1、基于 IR21592 的调光电子镇流器的原理与设计作者:佚名 来源:不详 录入:Admin 更新时间：2008-8-3 23:01:29 点击数：15 【字体： 】摘要：介绍 IR21592 型调光镇流器控制器的特点，详细阐述基于 IR21592 的 36 W 荧光灯调光电子镇流器电路的工作原理与设计。关键词：IR21592；调光镇流器；控制器；应用；原理；设计 1 引言近几年，可调光荧光灯电子镇流器得到长足发展，成为倍受用户青睬的典型“绿色照明” 产品。由于荧光灯是一种非线性负载，并且灯管有额定导通电压，如果灯管上的电压低于额定值，则会熄灭或不能发光，所以荧光灯的调光并非像白炽灯调光那样简单
2、。荧光灯调光电子镇流器分为模拟调光和数字调光，而具体的调光方法主要有频率调制(即调频 )和相位控制。从本质上讲，荧光灯调光是通过调节灯管电流实现的。灯管额定功率上有最大输出电平，亮度调节不能超过最大输出电平(即 100)。性能优良的调光电子镇流器的调光范围为 100%10。可调光电子镇流器必须以专用控制电路为基础。目前可供选用的调光镇流器控制电路有几十个类型的器件，其中包含上海复旦微电子股份有限公司生产的 FM281l 和 FM2822，美国 IR 公司推出的IR2159、IR21592 和 IR21593，都是最具有代表性的控制电路。2 IR21592 的主要特点IR21592 型控制器集成
3、了调光镇流器控制器和 600V 半桥驱动器，采用 16 引脚 DIP 和 SOIC 封装。IR21592 的核心是带外部可编程最低频率的压控振荡器 (VCO)。IR21592 的主要特点如下：(1)具有欠压锁定(UVLO)模式、预热模式、调光模式和故障模式；(2)提供无变压器的灯功率检测相位控制，只需很少的改动，即可将非调光镇流器改为可调光镇流器，调光控制输入 DC 电压范围为 O.5 V5 V(5 V 的 DC 输入对应最大功率，最小相移)；(3)预热时间、预热电流、触发(点火) 到调光时间等参数可控，均可利用外部元件编程设置，为镇流器设计提供了高度灵活性；(4)提供灯触发失败、灯丝失败、热
4、过载(热关断温度为 165)、正常工作期间灯失效及 AC 线路欠压保护与 VCC 欠电压锁定(VCC 关断电平约为 109V)。3 基于 IR21592 的调光电子镇流器由 L6561 和R21592 型控制器组成的高功率因数 36 W 荧光灯调光电子镇流器电路如图 1 所示。其中，图 1(a)为基于 L6561 型控制器的有源功率因数校正(PFC)升压型预变换器电路，其前端为 EMI 滤波器和桥式整流器(BRl)；图 l(b)为基于 IR21592 型控制器的调光镇流器电路。3.1 工作原理PFC 升压变换器为镇流器电路提供接近于 1 的线路功率因数和低总谐波电流失真 THD(5 kHz。为
5、避免电感器饱和，要求IignIign(max)。为防止在调光期间灯熄灭，要求丘 Icath(1%)Icath(min)。所计算的 L 和 C 值，必须满足这几个约束条件。根据公式(1)到公式(6)，可以求出在 LRES 的 L 值一定时，即 L=2 mH 下不同的 C 值对应的镇流器输出级参数，如表 2 所列。将表 2 与表 1 相比较,当 L=2mH 和 C=6.8 nF 时，由于 Vph=700Vpp，大于 T8 型灯管允许的限制值(600 Vpp)，同时 Icath(min)=0.32 Arms，小于 T8 型灯管要求值(0.35 Arms)，故选择 C=6.8 nF 是不适宜的。若选取
6、 C=10 nF，则可以满足灯管要求。但在调光期间，随着灯功率的降低，灯阻抗会负向增加，灯电压会升高。在 1亮度下，灯电压可达到最大值，产生最大灯丝电流，使灯丝过热。因此，lO nF 的电容值略偏大。选择 C=8.2 nF 完全符合灯管要求，不会出现灯阴极过热。因此，选择 L=2mH 和 C=8.2nF是可行的。3.2.2 IR21592 的可编程输入参数设计为了编程调光接口 MIN 和 MAX 设置，必须计算在最小和最大功率下的输出电流相位 。计算公式如下：根据灯管要求和 L、C 选定值及最大和最小相位计算值，IR21592 的可编程输入元件值可由公式(9)到公式(14) 得到：表 3 所列
7、为利用公式(7)到公式(14) 计算的 IR21592 的输入参数值。IR21592 的输入元件还有 VCC 引脚上的启动电阻器 R5 和 VDC 引脚上的分压电阻器 R4 及 RVDC。IC2 引脚 VCC 启动门限电压最大值 Vth(max)=13 V，启动电流最大值 IST(max)=0.33 mA。R5 的选择应保证在最低 AC 线路电压 VAC(min)=185 V 下提供足够的启动电流：设在最高 AC 线路 VAC(max)=265 V 下，R5 的功率 PR50.5 W,R5 必须满足下列条件：由于 260 kR5714 k，选择 Rs=470 k。IC2 引脚 VDC 上正常工
8、作门限电压是 5.1 V。R4 与 RVDC 之间的关系为：通常选择 RVDC=10 k27 k。根据公式(17)可得：当 RVDC=10 k 时，R4739 k；当 RVDC=27 k,时，R41.995 M。IR 公司提供成套的 IR21592 设计组件和工具，其中包括调光镇流器电路设计软件。该软件允许选择不同的灯管类型、不同的 AC 输入电压范围和不同的灯管配置，进行必要的设计迭代，产生新的方案和元器件及材料清单。利用 IR21592 和微控制器或微处理器可以组成高端全数字调光电子镇流器。微控制器是 IR21592 和数字可寻址照明接口(DALI)之间的界面。DALI 协议为 16 位，支持直到 64 个镇流器各自的寻址，控制 64个不同的镇流器。4 结束语基于压控振荡器(VCO)的 IR21592 单片 IC 是高性能调光镇流器控制器和 600 V 半桥驱动器。IR21592利用相位控制实现无变压器的灯功率传感调光。由 IR21592 组成的电子镇流器仅需很少数目的元件。镇流器预热电流、预热时间、点火到调光时间和最低工作频率均可通过外部输入阻容元件根据需要设置。灯触发失败保护、灯丝开路、欠电压保护和过热保护提高了系统的可靠性。文中给出的公式为设计工作提供了依据和便利。
