创新硅器件推动微型镇流器的发展

时间:2010-06-09 08:39来源:世纪电源网

摘要:工业或商业用节能荧光灯照明产品的制造商们都面对着要让照明装置同时拥有先进能效和小尺寸的压力。新型灯具款式繁多,外形亦越来越小巧,并可在较低功率工作时加强对环境光设定的控制。此外,照明产品只要维持在低于26W的低功率下运作,就不需像大型灯具般要符合功率因数校正(PFC)的要求。这些都使小型灯具更具吸引...

工业或商业用节能荧光灯照明产品的制造商们都面对着要让照明装置同时拥有先进能效和小尺寸的压力。新型灯具款式繁多,外形亦越来越小巧,并可在较低功率工作时加强对环境光设定的控制。此外,照明产品只要维持在低于26W的低功率下运作,就不需像大型灯具般要符合功率因数校正(PFC)的要求。这些都使小型灯具更具吸引力,也推动了用来驱动小型灯具的微型镇流器的发展。其中,荧光灯照明的主要发展方向之一,就是可调光照明。

 

如图1所示,传统的镇流器需要一个输入噪声滤波器、整流器,以及平流电容器,来把AC电压输入转换为DC电源。它们要由一个副电路来产生高频率方波电压。这种电路由一个控制IC和半桥组成,且用一个共振输出级来预热、激发荧光灯并使其持续工作。这个设计如果要加上可调光控制功能,就需要隔离输入和电流检测副电路来量度电灯的电流。同时还要利用一个闭合环路反馈电路,来弥补电灯的非线性特性。这种设计会大幅增加解决方案所需的器件数目、成本和所占空间,因此缺点相当多。

 

图1:为微型镇流器增加可调光电路。
 

图1:为微型镇流器增加可调光电路。

 

 

 

减少器件数目、电路板面积和成本

 

随着市场上出现更多的集成IC方案,情况便有所改变。这方面的最新发展,是藉着高度集成的单个器件,使微型镇流器在不用增加整体器件尺寸的情况下,也能够提供调光功能。国际整流器公司(IR)的IRS2530D DIM8可调光镇流器控制IC,就是把该公司专利的高压IC(HVIC)与其专有的调光方式集成,让整个镇流器和可调光电路能够包含在一个8管脚SO8封装中。

 

图2:IRS2530D的方框原理图。
 

图2:IRS2530D的方框原理图。

 

图2展示的是IRS2530D的方框图。一般的镇流器操作都会占用了8个管脚中的6个,其中有4个管脚是供给高侧和低侧MOSFET栅极驱动 (VB、HO、VS、LO) 使用。所以,制造商必须采用创新的方法,才能为产品加上可调光功能。因此,IR集成了DC参考与AC电灯电流,透过一个管脚,为闭合环路可调光功能同时提供参考及反馈功能。这种创新方法的效果很好,因为设计师利用这款新IC设计出来的可调光微型镇流器,只要少于50个器件。

 

操作和设计

 

图3的状态图显示在VCC首次应用时,这款新IC由UVLO模式转换到预热/触发模式。在集成半桥振荡器以最高频率启动时,在VCO管脚的内部电源也会开始为一个外部电容器充电。随着频率逐步减少到电路的谐振频率,谐振电感器的次级绕线将预热灯丝,同时电灯的输出电压也会增加。当电压超过触发临界电压,电灯便会亮起来,电灯电流亦因应IC进入DIM模式而开始流动。

 

图3:IRS2530D的状态图。
 

图3:IRS2530D的状态图。

 


 

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