電子鎮流器控制芯片管理論文

時間:2022-06-26 08:05:00

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電子鎮流器控制芯片管理論文

摘要:文中介紹了一款低成本、高效電子鎮流器控制芯片IR2156的主要特點和功能模式,給出了由IR2156組成的緊湊型節能燈和普通熒光燈電子鎮流器的應用電路。

關鍵詞:電子鎮流器;控制器;IR2156

1IR2156的主要特點和引腳功能

IR2156是由高壓半橋門極驅動器和頻率可調振蕩器組成的一個功能完善的電子鎮流器控制芯片。它具有預熱頻率和運行頻率可調、預熱時間和死區時間可調以及過流門限可調等特性。同時,該芯片還將燈管觸發失敗保護、燈絲故障保護以及自動重啟動等功能集成在一起。IR2156芯片采用DIP-14腳及SOIC-14腳兩種封裝形式。圖1所示是IR2156的管腳排列。其各引腳的功能說明如表1所列。

表1IR2156的引腳功能

1NC不接

2Vcc邏輯及低端門極驅動供電

3VDCIC啟動及DC總線檢測輸入

4RT最小頻率定時電阻

5RPH預熱頻率定時電阻

6CT振蕩器定時電容

7CPH預熱定時電容

8COMIC電源及信號地線

9SD關斷輸入

10Cs電流檢測輸入

11LO低端門極驅動輸出

12Vs高端浮地

13HO高端門極驅動輸出

14VB高端門極驅動浮動供電

2IR2156的工作模式

2.1欠壓關斷模式(UVLO)

欠壓關斷模式是當供電電壓VCC低于IC的開啟門限電壓時的一種保護模式。IR2156的欠壓關斷模式可保證IR2156在供電電壓不足時不致于被損壞。

2.2預熱模式(PH)

預熱模式工作于燈管燈絲開始加熱直至加熱到正確的點燃溫度期間,它是延長燈管壽命以及降低點燃電壓的一種模式。IR2156可在VCC超過UVLO門限時進入預熱模式。CS腳的過流保護在預熱期間將被屏蔽掉。

預熱頻率通常由并聯的電阻RT和RPH以及定時電容C1來決定。CT分別在到達1/3和3/5的VCC電壓時充電和放電。在預熱模式期間,當CPH腳電壓高于7.5V時,IR2156將產生過流保護和DC總線電壓復位功能。

2.3觸發模式IGN

觸發模式的任務是建立觸發燈管所需的高電壓并觸發燈管。當管腳CPH上的電壓超過13V時,IR2156進入觸發模式。

2.4運行模式RUN

當燈管成功觸發后,鎮流器進入運行模式,電路運行在運行模式表示燈弧已經建立,燈管以給定的功率工作在IC所處的狀態。運行模式的振蕩頻率是由定時電阻RT和定時電容CT決定的。

2.5DC總線欠壓復位

當DC總線電壓過低時,燈管的輸出級將接近或低于諧振頻率,這同樣會造成硬開關,并破壞半橋的開關。為了防止這種現象的發生,可用管腳VDC測量DC電壓,并在管腳VDC上的電壓低于10.9V時線性拉低管腳CPH上的電壓,以使得P溝道MOSFET在DC降壓時關斷,并使頻率提高到高于諧振點的一個安全的工作頻率上。

2.6故障模式FAULT

在預熱模式過后的任何時間,如果電流檢測管腳CS上的電壓超過1.3V,IR2156將進入故障模式,此時驅動輸出HO和LO都被置為低電平。CPH對COM放電以復位預熱時間,同時CT也對COM放電以關斷振蕩器。要想退出故障模式,VCC腳的電壓必須下降至低于UVLO的下門限,或將管腳SD的電壓拉高至5.1V以上。這兩種方式都可以使IR2156進入UVLO模式,一旦VCC腳電壓大于開通門限,同時SD低于4.5V,IR2156又將重新進入預熱模式并開始振蕩。

圖2基于IR2156的電子鎮流器電路

3應用電路

圖2所示是基于IR2156的電子鎮流器電路。通過定時電容CT的內部死區時間電阻RDT可以定義LO和HO的死區時間,最終的運行頻率則由定時電容CT設置。由定時電阻RT和RPH以及定時電容C可設置預熱頻率。預熱時間的設置可由管腳CPH上的電容從0充電到13V的時間來決定。設計時,可用外部電阻RCS和內部1.3V門限共同決定電路的最大觸發電流。對于本電路,由于死區時間為0.6μs,運行頻率為43kHz,故CT和RT應分別選為470pF和43kΩ。

預熱頻率的選擇要保證燈絲在預熱時間內達到足夠的溫度,本電路將預熱頻率定為70kHz。

由于本電路的預熱時間為500ms,最大觸發電流為2.0A,因此有:CPH=0.22μF,RCS=0.61Ω。