汽車HID氙燈點火電容器

廈門法拉電子股份有限公司 王天祥

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汽車HID氙燈點火電容器

廈門法拉電子股份有限公司 王天祥

【摘要】本文描述了針對HID氙燈點火電路的應用而開發的一款高性能薄膜電容器，對實際應用環境進行了分析，介紹了這類電容器與相似用途電容器的優缺點。

【關鍵詞】HID氙燈（High Intensity Discharge Xenon Lamp）；點火電路（Ignition Circuit）；薄膜電容器（Film Capacitor）

1 前言

根據統計，60%以上的駕車事故是集中在夜間及氣候不良的情況中，其主因是在這種情況下駕車視線通常較差，駕駛人就必須花費較多眼力及體力來聚精會神觀看路面，間接造成疲勞及注意力分散而導致的。同時人類對于駕車視線明亮度的追求也是欲求不滿，尤其在車輛頭燈用久光度衰減的情況下，大多數消費者都會尋求市面上亮度更高的改裝燈泡來解決問題。

HID氙燈（High Intensity Discharge Xenon Lamp）是高壓氙氣放電燈的通俗叫法。其原理是以多種化學氣體（其中大部份為氙氣與碘化物等惰性氣體）充填在石英玻璃管內，經過高壓震幅激發石英管內的氙氣電子游離，在兩電極之間產生光源，這就是所謂的氣體放電現象，類似于閃電的原理。由此所產生的白色強電弧光，色溫極高，類似白晝的太陽光芒。HID相對于普通鹵素燈不但具有發光效率高、照明質量優越、使用壽命長的優勢，同時還縮小了照明單元整體尺寸［1］。

2 HID氙燈點火電路及應用環境分析

圖1 HID氙燈典型系統

圖2 HID氙燈點火典型電路

圖3 典型HID氙燈點火階段流經電容器Cs的電壓電流波形

圖2為HID氙燈點火部分的典型電路設計原理圖：12V/24V車載直流電源經鎮流器放大輸出為高壓脈沖電平信號，電容器Cs兩端電壓爬升至火花管鉗位電壓時，火花管導通，電容器Cs和線圈L1構成一個衰減式振蕩回路。這一高頻電壓被變壓器倍壓產生2萬伏特以上的電動勢，燈管被點燃；整段時間非常短暫。此階段完成后點火電路斷開，不再工作。典型HID氙燈點火階段流經電容器Cs的電壓電流波形見圖3。

針對車用環境而設計的HID氙燈需要關注的因素非常多，為此國內外很多結構設計也都不同，表1對比了車用HID氙燈點火電路各種設計的優缺點：

表1 車用HID氙燈點火電路設計優缺點對比

表2 常見電容器在車載HID氙燈點火電路的應用性對比

從表1可以看出D1/D3這種一體化封裝方式在性能，可靠性等方面均有較大的優勢，是一種比較適用于車載環境的結構設計。本文也針對這種設計環境下的電容器Cs展開。

3 車載HID氙燈點火電路電容器選擇

目前市場常見的電容器分為瓷介、電解、薄膜三大類型，下面我們通過表2分析這三種電容器在車載HID氙燈點火電路的各自優缺點：

表3 常見電容器引出方式應用性對比

表4

從表2可以看出此處最佳選擇是薄膜介質表面安裝電容器。由于車載HID氙燈點火電路的應用環境比較嚴酷，傳統薄膜電容器的生產工藝難以滿足性能需求。法拉電子作為薄膜電容器領域世界前三位的生產商，目前能大量提供應用于車載HID氙燈點火電路的薄膜電容器產品，包括標準表面安裝型，焊片式表面安裝型，傳統引線型等一系列的產品規格供市場選用。表3是各種引出方式的優缺點對比。

4 產品驗證

車載HID氙燈所采用的元器件除必須符合AEC-Q（Automotive Electronics Council Stress Test Qualification）標準測試，此外法拉電子還針對該電容器的應用環境制定了更為嚴酷的測試要求，表4是法拉電子對于車載HID氙燈點火電路用電容器除AEC-Q200標準外補增的測試要求。

5 總結和展望

HID氙燈之前都是在歐美高端汽車上才使用，這幾年隨著國產汽車工業的發展，越來越多的國產車也開始裝備HID氙燈。同時HID氙燈不單可應用于車輛頭燈照明，也可應用于消防緊急照明系統，軍警野外照明，船舶夜間領航系統，火車頭燈照明，工業建筑夜間主要照明，民間輕型手提戶外照明等等。HID取代鹵素燈是大勢所趨，是21世紀照明產業的新潮流。

法拉電子在HID氙燈用薄膜電容器上有非常強大的研發及制造經驗，目前我公司生產的HID氙燈用薄膜電容器可完全替代同類進口產品，并且在產品性能上也完全達到并超越同行產品。隨著中國汽車工業的高速發展及汽車照明領域的快速普及，我公司將與汽車照明行業一同成長，積極迎接市場的挑戰！

參考文獻

［1］OSRAM GmbH. OSRAM AUTOMOTIVE LIGHTING XENARC ? HEADLIGHT LAMPS High Intensity Discharge（HID） Lamps Information for professionals，2009﹕13.

［2］李佳興.用于驅動HID燈之高頻可調光電子安定器，2005﹕11.