2 基于L6574经典可调光镇流器电路
基于L6574经典58W可调光镇流器半桥逆变器友好振输出级电路图3所表示。
图3 基于L657458W 镇流器电路 |
开启电阻R3和R4连接在桥式整流输出端,而不是连接在DC400V母线上,能够使R3和R4承受较
低电压。IC2开启后,只要半桥开始产生输出,高频电压经C11耦合,VD2整流和C6、C20滤波,加
至IC2引脚12,为IC2供电。引脚12上电压VS被VDZ1箝位在14V。 IC2引脚2上电位器R14调至最大时电阻值是4.7kΩ,所以,
RPRE=R13+R14+R15=100kΩ+4.7kΩ+1.5kΩ=106.2kΩ。IC2引脚4上接地电阻
R19=RING=100kΩ,引脚3上电容C13=CF=470PF,引脚1上电容C14=CPRE=0.82μF,根据（1）～
（4）式计算:
fPRE=60kHz,tPRE=1.2s, tIGN=0.12s, fING≈30kHz。
假如灯管未接入,IC2引脚12上电压VS经电阻R26和R27加至引脚8（EN1）,CMOS比较器将
强制IC2进入关闭模式,半桥电路截止。在灯丝预热以后,假如灯不能被点亮,电阻R30上将产生一个额
外电压,经VD4整流和C15滤波,加至IC2引脚9（EN2）,IC2则重新进入预热和点灯程序。
半桥下面MOSFET源极上连接R25是电流检测电阻,R25上电流检测信号经R33加至IC2引脚6
（OPIN_）。IC2引脚5（OPOUT）和引脚4（RING）之间连接VD3和R18,VD3作用是预防开关频
率低于由R13等设定频率。在灯点火时,R25上电压增加,IC2中运算放大器则开始对灯电流进行闭环控
制。调整R14电阻值,则能够改变开关频率,从而调整灯电流和灯功率,实现调光功效。
3 Triac调光器调光实现
1）一般电子镇流器利用Triac调光器调光会出现灯闪烁
白炽灯是一个纯正电阻性负载,利用传统Triac调光器对白炽灯进行调光,Triac在AC输入正弦波任
意时刻全部能被触发导通, 直到正弦电压靠近零时才被关断。 | 所以, 白炽灯能够实现几乎从0%到100% |
电子镇流器情况和白炽灯比较是完全不一样, Ttiac 调光器连接在桥式整流器（或EMI 滤波器）输入 | |
图4Triac调光器连接在桥式整流器输入端
我们先不考虑调光器接入情况。因为整流二极管含有单向导电性,只有正向偏置时才会导通。只有
在AC输入电压峰值周围,AC电压才会高于储能电容C1上电压,二极管才会有电流经过。所以,AC输入
电流不再呈正弦形状,而是高幅度尖峰脉冲,图5所表示。在10ms半周期中,二极管导通时间仅约
3ms, 对应导通角仅约60°。 |
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图5不考虑调光器时AC输入电压、输入电流和整流滤波输出电压
当将白炽灯使用调光器连接在电子镇流器输入端（见图4）时,Triac只有在AC输入电压大于平滑电
能实用。 |
运算放大器同相端,作为参考控制电压。电压检测电路很简单,可利用一个电阻分压器采样,然后加一个
整流滤波网络。
对调光器以后电压进行检测,实际上是对调光电位器旋钮位置（亦即Triac导通角）进行控制。
为了实现平滑调光,必需对镇流器电路附加一个单级PFC电路。在图6中,C2、C3、VD5、VD6、
L2、C3和功率MOSFETVT1、VT2则为单级PFC电路。
为了说明单级功率因数校正（PFC）电路工作原理, 我们假定开关死区时间（即VT1 关断后到VT2 导 通之间时间间隔）能够忽略; VT1 和VT2 占空比为50%; 在一个开关周期内, 电容C2 和C3 上电压是恒 |
定。图7给出了一个开关周期中经过电感L2电流iL2波形。
iL2 能够分为4 个阶段。
t0～t1:该时段L2充电。在t=t0时,VT1已开通,VT2断开,C2经过VD5、VT1给L2充电,iL2线性增大,在t1时刻,VT1关断,VT2开通,iL2达成正向峰值。
