作者：天津大学精仪学院（３０００７２） 邱庆军 倪 勇 来源：《电子技术应用》

ｉｒ２１５ｘ在荧光灯电子镇流器中的应用 摘要：介绍一种新型的功率ｍｏｓｆｅｔ驱动集成电路ｉｒ２１５ｘ，并给出了使用该芯片的荧光灯电子镇流器实际应用电路。 关键词：电子镇流器 功率ｍｏｓｆｅｔ驱动电路 功率因数校正 目前国内生产的荧光灯电子集成电路应用镇流器在驱动功率ｍｏｓｆｅｔ时绝大部分采用驱动变压器式的半桥拓扑结构，两支功率ｍｏｓｆｅｔ管在驱动变压器的作用下交替导通给灯管提供电流，开关频率由ｌ－ｃ共振频率决定。尽管这种代表性的电路已经在电子镇流器中应用了许多年，但存在着以下几个缺点：（１）电路本身不能自启动，通常的方法是在低侧功率ｍｏｓｆｅｔ管栅极加上双向触发二极管，从而在电路接通瞬间触发低侧功率ｍｏｓｆｅｔ管；（２）由于驱动变压器的存在，限制了电子镇流器的进一步小型化；（３）驱动变压器的生产成本高，在大规模生产中很难降低成本。

为了解决以上缺陷，ｉｒ公司生产出低成本的ｉｒ２１５ｘ系列控制集成电路，取代了传统的变压器驱动方式。ｉｒ２１５ｘ系列芯片为高压、高速功率ｍｏｓｆｅｔ或ｉｇｂｔ驱动集成电路，可驱动高侧和低侧ｍｏｓｆｅｔ或ｉｇｂｔ，能够提供高达６００ｖ的直流偏置电压，具有自振荡或外接同步振荡功能，振荡频率的设置和ｃｍｏｓ５５５定时芯片类似，由定时元件ｒｔ和ｃｔ决定：

其中，ｒｓ为芯片内部定时电阻。芯片内部设有死区时间控制，死区时间通常设为１．２μｓ，以免高低侧在交替导通时刻产生直通现象。

ｉｒ２１５ｘ系列芯片有ｉｒ２１５１、ｉｒ２１５２、ｉｒ２１５３和ｉｒ２１５５。ｉｒ２１５５具有更大输出容量，能驱动１０００ｐｆ的容性负载，开通时间为８０ｎｓ，关断时间为４０ｎｓ，ｒｓ为１５０ω；ｉｒ２１５１的开通时间为１００ｎｓ，关断时间为５０ｎｓ，ｒｓ为７５ω；ｉｒ２１５２的参数和ｉｒ２１５１相同，但芯片的ｒｔ端和ｌｏ端相位相反。ｉｒ２１５３的开通时间为８０ｎｓ，关断时间为３５ｎｓ，ｒｓ为７５ω，并具有输出关断功能，输出关断滞后时间为６６０ｎｓ。图１为ｉｒ２１５ｘ的典型应用电路。

图２为４０ｗ荧光灯电子镇流器的实际应用电路，只需对输出部分稍加改动就可以应用到双４０ｗ荧光灯中。电路中ｃ１和ｔ１组成ｅｍｉ滤波器，它既可以减小镇流器对电网的干扰，又可以防止其它电器设备对镇流器造成干扰。ｄ１～ｄ４组成桥式整流器，ｃ２、ｃ３、ｄ５～ｄ７和ｒ１组成无源功率因数校正电路，电路的功率因数可达到０．９５以上，输入电压范围为１８０～２８０ｖ。一般情况下无源功率因数校正电路的峰值因数（ｃｆ）很高（大于２．１），这将直接影响灯的使用寿命，灯管生产商推荐电路的峰值因数不应大于１．７，为了保证在功率因数校正的同时能够降低电路的峰值因数，电路采用了闭环控制方法。由ｔ２检测灯工作电流的变化，经ｄ１３、ｃ１０和ｒ６控制ｉｒ２１５１的定时电容ｃ８的偏置电压，从而控制ｉｒ２１５１的输出频率，达到控制输出功率的目的。ｄ９、ｄ１０起温度补偿作用。灯丝预热功能由ｑ３、ｒ４和ｃ９完成，预热时间由ｒ４、ｃ９时间常数决定。在电源接通后，由于ｑ３开路，定时电容的偏置电压较高，输出频率也较高，随电容ｃ９充电，ｑ３的门电压不断升高，一旦ｑ３门电压大于阈值电压，ｑ３导通，定时电容的偏置电压降低，从而输出频率降低，灯正常启动