【文章內容簡介】 燈以CFL 或matchbox（小尺寸的鎮(zhèn)流器）方式。它集成了燈所需的預熱、觸發(fā)和運行功能，還帶有故障保護、輸入線電壓過低保護和600V 半橋驅動器，它僅有8 個管腳因此適合標準的SO8 或者DIP8 封裝。IR2520D 的設計克服了分離式自振蕩方案的缺點，而且保持低成本。在CFL 市場上，由于低成本的緣故，自振蕩雙極晶體管方案仍舊比鎮(zhèn)流器控制IC 加場效應管方案流行。雙極晶體管方案本身非常簡單但有以下缺點：DIAC 或者啟動時需要附加電路，需要附加恢復二極管，工作頻率由雙極晶體管的存儲時間和飽和狀態(tài)所決定（不易設計，對產品的誤差依賴性極大很難設置合適的頻率）。預熱時采用的PTC 使燈絲處于“總是加熱”的不可靠狀態(tài)，在應用中經常會失效，燈沒有觸發(fā)或無燈絲開路時無保護，在觸發(fā)期間頻率不是平滑下降，工作在容性模式，燈電流的波峰比很高。這些能夠導致對元器件造成很大的沖擊和負載波動擬或使鎮(zhèn)流器輸出級元器件損壞，縮短了燈的壽命。IR2520D 具有自適應零電壓最小電流開關（ZVMCS，適應性運行頻率轉換為零電壓開關），內置波峰比和非零電壓開關（ZVS）保護，同時也集成了自舉二極管。這個IC 的核心是一個具有外部編程最小頻率功能的壓控振蕩器（VCO）和0~5V 模擬電壓輸入。IR2520D 的一個最大優(yōu)點是利用VS 腳（半橋電壓）作過流保護和檢測非ZVS狀態(tài)（IR2520D 利用低端FET 導通時的Rdson 作為電流傳感電阻檢測高壓母線電壓。一個內置的600V FET 把VS 腳和VS 感應電路相連接，在LO 腳為高電平期間可以使VS 腳被精確地測量，在一個開關周期的其它部分，當高端FET 開通，VS 腳處在DC母線電位時能夠承受DC 母線的高壓）。這樣能夠節(jié)省經常用來檢測過電流的高精度電阻。關于IR2520D 更進一步的信息請參考IR2520D 的數(shù)據(jù)表和瀏覽此IC 的說明圖表。作為IR2520D 特點的結果，電路利用IR2520D 成為一個完全CFL 方案比自振蕩方案具有較好的可靠性和較長的燈壽命，也具有燈失效和低輸入線電壓保護，同時也降低了元器件數(shù)量，減小了鎮(zhèn)流器尺寸。 電路描述原理圖如圖22 所示。帶有元件值的BOM 表見表22。 圖22 IR2520原理圖鎮(zhèn)流器的組成為一個保險、EMI 濾波器、輸入整流器、母線電容、半橋、控制和輸出級。輸出級是經典的諧振電路，由電感LRES 和電容CRES 組成。電路以IR 的鎮(zhèn)流器控制IC IR2520D 為基礎。IR2520D 包含：預熱時間可調、可調節(jié)運行頻率以設置燈功率、高的起始頻率（大約是fmin 倍）可以避免燈閃爍、燈絲開路時的容性模式保護和觸發(fā)失敗或者無燈情況下電流波峰因子保護。交流輸入線電壓被整流成為大約300V 的母線電壓。啟動電阻Rsupply1 和Rsupply2 的大小應使其在欠壓鎖定（UVLO）期間能夠提供微功率電流。當VCC 超過UVLO+門限時IR2520D 開始振蕩，充電泵電路（CSNUB，DCP1 和DCP2）給VCC 供電， 穩(wěn)壓管進行調節(jié)。IR2520D 鎮(zhèn)流器控制IC 控制半橋頻率，調整為燈的合適參數(shù)，提供燈預熱、燈觸發(fā)、運行模式、低輸入線電壓保護和燈/鎮(zhèn)流器失效保護。 