電子鎮(zhèn)流器控制芯片管理論文
時間:2022-06-26 08:05:00
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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的主要特點和引腳功能
IR2156是由高壓半橋門極驅(qū)動器和頻率可調(diào)振蕩器組成的一個功能完善的電子鎮(zhèn)流器控制芯片。它具有預(yù)熱頻率和運行頻率可調(diào)、預(yù)熱時間和死區(qū)時間可調(diào)以及過流門限可調(diào)等特性。同時,該芯片還將燈管觸發(fā)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(qū)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(yù)熱頻率定時電阻
6CT振蕩器定時電容
7CPH預(yù)熱定時電容
8COMIC電源及信號地線
9SD關(guān)斷輸入
10Cs電流檢測輸入
11LO低端門極驅(qū)動輸出
12Vs高端浮地
13HO高端門極驅(qū)動輸出
14VB高端門極驅(qū)動浮動供電
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(guān)斷模式可保證IR2156在供電電壓不足時不致于被損壞。
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(yù)熱模式。CS腳的過流保護在預(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(yù)熱模式期間,當CPH腳電壓高于7.5V時,IR2156將產(chǎn)生過流保護和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。當管腳CPH上的電壓超過13V時,IR2156進入觸發(fā)模式。
2.4運行模式RUN
當燈管成功觸發(fā)后,鎮(zhèn)流器進入運行模式,電路運行在運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(fù)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(guān),并破壞半橋的開關(guān)。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)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(guān)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(yù)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(qū)動輸出HO和LO都被置為低電平。CPH對COM放電以復(fù)位預(yù)熱時間,同時CT也對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(yù)熱模式并開始振蕩。
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。通過定時電容CT的內(nèi)部死區(qū)時間電阻RDT可以定義LO和HO的死區(qū)時間,最終的運行頻率則由定時電容CT設(shè)置。由定時電阻RT和RPH以及定時電容C可設(shè)置預(yù)熱頻率。預(yù)熱時間的設(shè)置可由管腳CPH上的電容從0充電到13V的時間來決定。設(shè)計時,可用外部電阻RCS和內(nèi)部1.3V門限共同決定電路的最大觸發(fā)電流。對于本電路,由于死區(qū)時間為0.6μs,運行頻率為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)熱時間內(nèi)達到足夠的溫度,本電路將預(yù)熱頻率定為70kHz。
由于本電路的預(yù)熱時間為500ms,最大觸發(fā)電流為2.0A,因此有:CPH=0.22μF,RCS=0.61Ω。
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