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芯片IR2156被电子镇流器控制


摘要:
文中介绍了一款低成本、高效电子镇流器控制芯片IR2156的主要特点和功能模式,给出了由IR2156组成的紧凑型节能灯和普通荧光灯电子镇流器的应用电路。
关键词:电子镇流器;控制器;IR2156



1 IR2156的主要特点和引脚功能

IR2156是由高压半桥门极驱动器和频率可调振荡器组成的一个功能完善的电子镇流器控制芯片。它具有预热频率和运行频率可调、预热时间和死区时间可调以及过流门限可调等特性。同时,该芯片还将灯管触发失败保护、灯丝故障保护以及自动重启动等功能集成在一起。IR2156芯片采用DIP-14脚及SOIC-14脚两种封装形式。IR2156的管脚排列。其各引脚的功能说明如表1所列。

表1 IR2156的引脚功能

1NC不接
2Vcc逻辑及低端门极驱动供电
3VDCIC启动及DC总线检测输入
4RT最小频率定时电阻
5RPH预热频率定时电阻
6CT振荡器定时电容
7CPH预热定时电容
8COMIC电源及信号地线
9SD关断输入
10Cs电流检测输入
11LO低端门极驱动输出
12Vs高端浮地
13HO高端门极驱动输出
14VB高端门极驱动浮动供电


2 IR2156的工作模式


2.1 欠压关断模式(UVLO)

欠压关断模式是当供电电压VCC低于IC的开启门限电压时的一种保护模式。IR2156的欠压关断模式可保证IR2156在供电电压不足时不致于被损坏。

2.2 预热模式(PH)

预热模式工作于灯管灯丝开始加热直至加热到正确的点燃温度期间,它是延长灯管寿命以及降低点燃电压的一种模式。IR2156可在VCC超过UVLO门限时进入预热模式。CS脚的过流保护在预热期间将被屏蔽掉。

预热频率通常由并联的电阻RT和RPH以及定时电容C1来决定。CT分别在到达1/3和3/5的VCC电压时充电和放电。在预热模式期间,当CPH脚电压高于7.5V时,IR2156将产生过流保护和DC总线电压复位功能。

2.3 触发模式IGN

触发模式的任务是建立触发灯管所需的高电压并触发灯管。当管脚CPH上的电压超过13V时,IR2156进入触发模式。

2.4 运行模式RUN

当灯管成功触发后,镇流器进入运行模式,电路运行在运行模式表示灯弧已经建立,灯管以给定的功率工作在IC所处的状态。运行模式的振荡频率是由定时电阻RT和定时电容CT决定的。

2.5 DC总线欠压复位

当DC总线电压过低时,灯管的输出级将接近或低于谐振频率,这同样会造成硬开关,并破坏半桥的开关。为了防止这种现象的发生,可用管脚VDC测量DC电压,并在管脚VDC上的电压低于10.9V时线性拉低管脚CPH上的电压,以使得P沟道MOSFET在DC降压时关断,并使频率提高到高于谐振点的一个安全的工作频率上。

2.6 故障模式FAULT

在预热模式过后的任何时间,如果电流检测管脚CS上的电压超过1.3V,IR2156将进入故障模式,此时驱动输出HO和LO都被置为低电平。CPH对COM放电以复位预热时间,同时CT也对COM放电以关断振荡器。要想退出故障模式,VCC脚的电压必须下降至低于UVLO的下门限,或将管脚SD的电压拉高至5.1V以上。这两种方式都可以使IR2156进入UVLO模式,一旦VCC脚电压大于开通门限,同时SD低于4.5V,IR2156又将重新进入预热模式并开始振荡。



3 应用电路

基于IR2156的电子镇流器电路。通过定时电容CT的内部死区时间电阻RDT可以定义LO和HO的死区时间,最终的运行频率则由定时电容CT设置。由定时电阻RT和RPH以及定时电容C可设置预热频率。预热时间的设置可由管脚CPH上的电容从0充电到13V的时间来决定。设计时,可用外部电阻RCS和内部1.3V门限共同决定电路的最大触发电流。对于本电路,由于死区时间为0.6μs,运行频率为43kHz,故CT和RT应分别选为470pF和43kΩ。

预热频率的选择要保证灯丝在预热时间内达到足够的温度,本电路将预热频率定为70kHz。

由于本电路的预热时间为500ms,最大触发电流为2.0A,因此有:CPH=0.22μF,RCS=0.61Ω。