可调光荧光灯交流电子镇流器设计

L6574的典型可调光镇流器电路

　　基于L6574的典型58W可调光镇流器半桥逆变器和谐振输出级电路如图3所示。

图3 基于L6574的58W镇流器电路

　　根据国际标准IEC61000-3-2要求，由于灯功率>25W，所以必须采用功率因数校正（PFC）。图3电路的前端，是基于L6561的有源PFC升压转换器，为图3所示的镇流器部分提供400V的DC总线电压，并保证系统输入功率因数达0.99,AC输入电流总谐波失真（THD）<10%。

　　启动电阻R3和R4连接在桥式整流输出端，而不是连接在DC400V的母线上，可以使R3和R4承受较低的电压。IC2启动后，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上的电压VS被VDZ1箝位在14V。

　　IC2引脚2上的电位器R14调至最大时的电阻值是4.7kΩ，因此，RPRE=R13+R14+R15=100kΩ+4.7kΩ+1.5kΩ=106.2kΩ。IC2引脚4上的接地电阻R19=RING=100kΩ，引脚3上的电容C13=CF=470PF，引脚1上的电容C14=CPRE=0.82μF，按照（1）～（4）式计算：

　　fPRE=60kHz,tPRE=1.2s，tIGN=0.12s，fING≈30kHz。

　　如果灯管未接入，IC2引脚12上的电压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。在灯丝预热之后，如果灯不能被点亮，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源极上连接的R25是电流检测电阻，R25上的电流检测信号经R33加至IC2的引脚6（OPIN_）。IC2的引脚5（OPOUT）与引脚4（RING）之间连接VD3和R18，VD3的作用是防止开关频率低于由R13等设定的频率。在灯点火时，R25上的电压增加，IC2中的运算放大器则开始对灯电流进行闭环控制。调节R14的电阻值，则可以改变开关频率，从而调节灯电流和灯功率，实现调光功能。

　　3  Triac调光器调光的实现

　　1）普通电子镇流器利用Triac调光器调光会出现灯闪烁

　　白炽灯是一种纯正电阻性负载，利用传统Triac调光器对白炽灯进行调光，Triac在AC输入正弦波的任意时刻都能被触发导通，直到正弦电压接近零时才被关断。因此，白炽灯可以实现几乎从0%到100%的平滑调光。

　　电子镇流器的情况与白炽灯比较是完全不同的，Ttiac调光器连接在桥式整流器（或EMI滤波器）输入端，如图4所示。

图4 Triac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的情况。由于整流二极管具有单向导电性，只有正向偏置时才会导通。只有在AC输入电压峰值附近，AC电压才会高于储能电容C1上的电压，二极管才会有电流通过。因此，AC输入电流不再呈正弦形状，而是高幅度的尖峰脉冲，如图5所示。在10ms的半周期中，二极管导通时间仅约3ms，对应的导通角仅约60°。

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

　　当将白炽灯使用的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容器C1上的电压时才会被触发导通。这样虽然在一定程度上也能对荧光灯进行调光，但会使灯光闪烁，不能实用。

　　2）Triac调光解决方案

　　为了实现采用白炽灯可控硅调光器对电子镇流器的平滑调光，消除灯闪烁，解决方案如图6所示。

　　除了对灯电流感测反馈之外，还要对调光器之后的AC输入电压进行感测，并将感测信号输入到L6574的运算放大器的同相端，作为参考控制电压。电压检测电路非常简单，可利用一个电阻分压器采样，然后加一个整流滤波网络。

　　对调光器之后的电压进行检测，实际上是对调光电位器的旋钮位置（亦即Triac的导通角）进行控制。

　　为了实现平滑调光，必须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）电路的工作原理，我们假定开关的死区时间（即VT1关断后到VT2导通之间的时间间隔）可以忽略；VT1与VT2的占空比为50%；在一个开关周期内，电容C2和C3上的电压是恒定的。图7给出了一个开关周期中通过电感L2的电流iL2的波形。

　　iL2可以分为4个阶段。

　　t0～t1：该时段L2充电。在t=t0时，VT1已开通，VT2断开，C2通过VD5、VT1给L2充电，iL2线性增大，在t1时刻，VT1关断，VT2开通，iL2达到正向峰值。

　　t1<t≤t2：由于iL2不能突变，VT2的体二极管VDS2导通，L2通过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&le;t3：C3通过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