内容：引言调光器电路解决方案原理框图功能介绍电路图设计注意事项

电感设计

引言：

普通电子镇流器的一个的缺点是不能用标准类型的调光器（相控）进行调光，特别是在将灯和镇流器合二为一的家庭用节能小镇流器。这是因为在无PFC 的实际应用中，由整流级和紧随其后的大储能电容组成的镇流器输入部分直接与交流主电源相连，提供直流总线电压。DC 总线给高频半桥和输出部分供电。系统仅在主电压峰值附近吸取电流和给储能电容充电，而在主半周期的其余时间不充电。

事实上所有的家用和专业的调光系统都是基于双向可控硅。当器件被触发并且电流超过器件的保持电流时，这些器件才导通。这些调光器对于阻性负载比如普通的球形钨丝灯工作的非常好。双向可控硅能在主半周期内任意一点触发并且保持导通直到非常接近半周期末，在这个期间不断的吸取电流。这种方法可使灯电流从最大值到零进行调整。

120VAC 基本调光电路

另外遇到的问题是;因为这种调光器需要在双向可控硅上串联一个电感来限制可控硅触发时电流的上升时间。若没有这个电感，将会产生大量高频谐波电流，并引起不可忽视的辐射和传导干扰问题。因为镇流器电路的负载为容性，所以调光器中的抑制电感与容性负载产生谐振，当双向可控硅触发后会引起“振荡”。当“振荡”输出电压的幅值摆动高于输入电压然后低于输入电压时将导致电流下降到维持电流以下，从而导致双向可控硅的触发并随之关断。在每个半周期这种现象将出现几次，这也就是个别灯闪烁和输出失控的原因。

解决方案

现在提出基于IR2156 的镇流器系统，该镇流器能够在覆盖调光器大部分调光范围内最小闪烁地工作，灯可以在受控范围内，输出功率从最大值到最大值的10% 。这个镇流器系统前端电路的设计使调光器中的双向可控硅触发后能够持续保持导通直至主半周期末。除此以外它还有双向可控硅触发角检测电路，并且通过增加开关频率来调整灯电流，因此灯的输出由调光器的设置电平来控制。

需注意的是当调光器与容性负载相连或镇流器正在运行并且调光器设置的非常低时镇流器没有足够的总线电压工作，双向可控硅将不能触发。由于以上原因，镇流器不能工作在调光器整个调光范围之内。当镇流器亮度调到最低达到灯熄灭点时，调光器在灯再次触发之前必须回调，因此存在滞后现象。

原理方框图

缓冲器由C2 和R2 组成。其目的是为了减小调光器双向可控硅触发时串联电感和容性负载发生谐振所引起的振荡。实际上R1 也是起这个作用，选择L1 很重要，它可以有大约5 欧姆的直流阻抗，以提供额外的阻尼。如果串联阻抗太低镇流器在暗光水平将不能稳定工作。

电路图

保护电路

IR2156 的SD 引脚是在灯管取掉时起保护作用的。如果没有灯管时SD 脚的电压将被提升到5.1V 阀值电压以上，经R21，R22 向C19 充电。当灯管存在时，经过D11 和R14 使R21 和R22 连接点保持低电压。

选择电流检测电阻R20，在触发模式中当频率接近谐振频率时，使触发失败，IC2 将关断，从而保护Q1 和Q2 。本案中没有使用Vdc 脚。Vdc 经过R15 与VCC 连接。镇流器完全由闭环系统控制频率使系统运行在最佳频率。

布线问题

当对这些闭环控制系统的电路布线时要注意。所有的地线应是同一个点，特别是IC1 的4 脚，IC2 的8 脚，R20，C12，R14，D12，C9，C10，C11 和C14 它们应由尽可能短的单根导线返回到C4 的负端。这一点要尽可能的接近IC2 的8 脚COM 端并且C21 的位置要尽可能接近IC2，布线要短。这样将避免地线环路问题。D1 到D4，C3 和C4 应靠近在一起，连接线要尽可能的短。从C5 和C6 到半桥MOSFET 的连线也要保持短，并且尽可能的远离误差放大器。C14 要接近IC1 和IC2 并用短线连接到供电端以便提供最强的退耦。输出部分中所有传输高频电流的导线应远离IC1 和IC2 及其相关元件。

元件选择

在镇流器允许运行40KHZ 左右的最大亮度处选择输出电感和电容，这样电感的损耗最小。以TC-DEL26W 灯为例，应用IR 镇流器设计辅助软件选择要求的预热，触发，运行频率，则会给出L 为

2.3mH，C 为6.8nF 。在这个电路中两个电容C5 和C6 增加了储存容量所以输出电容实际上4.7nF 就够了。由R16，R17 和C9 的值计算得到预热频率为55KHz，运行频率为40KHz ，触发频率在45KHz 左右。

输出电感设计

设计的输出电感L2 允许在高的触发峰值电流时不饱和。这一点是非常重要的，如果电感饱和IR2156 将关断。触发电流与灯的类型有关，应选择合适的预热使触发电流最小。为了使电感损耗最小，应使用多股线和高质量的铁芯。最好的设计方法是尽可能的用多股线多绕几匝，在得到合适电感量时有最大的气隙。这样通过最大峰值电流时电感不会饱和。当铁芯发热时饱和点下降，因此电感中的峰值电流也将下降，那么设计不合适的电感可能导致镇流器在热态时连续触发失败。

灯的预热过程

在触发之前灯要有充分的预热。合适的预热电流可以从数据表或IR 镇流器设计帮助软件中确定。调整C10 的值可以设置预热时间。一个普通的规律是在触发之前灯丝发红光。如果预热不够镇流器可能在触发阶段关断，因为输出电感在高电流要求下不能够工作。输出电感L2 中辅助阴极绕组匝数的选择是：应能提供足够的预热，在镇流器和灯集成在一起的设计中，关断脚可以接地，因此电感可以饱和而不会关断电路。

灯丝（阴极）电阻在整个可调光范围内必须是冷态电阻的3 至

5.5 倍。确定热态电阻的简单方法是首先将阴极的一端通过电表与直流电源相连，缓慢的将电压从零开始增加，每增加1V 记录下电流值。一直这样做直到能够看到阴极发出红光。当这种现象出现时停止增加电压以防止阴极可能损坏。这样就可以计算出每一个电压下对应的电阻值。因此依据电阻值遵循冷态电阻的3 至5.5 倍能得到可接受的电压范围。

当镇流器正常运行时将数字电压表跨接在一个阴极上，可以观察到最大和最小亮度时的电压，当镇流器调暗时阴极电压上升。C17 和C18 的值将控制电压上升的多少，减少容量将减少总的上升电压。

选择合适的值，防止在最小输出时超过电压上限。记住重要的一点，用电感的附加线圈为阴极提供预热意味着能量通过铁芯传送，因此铁芯的损耗将会上升，铁芯的工作温度也会上升。镇流器工作在最小照度时铁芯将达到最高工作温度。

下列元件值适用于26W 紧凑型灯，对于特别的灯对电路进行优化后能获得最好的性能。

演示板的连接

CFL3 演示板有两条长导线连接到120VAC 输入电源，此板不能连接高于120VAC 的电源。有四个输出接线柱与紧凑灯相连接，它们位于演示板相对输入的另一边。靠上的两个与灯的一个阴极相连，靠下的两个与灯的另一个阴极相连。

磁芯尺寸：E20/10/6（EF20）气隙间距：1.0mm 磁芯材料：Philips 3C85, Siemens N27 或与其等效的材料

物理连接（立式6 脚骨架）脚位图示

*根据感量要求调整匝数

元件表