新型電子鎮(zhèn)流器控制芯片IR2156
關(guān)鍵詞:電子鎮(zhèn)流器;控制器;IR2156
1?。桑遥玻保担兜闹饕攸c(diǎn)和引腳功能
IR2156是由高壓半橋門極驅(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)以及過流門限可調(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。其各引腳的功能說明如表1所列。
表1 IR2156的引腳功能
1 | NC | 不接 |
2 | Vcc | 邏輯及低端門極驅(qū)動(dòng)供電 |
3 | VDC | IC啟動(dòng)及DC總線檢測輸入 |
4 | RT | 最小頻率定時(shí)電阻 |
5 | RPH | 預(yù)熱頻率定時(shí)電阻 |
6 | CT | 振蕩器定時(shí)電容 |
7 | CPH | 預(yù)熱定時(shí)電容 |
8 | COM | IC電源及信號地線 |
9 | SD | 關(guān)斷輸入 |
10 | Cs | 電流檢測輸入 |
11 | LO | 低端門極驅(qū)動(dòng)輸出 |
12 | Vs | 高端浮地 |
13 | HO | 高端門極驅(qū)動(dòng)輸出 |
14 | VB | 高端門極驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)供電 |
2 IR2156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的開啟門限電壓時(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始加熱直至加熱到正確的點(diǎn)燃溫度期間,它是延長燈管壽命以及降低點(diǎn)燃電壓的一種模式。IR2156可在VCC超過UVLO門限時(shí)進(jìn)入預(yù)熱模式。CS腳的過流保護(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。
2.5 DC總線欠壓復(fù)位
當(dāng)DC總線電壓過低時(shí),燈管的輸出級將接近或低于諧振頻率,這同樣會(huì)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(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)熱模式過后的任何時(shí)間,如果電流檢測管腳CS上的電壓超過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COM放電以復(fù)位預(yù)熱時(shí)間,同時(shí)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(jìn)入UVLO模式,一旦VCC腳電壓大于開通門限,同時(shí)SD低于4.5V,IR2156又將重新進(jìn)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(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)間來決定。設(shè)計(jì)時(shí),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(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。
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