微型鎮(zhèn)流器的發(fā)展綜述

工業(yè)或商業(yè)用節(jié)能熒光燈照明產(chǎn)品的制造商們都面對(duì)著要讓照明裝置同時(shí)擁有先進(jìn)能效和小尺寸的壓力。新型燈具款式繁多，外形亦越來(lái)越小巧，并可在較低功率工作時(shí)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境光設(shè)定的控制。此外，照明產(chǎn)品只要維持在低于26W的低功率下運(yùn)作，就不需像大型燈具般要符合功率因數(shù)校正(PFC)的要求。這些都使小型燈具更具吸引力，也推動(dòng)了用來(lái)驅(qū)動(dòng)小型燈具的微型鎮(zhèn)流器的發(fā)展。其中，熒光燈照明的主要發(fā)展方向之一，就是可調(diào)光照明。

如圖1所示，傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器需要一個(gè)輸入噪聲濾波器、整流器，以及平流電容器，來(lái)把AC電壓輸入轉(zhuǎn)換為DC電源。它們要由一個(gè)副電路來(lái)產(chǎn)生高頻率方波電壓。這種電路由一個(gè)控制IC和半橋組成，且用一個(gè)共振輸出級(jí)來(lái)預(yù)熱、激發(fā)熒光燈并使其持續(xù)工作。這個(gè)設(shè)計(jì)如果要加上可調(diào)光控制功能，就需要隔離輸入和電流檢測(cè)副電路來(lái)量度電燈的電流。同時(shí)還要利用一個(gè)閉合環(huán)路反饋電路，來(lái)彌補(bǔ)電燈的非線性特性。這種設(shè)計(jì)會(huì)大幅增加解決方案所需的器件數(shù)目、成本和所占空間，因此缺點(diǎn)相當(dāng)多。

圖1:為微型鎮(zhèn)流器增加可調(diào)光電路。

減少器件數(shù)目、電路板面積和成本

隨著市場(chǎng)上出現(xiàn)更多的集成IC方案，情況便有所改變。這方面的最新發(fā)展，是藉著高度集成的單個(gè)器件，使微型鎮(zhèn)流器在不用增加整體器件尺寸的情況下，也能夠提供調(diào)光功能。國(guó)際整流器公司(IR)的IRS2530D DIM8可調(diào)光鎮(zhèn)流器控制IC，就是把該公司專利的高壓IC(HVIC)與其專有的調(diào)光方式集成，讓整個(gè)鎮(zhèn)流器和可調(diào)光電路能夠包含在一個(gè)8管腳SO8封裝中。

圖2:IRS2530D的方框原理圖。

圖2展示的是IRS2530D的方框圖。一般的鎮(zhèn)流器操作都會(huì)占用了8個(gè)管腳中的6個(gè)，其中有4個(gè)管腳是供給高側(cè)和低側(cè)MOSFET柵極驅(qū)動(dòng) (VB、HO、VS、LO) 使用。所以，制造商必須采用創(chuàng)新的方法，才能為產(chǎn)品加上可調(diào)光功能。因此，IR集成了DC參考與AC電燈電流，透過(guò)一個(gè)管腳，為閉合環(huán)路可調(diào)光功能同時(shí)提供參考及反饋功能。這種創(chuàng)新方法的效果很好，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師利用這款新IC設(shè)計(jì)出來(lái)的可調(diào)光微型鎮(zhèn)流器，只要少于50個(gè)器件。

操作和設(shè)計(jì)

圖3的狀態(tài)圖顯示在VCC首次應(yīng)用時(shí)，這款新IC由UVLO模式轉(zhuǎn)換到預(yù)熱/觸發(fā)模式。在集成半橋振蕩器以最高頻率啟動(dòng)時(shí)，在VCO管腳的內(nèi)部電源也會(huì)開(kāi)始為一個(gè)外部電容器充電。隨著頻率逐步減少到電路的諧振頻率，諧振電感器的次級(jí)繞線將預(yù)熱燈絲，同時(shí)電燈的輸出電壓也會(huì)增加。當(dāng)電壓超過(guò)觸發(fā)臨界電壓，電燈便會(huì)亮起來(lái)，電燈電流亦因應(yīng)IC進(jìn)入DIM模式而開(kāi)始流動(dòng)。

圖3:IRS2530D的狀態(tài)圖