熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(已改無錯(cuò)字)
2023-07-24 16:40:51 本頁(yè)面
【正文】 FC電路以臨界導(dǎo)通模式工作，可獲得高功率因數(shù)、低THD及直流電壓調(diào)整。IR2166的管腳功能電氣參數(shù)（1）極限參數(shù)。極限參數(shù)是任何電子元器件不可逾越的紅線，任何一項(xiàng)參數(shù)超過極限數(shù)就有可能損壞元器件，所有極限值電壓參考管腳為COM，所有正電流定義為流入管腳。熱阻和功率損耗定值在大氣環(huán)境和印制電路板上測(cè)得。下面就簡(jiǎn)單羅列一些，常見的。符號(hào)定義最小值最大值單位高端懸浮供電電壓625 V PFC柵極驅(qū)動(dòng)輸出電壓+V VBUS管腳電壓+ V CPH管腳電流55 mA RPH管腳電壓+V 電流感應(yīng)管腳電壓 V PFC電感電流，過零檢測(cè)輸入電流55 mA(2)推薦使用參數(shù)。為使器件正常工作，應(yīng)該使用推薦的工作條件或工作在接近于推薦參數(shù)。如下表所示：符號(hào) 定義最小值最大值單位高端懸浮供電電壓V穩(wěn)態(tài)高端懸浮供電偏置電壓1600V供電電壓V供電電流_10mACT連接電容220_pF關(guān)斷管腳電流11mA電流檢測(cè)管腳電流11mA過零檢測(cè)管腳電流11mA結(jié)溫25125 IR2166的鎮(zhèn)流器功能分析欠電壓關(guān)斷模式欠電壓關(guān)斷模式是當(dāng)供電電壓低于IC的欠電壓鎖定解除閾值電壓時(shí)的工作情況。下圖就是一個(gè)有效利用啟動(dòng)電流和整流器輸出級(jí)充電泵共同為IR2166供電例子。通過供電電阻（）的電流一部分作為啟動(dòng)電流流入IC。其余部分給啟動(dòng)電容（）充電。此電阻可決定啟動(dòng)鎮(zhèn)流器的交流輸入電壓閾值，則IC開始工作，HO、LO開始輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。由于IC工作電流增大，電容開始放電。在放電期間，充電泵產(chǎn)生的整流電流給電容充電，使VCC電壓高于IC欠電壓鎖定閾值，充電泵和IC。啟動(dòng)電容和緩沖電容要有足夠的容量，能提供足夠的電流滿足鎮(zhèn)流器所有工作條件的需要。自舉二極管（VDBOOT）和供電電容（）提供高端驅(qū)動(dòng)電路的工作電壓。為了在HO腳的第一個(gè)脈沖前就給高端供電，因此輸出驅(qū)動(dòng)的第一個(gè)脈沖來自LO腳。在欠電壓關(guān)斷狀態(tài)，高端和低端輸出驅(qū)動(dòng)HO和LO都為低電平，CT腳在內(nèi)部連接到COM使鎮(zhèn)流器停止振蕩，CPH腳在內(nèi)部連接到COM使預(yù)熱時(shí)間復(fù)位。啟動(dòng)過程的如下圖所示：預(yù)熱模式 預(yù)熱模式定義為燈管燈絲被加熱到正確的發(fā)射溫度，它是延長(zhǎng)燈管壽命和降低起輝電壓的必須步驟。當(dāng)超過閾值時(shí)進(jìn)入預(yù)熱模式。LO和HO開始以50%占空比的預(yù)熱頻率輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，死區(qū)時(shí)間由外部定時(shí)電容和內(nèi)部死區(qū)時(shí)間電阻決定。腳與斷開，內(nèi)部1A電流源給CPH腳外接的預(yù)熱定時(shí)電容線性充電。這時(shí)，CS腳的過電流保護(hù)在預(yù)熱期間被屏蔽，也就是說在燈絲預(yù)熱期間過電流保護(hù)不應(yīng)工作。預(yù)熱頻率由并聯(lián)電阻和以及定時(shí)電容決定。分別在到達(dá)1/3和3/5的電壓時(shí)充電和放電。VCC通過內(nèi)部MOSFET及并聯(lián)電阻和對(duì)指數(shù)充電。從1/3 3/5 的充電時(shí)間對(duì)應(yīng)的HO和LO開通時(shí)間。當(dāng)腳電壓超過3/5的，MOS管V1關(guān)斷，電阻和與斷開。腳通過內(nèi)部電阻，MOS管V3對(duì)COM以指數(shù)放電。從3/51/3的放電時(shí)間即輸出門極驅(qū)動(dòng)LO和HO都關(guān)斷，死區(qū)時(shí)間。選擇和可確定死區(qū)時(shí)間。一旦腳放電至低于1/3的，MOS管關(guān)斷，與COM腳斷開，MOS管V1導(dǎo)通，和再次連接到腳。工作頻率始終保持在預(yù)熱頻率直到CPH腳電壓超過10V，IC進(jìn)入觸摸模式。在預(yù)熱式期間，過電流保護(hù)和DC母線欠電壓復(fù)位功能生效。燈絲在預(yù)熱期間，的內(nèi)部相關(guān)原理如下圖所示： 燈絲預(yù)熱期間，IR2166的內(nèi)部相關(guān)原理框圖起輝模式起輝模式定義為建立起輝燈管所需的高電壓并起輝燈管狀態(tài)。