電子鎮(zhèn)流器控制芯片管理論文

時(shí)間:2022-06-26 08:05:00

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電子鎮(zhèn)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(zhèn)流器控制芯片IR2156的主要特點(diǎn)和功能模式,給出了由IR2156組成的緊湊型節(jié)能燈和普通熒光燈電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞:電子鎮(zhèn)流器;控制器;IR2156

1IR2156的主要特點(diǎn)和引腳功能

IR2156是由高壓半橋門(mén)極驅(qū)動(dòng)器和頻率可調(diào)振蕩器組成的一個(gè)功能完善的電子鎮(zhèn)流器控制芯片。它具有預(yù)熱頻率和運(yùn)行頻率可調(diào)、預(yù)熱時(shí)間和死區(qū)時(shí)間可調(diào)以及過(guò)流門(mén)限可調(diào)等特性。同時(shí),該芯片還將燈管觸發(fā)失敗保護(hù)、燈絲故障保護(hù)以及自動(dòng)重啟動(dòng)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(shuō)明如表1所列。

表1IR2156的引腳功能

1NC不接

2Vcc邏輯及低端門(mén)極驅(qū)動(dòng)供電

3VDCIC啟動(dòng)及DC總線檢測(cè)輸入

4RT最小頻率定時(shí)電阻

5RPH預(yù)熱頻率定時(shí)電阻

6CT振蕩器定時(shí)電容

7CPH預(yù)熱定時(shí)電容

8COMIC電源及信號(hào)地線

9SD關(guān)斷輸入

10Cs電流檢測(cè)輸入

11LO低端門(mén)極驅(qū)動(dòng)輸出

12Vs高端浮地

13HO高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)輸出

14VB高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)供電

2IR2156的工作模式

2.1欠壓關(guān)斷模式(UVLO)

欠壓關(guān)斷模式是當(dāng)供電電壓VCC低于IC的開(kāi)啟門(mén)限電壓時(shí)的一種保護(hù)模式。IR2156的欠壓關(guān)斷模式可保證IR2156在供電電壓不足時(shí)不致于被損壞。

2.2預(yù)熱模式(PH)

預(yù)熱模式工作于燈管燈絲開(kāi)始加熱直至加熱到正確的點(diǎn)燃溫度期間,它是延長(zhǎng)燈管壽命以及降低點(diǎn)燃電壓的一種模式。IR2156可在VCC超過(guò)UVLO門(mén)限時(shí)進(jìn)入預(yù)熱模式。CS腳的過(guò)流保護(hù)在預(yù)熱期間將被屏蔽掉。

預(yù)熱頻率通常由并聯(lián)的電阻RT和RPH以及定時(shí)電容C1來(lái)決定。CT分別在到達(dá)1/3和3/5的VCC電壓時(shí)充電和放電。在預(yù)熱模式期間,當(dāng)CPH腳電壓高于7.5V時(shí),IR2156將產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)和DC總線電壓復(fù)位功能。

2.3觸發(fā)模式IGN

觸發(fā)模式的任務(wù)是建立觸發(fā)燈管所需的高電壓并觸發(fā)燈管。當(dāng)管腳CPH上的電壓超過(guò)13V時(shí),IR2156進(jìn)入觸發(fā)模式。

2.4運(yùn)行模式RUN

當(dāng)燈管成功觸發(fā)后,鎮(zhèn)流器進(jìn)入運(yùn)行模式,電路運(yùn)行在運(yùn)行模式表示燈弧已經(jīng)建立,燈管以給定的功率工作在IC所處的狀態(tài)。運(yùn)行模式的振蕩頻率是由定時(shí)電阻RT和定時(shí)電容CT決定的。

2.5DC總線欠壓復(fù)位

當(dāng)DC總線電壓過(guò)低時(shí),燈管的輸出級(jí)將接近或低于諧振頻率,這同樣會(huì)造成硬開(kāi)關(guān),并破壞半橋的開(kāi)關(guān)。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,可用管腳VDC測(cè)量DC電壓,并在管腳VDC上的電壓低于10.9V時(shí)線性拉低管腳CPH上的電壓,以使得P溝道MOSFET在DC降壓時(shí)關(guān)斷,并使頻率提高到高于諧振點(diǎn)的一個(gè)安全的工作頻率上。

2.6故障模式FAULT

在預(yù)熱模式過(guò)后的任何時(shí)間,如果電流檢測(cè)管腳CS上的電壓超過(guò)1.3V,IR2156將進(jìn)入故障模式,此時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出HO和LO都被置為低電平。CPH對(duì)COM放電以復(fù)位預(yù)熱時(shí)間,同時(shí)CT也對(duì)COM放電以關(guān)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(mén)限,或?qū)⒐苣_SD的電壓拉高至5.1V以上。這兩種方式都可以使IR2156進(jìn)入U(xiǎn)VLO模式,一旦VCC腳電壓大于開(kāi)通門(mén)限,同時(shí)SD低于4.5V,IR2156又將重新進(jìn)入預(yù)熱模式并開(kāi)始振蕩。

圖2基于IR2156的電子鎮(zhèn)流器電路

3應(yīng)用電路

圖2所示是基于IR2156的電子鎮(zhèn)流器電路。通過(guò)定時(shí)電容CT的內(nèi)部死區(qū)時(shí)間電阻RDT可以定義LO和HO的死區(qū)時(shí)間,最終的運(yùn)行頻率則由定時(shí)電容CT設(shè)置。由定時(shí)電阻RT和RPH以及定時(shí)電容C可設(shè)置預(yù)熱頻率。預(yù)熱時(shí)間的設(shè)置可由管腳CPH上的電容從0充電到13V的時(shí)間來(lái)決定。設(shè)計(jì)時(shí),可用外部電阻RCS和內(nèi)部1.3V門(mén)限共同決定電路的最大觸發(fā)電流。對(duì)于本電路,由于死區(qū)時(shí)間為0.6μs,運(yùn)行頻率為43kHz,故CT和RT應(yīng)分別選為470pF和43kΩ。

預(yù)熱頻率的選擇要保證燈絲在預(yù)熱時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠的溫度,本電路將預(yù)熱頻率定為70kHz。

由于本電路的預(yù)熱時(shí)間為500ms,最大觸發(fā)電流為2.0A,因此有:CPH=0.22μF,RCS=0.61Ω。