基于ir2161专用智能控制ic的低压卤素灯电子变压器

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1、基于IR2161专用智能控制IC的低压卤素灯电子变压器

2、第1内容显示中图1基于IR2161的100>Rs的电流除流入IC脚VCC上的启动电流外，其余的大部分电流对电容CVCC1充电。当IC脚VCC上的电压达到启动阈值（11.8V）后，IC开始工作。一旦IC启动，由CSNUB、DCP1和DCP2组成的电荷泵电路为IC脚VCC馈送电流。自举二极管DB和电容CB为IC高侧驱动器电路供电。齐纳二极管DZ用作分流IC过剩电流，以防止IC损坏。卤素灯灯丝电阻为带正温度系数，在室温下的“冷电阻”远小于灯工作时的“热电阻”。在灯启动时，会产生较大的浪涌电流，

3、影响灯寿命。但IR2161提供软启动操作，可以避免浪涌电流产生。在灯启动期间，IR2161输出125kHz的高频。由于系统中输出高频变压器T1初级漏感是固定的，在较高的频率下呈现较高的阻抗，初级绕组上的电压较低，致使变压器输出电压较低，灯电流较小，同时也避免了保护电路被触发。约经1s的时间，电路以较低频率运行。在此过程中，IC脚3外部电容CSD上的电压从0V增加到5V。当空载时，VCSD=0V，振荡器频率约60kHz。在最大负载下，VCSD=5V，振荡器频率约30kHz。当输出短路时，大电流流过半桥，被RCS感测。只要IC脚4（CS）上电压超

4、过1V的门限电平持续50ms以上的时间，系统将关闭。如果负载超过最大负载的50％，IC脚4上的电压将超过0.5V较低的门坎电压，在经0.5s之后，系统将关闭。不论是短路保护还是过载保护，都能自动复位。IR2161还提供过热关闭功能。当芯片结温超过135℃的过温度限制值时，半桥开关将停止工作，以避免MOSFET烧坏。图2所示为计算RCS的输出级电路。在半桥中间点上的电压为DC总线电压的1/2。DC总线RMS电压与AC线路RMS电压相同，负载上的RMS电压为AC线路RMS电压的50％，通过RCS的电流为负载电流的一半。由于负载呈电阻性，电流波形为

5、正弦包迹，半桥输出占空比为50％，在最大负载上RCS上的峰值电压VCS(PK)=0.4V，通过RCS的RMS电流为ICS(RMS)=500)this.style.ouseg(this)">×ILOAD(RMS)=500)this.style.ouseg(this)">×500)this.style.ouseg(this)">=500)this.style.ouseg(this)">×500)this.style.ouseg(this)">=500)this.style.ouseg(this)">（1）RCS中的峰值电流为ICS(PK)=500

6、)this.style.ouseg(this)">×ICS(RMS)（2）RCS两端的峰值电压为VCS(PK)=ICS(PK)RCS=0.4V（3）从式（1）、式（2）和式（3）得到RCS=500)this.style.ouseg(this)">=0.141×500)this.style.ouseg(this)">（4）500)this.style.ouseg(this)">图2计算RCS的输出级电路对于工作在VAC(RMS)=220V交流线路电压下的PLOAD=100>RCS值为RCS=0.141×500)this.style.ouseg(

7、this)">=0.31ΩRCS可选择0.33Ω/0.5>Np(min)可根据式（5）计算Np(min)=500)this.style.ouseg(this)">（5）式中：VPK为最高峰值总线电压，可取其为400V；Ton(max)为最大导通时间，其值可选取18μs；Bmax为最大磁通密度，单位为T，其值可从制造者提供的铁氧体材料工作在100℃时的曲线获得；Ae为磁芯有效截面积，单位为m2。3）计算次级需要的匝数。次级绕组匝数NS可按式（6）计算。NS=500)this.style.ouseg(this)">（6）式中：VO(RMS)=12

8、V，VAC(RMS)=220V。IR公司在参考设计中采用Vogt或Kaschke公司环形磁芯，初级绕组78匝，次级绕组8匝，初级与次级绕组之间利用压塑分离器隔离。2增强功能的电子变压器电路2.1带开路保护的卤素灯电子变压器电路在空载条件下，IC脚VS上的高dv/dt将引起MOSFET发生硬开关，导致MOSFET过热，直至其损坏。为此，可以设置如图3所示的开路保护电路。在开路情况下，ROC上的峰值电压足以使二极管DOC导通，并对电容CF充电。只要CF上的电压超过IC脚VS上的短路保护门限电平，短路保护电路则被触发，IR2161则关闭。为防止MO

9、SFET过热，IC将进入50ms导通和1s关断的自动重新启动模式。500)this.style.ouseg(this)">图3带开路保护的卤素灯电子变压器电路2.2