采用IR21593的可调光电子镇流器
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基于IR2159的单控、群控隔离电源设计【摘要】照明节能是关系每个人的环保行为,一方面需要使用者的节能意识,另一方面更依托新器件和新技术的支持。
荧光灯因其成本低廉和高光效长寿命,所以大量应用于家庭、场馆等室内照明环境。
要实现荧光灯在使用中的进一步节能,一方面灯管技术在不断提升,另一方面镇流和调光手段也得到了长足发展。
其中,国际整流器公司生产的调光电子镇流器控制芯片——IR2159(2/3)就是其中最具代表性的器件。
本文主要讲述配套IR2159调光芯片实现荧光灯单控、群控线性调光的外部电源设计。
【关键词】IR2159、隔离电源、线性控制、锯齿波发生器荧光灯早期使用电感式镇流器配合启辉器工作,存在镇流器耗能大、启动慢,启辉时对电网存在干扰的缺点。
电子镇流器的出现解决了启动速度问题,功耗和功率因数相对提高不少,但大部分电子镇流器仍存在功耗偏大、产生谐波等缺陷。
当前,荧光灯应用于餐馆、写字楼、商场、学校教室、会议中心、展览场馆等大面积室内照明场合,如果对其进行功率调节,节能空间将是非常可观的,因此荧光灯可调光电子镇流器在近几年中得到了迅速的发展和应用。
荧光灯属于气体放电光源,不能通过简单的调压实现大范围调光。
现有的调光方法主要是调节灯管供电频率或者调节灯管供电相位。
IR2159调光控制芯片就属于后者,即相位调光。
IR2159是集调光镇流器控制器和600V半桥驱动于一体的专用IC。
其结构为无变压器灯管功率检测相位控制,并且只需做很小的改动就可将不可调光镇流器改为可调光镇流器。
外部可控参数包括预热时间和预热电流、触发至调光时间,以及一个最小至最大亮度调光接口。
保护有误触发、灯丝损坏、过热保护并具有自动重起动功能。
IR2159的核心是一个外部最小频率可调的压控振荡器。
(注1)一、增设隔离电源的优势IR公司提供的芯片外围电路如图1所示。
最简单的调光办法是引VCC到分压电路向芯片DIM端(④脚)提供0.5V至5V的调光控制电压,即可实现最小功率设置到最大功率设置之间的功率调节。
飞利浦照明灯具调光方法大全灯具调光方法大全2012-07-19 1、脉冲宽度调制(PWM)调光法这种调光控制法是利用调节高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比,从而实现灯输出功率的调节。
半桥逆变器的最大占空比为,以确保半桥逆变器中的两个功率开关管之间有一个死时间,以避免两个功率开关管由于共态导通而损坏。
这种调光控制法能使功率开关管导通时工作在零电压开关(ZVS)状态,关断瞬间需采用吸收电容以达到ZCS工作条件,这样即可进入ZVS工作方式,这是它的优点,同时EMI和功率开关管的电应力可以明显降低,然而,如果脉冲占空比太小,以致电感电流不连续,将会失去ZVS工作特性,并且由于供电直流电压较高,而使功率开关管上的电应力加大,这种不连续电流导通状态将导致电子镇流器的工作可靠性降低并加大EMI辐射。
除了小的脉冲占空比外,当灯电路发生故障时,也会出现功率开关管的不连续电流工作状态,当灯负载出现开路故障时,电感电流将流过谐振电容,由于这个电容的容量较小,所以阻抗较大,而在这个谐振电容上产生较高的电压。
除非两个功率开关管有吸收保护电路,否则这时功率开关管将承受很大的电压应力。
2、改变半桥逆变器供电电压调光法利用改变半桥逆变器供电电压的方法实现调光有以下优点:①利用调节半桥逆变器供电电压来实现调光。
②脉冲占空比(约)固定,使半桥逆变器工作在软开关工作状态,并可在镇流电感电流连续的工作条件下实现宽调光范围的调光(这也可使开关控制电路简化)。
