荧光灯电子镇流器系列产品

最后更新高级搜索返回首页技术论坛照明藏经阁照明企业之窗照明博客当前在线: 31光源设计荧光灯高强度气体放电灯 霓虹灯白炽灯 卤钨灯 LED特殊光源 光源电器镇流器 变压器调光器 控制装置 启辉器 触发器其他附件 灯具设计工程灯具 室内灯具 特殊灯具照明设计工程照明 家庭装饰 汽车照明 特殊照明 照明材料灯具配件 电子元件 玻璃材料 金属材料 化学材料 标准及认证国际标准 国家标准 安全认证 电磁兼容 能效认证 工厂测试 综合照明基本知识 CAD品质管理生产管理 原创文章照明工程师社区 / 光源电器 / 镇流器 / 科技文章 / 荧光灯调光电子镇流器的设计荧光灯调光电子镇流器的设计2005-06-02 刘锴，吴明光 照明工程师社区 点击: 44荧光灯调光电子镇流器的设计摘 要：介绍了基于荧光灯专用电流负反馈调光控制芯片KA7543，功率因数校的调光电子镇流器的设计方案。

重点讨论了软启动的必要性和相应的技术解决现调光和功率因数校正的机理和方法。

关键词：电子镇流器；调光；软启动；功率因数 引言1999年全国荧光灯年产量37876万只，其中T8荧光灯产量8380万只[1]。

因此，和质量对于节约能源和改善工作和生活条件均具有重大意义。

高频电子镇流器式镇流器相比，具有重量轻，体积小，效率高，无频闪，易实现调光以及功率列优点。

上世纪80年代，分立元件的电子镇流器的市场表现不尽人意，其原因在于分立在可靠性差，价格高，污染电网，调光困难等缺点。

上世纪90年代，国外公司灯专用集成控制芯片，高频调光电子镇流器终于在市场中取得了长足的进步。

TDA4817，SG3561A ，MC34261，UC3852，KA7543[2]等。

解剖分析Philips 公司的BETPLTD 公司的DTK805调光电子镇流器产品，二片式（控制芯片＋功率因数校正结构。

Microlinear 公司的ML4830及ML4835[3]芯片为一片式结构，即把控制芯校正芯片集成为一片。

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。

荧光灯镇流器有哪几种类型？由于气体放电灯（如荧光灯、霓虹灯等）是一种负阻性电光源，要使其正常稳定工作，需加一个限流装置。

这个限流装置叫做镇流器。

目前气体放电灯使用的镇流器主要有两种：电感式镇流器和高频交流电子镇流器。

1）电感式镇流器：电感式镇流器主要由铁心和线圈组成。

镇流器是一只绕在硅钢片铁心上的电感线圈，它有两个作用：在启动时与辉光启动器配合，产生瞬时高电压，促使灯管放电；在工作时起限制灯管中电流的作用。

为了改善荧光灯的启动性能，可采用双线圈镇流器。

双线圈镇流器中有主线圈L与附加线圈（又称副线圈）L1。

L1与L经灯丝反向串联，可使启动时灯丝电流加大，易于灯管点燃。

当灯管点燃后，灯丝回路处于断开状态，L1不再起作用。

接线时，主副线圈不能接错，否则会烧毁灯管或镇流器。

2）电子镇流器：由于电感式镇流器工作在工频市电频率，体积大、笨重，还需要消耗大量的铜和硅钢等金属材料，散热困难、镇流效率低、发光有频闪，所以现在一些电光源界的科技工作者正在寻找新的镇流方法，而高频交流电子镇流器就是一种有效的方法。

由于高频交流电子镇流采用高频开关变换电子线路的方法实现镇流，具有无频闪、镇流效率高、体积小、重量轻、可调光、不使用大量铜材和硅钢材料等一系列优点，利用高频交流电子镇流器后，可较普通电感式镇流器节电20%左右。

