具有功率因數校正、控制和保護功能的熒光燈鎮流器集成電路

　　熒光燈鎮流器設計正在向全電子化照明系統轉化。與五年前的器件相比，日益成熟的電子鎮流器技術(shù)現在能以更低的系統成本提供更好的性能。其中IR2166和IR2167控制集成電路便是最新一代電子鎮流器控制集成電路的代表。為了了解這兩種集成電路的有關(guān)特性，我們先看一看它們能夠彌補磁性鎮流器不足之處的性能優(yōu)點(diǎn)，包括：

　　• 無(wú)閃爍照明

　　• 無(wú)可聞噪音

　　• 輕易增加功率因數校正

　　電燈閃爍的考慮是很重要的，因為磁性鎮流器在60Hz工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生閃爍。與之對比，電子鎮流器將60Hz電源轉成高頻，因此它將電燈閃爍降低到感受不到的水平。另外，高頻產(chǎn)生更少的熱，效率也更高。

　　磁性鎮流器會(huì )產(chǎn)生可聞噪音，因為它使用操作于60Hz的鐵芯電磁元件，而設計優(yōu)秀的高頻電子鎮流器是不會(huì )發(fā)出可聞的交流哼聲。

　　功率因數校正（PFC）可以很容易加到所有類(lèi)型的電子鎮流器中，但是對磁性鎮流器來(lái)說(shuō)就很困難。PFC電路可修正交流電流，使輸入電壓和電流轉為正弦波，并將諧波含量變得非常小。另外，由PFC電路得到的高功率因數也提高了效率和減小了成本。鎮流器諧波的目標是保持低于照明系統諧波電流的國際標準IEC 61000-3-2 C級限制。

　　功率因數校正與總諧波失真（THD，即由鎮流器產(chǎn)生的功率諧波）也有關(guān)系。由鎮流器產(chǎn)生的任何諧波也會(huì )對其它連接在同一個(gè)電源的電子系統造成壞的影響。功率因數為1.0意味著(zhù)輸入功率是純正弦波和無(wú)諧波失真（THD=0%），因此最好是有高功率因數（PF）和低THD。

　　當決定采用全電子方案后，設計師需考慮用于照明系統的多個(gè)控制IC的特性。這些特性能影響電子鎮流器的整體系統成本。最大的成本因數大概是使用元件的數量，它影響硬件存放、元件布局及整體工程設計，主要的問(wèn)題是：

　　• 單片IC能否提供完整的鎮流器控制？單片IC減小了硬件的成本，簡(jiǎn)化了鎮流器到燈的接口。

　　• IC是否適用于寬范圍的燈類(lèi)型和尺寸？?jì)Υ孢m用于所有系統配置的單片IC能減小硬件庫存。

　　• 控制IC是否可以編程，以便根據應用的要求設置系統特性？這樣可以使系統設計更靈活。

　　• IC是否內置了功率因數校正（PFC）？?jì)戎肞FC電路可以減小整體元件數量。

　　• 是否有演示板？它可以簡(jiǎn)化照明系統的設計。

　　• 演示板是否備有計算機輔助設計軟件？它可以幫助設計師并減小產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間。

　　IR2166和IR2167給上面的問(wèn)題的回答全都是“是”。老一代電子鎮流器控制器采用一顆分離的控制IC、柵極驅動(dòng)IC和PFC IC，而IR2166和IR2167是采用單芯片方案，減低系統成本。除了減少元件數量外，這些IC也簡(jiǎn)化安裝，提高可靠性和節省設計時(shí)間。另外，它們也減小新熒光燈照明系統投放市場(chǎng)的時(shí)間。

　　IR2166器件備有狀態(tài)機器以控制鎮流器的工作時(shí)序，包括欠壓鎖定、預熱、觸發(fā)、運行和故障模式。該芯片集成了可編程預熱時(shí)間和頻率，能將燈絲加熱到適當的發(fā)射溫度。這種特性能將電燈壽命延長(cháng)達三十倍，同時(shí)降低所需觸發(fā)電壓?？删幊痰乃绤^時(shí)間、預熱和運行頻率的特性使IR2166能通過(guò)簡(jiǎn)單地修改元件就可以適配許多不同類(lèi)型的燈。另外，通用的90V~260V交流輸入能針對全球市場(chǎng)簡(jiǎn)化電路設計，減低為不同地區進(jìn)行特殊設計的需要。