③由于开关工作频率固定,所以可以针对给定的荧光灯型号简化控制电路设计。
④由于开关工作频率刚好大于谐振频率,所以可以降低无功功率和提高电路工作效率。
⑤由于开关工作频率固定,所以可以比较方便地确定灯负载匹配电路中无源器件的参数。
⑥可在较宽的灯功率范围内(5%~100%)保持ZVS工作条件。
⑦在很低的半桥逆变器供电电压下,电子镇流器电路将会失去较开关特性,会出现镇流电感电流不连续的工作状态。
1.概述IR2153是一种高压、高速、带有高低端驱动的半桥驱动器。
该器件前级可调振荡器的功能与大家熟知的555时基电路相似。
驱动器的输出带有缓冲单元,可设定内部死区时间,防止桥路中的两只功率开关管直通。
高、低端管子具有延时匹配,适用于占空比为50%的场合,该器件可驱动N 沟道功率MOSF E T 或I G 2B T 。
IR2153具有以下特点:●带自举二极管的浮动设计,最大耐压为600V ;●允许瞬时负压;●欠压保护;●内部振荡器频率可调整;●高、低通道匹配的死区时间;●起动电流很小,仅为90μA ;●高、低通道的关断功能;●低通道输出电压波形与R T 端电压波形相同。
2.内部结构及引脚功能IR2153内部由放大器、触发器、逻辑控制电路、驱动器及功率电路等构成,如图1所示。
该器件采用双列8引脚封装,引脚定义及形式如图2所示。
脚1(V CC ):低端逻辑和内部MOS 管的门极驱动电源电压。
脚2(R T ):振荡器定时电阻输入端。
此端电压波形与半桥高端(脚7)相同。
脚3(C T ):振荡器●新特器件应用节能灯驱动电路IR2153及应用湖北省电子产品质量检验所胡大友摘要:IR2153是美国国际整流器公司(IR )推出的电子镇流器控制专用集成电路。
本文描述了IR2153的主要特点、引脚功能,简要介绍了该器件的电气参数,并着重讲述了实际应用电路。
关键词:电子镇流器驱动IR2153应用图2IR2153引脚图图1IR2153功能框图定时电容输入端。
应用时,该脚和COM (脚4)之间应接一电容,以便调整振荡器频率。
f =11.4(R T +75Ω)C T(式中,75Ω是输出级的等效电阻)。
脚4(COM ):低端返回端。
脚5(L O ):低端门极驱动输出端。
脚6(V S ):高端浮动电源返回端。
脚7(HO ):高端门极输出驱动端。
脚8(V S ):高端MOS 管门极驱动浮动电源。
3.电气参数3.1极限参数IR2153的极限参数如表1所列。
IR21531的实例应用: 高功率因数荧光灯电子镇流器设计——PWM型AC/DC和DC/AC变换电路综合应用专题照明技术与我们日常生活息息相关,在工厂、办公室、图书馆、餐厅、学校、商店等场所,照明技术为我们提供了宜人的工作、生活环境。
在现代照明技术中,电子镇流器由于其效率高、无频闪、无噪声、体积小等优点得到了广泛应用,此外,电子镇流器还能够实现调光,功率因数校正、同时驱动多支灯管等功能。
照明系统依赖于镇流器与灯源的协同工作,了解灯源的工作特性是设计电子镇流器的前提。
一、荧光灯的结构和工作特性1、荧光灯的结构组成家庭及工业照明用荧光灯(俗称日光灯)是一种低压汞蒸汽放电灯,其大部分光是由放电产生的紫外线激发管壁上的荧光粉涂层而发射出来的。
附图5-1是直管形荧光灯结构示意图。
荧光灯的核心部分是管形玻璃管和灯丝,其中,玻璃附图5-1 直型荧光灯管的结构示意图管的内壁上涂有荧光粉。
管内填充有惰性气体(如氩)和低气压汞蒸汽。
在灯两端各有一个电极,电极通常由钨螺旋做成,上面涂有热电子发射材料,人们将这种涂有电子发射材料的灯丝称为阴极。
灯丝两端与被称为导丝的支架相连接,导丝又与两个引出电极相连。
导丝和喇叭管等组成芯柱,其作用是保证电导线与玻璃壳进行气密性封接。