功能說明及其保護 IR2520D的功能如下：預熱時間可調，可調運行頻率以設置燈功率可以避免燈閃爍的高起始頻率的軟啟動，燈絲開路和觸發(fā)失敗時故障保護，低線電壓輸入保護及電壓升高后自動重啟動。IR2520D 是一個低成本方案，特別適合于 CFL應用。IR2520D 僅有 8個管腳，對于一個完全的應用方案其元器件數(shù)量可減少為 19個。圖23 給出了在啟動、預熱、觸發(fā)和運行模式期間燈上的電壓和諧振電感LRES的電流波形。 圖23 在啟動、預熱、觸發(fā)和運行模式期間燈上的電壓（第一個波形）和諧振電感LRES的電流（第二個波形）波形。當電源開啟時，IR2520D 進入欠壓鎖定（UVLO）模式。UVLO 模式被設計為維持一個很低的電源電流（200uA），在高端和低端輸出驅動器被擊活之前以保證IC 的全部基本功能。在UVLO 期間高低端驅動器的輸出（LO 和HO）均為低，VCO 腳被拉低到地（COM），復位起始頻率到最大。一旦VCC 達到啟動門限，IR2520D 開啟，半橋FET 開始振蕩，IC 進入頻率回掃模式。在啟動時VCO 是0V，頻率非常的高， 倍的fmin。這樣一來在啟動時使電壓毛刺和燈閃爍最小化。頻率向高Q 輸出級諧振頻率降落，引起燈電壓和燈電流增加，在此期間燈絲被預熱到發(fā)射溫度，保證燈的長壽命。頻率繼續(xù)降低直到燈被觸發(fā)，如果燈觸發(fā)成功，IR2520D 進入運行模式。如果最小頻率選擇的低于或非常接近諧振頻率，IC 將在諧振點附近工作，頻率會高于fmin，將不斷的調整頻率以維持半橋的零電壓開關，使FET 的損耗最小。如果最小頻率選擇得高于諧振頻率，IR2520D 將工作在最小頻率。圖24 給出了在啟動時諧振電感的電流和燈絲電壓波形。 圖24 在啟動時諧振電感的電流和燈絲電壓波形圖25 給出了在運行模式下VS（HB）電壓、燈電壓和燈電流波形。圖25 在運行模式下VS（HB）電壓（第一條）燈電壓（第二條）和燈電流（第三條）波形 適用于設計不同類型燈的設計步驟應用IR2520D 進行設計是非常的簡單，因為它僅有2 個控制腳：VCO（0~5V 振蕩器電壓輸入）和FMIN（最小頻率設置）。修改設計為一個大功率燈時需要改變RFMIN，CVCO，LRES 和CRES 的值。要確保FET 和電感的額定值與新燈所需的電流相匹配，也要確保新燈的VCC 穩(wěn)定。修改設計為一個小功率燈時需要減小RFMIN，僅在一些情況下也需要修改CVCO、LRES 和CRES?；旧现荒苁褂肍ET 和電感在其額定電流之下。在典型應用中，F(xiàn)MIN 腳通過一個電阻連接到地，電阻（RFMIN）的值設定了IC的最小頻率（fmin）和起始頻率（fmin 倍）。在零電壓開關情況下IR2520D 以最小頻率工作在運行模式（這有助于獲得恒定頻率，即使交流輸入線電壓在工作范圍內變化），在非零電壓開關情況下IC 自動增加頻率工作在盡可能接近諧振頻率點上以維持ZVS（這在需求最大效率的應用中是有益的）。通常恒頻工作時需要選擇最小頻率在低Q 值R、C、L 電路的諧振點之上。在此種情況下，能夠通過增加RFMIN 值來減小頻率增大燈功率，或者減小RFMIN 值增大頻率減小燈功率。 設計軟件基本介紹全球功率半導體和管理方案領導廠商 – 國際整流器公司 (International Rectifier，簡稱IR) 。該款名為IRPLBDA4的軟件極大的減少了電子鎮(zhèn)流器的設計時間，并提供了一個原理圖和完整的元材料單。該版本中的新特性包括支持直流輸入電壓應用，以及一個新的時間序列圖特性。