风自适应电子镇流器控制器IR2520原理及应用

1、自适应电子镇流器控制器IR2520原理及应用VCCCOMFMIMVCOIR2520D(S)自举二极瞥半桥 高端电压控制振荡器(VCO)与低6端驱亍动器.5要疯蠢*应压 适电关VS逻 自零开(Z制图1内部功能框图IR2520是国际整流w器公司生产的自适应 II。CFL(小型荧光灯)照明镇 vs流器控制芯片，可使镇流 以器的组件数量减少20%， 鬟与传统的电子镇流器设计 相比，可提高镇流器的可 靠性，并可补偿由于温度 相和老化而引起的电灯特性变化。(1)特性IR2520依靠经过整流的线路电压来工作，并为600半桥提供栅极 驱动。600 V半桥通过一个简单的谐振LC网络为灯管供电。能自我 启动，并能

2、防范灯丝烧断和灯管放电故障。IR2520的主要特点如下：集成有600 V的半桥驱动器、高压自举二极管及15.6 V的齐纳钳位二极管;内置05 V DC电压控制振荡器;由于采用自适应ZVS技术，故器件功耗很小；具有波峰因数检测过电流保护功能，可省去外部电流感测电阻;最小频率正常燃点时的工作频率，可编程；启动电流很小(15 0站)。(2)内部电路与引脚功能IR2520 有 8 脚 PDIP 封装(IR2520D)和 8 脚 SOIL 封装(IR2520S)两种封装形式。其内部电路框图如图所示，各引脚功能见下表.内邰电府桩国IR2520引脚功能:引脚名称功 能1VCC电源电压2COMIC信号和电源地

3、3FMIN最小频率设定4VCO电压控制振荡器输入5LO低端栅极驱动器输出6VS高端浮置电源回复7HO高端栅极驱动器输出8VB高端栅极驱动器浮置电源推荐工作条件符号参数定义最小值最大值单位VCC电源电压VCCUV+VCLAMPVICC电源电流610mARFMIN最低频率设定电阻10100kQVvcoVCO脚电压05VTj结温-25125C(3)应用电路由IR2520组成的紧凑型荧光灯电子镇流器电路框图如图所示。该镇流器的输人电压范围为180-270 V,输出端可配接7-35 W的灯管。图2中，F1为浪涌电流限制电阻，BR为桥式整流器，C1和L1组成LC滤波电路，IR2 52 0和外部元件组成半桥

4、变换器，DCP1、DCP2和CCP组成电荷泵电 路，LRES和CRES等组成LC串联谐振网络。由于C2=C3CRES，因此，LC谐振电路频率f0主要由LRES和CRES决定fQl/2 n VLRES CRES。当LRES和CRES发生串联谐振时，CRES上 产生的高压脉冲施加到灯管上，即可使灯管击穿而点亮。一旦灯被启动，LRE S只起稳流作用。下面对图2中各部分的主要功能作以说明:3.1欠压锁定（UVLO ）模式当图2中的启动电路工作时，流过启动电阻RSUPPLY的电流将对启 动电容CVCC进行充电，并使CVCC上的电压逐渐升高。在VCC脚电压达 到启动门限电平13.2V之前，电源电流IQCC

5、约为150pA,IC脚3 和脚4上的电压VFMIN和VVCO均为0V,半桥截止。一旦脚VCC上的 电压超过13.2V,IC将导通并开始振荡。IC内自举二极管和VB脚与VS脚之间的电容CBOOT可用于 决定IC内高端驱动器电路的电压，IC外部的二极管DCP1、DCP2和电 容CCP组成的电荷泵电路可用于为IC低端驱动电路提供工作电压。IC启 动之后，LO脚上的驱动输出首先使功率开关M2导通，然后由VCC通过自举 二极管对自举电容充电。当CBOOT上的电压超过9V时，IC高端驱动器 被使能。而在高端与低端驱动器之间的1.5ps死区时间内，控制电路可用于 保证半桥高端开关M1和低端功率开关M2不会发

6、生直通。3.2频率扫描模式一旦VCC脚上电压超过13.2V，IR2520将进入频率扫描模式。 此时，IR2520内部的电流源将对VCO脚外部电容CVCO充电，从而 使脚VCO上的电压从0V线性增加，同时使VCO振荡从最大值开始线性降 低。当频率降至镇流器输出级LC串联谐振频率时，LC电路发生谐振并产生 高压将灯点亮。只要灯启动成功，VCO脚上的电压将一直升高到5.2V，频 率f则降至最小值fMIN。当VVCO超过2V以后，ZVS和波峰因数 峰值电流与平均值电流之比值 检测均被使能。当？与fMIN相等时，FMI N脚上的电压VFMIN为5.1V。3.3正常运行模式VCC10.5V (UVLO-)

7、图3工作程序柩图在灯点火之后，镇流器输出级变为低Q值RCL电路，此时VVCO被限 制在5.2V，频率降至fMIN，实际上，这时的最低工作频率即是灯正常 燃点时的工作频率。该状态下 的灯功率由谐振电感（扼流圈 LRES）、谐振电容（灯启动 电容CRES）、 DC总线电 压VBUS和f MIN共同确 定。如果发生非ZVS，即在 死区时间内也就是两个开关 M1与M2之间的非交迭时间 （电压不能回落到零（在低端开 关M2导通之前，会有一个电 压横跨低端开关）IC脚V CO上的电压VVCO将因外 部电容CVCO的充电电流减 小而降低，从而引起频率升高。 通过VS感测和自适应ZVS 控制逻辑可使1。自动保

8、持Z $操作。由图可知，VCO 脚外部电容CVCO的充电电 流受该脚内部MOS晶体管控 制，进而控制VCO脚上的电 压和振荡频率。当IC外部高端开关M1接通时，IC脚VS上的电压即为DC十线电压。IR 2 5 2 0的6 0 0 V高 压工艺允许VS脚进行精密测量，并能承受DC干线高压。3.4故障模式如果灯点火期间出现故障，灯电压和输出级电流都会增加，直到扼流圈饱 和或进入电容性开关模式。IR 2 5 2 0无需外部电流传感元件，而是利用低 端MOSFETCM2）的导通电阻RDS on 并通过VS脚来感测半桥电 流。如果在LO的7 0个开关周期内，也就是在低端开关M2导通期间，电流 波峰因数超过3,那么，IC将进入故障模式，并使两个栅极驱动器均输出低电 平，从而使M1、M2均截止。若灯丝开路，半桥将发生硬开关，并通过波峰