引言

IR2153是美國(guó)IR公司專門(mén)為電子鎮(zhèn)流器開(kāi)發(fā)的第2代半橋控制與驅(qū)動(dòng)功率集成電路，其具有以下特點(diǎn)：

1）可同時(shí)驅(qū)動(dòng)600V半橋電路中的上下兩個(gè)功率器件；

2）單電源供電，內(nèi)置15.6V穩(wěn)壓管；

3）低功耗啟動(dòng)；

4）R、C實(shí)現(xiàn)頻率控制；

5）低溫度系數(shù)；

6）Ct端可實(shí)現(xiàn)關(guān)斷功能；

7）欠壓保護(hù)滯環(huán)；

8）靜電儲(chǔ)存放電（ESD）保護(hù)。

圖1是用IR2153實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器電路原理圖。該電路的振蕩頻率由式（1）確定。

由于圖1電路中的RT、CT一定，因此頻率不可調(diào)。為保證熒光燈可靠觸發(fā)，頻率點(diǎn)必須設(shè)定在靠近負(fù)載電路的諧振點(diǎn)，以產(chǎn)生足夠的觸發(fā)電壓。圖2是該鎮(zhèn)流器啟動(dòng)時(shí)燈兩端的電壓波形（上），以及電壓波形的擴(kuò)展（下）。可以看出，燈是在鎮(zhèn)流器上電后立即啟動(dòng)并被觸發(fā)的，燈兩端電壓高達(dá)2kV，因此沒(méi)有預(yù)熱過(guò)程，成為冷啟動(dòng)，容易使燈管兩端發(fā)黑，降低燈的使用壽命。

為了克服這一弱點(diǎn)，本文介紹了一種方法，只需要少數(shù)元器件就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)熱和利用CT端關(guān)斷功能實(shí)現(xiàn)無(wú)燈時(shí)的保護(hù)。

電路原理

串聯(lián)開(kāi)關(guān)電容法預(yù)熱

原理如圖3所示。

CT1、CT2和CT3三個(gè)電容串聯(lián)作為輸出頻率的定時(shí)電容，并且通過(guò)小信號(hào)MOS管（S3、S4）控制振蕩電容的切換，使IR2153振蕩頻率從高到低變化，從而實(shí)現(xiàn)從預(yù)熱到觸發(fā)的過(guò)程。

當(dāng)VCC電壓上升時(shí)，由于Rd、Cd延遲電路的作用，當(dāng)A點(diǎn)電壓未到DZ2、DZ3鉗位電壓時(shí)，S3、S4不導(dǎo)通。因此CT1、CT2、CT3串聯(lián)，IR2153的振蕩頻率為：

這里忽略了MOS管的結(jié)電容。因?yàn)?個(gè)電容串聯(lián)，所以振蕩頻率很高，遠(yuǎn)離電路諧振點(diǎn)，加在燈兩端的電壓很小。如圖4中所示T1時(shí)間段。

因?yàn)镈Z3的閾值電壓低于DZ2，當(dāng)A點(diǎn)電壓繼續(xù)上升，并超過(guò)DZ3和S4柵極閾值電壓之和時(shí)，S4先導(dǎo)通，將CT3旁路。振蕩頻率降至f2，進(jìn)入預(yù)熱過(guò)程。

預(yù)熱時(shí)間可以由Rd、Cd控制。預(yù)熱電壓和電流可以通過(guò)控制電容CT2來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4所示T2時(shí)間段。當(dāng)A點(diǎn)電壓進(jìn)一步上升，超過(guò)DZ2和S3柵極閾值電壓之和時(shí)，S3導(dǎo)通，旁路CT2，振蕩頻率再次降低到f3，并接近電路諧振頻率，使燈兩端電壓提高，達(dá)到觸發(fā)燈的目的。如圖4中T3時(shí)間段。f3也是正常工作頻率，其工作頻率為：

至此，就實(shí)現(xiàn)了預(yù)熱、觸發(fā)和運(yùn)行的全過(guò)程，使燈以最低的電壓觸發(fā)，提高了燈的使用壽命。

無(wú)燈保護(hù)間歇振蕩法

IR2153為低功耗啟動(dòng)設(shè)計(jì)。啟動(dòng)時(shí)用降壓電阻從直流母線上取供電電壓。啟動(dòng)后，從負(fù)載端采用電容饋電法維持IR2153的供電，如圖3中的C5、DZ3和D5電路。當(dāng)無(wú)燈負(fù)載時(shí)，電容饋電電路開(kāi)路，無(wú)法給IR2153供電，只能從降壓電阻供電。當(dāng)IR2153啟動(dòng)后，功耗增加，R1上壓降增加，Vcc下降。當(dāng)Vcc下降到欠壓值下限Vccuv－時(shí)，IR2153停止工作。這時(shí)，IR2153功耗又減小，R1壓降也減小，Vcc開(kāi)始上升。當(dāng)Vcc上升到欠壓值上限Vccuv＋時(shí)，IR2153又開(kāi)始工作，Vcc又會(huì)因?yàn)镮R2153功耗增加而再次下降到欠壓值下限，又停止工作。這樣重復(fù)就形成了圖5給出的間歇工作狀態(tài)。這樣可以減小功率MOS管在空載時(shí)對(duì)容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)的功耗，使功率管結(jié)溫低于最大結(jié)溫，提高了鎮(zhèn)流器的壽命。

結(jié)語(yǔ)

本文中采用的串聯(lián)開(kāi)關(guān)電容法和空載間歇振蕩法，只需要少數(shù)的元器件，就實(shí)現(xiàn)了燈的預(yù)熱和降低了無(wú)燈負(fù)載時(shí)的功率管開(kāi)關(guān)損耗，從而大大提高了燈的壽命和鎮(zhèn)流器的壽命，是一種低成本方案。