所以自20世纪70年代以来，高频交流电子镇流器一经问世就受到了广大用户的欢迎，而且目前采用电子镇流器的产品越来越多。

荧光灯是怎样工作的？荧光灯的原理接线图如图所示。

当荧光灯接入电路以后，电源电压经过镇流器、灯丝，加在辉光启动器的U形双金属片和静触头之间，引辉光启动器放电。

放电时产生的热量使双金属片膨胀并向外伸张，与静触头接触，接通电路，使灯丝受热并发射出电子。

与此同时，由于双金属片与静触头相接触而停止启动辉光放电，使双金属片逐渐冷却并向里弯曲，脱离静触头。

在触头断开的瞬间，镇流器两端会产生一个比电源电压高很多的感应电动势。

电子镇流器控制器／半桥驱动器ＩＲ2520ＤIR2520D是美国国际整流器(IR)公司最近研制的荧光灯电子镇流器控制器和半桥驱动器单片IC。

该新型器件的主要特点是含有自适应零电压开关(ZVS)和波峰因数(即峰值电流与平均电流之比值)过电流保护。

IR2520D的核心是一个0～5V的压控振荡器(VCO)，其最低频率(即灯正常燃点时的输出频率)可由外部电阻来编程。

IR2520D的半桥驱动器输出专门用作驱动MOSFET或IGBT。

IR2520D 仅需要用很少量的元件，即可组成高性能和高可靠的荧光灯电子镇流器。

1.内部结构与引脚功能IR2520D采用8引脚PDIP和SOIC封装，在芯片上集成了电压控制振荡器、600V半桥驱动器、外部低端MOSFET电流感测(即VS感测)电路、自适应ZVS 逻辑和故障逻辑电路及自举二极管等，其内部结构及引脚排列如图1所示。

引脚功能如表1所示。

2.主要特点及工作条件IR2520D的主要特点如下：(1)将自适应镇流器控制器和600V半桥驱动器集成在同一芯片上，自适应ZVS使功率开关MOSFET有最低的功率损耗；(2)在Vcc脚内置15.6V的齐纳二极管，将IC电源电压箝位在15.6V的电平上；(3)VCO的最低频率(即荧光灯正常点燃时的工作频率)可通过FMIN脚外部电阻编程设定；(4)内置电流感测和波峰因数过电流保护及自举二极管，从而使外部元件减少到最小化；(5)微功率启动(启动电流仅约150μA)。

IR2520D的推荐工作条件如表2所列。

3.应用电路IR2520D的典型应用电路如图2所示。

图中，D1~D4为桥式整流器，C1和L1为LC滤波电路，IR2520D及功率MOSFET(Q1、Q2)等组成半桥式变换器，L2和C6组成LC串联谐振网络(在灯启动之后，L2起限流作用)。

(1)运行模式IR2520D及其应用电路的工作原理可通过运行模式来说明。

欠压锁定(UVLO)模式在电子镇流器接通AC线路之后，通过IC脚Vcc 上电阻R1的电流对电容C2充电。

荧光灯专用２５Ｗ“ＭＩＮＩ”型镇流器的设计摘要：本文介绍如何利用集成了多种控制功能的单片IC来设计25W小型荧光灯镇流器，另外还讨论输出级设计、可编程器件的选择、原理图、镇流器测量波形，以及仿真结果和实测结果的比较。

关键词：设计；设计与测试荧光灯是一种以消耗最少电能(流明/瓦)产生白光的最廉价灯具。

现在，小型荧光灯的每年销售规模达数亿只，而对荧光灯可靠性的要求也在不断提高。

如今的照明系统需要镇流器控制以驱动小型荧光灯，但这样增加了成本和设计时间，而且这些镇流器的控制功能必须根据每种不同类型的荧光灯重新调试和设置。

因此，需要设计一个集成了所有控制功能的镇流器，以便将更多精力集中在灯管的输出级设计上，这样既可降低生产成本、缩短产品上市时间，又可增强产品的可靠性和使用寿命。

1利用标准谐振电路拓扑的简化模型设计灯管输出级可利用基于标准谐振电路拓扑的简化模型来设计灯管输出级(图1)。

灯管要求在给定的时间内有电流来预热灯丝，有高电压来点亮灯丝，然后开始工作。

选择合适的电感和电容并改变输入电压频率可以满足这些要求。

为预热和点亮灯丝，此时灯管并不导通，电路为电感-电容串联形式。

灯管点亮后，灯管处于导通状态，电路成为电感并联电阻-电容串的形式。

图1 简化的灯管输出级模型是一个基本的R-L-C电路根据电路的传递函数可得到灯管预热、点亮和正常照明三种状态下的输出级工作点(图2)。

频率在确定的预热时间内从起始频率开始平滑下降到最终工作频率。

在频率下降过程中，灯丝被预热，灯管两端的电压随着频率接近高Q值L-C 电路的谐振点而不断增加。

当电压足够高时，灯管即被点亮，工作点转移到低Q 值L-C曲线。

频率则继续下降，最终达到工作频率。

其中Vin为输入方波电压的幅值(V)，Vign为灯丝点亮电压的幅值(V)，L等于输出级电感(H)，C等于输出级电容(F)，fign为灯管点亮时的频率(Hz)。

根据式1得到fign的表达式：式2给出了高Q值L-C传输曲线上灯管点亮时的工作点的频率。