荧光灯工作时,放电发生在低气压的汞蒸汽和惰性气体的混合气中,产生很强的253.7nm的紫外辐射,经荧光粉转换成可见光。
2、荧光灯的主要特性与其它一些气体放电灯一样,荧光灯具有负阻抗特性,典型的荧光灯电压—电流(V-I)特性曲线如附图5-2所示。
当施加于荧光灯两端的电压低于触发启动电压(U strike )时,灯呈高阻关断状态,灯中没有电流通过,一旦外加电压达到了灯的点火电压值,灯则导通,并且其两端电压立即降低,灯电流增大,呈现负阻特性。
由于外接镇流器的限流作用,使灯电流稳定在额定值,并且灯两端的导通电压降(U on )也基本保持不变。
荧光灯的触发启动电压和正常工作时灯两端的电压降与灯管长度、灯管直径、灯管内填充气体的种类、气压、温度以及电极种类(是冷阴极还是热阴极)等因素有关。
本科毕业论文题目:楼宇智能照明控制系统设计院(部):信息与电气工程学院专业:电气工程与自动化班级:电本0705姓名:季田田学号:2007082315指导教师:李全民曹丽霞完成日期:2011年6月5日目录摘要 IVABSTRACT V1前言 71.1选题背景和意义 71.2课题关键问题及难点 81.3调研综述 81.3.1目前国内、国外该项目的研究状况 81.3.2目前项目的发展趋势 91.4主要研究内容 92 基于CAN总线的系统结构 102.1 CAN技术简介 102.2基于CAN总线的控制系统网络拓扑结构 11 2.3 CAN总线系统的通信方式 122.4 CAN总线的分层结构 122.5 CAN总线报文格式与类型 132.5.1 数据帧 132.5.2.远程帧 142.5.3 出错帧 142.5.4超载帧 152.5.5 错误检测 152.6 本系统结构及特点 163.智能照明系统的硬件设计 183.1 系统简介 183.2 CAN通信接口模块的设计 183.2.1 芯片介绍 183.2.2 SJA1000工作原理 203.2.3 基于SJA1000的CAN总线硬件接口电路设计 213.2.4采用MAX232芯片接口PC机与单片机的连接 223.3控制面板模块的设计 233.3.1 74HC164芯片说明 233.3.2显示部分设计 253.3.3键盘部分设计 263.3.4基于74HC164的中断串行键盘硬件设计 273.3.5矩阵式键盘的按键识别方法 283.4智能继电器模块 283.4.1电压-频率变换器LM331的介绍 293.4.2继电器模块基本原理结构 303.4.3整流模块设计 303.4.4 V/F转换器LM331模块 313.4.5光电耦合器6N137 323.4.6单片机AT89C51模块 323.5传感器模块 343.5.1热释电传感器的工作原理 343.5.2芯片介绍 363.5.3热释电传感器原理 373.5.4照度传感器的设计 383.5.5 A/D转换部分 393.6调光模块 413.6.1电子镇流器调光功能的主要实现方法 423.6.2基于IR2159的荧光灯可调光电子镇流器的电路设计 433.6.3基于IR21592的调光电子镇流器 443.7远程控制模块 463.7.1芯片介绍 463.7.2 工作原理 483.8看门狗电路 503.8.1 X5045芯片引脚及功能介绍 503.8.2 看门狗电路的工作原理 523.8.3基于X5045的复位电路硬件设计 523.9 小结 524.智能照明系统的软件电路设计 534.1 CAN通信接口模块软件设计 534.2控制面板模块软件设计 564.3智能继电器模块软件设计 594.5调光模块软件设计 624.6 小结 635 结论 645.1主要结论 645.2不足与展望 64谢辞 66参考文献 67摘要随着社会的进步,建筑设计也向着更舒适、安全和节省能源的方向发展。