當(dāng)管腳CPH上的電壓超過10V，IR2166進(jìn)入起輝模式。管腳CPH內(nèi)部連接到一個(gè)P溝道的MOSFET(V4)門極，V4連接管腳RPH和RT。當(dāng)管腳CPH上的電壓超過10V時(shí)，V4的GS電壓開始低于V4的開通閾值。管腳CPH上的電壓持續(xù)到，V4緩慢關(guān)斷這樣就使電阻平滑的從上斷開，因此使工作頻率平滑地從預(yù)熱頻率向起輝過渡，再過渡到最終的運(yùn)行頻率。管腳的CS過電流保護(hù)功能可以在起輝失敗或燈絲開路時(shí)保護(hù)鎮(zhèn)流器。管腳的CS電壓由外部電流檢測(cè)電阻上的電壓確定，因此決定了鎮(zhèn)流器可提供的最大峰值電流（以及起輝電壓）。峰值起輝電流一定不能超過所能承受的最大電流。，內(nèi)部故障計(jì)數(shù)器開始記錄過電流，如果過電流次數(shù)超過60次，最大值不超過90次，進(jìn)入故障模式，輸出驅(qū)動(dòng)HO、LO和PFC都被鎖定為低電平。燈管起輝點(diǎn)亮后的工作模式 當(dāng)燈管成功起輝后，鎮(zhèn)流器進(jìn)入運(yùn)行模式。燈管起輝點(diǎn)亮后的工作模式定義為燈管內(nèi)的放電電弧已經(jīng)建立，燈管以額定功率工作時(shí)IC所處的狀態(tài)。運(yùn)行模式的振動(dòng)頻率由定時(shí)電阻和定時(shí)電容決定。其中： 或者DC母線欠電壓復(fù)位當(dāng)DC母線電壓過低時(shí)，燈管的輸出級(jí)頻率會(huì)接近或低于諧振頻率，這樣會(huì)造成半橋電路硬開關(guān)，并破壞半橋電路的開關(guān)管或者直流電壓下跌太多而使燈熄滅。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生。，將放電到UVLO閾值以下，所有驅(qū)動(dòng)將被鎖定為低電平。為了合理地設(shè)計(jì)鎮(zhèn)流器，PFC部分應(yīng)使直流電壓在交流輸入電壓下降到鎮(zhèn)流器額定輸入電壓以下時(shí)才下降。如果設(shè)計(jì)正確腳,，鎮(zhèn)流器立即關(guān)斷。當(dāng)交流輸入電壓回升到最小額定值，使超過UVLO+，啟動(dòng)電阻將使鎮(zhèn)流器再次開通。應(yīng)該選擇在最小額定輸入電壓時(shí)能夠開通鎮(zhèn)流器。因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)為當(dāng)交流輸入電壓低于最小額定電壓時(shí)，使直流電壓下降。這個(gè)欠電壓鎖定滯環(huán)將使鎮(zhèn)流器明確地開通和關(guān)斷。過電流和燈管壽命終了故障模式在運(yùn)行模式的任何區(qū)間，當(dāng)SD/EOL腳電壓超過3V或低于1V時(shí)，IC進(jìn)入故障模式，驅(qū)動(dòng)輸出HO、LO和PFC都被鎖定為低電平。CPH到COM放電，復(fù)位預(yù)熱時(shí)間，同時(shí)到COM放電，關(guān)斷振蕩器。要想退出故障模式，VCC腳電壓必須下降到低于UVLO的下閾值。 IR2166的功率因數(shù)校正功能分析PFC功能介紹在大多數(shù)電子鎮(zhèn)流器中，希望電路對(duì)交流電網(wǎng)而言為純阻性。電路是否為純阻性，以電路中輸入電壓和輸入電流之間的相位以及輸入電流的波形形狀是否與輸入電壓的正弦波相一致來衡量。輸入電流與輸入電壓之間相位差的余弦定義為功率因數(shù)（PF），輸入電流與輸入電壓波形的形狀一致性定義為總諧波失真（THD）。功率因數(shù)為1（最大）表示相位差為零，THD為0%表示純正弦波（無失真）。為了達(dá)到此目的， IR2166包括一個(gè)有源功率因數(shù)校正電路，針對(duì)交流輸入電壓產(chǎn)生一個(gè)交流輸入電流。IR2166的控制方法是工作于臨界導(dǎo)通模式(CCM)的升壓型變換器，即在PFC MOSFET的每個(gè)開關(guān)周期，電路一直等待到電感電流放電到零時(shí)，才在再次開通PFC MOSFET。PFC MOSFET的開關(guān)頻率(10kHz)遠(yuǎn)大于電網(wǎng)頻率（50Hz）。IR2166的控制電路只需要四個(gè)控制角：VBUS、COMP、ZX和PFC。VBUS腳檢測(cè)直流電壓（通過外部電阻分壓器），COMP腳設(shè)定VPFC的開通時(shí)間和反饋回路速度，ZX腳檢測(cè)電感電流過零（通過PFC電感的二次側(cè)繞組），PFC腳是VPFC的柵極驅(qū)動(dòng)輸出。 VPFC關(guān)斷時(shí)間決定于放電到零的時(shí)間。由連接到ZX腳的二次側(cè)繞組檢測(cè)零電流。一個(gè)超過電路內(nèi)部2V閾值的上升前沿是關(guān)斷時(shí)
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