获得“白热”并发光。当钨原子蒸发时，外壳内的卤素气体与钨原子结合，并重新沉积在灯丝上。
这种回收过程产生了比白炽灯更持久的灯丝。此外，由于灯丝运行温度更高，单位能量获得更多的光，使卤素灯成为“点”照明应用的理想光源。
HID灯使用类似于荧光灯的技术产生光。然而，与荧光灯不同的是，HID灯在高温高压下工作，弧长非常短，而且不需要荧光粉直接产生可见光。
LED与标准P-N结二极管完全相同，除了使用的半导体材料具有更高的带间隙能级。随着电流流过LED，电子跳过N型和P型材料之间的宽带间隙连接，以通过孔重组。
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在跃迁过程中，每个电子所损失的能量以光子的形式发射出去。在结中产生的光子成功地通过了器件(和封装)的层，就像从LED芯片发出的总光一样。led的实际性能在很大程度上取决于其工作温度。
驾驶藏灯
HID灯需要较高的点火电压(一般为3 - 4kv，如果灯是热的，则要求大于20kv)，预热时需要限制电流，运行时需要恒功率控制。重要的是要有一个严格的灯功率调节，以最小化灯对灯的颜色和亮度变化。
此外，HID灯通过低频交流电压（典型小于200 Hz）驱动，以避免汞迁移，并防止由于声谐振引起的灯的损坏。典型的金属卤化物250-W HID灯需要250-W标称瓦数，100 VRMS标称电压，2.5臂标称电流，2.0分钟的预热时间和4000VP（伏峰）点火电压。
HID灯展示特征启动配置文件（图1）．点火前，HID灯是开路的。在灯点燃后，由于灯的低电阻，灯的电压迅速从开路电压下降到一个非常低的值(典型的20v)。这导致灯电流增加到一个非常高的值，因此应该被限制在一个安全的最大水平。
当灯变暖时，电流会随着电压和功率的增加而减小。最终，灯的电压达到其标称值(100v典型)，功率被调节到正确的水平。为了满足照明要求和不同的工作模式，需要一个电子镇流器电路拓扑，有效地将交流市电电压转换为所需的交流灯电压，点燃灯，并调节灯的功率。
HID镇流器电路拓扑
镇流器电路用于HID灯（图2）很复杂。升压功率因数校正（PFC）阶段以临界导通模式运行。在此模式期间，升压级以恒定的可随机时间和可变的关闭时间操作，导致跨越交流线循环的每个整流半波的自由运行频率。频率范围通常为200kHz，在峰值的半波的谷附近到50kHz。
通时将直流母线调节到恒定水平，关时为每个开关周期电感电流达到零所需的时间。电磁干扰(EMI)滤波器滤除三角形电感电流，在交流市电输入产生高功率因数和低谐波失真的正弦输入电流。
镇流器的主控制电路，降压控制电路，控制灯电流。降压阶段是必须从升压阶段沿着全桥台的下灯电压降压恒定的直流母线电压。该特定降压电路可以以连续的或临界操作模式运行，这取决于负载的条件。
测量灯的电压和电流，然后乘在一起产生一个灯的功率测量值，并反馈控制降压准时。在灯预热期间(点火后)，当灯电压很低，灯电流很高时，灯电流反馈将确定降压准时，以限制灯的最大电流。
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在灯的稳态运行条件下，功率反馈将确定降压时间，从而控制灯的功率。连续传导模式允许降压电路在预热期间向灯提供更多的电流，而不会使降压电感饱和。
在运行时，全桥阶段必须在运行时产生交流灯电流和电压。全桥通常以200 Hz运行，50％占空比。它还包含一个脉冲变压器电路，用于在点火所需的灯中产生4 kV脉冲。
HID控制IC实现了一个状态机以点燃和运行灯泡，以及关闭时出现压载或线路故障情况(图3)．当IC的供电电压低于接通阀值时，IC开始处于欠压锁定(UVLO)模式。当VCC升高到足够高时，IC退出UVLO模式，进入点火模式，点火开关定时器被激活，向灯发送高压脉冲点火。
如果灯成功点燃，则IC转换成运行模式，灯泡被调节到恒定功率电平。If fault conditions occur, such as open/short circuit, the lamp fails to ignite or warm up, or there’s lamp end-of-life (EOL) or arc instability, then the IC will enter fault mode and shut down safely before any damage occurs to the ballast.
一个适当的降压和全桥控制电路可以建立在周围IRS2573D HID控制IC(图4)．集成电路包括一个集成的高侧驱动器，用于降压门驱动(buck引脚)和高侧降压，逐周期，过流保护(CS引脚)。
灯电源控制回路（PCOMP引脚）或灯电流限制环（ICOMP引脚）控制降压开关的接通时间。降压开关的截止时间由临界导通模式期间的电感器电流零交叉检测输入（ZX引脚）或用于连续导通模式的OFF时间计时输入（TOFF引脚）。
该IC还包括一个完全集成，600伏，高侧和低侧全桥驱动器。外部定时引脚(CT引脚)控制全桥的工作频率。
该集成电路通过感知灯的电压和电流(VSENSE和ISENSE引脚)来提供灯的功率控制，然后在内部将它们相乘来产生灯的功率测量。点火控制使用点火正时输出(IGN引脚)，驱动外部点火MOSFET (MIGN)开关，使灯的点火电路(DIGN, CIGN, TIGN)启动。点火定时器在外部编程(TIGN引脚)，以设置点火电路的定时和关机时间。
最后，IC包括一个可编程故障定时器(TCLK引脚)，用于在安全关闭IC之前编程允许的故障持续时间。这些故障条件包括灯未点燃、灯未升温、灯EOL、输出开路/短路。
电路的一些经验结果说明操作行为(图5)．在运行条件期间，降压在临界导通模式下工作，恒定功率反馈回路按时控制。
