文档介绍：荧光灯电子镇流器的电路分析
摘要:介绍了一个基于自激式半桥驱动器IR2135的荧光灯电子镇流器电路,着重介绍了灯丝预热和启动保护等单元电路的构成和的特点,并给出了详细电原理图。
关键词:电子镇流器;功率因数校正;灯丝预热;重启动
引言
荧光灯的发光效率优于白炽灯已成为不争的事实,为此,近20年来,电子镇流器在世界范围内得到了迅速的普及和发展,各半导体厂家推出了众多的用于电子镇流器的驱动电路,本文介绍的电子镇流器基于IR公司开发的IR2153驱动器和摩托罗拉公司的MC33262功率因数控制器,是一种结构简单,成本低廉,可靠性高的解决方案。
1 自激式半桥驱动器IR2153介绍
IR2153是在IR2155和IR2151基础上推出的改进型的VMOS和IGBT栅极驱动器,它将高压半桥驱动器和一个类似于555时基电路的前端振荡器集成在一个8脚芯片上,使其成为一款功能更多,更易于使用的功率驱动IC芯片。如图1所示,脚CT兼有保护关断功能,可以用一个低电压信号使驱动器停止输出。另外,输出脉冲的宽度保持相等,上升到欠压闭锁阈值,驱动器能以更加稳定的频率开始起振。通过降低栅极驱动器di/dt的峰值和提高欠压闭锁阈值的滞后电压到1V,使电路的抗噪性有了实质性的提高,同时,电路引脚的整体抗噪保护方面也有所改进。
2 功率因数校正电路
MC33262属于有源功率因数校正器,特别适用在电子镇流器和离线式开关电源中作预转换器用,如图2所示,其内部集成了许多控制功能:为便于该电路的单独使用而设有启动定时器;为实现接近于1的功率因数采用了第一象限乘法器;零电流检测能保证电路工作在临界导通方式;快速启动电路改善了电路的启动特性;还设有预校的参考电压源、跨导误差放大器和电流检测比较器;图腾柱输出结构非常适合用于驱动功率MOS管。此外,MC33262内部还集成了许多保护功能,如过压比较器能减少空载引起的失控输出电压;乘法器输出嵌位限制了最大峰值开关电流;驱动输出高位嵌位,实现了对MOS管栅极的保护;还有输入带滞后特性的欠压闭锁电路、连续限流特性和RS锁存为单脉冲测量等。 3 电路工作原理
电子镇流器详细电原理图如图3所示,可分为EMI滤波、桥式整流、功率因数控制、半桥逆变器、灯谐振、启动和保护电路等部分。
输入EMI滤波电路
除过由F1A熔断器和RVP1压敏电阻组成的过流过压保护电路外,电子镇流器的输入电路主要是EMI滤波器。这是一个典型的两级复合式低通滤波电路,其中CP1~CP4滤波电容用于滤除串模干扰信号,C1和C2的一端分别接输出,另一端作为中点连在一起接地,能有效地抑制共模干扰,LP1和LP2为共模扼流圈,用于滤除共模干扰,它的两个线圈分别绕在低损耗、高磁导率的铁氧体磁环上,当有电流流过时,两个线圈上的磁场就会互相加强,LP1和LP2的电感量与EMI滤波器的额定电流有关,滤波器的谐振频
率应当远远低于镇流器的工作频率。
变频控制电路
我们知道,荧光灯要经过预热,点燃才能进入正常发光工作状态。在这三个状态中,逆变器处于变频工作方式,首先,以比较高的频率对灯丝进行预热,使阴极达到发射电子的温度;然后,频率快速下降,当到达串联谐振频率时,产生的谐振高压使灯管瞬间击穿点燃;最后,稳定在工作频率上。IR2153的振荡