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)可以利用下式計算：

通過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)生金鹵燈點火所需的4 kV 點火脈沖電壓，通過MIGN 的導通來觸發(fā)點火電路的工作，RC 回路的放電時間常數(shù)由電阻RIGN 和電容CIGN 決定。當雙向觸發(fā)二極管DIGN 兩端的電壓達到它的觸發(fā)閾值電壓VDIAC 時，雙向觸發(fā)二極管DIGN 擊穿，在點火脈沖變壓器TIGN 的初級繞組會產(chǎn)生一個點火脈沖電壓，從而在點火脈沖變壓器TIGN的次級升電壓繞組產(chǎn)生金鹵燈點火所需的4 kV 點火脈沖電壓。

這里采用了一片ASIC 控制集成電路IRS2573D,用它完成對Buck 變換級和全橋輸出級的控制，完成對金鹵燈幾個工作模式的控制，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、燈功率和燈電流反饋控制環(huán)路、Buck 變換級( BUCK 引腳) 的600 V 高端柵極驅(qū)動輸出電路，并具有逐周期過電流保護控制功能( CS 引腳) ,Buck 開關(guān)的導通時間由燈功率控制環(huán)路( PCOMP 引腳) 或燈電流限制環(huán)路( ICOMP 引腳)控制，Buck 開關(guān)的關(guān)斷時間在臨界導通工作模式下由電感電流過零檢測輸入( ZX 引腳) 控制信號控制，或由連續(xù)導通工作模式( CCM) 下的關(guān)斷定時輸入信號( TOFF 引腳) 決定。

IRS2573D 內(nèi)部還集成了600 V 全橋高低端驅(qū)動電路，全橋電路的工作頻率由接至外部定時引腳( CT引腳) 的元器件參數(shù)決定，燈電流和燈電壓的取樣信號( VSENSE和ISENSE引腳) 相乘后得到的信號可以反映燈功率的情況，通過點火定時輸出信號( IGN 引腳) 驅(qū)動外接點火MOSFET 管的導通、截止完成燈的點火控制( 如圖3 所示) .點火電路由MOSFET 管( MIGN) 、雙向二極管( DIGN) 、電容( CIGN) 、電阻( RIGN) 和輸出升壓點火變壓器( TIGN) 組成，點火定時通過外接( TIGN 引腳) 元器件的參數(shù)來決定點火電路的導通、截止時間。同時，在IRS2573D 內(nèi)部也集成了可編程故障定時器( TCLK 引腳) ,用以在各種故障情況下設定可用于關(guān)斷IRS2573D 的故障持續(xù)時間。這些故障例如燈點火失敗、燈預熱失敗、燈壽命終止、燈電弧不穩(wěn)定、燈輸出電路開路或短路等。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 變換級和全橋變換級的電路工作原理圖如圖5所示。

圖5 Buck 變換級和全橋變換級的電路工作原理圖

5 小結(jié)

由于HID 燈具有節(jié)能、工作壽命長和輸出功率大的特點，使HID 燈在道路照明和室內(nèi)照明的應用場合得到了廣泛的應用。但是，HID 燈電子鎮(zhèn)流器的設計是一件較復雜的工作。

由于電路采用了HID 燈電子鎮(zhèn)流器專用集成電路IRS2573D,并采用三級電路結(jié)構(gòu)( APFC,Buck 變換級和全橋變換級) ,所以極大地簡化了HID 燈電子鎮(zhèn)流器電路的設計，這個電路根據(jù)需要稍加改動即可以應用于不同功率等級的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器電路。