IR21531的实例应用: 高功率因数荧光灯电子镇流器设计——PWM型AC/DC和DC/AC变换电路综合应用专题照明技术与我们日常生活息息相关,在工厂、办公室、图书馆、餐厅、学校、商店等场所,照明技术为我们提供了宜人的工作、生活环境。
在现代照明技术中,电子镇流器由于其效率高、无频闪、无噪声、体积小等优点得到了广泛应用,此外,电子镇流器还能够实现调光,功率因数校正、同时驱动多支灯管等功能。
照明系统依赖于镇流器与灯源的协同工作,了解灯源的工作特性是设计电子镇流器的前提。
一、荧光灯的结构和工作特性1、荧光灯的结构组成家庭及工业照明用荧光灯(俗称日光灯)是一种低压汞蒸汽放电灯,其大部分光是由放电产生的紫外线激发管壁上的荧光粉涂层而发射出来的。
附图5-1是直管形荧光灯结构示意图。
荧光灯的核心部分是管形玻璃管和灯丝,其中,玻璃附图5-1 直型荧光灯管的结构示意图管的内壁上涂有荧光粉。
管内填充有惰性气体(如氩)和低气压汞蒸汽。
在灯两端各有一个电极,电极通常由钨螺旋做成,上面涂有热电子发射材料,人们将这种涂有电子发射材料的灯丝称为阴极。
灯丝两端与被称为导丝的支架相连接,导丝又与两个引出电极相连。
导丝和喇叭管等组成芯柱,其作用是保证电导线与玻璃壳进行气密性封接。
荧光灯工作时,放电发生在低气压的汞蒸汽和惰性气体的混合气中,产生很强的253.7nm的紫外辐射,经荧光粉转换成可见光。
2、荧光灯的主要特性与其它一些气体放电灯一样,荧光灯具有负阻抗特性,典型的荧光灯电压—电流(V-I)特性曲线如附图5-2所示。
当施加于荧光灯两端的电压低于触发启动电压(U strike )时,灯呈高阻关断状态,灯中没有电流通过,一旦外加电压达到了灯的点火电压值,灯则导通,并且其两端电压立即降低,灯电流增大,呈现负阻特性。
由于外接镇流器的限流作用,使灯电流稳定在额定值,并且灯两端的导通电压降(U on )也基本保持不变。
荧光灯的触发启动电压和正常工作时灯两端的电压降与灯管长度、灯管直径、灯管内填充气体的种类、气压、温度以及电极种类(是冷阴极还是热阴极)等因素有关。
低直流电压供电的36W/T8灯管用可调光电子镇流器利用IR2159可以构成采用低直流供电电压的可调光电子镇流器电路,下面介绍一个采用IR2159的30V直流供电电压的可调光电子镇流器电路。
电路原理如图1所示。
在图1所示的电路图中功率输出级采用推挽输出电路,由于电路的直流供电电压较低(30V),所以功率输出级的推挽变压器次级的一只引脚可以和初级电路的地共地,同样为了避免在调光过程中产生的灯光发光条纹沿灯管的一端向另一端移动的现象,在功率输出推挽变压器的次级绕组的上端通过一个电阻R16接至电源供电+30V的正极,同时电路通过电阻R10和电容C6接至IR2159的SD引脚9,以实现灯管不在位或灯管低端灯丝断路的故障保护,电阻R15和电容C10组成的RC吸收电路用以吸收由于功率开关管VT1和VT2在关断时产生的开关脉冲尖峰电压,并且也可以优化功率开关管VT1和VT2的工作条件。
为了检测功率输出级的工作电流,在功率开关管VT2的源极串接了一只0.1Ω的电流检测电阻,通过这只电流检测电阻产生的电流检测信号的相位和通过推挽变压器次级升压绕组的电流信号的相位基本一致,所以可以用作调光控制的检测控制信号。
并且通过这个0.1Ω的电流检测电阻产生的电压信号可以在灯管点火失败时作为灯电路的故障保护信号。
在这个电路中采用的功率管的型号为IRF540N,它的V ds电压额定值为100V,在25℃条件下的导通电阻R ds(on)为0.044Ω。
这对VT1和VT2在关断期间产生的60V的脉冲峰-</SPAN< p>2、IR2159有关外围电路元件参数的选择(1)电阻R6的选择(4)在本例中,可选=40kHz,这个最低工作频率将会决定灯电路的最大输出功率,这样将=40kHz代入上式后有R6=38.3kΩ,取R6=36kΩ。
