導(dǎo)語：電子鎮(zhèn)流器控制器應(yīng)用論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：IR2520是自適應(yīng)鎮(zhèn)流器控制器與600V半橋驅(qū)動(dòng)器單片IC，可用來驅(qū)動(dòng)半橋配置中的熒光燈。文中介紹了IR2520的主要特點(diǎn)和基本原理，給出了它的典型應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：自適應(yīng)鎮(zhèn)流器；控制／半橋驅(qū)動(dòng)器；IR2520

1引言

國際整流器公司IR、飛利浦公司和意法半導(dǎo)體公司ST是生產(chǎn)熒光燈電子鎮(zhèn)流器控制芯片和功率器件的三大著名廠商。IR2520是IR公司繼IR2156、IR21571、IR21593、IR2166和IR2167之后推出的又一款自適應(yīng)零電壓開關(guān)ZVS鎮(zhèn)流器控制器。它采用8腳PDIP封裝（IR2520D)和8腳SOIC封裝（IR2520S)，由于IR公司已在該芯片內(nèi)集成了自適應(yīng)鎮(zhèn)流器控制器和600V半橋驅(qū)動(dòng)器。因而可方便地驅(qū)動(dòng)30W以下緊湊型熒光燈CFL（俗稱節(jié)能燈)。IR2520的主要特點(diǎn)如下：

●集成有600V的半橋驅(qū)動(dòng)器、高壓自舉二極管及15．6V的VCC齊納箝位二極管；

●內(nèi)置0～5VDC電壓控制振蕩器；

●由于采用自適應(yīng)ZVS技術(shù)，故器件功耗很??；

●具有波峰因數(shù)檢測(cè)過電流保護(hù)功能，可省去外部電流感測(cè)電阻；

●最小頻率正常燃點(diǎn)時(shí)的工作頻率可編程；

●啟動(dòng)電流很?。?50μA)。

2結(jié)構(gòu)功能及工作參數(shù)

IR2520芯片的內(nèi)部電路組成如圖1所示。表1列出了IR2520的引腳功能。IR2520的推薦工作條件如表2所列。在表2中，VCCUV＋13．2V是Vcc導(dǎo)通門限電壓；VCLAMP(15．6V）為VCC齊納箝位電壓。

表1IR2520的引腳功能

引腳名稱功能

1Vcc電源電壓

2COMIC信號(hào)和電源地

3FMIN最小頻率設(shè)定

4VCO電壓控制振蕩器輸入

5LO低端柵極驅(qū)動(dòng)器輸出

6VS高端浮置電源回復(fù)

7HO高端柵極驅(qū)動(dòng)器輸出

8VB高端柵極驅(qū)動(dòng)器浮置電源

表2推薦工作條件

符號(hào)參數(shù)定義最小值最大值單位

Vcc電源電壓VCCUV+VCLAMPV

Icc電源電流610mA

RFMIN最低頻率設(shè)定電阻10100kΩ

VvcoVCO腳電壓05V

Tj結(jié)溫-25125℃

3應(yīng)用電路

由IR2520組成的緊湊型熒光燈CFL電子鎮(zhèn)流器電路如圖2所示。該鎮(zhèn)流器的AC輸入電壓可從180V直到270V，輸出端可配接7～32W的燈管。

圖2中，F(xiàn)1為浪涌電流

限制電阻，BR為橋式整流器，C1和L1組成LC濾波電路，IR2520和外部元件組成半橋變換器，DCP1、DCP2和CCP組成電荷泵電路，LRES和CRES等組成LC串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。由于C2＝C3CRES，因此，LC諧振電路頻率f0主要由LRES和CRES決定f0≈1／2π√LRESCRES。當(dāng)LRES和CRES發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，CRES上產(chǎn)生的高壓脈沖施加到燈管上，即可使燈管擊穿而點(diǎn)亮。一旦燈被啟動(dòng)，LRES只起穩(wěn)流作用。

下面對(duì)圖2中各部分的主要功能作以說明：

3．1欠壓鎖定（UVLO)模式

當(dāng)圖2中的啟動(dòng)電路工作時(shí)，流過啟動(dòng)電阻RSUPPLY的電流將對(duì)啟動(dòng)電容CVCC進(jìn)行充電，并使CVCC上的電壓逐漸升高。在VCC腳電壓達(dá)到啟動(dòng)門限電平13．2V之前，電源電流IQCC約為150μA，IC腳3和腳4上的電壓VFMIN和VVCO均為0V，半橋截止。一旦腳VCC上的電壓超過13．2V，IC將導(dǎo)通并開始振蕩。

