新型CFL和鹵素控制IC引領(lǐng)全球照明市場(chǎng)

概述
目前全球照明市場(chǎng)上采用的技術(shù)主要包括磁性熒光管、電子熒光管、自整流型緊湊熒光管(CFL)、鹵素以及高強(qiáng)放電技術(shù)HID。
由于電子熒光管技術(shù)采用不同于磁性熒光管的發(fā)光源，主要應(yīng)用包括工業(yè)建筑、小型辦公照明、住宅以及賓館照明、鹵素型的零售照明以及戶外HID照明等。除了白熾燈泡和磁性整流器件之外，幾乎很難看到某一種發(fā)光源或者控制電路能夠被其它技術(shù)取代，每種新型的發(fā)光技術(shù)都有與之對(duì)應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域，采用電子熒光管技術(shù)的照明產(chǎn)品由于其能量的有效性將會(huì)得到進(jìn)一步推廣。

HVJI技術(shù)
目前，高壓節(jié)隔離技術(shù)(HVJI)在功率電子領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，HVJI技術(shù)可確保低壓控制電路處于隔離槽中且隔離開(kāi)600V的高壓，所以在單芯片上即可實(shí)現(xiàn)高邊到低邊的驅(qū)動(dòng)能力以控制不同的功率轉(zhuǎn)換器拓?fù)潆娐罚鐝V泛使用的圖騰極半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

照明控制IC
IR2153是采用HVJI技術(shù)的照明IC，集成有標(biāo)準(zhǔn)的555定時(shí)器電路和高低邊驅(qū)動(dòng)電路。IR2156拓展了IR2153的功能，包括預(yù)加熱和錯(cuò)誤處理等，從而延長(zhǎng)了使用壽命，增加了使用的可靠性。而IR2166又增加了主動(dòng)功率因素校正(PFC)功能，從而實(shí)現(xiàn)了全整流控制的單芯片解決方案，如圖1所示。在IR2166上包括兩個(gè)分開(kāi)的晶振、一個(gè)控制整流的輸入、另一個(gè)控制燈管。然而為了滿足新型T5熒光燈的控制要求，IR2166設(shè)有一個(gè)EOL引腳以探測(cè)燈管在壽命末期的過(guò)壓，從而實(shí)現(xiàn)在高壓報(bào)警或者危險(xiǎn)的情況下保證整流處于安全狀態(tài)。

IR2520D小而實(shí)用
另外一個(gè)主要的市場(chǎng)就是采用CFL技術(shù)的燈管。傳統(tǒng)的控制電路都采用自振型而且成本較高。由于可靠性問(wèn)題使得自振型的解決方案極大地阻礙了市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。IR2156是能夠滿足CFL控制電路的要求，而且?guī)в懈郊拥墓δ堋１M管IR2153不能提供完全的解決方案，但使用很容易，它僅有8個(gè)引腳，從而降低了成本。新型CFL控制IC的挑戰(zhàn)仍然是保持小型化并提供整流必需的功能，而不一定多余8引腳。
到目前為止，HVJI技術(shù)主要用來(lái)隔離高壓電路和門(mén)驅(qū)動(dòng)控制電路，芯片IR2520D擴(kuò)展了傳感功能以控制照明。為了帶有傳感功能，以前的IC設(shè)計(jì)需要一個(gè)分開(kāi)的引腳，如低直流總線、過(guò)流以及照明關(guān)斷等。IR2520D采用HVJI技術(shù)和新的控制算法并通過(guò)一個(gè)引腳來(lái)傳感所需參數(shù)的信號(hào)。這個(gè)引腳就是分開(kāi)高壓直流總線和公共端的半橋中點(diǎn)，這意味著當(dāng)?shù)瓦叺陌霕蜷_(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)完成信號(hào)的測(cè)量，當(dāng)高邊半橋開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)低邊半橋電路抵御高壓擊穿。IR2520D通過(guò)采用三個(gè)內(nèi)部高壓MOSFET實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，并使用新型控制算法如ZVS保護(hù)以及浪涌因數(shù)探測(cè)來(lái)完成所需的整流功能，剩余的引腳用來(lái)設(shè)置最小工作頻率和預(yù)熱時(shí)間(見(jiàn)圖2)。再加上高頻振動(dòng)功能以移出千赫以上的頻率從而獲得最小頻率以減小外部EMI濾波的需要。

IR2161：HVJI技術(shù)新應(yīng)用
現(xiàn)存的自振整流解決方案和相對(duì)高的成本壓力給采用鹵素技術(shù)的發(fā)光管控制帶來(lái)了挑戰(zhàn)。由于過(guò)載和短路使得電子變壓器很容易損壞，為了使鹵素?zé)艄芷骄彾B續(xù)的變暗，需要使用一個(gè)三端的雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件。IR2161面臨的挑戰(zhàn)就是提供廣泛的保護(hù)特性、燈管電壓調(diào)節(jié)和變暗以及小型的8引腳封裝。
使用三個(gè)高壓MOSFET來(lái)探測(cè)半橋電壓，并在開(kāi)關(guān)周期的死區(qū)時(shí)間探測(cè)到電壓接近零時(shí)刻，同時(shí)只要探測(cè)到半橋電壓脫離出相應(yīng)的軌道芯片就可自適應(yīng)地確保開(kāi)關(guān)打開(kāi)。通過(guò)使用這種自適應(yīng)的死區(qū)時(shí)間探測(cè)功能，可以避免硬開(kāi)關(guān)，從而減小開(kāi)關(guān)損耗。
使用IR2161控制鹵素發(fā)光管的解決方案可以大大降低元件數(shù)并有較高的性能(見(jiàn)圖3)。和CFL市場(chǎng)一樣，IC+MOSFET技術(shù)的結(jié)合增加了產(chǎn)品的可制造性和可靠性，有助于推動(dòng)市場(chǎng)的進(jìn)一步應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)
新型的CFL和鹵素控制IC代表了最新革新高壓電路技術(shù)的應(yīng)用，如零電壓開(kāi)關(guān)保護(hù)、浪涌因素探測(cè)和自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間。為了迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)，這些革新性的技術(shù)將是關(guān)鍵因素，同時(shí)還要確保封裝要求以及成本的限制?！?nbsp; (紅林譯)