t1<t≤t2:因为iL2不能突变,VT2体二极管VDS2导通,L2经过C2、VD5、C1、VDS2放电（电压为UC2-UC1）,iL2线性减小。在t2时刻,iL2=0, VDS2截止,VT2开通。
t2<t≤t3:C3经过VT2和VD6,反向给L2充电,iL2负向线性增加。在t3时刻,VT2断开,VT1开通,iL2达成负向峰值。
t3<t≤t4:因为iL2不能突变,VT1体二极管VDS1导通,L2经过C3、VD6、C1、VDS1放电（电压为UC3-UC1）,iL2线性降低。在t4时刻,iL2=0。从t4时刻开始,进入新开关周期。
实际上,单级PFC电路是由两个升压电路组成,iL2双向工作,而且在临界不连续模式操作。加入单
级PFC电路后,AC输入电流可连续经过整流器中二极管,Triac几乎能够在0°～180°任意时刻上被触发
导通,直到AC正弦电压靠近零时才被关断,这么就扩大了调光范围。
图6Triac调光处理方案框图
对于图6所表示电路,假如负载是20W节能灯,而且AC输入电压范围为180～260VAC,最低开关
频率是45kHz,L2=L1=2.8mH,C1=10μF,C4=0.1μF,C5=5.6nF,VT1和VT2 为STD4NK50型MOSFET, 在220V/50Hz下调光特征图8 所表示。
图7单个开关周期电感L2电流
图8 220Vac、 50Hz 条件下调光特征 |
光也就越暗。
图9为AC输入电压和电流波形。由该图能够看出,即使AC电流在其峰值周围出现了尖峰,但Triac
在任意点上全部能够导通,在半周期中整流二极管导通几乎从0°到180°,而未采取单级PFC电路时导通
角仅为60°（见图5）,线路功率因数达成0.9以上。当然,加入单级PFC电路目标最关键还是使Triac
在0°～180°之间任意点全部能够被触发导通。
图9输入电压、电流波形
4 结语
L6574是一个可调光荧光灯交流电子镇流器控制器。基于L6574镇流器,附加一个单级PFC电路,
再经过L6574中运算放大器对输入电压和灯平均电流进行感测,借助于调频和调压双重作用,能够使用传
可调光荧光灯交流电子镇流器设计 |
面对全球能源短缺严峻形势,调光技术在照明领域日益引发大家关注。用户依据实际需要对节能灯进
行调光,是一个节能举措。对节能灯调光,有数种方案可供选择。其中,三端双向晶闸管（Triac）传统调
光器,是一个低成本简单模拟调光方案。采取Triac调光器对基于控制IC电子镇流节能灯调光,其基础前
提是镇流器控制IC必需含有可调光功效。可调光节能灯控制芯片有很多,ST企业生产L6574就是其中
一个代表性器件。
1 可调光镇流器控制器L6574介绍L6574采取16引脚SO和DIP封装,引脚排列图1所表示。
图1L6574引脚排列
表1列示了L6574各个引脚功效。
表1 L6574 引脚功效
L6574 工作原理能够用图2 来说明。 |
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上外接电阻RING和引脚3上外接电容CF设定,计算公式是:
灯丝加热时间tPRE由IC引脚1外部接地电容CPRE设定,并可根据（2）式计算:
预热结束后,频率从fPRE向低处正常运行频率fING扫描。当频率经过负载LC网络谐振频率时,在
灯电容上产生一个高压脉冲将灯点亮。点灯时间tIGN为预热时间10%,即:
灯引燃后, 在运行频率fING上工作。 fING 能够根据（4）式计算:
L6574含有一个高输入阻抗、宽带、大共模范围和低输出阻抗运算放大器,用来闭环控制灯光电流,
并实现调光功效。
L6574引脚EN1、EN2内部是门限电压为0.6V比较器,能够识别来自输入端上小于200ns短脉冲,
对过电压或灯丝熔断、灯未接入起保护作用。当IC引脚EN1出现高电平时,则强制IC进入关闭模式,
振荡电路停止振荡。当引脚EN2输入高电平电压时,IC重新进入开启时序。
L6574引脚VS上导通电压为10.2V,欠电压关闭门限时8V,VS电压被内部稳压二极管箝位在
15.6V电平上。