基于L6561和IR21592的高功率因数36W荧光灯调光电子镇流器电路的设计
方案一 基于IR21592的调光电子镇流器
3.1.1 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。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FM2811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。
3.1.2 IR21592的主要特点
IR21592型控制器集成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 V~5 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10．9V)。
3.1.3 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2所示。其中，图2(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2(b)为基于IR21592型控制器的调光镇流器电路。
3.1.4 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(<15％)及400V的DC总线电压VBUS。在输入接通AC供电线路后，桥式整流器输出DC脉动电压VDC通过R5和RLM2(10 Ω)对IC2的VCC引脚上的电容器CVCC2(4.7μF)充电。当CVCC2上的电压超过12.5 V的导通阈值时，IC2启动，IC2内VCO起振，半桥驱动器开始工作。只要半桥产生输出，C12、VSI和D4组成的电荷泵电路为IC2的VCC脚供电。半桥输出高频信号经C12、二极管Dl整流和C4滤波为IC1的8引脚(VCC)供电，使IC1启动并使PFC变换器开始工作。
IC2引脚1上由R4和RVCD组成的分压器用作检测经全波整流的线路电压。只有当VCC引脚上的电压超过导通门限电压并且VDC引脚上的电压大于5.1 V时，IC2才能启动并进入预热模式。在预热模式，IC2引脚2内部VCO在最高频率上振荡，半桥输出带50％的占空因数，HO引脚与LO引脚上的驱动输出之间的死区时间内部设定为2μs，从而避免Q2和Q3“直通”。预热时间由IC2引脚3外部电容器CCPH确定。当CCPH上的电压大于5.1 V时，预热阶段结束后，IC2进入触发模式。在触发模式下，工作频率从预热频率向最低频率fMIN偏移。最低工作频率由IC2引脚7外部电阻器RFMIN设定。在频率线性降低过程中，当接近输出级LC串联电路固有频率时，将发生谐振，在CRES上产生的高压脉冲施加到灯管的两端，使灯管击穿而点亮。一旦灯触发成功，IC2则进入运行模式，若失败，IC2则进入故障保护模式。
IR21592有1个调光接口，如图3所示。IC2引脚4允许0.5 V~5 V的DC电压输入，执行模拟灯功率控制。5 V的电压对应于最小相位移(最大灯功率)。调光接口输出是IC2引脚MIN的电压，该电压与IC2内部定时电容器(CT)上的电压VCT相比较，产生频率独立的数字接口相位。CT从l V～5V的充电时间确定IC2输出栅极驱动器(H0与LO)的导通时间。在负载电流中可能对应于-180°的相位移。对于0°~90°的调光范围，利用引脚MIN和引脚MAX上的外部电阻器将IC2引脚MIN上的电压限制在1 V~3 V之间。对应于DIM引脚上5 V的输入，RMAX决定最小相移参考(最大灯功率)。RMIN设置最大相移(最小灯功率)，对应于0.5 V的调光输入。
Q3源极电阻器RCS感测半桥电流。只要IC2引脚CS上的电压超过1.6V，则电路进入故障保护模式。由R17和R16组成的分压器和C1l组成灯检测电路。在灯出现故障时，IC2关闭。IC2引脚8外部电阻RIPH设置基准峰值预热电流。自举二极管D3和电容器C7组成IC2内部高侧驱动器的供电电路。
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