(2)灯电路电流检测电阻R12的计算(5)在图1的电路中,N P=25匝,N S=125匝,灯点火电流为2A,则可计算得R12=0.16Ω,在实用中可以取0.15Ω或0.1Ω,如果取R12=0.15Ω,则电路的过电流保护功能会更为灵敏些。
采用IR21593的可调光电子镇流器时间:2009-01-16 09:40来源: 作者:山东照明网信息中心编辑整理点击:103次核心提示: 1、IR21593 可调光镇流器的特点 1 电子镇流器控制和半桥输出驱动器电路均集成在同一芯片中。
2 无需就可实现灯功率检测。
3 灯功率闭环控制。
4 灯预热工作电流闭环控制。
5 灯丝预热时间可编程。
6 灯丝预热电流可编程。
7 灯点火和调光时间可编程。
8 0.51、IR21593可调光镇流器的特点1电子镇流器控制和半桥输出驱动器电路均集成在同一芯片中。
2无需就可实现灯功率检测。
3灯功率闭环控制。
4灯预热工作电流闭环控制。
5灯丝预热时间可编程。
6灯丝预热电流可编程。
7灯点火和调光时间可编程。
80.5~5VDC调光控制信号输入。
9灯最小、最大功率调节。
10灯电路最低工作频率可编程。
11完善的灯故障保护控制功能。
12灯电路供电电压过低保护。
13灯电路自动再启动。
14灯电路微功率启动。
15IR21593的VCC引脚13电压由内部的稳压钳位。
16为16引脚DIP和SO封装。
2、IR21593控制功能简介IR21593是集调光控制功能和600V半桥输出驱动器为一体的电子镇流器用控制集成电路,具有无器的相位控制灯功率检测和调节控制功能,电路仅需做很小的变化就可以用于调光或非调光的应用场合。
集成电路外部的灯电路预热时间、预热电流、点火和调光时间的可编程特性、灯电路最大、最小调光范围的可设定元件使其使用灵活方便。
具有灯电路点火失败、灯丝故障、灯电路热过载、灯电路正常工作时的灯故障、灯电路自动再启动等保护控制功能。
集成电路的核心是一个压控振荡器(VCO),并且这个压控振荡器的振荡频率可由外部元件编程调节控制。
IR21593(IR21591)的死时间表为1.0μs,而IR21592(IR2159)的死时间为1.8μs,其余的控制技术指标基本相同,而IR21593的型号较IR21592的型号要新,同理,IR21592又比IR21591新,而IR21591新近推出,所以在此讨论中对IR21593、IR21592、IR21591和IR2159的型号不加以区别。
3、IR21593的引脚功能IR21593的引脚功能如表1所示。
IR21593的外形图、引脚图、工作框图、典型应用电路图和工作状态图分别如图1~图4所示。
4、设计采用IR21593控制集成电路的电子镇流器电路需注意的问题在设计采用IR21593控制集成电路的电子镇流器电路前,应首先确定以下技术要求。
(1)对灯电路的技术要求在选择电子镇流器输出级的有关元件参数值前,应事先确定表2所示的灯电路参数。
(2)电子镇流器输出级的设计电子镇流器输出级元件的选择需要用到一些设计方程式,不同电子镇流器的工作频率和相应的工作电压、电流需通过计算加以确定。
灯谐振电路的谐振L和谐振C的参数值,它们决定灯电路的工作频率、工作电流和工作电压值,灯谐振电路的谐振电感L和谐振电容C的参数值与式(5)和式(6)有关。
对给定L、C、直流供电电压和预热时间,在灯管预热工作期间的预热电压可利用下式计算:(1)在预热工作期间的灯电路工作频率可利用下式计算:(2)点火工作期间灯电路的点火工作频率可利用下式计算:(3)在灯电路点火期间的总灯负载电流可利用下式计算:I点火=f点火CV点火2(AP-P)(4)灯工作在最大功率时的工作频率可利用下式计算:(5)在最小灯功率时的灯丝预热电流可利用下式计算:(6)(3)设计限定条件应通过调节电感L、电容C的取值使其满足表3的设计限定条件。
