IR2161的低壓鹵素燈電子變壓器
技術資料發布時間:2022-11-25
鹵素燈也稱為鹵鎢燈。鹵素燈燈絲為鎢絲,燈管內除充有適量的氬氣,還充人了溴或碘微量鹵素,故因此而得其名。鹵素燈與白熾燈一樣,屬于熱輻射光源。鹵素燈的光效、壽命和顯色指數均優于普通白熾燈,故在展示廳、商業廚窗、攝影、攝像、劇院、城市亮化等照明場合,有著廣泛的應用,其作用是其它光源不可替代的。在全球電子鎮流器市場,低壓照明電子變壓器占有10%的份額。
低壓鹵素燈額定工作電壓大多僅為12V。若采用220V的工頻市電供電,需使用笨重的鐵芯(降壓)變壓器。采用電子變壓器替代老式鐵芯變壓器,具有尺寸小、重量輕、節材、節電等優點。
采用分立元器件設計和制作電子變壓器,若使其具有保護功能和調光功能,需要增加很多元器件。基于IR公司生產的智能半橋驅動器芯片IR216l的電子變壓器,無需可飽和磁環變壓器,僅需用少量元器件,則可實現高性能和高可靠及調光功能。
l 基于IR2161的基本低壓照明電子變壓器電路
圖1所示為基于IR216l的100W/12 V鹵素燈電子變壓器基本電路。


在接通工頻市電電源后,橋式整流器通過Rs的電流除流入IC腳VCC上的啟動電流外,其余的大部分電流對電容CVCC1充電。當IC腳VCC上的電壓達到啟動閾值(11.8 V)后,IC開始工作。一旦IC啟動,由CSNUB、DCP1和DCP2組成的電荷泵電路為IC腳VCC饋送電流。自舉二極管DB和電容CB為IC高側驅動器電路供電。齊納二極管DZ用作分流IC過剩電流,以防止IC損壞。
鹵素燈燈絲電阻為帶正溫度系數,在室溫下的“冷電阻”遠小于燈工作時的“熱電阻”。在燈啟動時,會產生較大的浪涌電流,影響燈壽命。但IR2161提供軟啟動操作,可以避免浪涌電流產生。在燈啟動期間,IR2161輸出125 kHz的高頻。由于系統中輸出高頻變壓器T1初級漏感是固定的,在較高的頻率下呈現較高的阻抗,初級繞組上的電壓較低.致使變壓器輸出電壓較低,燈電流較小,同時也避免了保護電路被觸發。約經1 s的時間,電路以較低頻率運行。在此過程中,IC腳3外部電容CSD上的電壓從OV增加到5V。
當空載時,VCSD=OV,振蕩器頻率約60kHz。在最大負載下,VCSD=5V,振蕩器頻率約30kHz。當輸出短路時,大電流流過半橋,被RCS感測。只要IC腳4(CS)上電壓超過1V的門限電平持續50ms以上的時間,系統將關閉。如果負載超過最大負載的50%,IC腳4上的電壓將超過O 5 V較低的門坎電壓,在經0.5S之后,系統將關閉。不論是短路保護還是過載保護,都能自動復位。IR2161還提供過熱關閉功能。當芯片結溫超過135℃的過溫度限制值時,半橋開關將停止工作,以避免MOSFET燒壞。
圖2所示為計算RCS的輸出級電路。在半橋中間點上的電壓為DC總線電壓的1/2。DC總線RMS電壓與AC線路RMS電壓相同,負載上的RMS電壓為AC線路RMS電壓的50%,通過RCS的電流為負載電流的一半。由于負載呈電阻性,電流波形為正弦包跡,半橋輸出占空比為50%,在最大負載上RCS上的峰值電壓VCS(PK)=O.4 V,通過RCS的RMS電流為


對于工作在VAC(RMS)=220 V交流線路電壓下的PLOAD=100W的電子變壓器,電流感測電阻RCS值為


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