本土MCU助力提升HID安定器产品竞争力

HID安定器是近年来新出现的一种8位MCU的重要应用。HID就是高压气体放电灯(High Intensity Discharge)的英文缩写，通称氙气灯。与传统的卤钨灯相比，HID灯具有功耗低、光效高、长寿命等突出优点，被称为新一代的理想光源。目前，HID灯的应用主要集中于汽车的前大灯，除汽车之外，在装饰、户外运动等领域，HID灯也开始得到越来越多的应用。

HID灯由于发光机理不同，必须配备专用的安定器（即电子镇流器），启动时产生2万伏左右的高压，激发氙气和金属卤化物蒸汽产生电弧发光，并以80V至110V电压持续稳定地工作。国内目前已经有大量的安定器生产厂家，由于生产成本等因素，实际上中国已成为HID安定器的主要生产国和出口国。目前，一部分HID安定器仍然采用模拟控制方式，这种方式不能精确实现HID灯启动过程中复杂的时序控制，不能区分冷/热灯工作状态，造成灯泡发光效果差、寿命缩短等缺陷。因此，主流的HID安定器厂商都已普遍采用以8位MCU芯片进行数字化控制的方式。

由此，就产生了一个8位MCU的新的重要应用和新的细分市场。据统计，全球汽车保有量已超过10亿辆，而中国的汽车保有量也已超过7千万辆。可以肯定的是，HID在汽车市场上的渗透率将迅速提高，因此，HID安定器在汽车市场、尤其是汽车改装市场上将会有持续性的稳定增长，市场规模不容小视。对于8位MCU，这也形成了一个重要的市场机遇。

根据方案本身的差别，上海海尔集成电路目前有数款MCU可应用于HID安定器市场，分别是HR6P67L、HR6P62HL和HR6P71等。以HR6P62HL为例：该单片机程序存储器为2K×15位，数据存储器为224×8位，具有内部4MHz振荡器、硬件看门狗、低电压检测及低电压复位、二个8位定时/计数器、一个16位定时器、4路AD转换器、二个模拟比较器、一个参考电压模块、一路PWM（脉宽调制）模块和高速同步/异步接收发送器HUSART。

图1是基于该单片机的安定器方案框图：

图1：基于8位MCU的HID安定器方案框图。

该方案可实现下述功能：1.启动时提供75W以上的功率；2.提供高达23KV的触发启动电压；3.可消除声共振现象（HID灯工作于高频，会发生灯丝扭曲、抖动）；4.具备完善的故障检测和保护功能；5.具备优异的抗干扰能力。

HID灯的启动过程非常复杂，可分为turn-on、ignition、takeover、warm-up、run-up和steady state几个阶段。为了能够可靠地点亮HID灯，单片机的控制策略必须对应灯的启动特性，在启动的各个阶段使用不同的控制方法，并精确地控制各阶段的工作时序才能使HID灯顺利地经历各阶段而进人稳态。

单片机控制软件流程框图如图2所示：

图2：HID灯控制流程图。

上述方案采用HR6P62HL单片机进行数字化控制，对HID灯的启动过程实现精确控制，并且实现比较复杂的算法，以便满足启动过程中恒功率、变功率等控制要求。同时，对各种故障模式做出快速反应，实现输入过欠压、输入反接、输出短路、输出开路等各种保护功能。

在方案中选用HR6P62HL的理由如下：

1.单片机要对多个参数进行大量采样，针对不同的控制策略，完成不同的算法。因此，选用的单片机必须有足够快的运算速度、足够大的内存容量、丰富的I／O口和片上资源；

2.由于HID灯存在高压高频，所选用的单片机必须具备优异的电磁兼容能力；

得益于适用的功能和片上资源、优异的抗干扰能力、值得信赖的高可靠性、以及强大的加密性能，有不少一流的HID安定器厂商已大批量使用上海海尔的产品。经过两年以来的实际生产验证，上海海尔MCU已证明适合HID安定器产品的要求，能够帮助安定器厂商增强其产品在市场上的竞争优势。