(4)IR21593的可编程输入为了编程调光控制接口电路的MIN和MAX参数的设置,在灯最大、最小输出功率下的输出级工作频率和电流相位必须事先利用下面的式(7)和式(8)加以计算:(7)(8)根据灯管正常工作的技术要求条件、电子镇流器输出级谐振电感L、电容C的取值,计算出的最小、最大相位值,IR21593的有关外围可编程输入设定元件参数值可以利用下面的有关公式计算:(9)(10)(11)(12)根据以上的设计过程,电子镇流器可以归纳为图5所示的三步法。
5、IR21593的控制功能(1)相位控制利用图6所示的电子镇流器输出级简化电路,可以说明灯电路调光的相位控制工作原理,在图6中,灯丝和灯分别用R1、R2、R3、R4及表示。
在灯电路的预热和点火工作期间,由于灯负载还未工作,灯负载的电阻很大,LC串联谐振电路的Q值很高,并在谐振频率位置相对输入电压有一很高的输入电流,相位有一个+90°~-90°的变化。
为使工作频率比谐振频率稍高或更高,在灯电路的预热点火与点火工作期间相位固定为-90°。
在调光工作期间,电感L和,电容C的并联结构相串联。
在大的灯功率应用条件下有很小的相位变化,而在小的灯功率应用条件下有较大的相位变化。
在灯电路的预热和点火工作期间,时域中的输入电流和输入半桥电压有-90°的相位移,并且在灯电路点火后的工作期间的相位移在0~-90°之间变化,在最大功率情况下的相位移为0°,如图7所示。
灯电压和灯电流的相位与灯功率间的关系曲线如图8所示,为线性调光特性,即使在灯发光很弱的情况下,灯阻抗也会发生相应变化。
输出级传递函数与灯功率的典型曲线如图9所示。
(2)欠电压锁定输出电路(UVLO)IR21593的欠电压锁定输出电路用以确保在静态工作电流低于200μA的条件下,保证IR21593的高、低端输出被激励前的控制功能能可靠地工作。
图10为利用半桥输出级的电荷泵供电的启动电路工作原理图。
图10中启动电容C1充电电流为通过电阻R1的电流减去集成电路IR21593的启动电流的差值,为保证在电源供电电压最低的情况下集成电路能正常启动,应使通过电阻R1的电流为2倍的IR21593的启动电流,一旦电容C1上的电压达到启动阈值电压,并且VDC引脚上①的电压高于5.1V,集成电路IR21593开始工作,并且由于集成电路工作的原因,电容C1开始放电,如图11所示。
在电容C1的放电期间,来自电荷泵的整流电流使启动电容C1上的电压大于集成电路的最小工作电压,并使集成电路IR21593内的15.6V稳压二极管工作。
具体应用研究中,必须使用启动电容和缓冲电容,以确保集成电路IR21593在最坏的条件下也能可靠工作。
自举升压二极管VD3和自举升压电容C3组成高端驱动电路的供电电路。
为确保HO输出引脚在第一个工作周期可靠工作,并确保高端供电电路被充足电,第一个驱动脉冲来自于LO引脚。
在欠电压锁定输出(UVLO)工作模式下,高、低端输出驱动电路同时输出低,VCO引脚这时被拉至5V电位。
从而使启动工作频率被置于最高工作频率,并且这时CPH引脚③被内部短路至COM引脚12而使预热时间复位。
(3)输入电压过低保护除了要求VCC引脚13上的电压要大于启动阈值电压,为了确保HO、LO引脚有正常的振荡信号输出,VDC引脚1上的电压也必须大于5.1V,利用分压电阻R3和RVDC(见图10)可以检测出交流市电供电电源经整流后输出电压的高低,以确保电子镇流器的正常工作电压范围内正常工作。
同时为了减小VDC引脚①上的纹波电压,需用一个滤波电容CVDC,并且可以确保在正常的交流输入供电电压情况下不会低于内部的3V关断阈值电压。
