采用IRS2573D的250W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器電路

假定Buck 變換器的400 V 輸入直流電壓保持恒定( 即升電壓輸出有源功率因數(shù)校正電路的400 V 輸出電壓保持恒定) ,取Buck 變換器的正常工作頻率為70 kHz,則Buck 電感的參數(shù)可以利用下式計(jì)算：

通過(guò)全橋變換電路為金鹵燈提供所需的燈電流和燈電壓，全橋變換電路的典型工作頻率為200 Hz,脈沖占空比為50%.在圖3 所示的點(diǎn)火控制電路中的雙向觸發(fā)二極管DIGN 用以產(chǎn)生金鹵燈點(diǎn)火所需的4 kV 點(diǎn)火脈沖電壓，通過(guò)MIGN 的導(dǎo)通來(lái)觸發(fā)點(diǎn)火電路的工作，RC 回路的放電時(shí)間常數(shù)由電阻RIGN 和電容CIGN 決定。當(dāng)雙向觸發(fā)二極管DIGN 兩端的電壓達(dá)到它的觸發(fā)閾值電壓VDIAC 時(shí)，雙向觸發(fā)二極管DIGN 擊穿，在點(diǎn)火脈沖變壓器TIGN 的初級(jí)繞組會(huì)產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)火脈沖電壓，從而在點(diǎn)火脈沖變壓器TIGN的次級(jí)升電壓繞組產(chǎn)生金鹵燈點(diǎn)火所需的4 kV 點(diǎn)火脈沖電壓。

這里采用了一片ASIC 控制集成電路IRS2573D,用它完成對(duì)Buck 變換級(jí)和全橋輸出級(jí)的控制，完成對(duì)金鹵燈幾個(gè)工作模式的控制，使金鹵燈正常工作。

IRS2573D 的工作狀態(tài)圖如圖4 所示。

圖4 IRS2573D 的工作狀態(tài)圖

在IRS2573D 內(nèi)部含有Buck 變換器控制、全橋變換器控制、燈電壓和燈電流檢測(cè)、燈功率和燈電流反饋控制環(huán)路、Buck 變換級(jí)( BUCK 引腳) 的600 V 高端柵極驅(qū)動(dòng)輸出電路，并具有逐周期過(guò)電流保護(hù)控制功能( CS 引腳) ,Buck 開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間由燈功率控制環(huán)路( PCOMP 引腳) 或燈電流限制環(huán)路( ICOMP 引腳)控制，Buck 開(kāi)關(guān)的關(guān)斷時(shí)間在臨界導(dǎo)通工作模式下由電感電流過(guò)零檢測(cè)輸入( ZX 引腳) 控制信號(hào)控制，或由連續(xù)導(dǎo)通工作模式( CCM) 下的關(guān)斷定時(shí)輸入信號(hào)( TOFF 引腳) 決定。

IRS2573D 內(nèi)部還集成了600 V 全橋高低端驅(qū)動(dòng)電路，全橋電路的工作頻率由接至外部定時(shí)引腳( CT引腳) 的元器件參數(shù)決定，燈電流和燈電壓的取樣信號(hào)( VSENSE和ISENSE引腳) 相乘后得到的信號(hào)可以反映燈功率的情況，通過(guò)點(diǎn)火定時(shí)輸出信號(hào)( IGN 引腳) 驅(qū)動(dòng)外接點(diǎn)火MOSFET 管的導(dǎo)通、截止完成燈的點(diǎn)火控制( 如圖3 所示) .點(diǎn)火電路由MOSFET 管( MIGN) 、雙向二極管( DIGN) 、電容( CIGN) 、電阻( RIGN) 和輸出升壓點(diǎn)火變壓器( TIGN) 組成，點(diǎn)火定時(shí)通過(guò)外接( TIGN 引腳) 元器件的參數(shù)來(lái)決定點(diǎn)火電路的導(dǎo)通、截止時(shí)間。同時(shí)，在IRS2573D 內(nèi)部也集成了可編程故障定時(shí)器( TCLK 引腳) ,用以在各種故障情況下設(shè)定可用于關(guān)斷IRS2573D 的故障持續(xù)時(shí)間。這些故障例如燈點(diǎn)火失敗、燈預(yù)熱失敗、燈壽命終止、燈電弧不穩(wěn)定、燈輸出電路開(kāi)路或短路等。IRS2573D 含有HID燈電子鎮(zhèn)流器電路所需的有關(guān)控制功能。

采用IRS2573D 的250 W 金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的Buck 變換級(jí)和全橋變換級(jí)的電路工作原理圖如圖5所示。

圖5 Buck 變換級(jí)和全橋變換級(jí)的電路工作原理圖

5 小結(jié)

由于HID 燈具有節(jié)能、工作壽命長(zhǎng)和輸出功率大的特點(diǎn)，使HID 燈在道路照明和室內(nèi)照明的應(yīng)用場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。但是，HID 燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)是一件較復(fù)雜的工作。

由于電路采用了HID 燈電子鎮(zhèn)流器專(zhuān)用集成電路IRS2573D,并采用三級(jí)電路結(jié)構(gòu)( APFC,Buck 變換級(jí)和全橋變換級(jí)) ,所以極大地簡(jiǎn)化了HID 燈電子鎮(zhèn)流器電路的設(shè)計(jì)，這個(gè)電路根據(jù)需要稍加改動(dòng)即可以應(yīng)用于不同功率等級(jí)的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器電路。