圖2

IC內(nèi)自舉二極管和VB腳與VS腳之間的電容CBOOT可用于決定IC內(nèi)高端驅(qū)動(dòng)器電路的電壓，IC外部的二極管DCP1、DCP2和電容CCP組成的電荷泵電路可用于為IC低端驅(qū)動(dòng)電路提供工作電壓。IC啟動(dòng)之后，LO腳上的驅(qū)動(dòng)輸出首先使功率開關(guān)M2導(dǎo)通，然后由VCC通過自舉二極管對(duì)自舉電容充電。當(dāng)CBOOT上的電壓超過9V時(shí)，IC高端驅(qū)動(dòng)器被使能。而在高端與低端驅(qū)動(dòng)器之間的1．5μs死區(qū)時(shí)間內(nèi)，控制電路可用于保證半橋高端開關(guān)M1和低端功率開關(guān)M2不會(huì)發(fā)生直通。

3．2頻率掃描模式

一旦VCC腳上電壓超過13．2V，IR2520將進(jìn)入頻率掃描模式。此時(shí)，IR2520內(nèi)部的電流源將對(duì)VCO腳外部電容CVCO充電，從而使腳VCO上的電壓從0V線性增加，同時(shí)使VCO振蕩從最大值開始線性降低。當(dāng)頻率降至鎮(zhèn)流器輸出級(jí)LC串聯(lián)諧振頻率時(shí)，LC電路發(fā)生諧振并產(chǎn)生高壓將燈點(diǎn)亮。只要燈啟動(dòng)成功，VCO腳上的電壓將一直升高到5．2V，頻率f則降至最小值fMIN。當(dāng)VVCO超過2V以后，ZVS和波峰因數(shù)峰值電流與平均值電流之比值檢測(cè)均被使能。當(dāng)f與fMIN相等時(shí)，F(xiàn)MIN腳上的電壓VFMIN為5．1V。

3．3正常運(yùn)行模式

在燈點(diǎn)火之后，鎮(zhèn)流器輸出級(jí)變?yōu)榈蚎值RCL電路，此時(shí)VVCO被限制在5．2V，頻率降至fMIN，實(shí)際上，這時(shí)的最低工作頻率即是燈正常燃點(diǎn)時(shí)的工作頻率。該狀態(tài)下的燈功率由諧振電感(扼流圈LRES）、諧振電容(燈啟動(dòng)電容CRES）、DC總線電壓VBUS和fMIN共同確定。如果發(fā)生非ZVS，即在死區(qū)時(shí)間內(nèi)也就是兩個(gè)開關(guān)M1與M2之間的非交迭時(shí)間(電壓不能回落到零（在低端開關(guān)M2導(dǎo)通之前，會(huì)有一個(gè)電壓橫跨低端開關(guān)）。IC腳VCO上的電壓VVCO將因外部電容CVCO的充電電流減小而降低，從而引起頻率升高。通過VS感測(cè)和自適應(yīng)ZVS控制邏輯可使IC自動(dòng)保持ZVS操作。由圖可知，VCO腳外部電容CVCO的充電電流受該腳內(nèi)部MOS晶體管控制，進(jìn)而控制VCO腳上的電壓和振蕩頻率。

當(dāng)IC外部高端開關(guān)M1接通時(shí)，IC腳VS上的電壓即為DC干線電壓。IR2520的600V高壓工藝允許VS腳進(jìn)行精密測(cè)量，并能承受DC干線高壓。

3．4故障模式

如果燈點(diǎn)火期間出現(xiàn)故障，燈電壓和輸出級(jí)電流都會(huì)增加，直到扼流圈飽和或進(jìn)入電容性開關(guān)模式。IR2520無需外部電流傳感元件，而是利用低端MOSFET（M2)的導(dǎo)通電阻RDSon并通過VS腳來感測(cè)半橋電流。如果在LO的70個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，也就是在低端開關(guān)M2導(dǎo)通期間，電流波峰因數(shù)超過3，那么，IC將進(jìn)入故障模式，并使兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器均輸出低電平，從而使M1、M2均截止。

若燈絲開路，半橋?qū)l(fā)生硬開關(guān)，并通過波峰因數(shù)電路檢測(cè)。在故障發(fā)生約70個(gè)周期之后，IC進(jìn)入故障模式，半橋截止。為使IC復(fù)位到頻率掃描模式，VCC必須從內(nèi)部欠壓鎖定（UVLO)門限以下（＜10．5V)再回復(fù)到UVLO以上（＞13．2V)。

圖3給出了IR2520的運(yùn)行狀態(tài)和工作流程。