該新型時間序列圖特性基于一種簡化的數(shù)字分析技術，并且顯示鎮(zhèn)流器輸出的波形，包括半橋電壓，燈電壓，電流，以及諧振電感和諧振電容的電流。IR的設計軟件，高度集成的集成電路，以及參考設計組成的強大的資源庫能夠快速高效的設計出具備完整保護功能的電子鎮(zhèn)流器該軟件支持38種類型的燈和7種不同的鎮(zhèn)流器結構。用戶可以添加新的燈型號。用戶可以從20種參數(shù)中進行選擇，包括頻率，電壓，電流，和元件值。支持全部交流電源電壓，包括80伏特到140伏特，和185伏特到265伏特，帶或不帶功率因因數(shù)校正，24伏直流，以及其他。 BDA軟件具體操作流程IR公司的相關電子鎮(zhèn)流器設計軟件具有以下功能和相應設計步驟: 設計步驟: (1)對給定的電路類型和輸入電壓范圍,可生成相應的電路圖、元件表和印刷電路板圖. (2)良好的圖形設計界面,可給出電子鎮(zhèn)流器的電參數(shù)、元件值和整個電子鎮(zhèn)流器的相關文件. 主要特點:⑴三步設計流程。⑵燈型號流覽。⑶設計流覽。⑷良好的顯示界面。⑸電子鎮(zhèn)流器工作點的計算。⑹電子鎮(zhèn)流器工作點的圖形表示。⑺Windows的圖形顯示界面。⑻ LC諧振腔元件參數(shù)計算。⑼PFC元件參數(shù)計算。⑽IR21571外圍相關元件參數(shù)計算。⑾電路圖。⑿元件清單。⒀PCB圖。⒁電參數(shù)圖。⒂元件參數(shù)表. 燈的選擇和電路基本設計選擇主要包含:燈的選擇含以下內容:燈型號、燈功率、燈管工作電壓、最大燈管預熱電壓、燈管最小點火電壓、預熱電流、預熱時間(秒). 基本設計選擇含以下內容:最低電源電壓、最大電源電壓、預熱直流總線電壓、啟動點火直流總線電壓、直流工作總線電壓、PFC工作頻率、: 1．標準3步法(含以下步驟):選燈型、選擇電路形式、自動生成設計結果. 2．高級工作方式(含以下設計步驟): ①工作點計算和IR21571外圍元器件計算。 ②允許預先設定所要求參數(shù)值。 ③設計靈活,方便. IR公司的設計軟件針對IR2520主要是用于小功率電子鎮(zhèn)流器的制作,但是所在照明公司采用IR2520D主要應用于大功率電子鎮(zhèn)流器,同時由于器件(如燈管的差異)其設計的參數(shù)及其電路對于我們公司來說不能完全應用,具體的參數(shù)調配必須由技術人員分析調試.第三章 L6561芯片原理與介紹 APFC預調整器基本原理升壓式APFC變換器電路原理圖如31所示。APFC電路主要由控制器Ic、功率開關M0SFET(VTl)、升壓電感器L升壓二極管VD輸出濾波電容C 1及反饋環(huán)路所組成，其核心就是PFC控制器IC。APFC變換器的工作原理基于升壓電感LI電流與電壓之間的物理關系。在VT1導通時，升壓二極管VD5則截止，濾波電容cI通過負載放電。當vTI由導通躍變?yōu)殛P斷時，L1產生的突變電勢使VD5正向偏置而導通，LI中的儲能經VD5釋放，對C1充電。由于vTl和VD5交替導通，使整流器輸出電流經LI連續(xù)流動。這就意味著整流二極管在交流電源電壓的半個周期內，導通角趨于180。APFC變換器一般雙環(huán)反饋控制方法。網(wǎng)側內環(huán)反饋的作用是將全被整流輸出直流脈動電壓(實質上即是交流輸入電壓)通過RR2組成的電阻分壓器取樣輸入到PFC控制器IC．以保證通過L1的電流時刻跟蹤輸入電壓按正弦規(guī)律變化的軌跡。通過L1的三角形高頻電流的峰值包跡波