电子镇流器控制器／半桥驱动器ＩＲ２５２０Ｄ作者：何晓薇来源：《电子世界》2003年第12期 IR2520D是美国国际整流器(IR)公司最近研制的荧光灯电子镇流器控制器和半桥驱动器单片IC。该新型器件的主要特点是含有自适应零电压开关(ZVS)和波峰因数(即峰值电流与平均电流之比值)过电流保护。IR2520D的核心是一个0～5V的压控振荡器(VCO)，其最低频率(即灯正常燃点时的输出频率)可由外部电阻来编程。IR2520D的半桥驱动器输出专门用作驱动MOSFET或IGBT。IR2520D仅需要用很少量的元件，即可组成高性能和高可靠的荧光灯电子镇流器。 1.内部结构与引脚功能
IR2520D采用8引脚PDIP和SOIC封装，在芯片上集成了电压控制振荡器、600V半桥驱动器、外部低端MOSFET电流感测(即VS感测)电路、自适应ZVS逻辑和故障逻辑电路及自举二极管等，其内部结构及引脚排列如图1所示。引脚功能如表1所示。
2.主要特点及工作条件
IR2520D的主要特点如下：
(1)将自适应镇流器控制器和600V半桥驱动器集成在同一芯片上，自适应ZVS使功率开关MOSFET有最低的功率损耗；(2)在Vcc脚内置15.6V的齐纳二极管，将IC电源电压箝位在15.6V的电平上；(3)VCO的最低频率(即荧光灯正常点燃时的工作频率)可通过FMIN脚外部电阻编程设定；(4)内置电流感测和波峰因数过电流保护及自举二极管，从而使外部元件减少到最小化；(5)微功率启动(启动电流仅约150μA)。IR2520D的推荐工作条件如表2所列。
3.应用电路
IR2520D的典型应用电路如图2所示。图中，D1~D4为桥式整流器，C1和L1为LC滤波电路，IR2520D及功率MOSFET(Q1、Q2)等组成半桥式变换器，L2和C6组成LC串联谐振网络(在灯启动之后，L2起限流作用)。
(1)运行模式
IR2520D及其应用电路的工作原理可通过运行模式来说明。
欠压锁定(UVLO)模式 在电子镇流器接通AC线路之后，通过IC脚Vcc上电阻R1的电流对电容C2充电。在C2上电压被充电到13.2V以上时，IR2520D导通，内部VCO启动。一旦脚Vcc上的电压降至10.5V的门限(UVLO-)以下，IC则进入UVLO状态。在此模式下，IC仅消耗约150μA的静态电流，脚4上电压VCO和脚3上电压VFMIN均为0V。
IR2520D内部自举二极管和脚VB与脚VS之间的外部自举电容C4为IC中高端驱动器提供电源电压。电容C5和二极管D5及D6组成电荷泵电路，为IC中低端驱动器提供工作电压，并通过D6施加到Vcc脚。在电路启动之后，半桥中低端开关(Q2)首先导通，Vcc经IC内自举二极管对C4充电。当C4上电压充电至9V以上时，高端驱动器被赋能，在脚HO上产生脉冲驱动Q1导通。在Q1导通时，Q2截止。如此周而复始，Q1和Q2轮流导通，输出交变高频信号。
频率扫描模式 当Vcc脚上电压超过13.2V(UVLO+)门限后，一个内部电流源对脚VCO外部电容C3充电，脚VCO上电压沿向上斜坡线性升高，振荡频率则沿向下斜坡下降，向镇流器输出级高Q值LC谐振频率移动。当VCO脚上电压超过2V时，波峰因数检测和ZVS都被赋能。随VCO脚上电压继续升高，频率继续降低，直到L2和C6及C7与C8组成的LC电路发
生串联谐振，在C6两端产生一个高压脉冲使灯管击穿则点燃。由于C7=C8＞＞C6，谐振频率主要由L2和灯启动电容C6决定(fo≈1/2π√L2·C6)。灯一旦引燃，L2只起镇流作用。
若灯点火成功，脚VCO上电压则继续升高，直到被内部限制在5.2V的电平上，而频率继续下降，最后停留在由脚FMIN外部电阻设定的最低频率fmin上。所期望的灯预热时间，可通过调节脚VCO上电容C3(即调节VCO脚上电压上升斜率〉来设定。