　　熒光燈鎮流器設計正在向全電子化照明系統轉化。與五年前的器件相比，日益成熟的電子鎮流器技術(shù)現在能以更低的系統成本提供更好的性能。其中IR2166和IR2167控制集成電路便是最新一代電子鎮流器控制集成電路的代表。為了了解這兩種集成電路的有關(guān)特性，我們先看一看它們能夠彌補磁性鎮流器不足之處的性能優(yōu)點(diǎn)，包括：

　　• 無(wú)閃爍照明

　　• 無(wú)可聞噪音

　　• 輕易增加功率因數校正

　　電燈閃爍的考慮是很重要的，因為磁性鎮流器在60Hz工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生閃爍。與之對比，電子鎮流器將60Hz電源轉成高頻，因此它將電燈閃爍降低到感受不到的水平。另外，高頻產(chǎn)生更少的熱，效率也更高。

　　磁性鎮流器會(huì )產(chǎn)生可聞噪音，因為它使用操作于60Hz的鐵芯電磁元件，而設計優(yōu)秀的高頻電子鎮流器是不會(huì )發(fā)出可聞的交流哼聲。

　　功率因數校正（PFC）可以很容易加到所有類(lèi)型的電子鎮流器中，但是對磁性鎮流器來(lái)說(shuō)就很困難。PFC電路可修正交流電流，使輸入電壓和電流轉為正弦波，并將諧波含量變得非常小。另外，由PFC電路得到的高功率因數也提高了效率和減小了成本。鎮流器諧波的目標是保持低于照明系統諧波電流的國際標準IEC 61000-3-2 C級限制。

　　功率因數校正與總諧波失真（THD，即由鎮流器產(chǎn)生的功率諧波）也有關(guān)系。由鎮流器產(chǎn)生的任何諧波也會(huì )對其它連接在同一個(gè)電源的電子系統造成壞的影響。功率因數為1.0意味著(zhù)輸入功率是純正弦波和無(wú)諧波失真（THD=0%），因此最好是有高功率因數（PF）和低THD。

　　當決定采用全電子方案后，設計師需考慮用于照明系統的多個(gè)控制IC的特性。這些特性能影響電子鎮流器的整體系統成本。最大的成本因數大概是使用元件的數量，它影響硬件存放、元件布局及整體工程設計，主要的問(wèn)題是：

　　• 單片IC能否提供完整的鎮流器控制？單片IC減小了硬件的成本，簡(jiǎn)化了鎮流器到燈的接口。

　　• IC是否適用于寬范圍的燈類(lèi)型和尺寸？?jì)Υ孢m用于所有系統配置的單片IC能減小硬件庫存。

　　• 控制IC是否可以編程，以便根據應用的要求設置系統特性？這樣可以使系統設計更靈活。

　　• IC是否內置了功率因數校正（PFC）？?jì)戎肞FC電路可以減小整體元件數量。

　　• 是否有演示板？它可以簡(jiǎn)化照明系統的設計。

　　• 演示板是否備有計算機輔助設計軟件？它可以幫助設計師并減小產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間。

　　IR2166和IR2167給上面的問(wèn)題的回答全都是“是”。老一代電子鎮流器控制器采用一顆分離的控制IC、柵極驅動(dòng)IC和PFC IC，而IR2166和IR2167是采用單芯片方案，減低系統成本。除了減少元件數量外，這些IC也簡(jiǎn)化安裝，提高可靠性和節省設計時(shí)間。另外，它們也減小新熒光燈照明系統投放市場(chǎng)的時(shí)間。

　　IR2166器件備有狀態(tài)機器以控制鎮流器的工作時(shí)序，包括欠壓鎖定、預熱、觸發(fā)、運行和故障模式。該芯片集成了可編程預熱時(shí)間和頻率，能將燈絲加熱到適當的發(fā)射溫度。這種特性能將電燈壽命延長(cháng)達三十倍，同時(shí)降低所需觸發(fā)電壓?？删幊痰乃绤^時(shí)間、預熱和運行頻率的特性使IR2166能通過(guò)簡(jiǎn)單地修改元件就可以適配許多不同類(lèi)型的燈。另外，通用的90V~260V交流輸入能針對全球市場(chǎng)簡(jiǎn)化電路設計，減低為不同地區進(jìn)行特殊設計的需要。

圖1：IR2167鎮流器控制系統

圖片1：IR2166熒光燈鎮流器控制器和演示板