这种检测功能是必须的,以确保在过低的交流输入供电电压情况下,在IR21593被正确复位前,灯电路熄灭的可能性。
一旦过低的交流输入供电电压情况出现,灯电路直流供电电压可能低于所需的最低电压值,而使谐振腔电路不能提供灯管正常工作的所需电压。
利用这个检测电路可以确保当灯直流供电电压下降得太低时集成电路IR21593可靠关断,并且当电源供电电压恢复正常时集成电路IR21593又回到预热工作模式。
(4)灯电路的预热当IR21593的VCC上的电压超过UVLO+阈值电压,并且VDC引脚①上的电压超过5.1V时,IR21593进入预热工作模式,HO、LO引脚开始以50%的脉冲占空比、内部设定的1μs死时间,并以最大工作频率开始振荡工作。
CPH引脚③和COM引脚12断开,并且通过内部的1μA电流源(见图12)开始为CPH引脚的外接定时电容CCPH线性充电。
这时VCO引脚2的外接电容CVCO以1μA的电流开始缓慢放电,VCO引脚2的电压开始缓慢下降。
下降的工作频率高于谐振工作频率,这时灯负载的电流开始上升。
当CS引脚10上的电压超过IPH引脚8上的电压时,接至VCO引脚的内部60μA内部电流源为其外接电容CVCO充电(工作波形如图13所示),这就迫使工作频率上升、灯负载电流下降。
一旦CS引脚的电压下降低于IPH引脚上的电压时,60μA电流源断开并且灯电路的工作频率又开始下降。
在预热工作期间,通过IPH引脚用户设定的峰值灯预热电流进行反馈调节,一个内部的电流源经一只电阻接至IPH引脚来设置峰值预热电流的参考电压,直至CPH引脚的电压超过5V后预热时间结束。
(5)灯点火当CPH引脚的电压超过5V时IR21593进入点火工作模式,峰值电流调节参考电压和IPH 引脚由用户设置的电压断开,并连接至一个内部1.6V的阈值电压,如图14所示。
当VCO引脚的电压通过一个内部1μA的电流源线性放电时,点火工作频率开始按一定斜率下降,这个频率朝高Q的电子镇流器输出级的谐振频率方向下降,导致灯管电压和灯管电流开始上升,如图15所示,灯电路工作频率继续下降,直至灯管启动或到达IR21593的限电流电平。
如果到达灯电路限电流电平,IR21593进入故障工作模式,1.6V的阈值电压和CS引脚的电流检测电阻上的电压,一起决定电子镇流器输出级的最大允许峰值点火电流(和峰值点火电压),最大峰值点火电流不应超过输出级的外接或的最大允许电流额定值,并且在任何时刻谐振电感不应磁饱和。
一旦灯管完成点火,工作频率持续下降直至VCO引脚的电压到达VDIMTH,VDIMTH对应由FMIN引脚外接电阻设定的最低工作频率,这时IR21593进入调光工作模式和相控环路闭环。
为了使灯管启动时和低调光亮度值时发光闪烁小,利用测量CS引脚的电压并将测得的电压值与IPH引脚上的电压相比较,在灯点火工作条件下,IPH引脚上的电压比在灯电路预热工作条件下的电压要高20%,当CS引脚上的电压高于IPH引脚上的电压时,IPH引脚上的电压开始下降至VIPH+10%的值,并且灯电路点火检测电路开始动作(见图15)。
(6)灯电路点火和灯电路调光当IR21593进入调光工作模式时,相控环路闭环,用户可以通过DIM引脚的外接电路调节灯电流的相位,从而实现相控调光控制功能(在点火-调光期间的有关引脚2VCO和引脚3CPH的工作波形如图16所示),当IR21593进入调光工作模式时,DIM引脚4通过内部和CPH引脚3相连,和DIM引脚相连接的电阻(RDIM)使CPH引脚3上连接的电容CPH 放电至用户设定的调光设定值,可调节电阻值来的参数以实现小的时间常数,以减小当灯实现点火后的发光闪烁现象,而较大的时间常数又可使灯管的发光亮度缓慢变化至用户的设定值。