毕业设计（论文）-基于IR2156的电子镇流器的设计.docx

完整设计0衣疥孝篦XIANNING UNIVERSITY电子与信息工程学院论文题目 学生姓名 学 号 专 业. 班 级 指导教师.本科毕业论文基于IR2156的电子镇流器的设计vL* vL* kl* kl* vl*rp* rp' *T*vt* vt* vL* k!> vt* k!> vl* *T* *T* *T* *T* *T*电子信息科学与技术vl* vt* vl* vL*»Y*

本人授权省级优秀学士学位论文评 选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于1、 保密口，在 年解密后适用本授权书2、 不保密口请在以上相应方框内打“P”）作者签名:导师签名:年 月曰年 月曰摘要本设计通过对各种镇流器的比较，根据其节能性、发光稳定性、起点可靠性、功 率因数、输入功率与输出光通量、灯管寿命、噪声及是否可调光强等特性综合考虑选 用镇流器集成芯片IR2156作为日光灯镇流器的主要设计芯片，构造基于IR2156的日 光灯镇流器电路，并通过对其相关参数的检测，说明电子镇流器相对于传统电感镇流 器的优点先对IR2156的基本原理及功能介绍，合适地选择相应的拓扑网络和现代集 成电子镇流器控制芯片，设置了相关的参数，（如死区时间，运行频率，预热频率，预 热时间，最大触发电流等）制作出了节能、体积小、重量轻、工作状态稳定（避免频 率闪烁）、功率因数高，灯管寿命长的荧光灯镇流器本设计对于改善我们日常生活照 明环境，节省电能，使我国照明水平符合国际PFC和THD的标准具有实际性的意义关键词：IR2156 ；镇流器；日光灯ABSTRACTThe main approach used in this design is the compare of different kinds of ballast. In terms of the comprehensive consideration of power-saving, lighting-stability, starting-stability, power-factor, power-input and light-output, the life of lamp, noise, and lighting-intensify and so on. I choose the integrated circuit IR2156 as the main chip of my design to construct the lamp. Use the check of the system to illustrate the advantage of modern-electronic ballast over the traditional-inductive ballast. Through the introduction of the IR2156, we can choose the parameter of the circuits and the chip properly, such as the time of die, the frequency of operation, preheating time, the frequency of preheating, and the max current impulse. So we can design the power-saving, small volume, work-stabile, high power-factor, and long life lamp ballast! The design is beneficial for our daily-lighting-life and power-saving; it is significant for the lighting level of our country to reach the standard of PFC and THD.KEYWORD： IR2156; ballast; lamp目录1绪论 11.1研究意义 11.2研究目的 12镇流器介绍 32.1镇流器基本原理 32.2电感镇流器和电子镇流器的工作条件 32.3电感镇流器的工作原理 32.4电子镇流器的工作原理 42.5电感镇流器与电子镇流器的优缺点 53电子镇流器控制IC IR2156简介 73.1 IR2156的基本原理 73.2IR2156功能简介 83.2.1欠压关断(UVLO)模式 83.2.2预热(PH)模式 103.2.3 触发(IGN)模式 113.2.4 运行(RUN)模式 123.2.5 DC总线欠压复位 123.2.6 故障(FAULT)模式 124设计方案及步骤 134.1设计方案 134.2设计步骤 134.2.1设置死区时间 134.2.2设置运行频率 134.2.3设置预热频率 134.2.4设置预热时间 144.2.5设置最大触发电流 145设计实例 155.1参数确定 155.2系统电路图 165.3典型波形 186结果分析 197结论 21致谢 23参考文献 25附录 271绪论1绪论1.1研究意义随着世界能源危机的出现，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光 灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现， 为电子镇流器的开发提供了条件，70年代末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器， 是照明发展史上一项重大的创新。

由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大 关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品由于微电子技术突飞猛进，促进了 电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和 控制集成电路的系列产品，1984年，西门子公司开发出了 TPA4812等有源功率因数校 正电器IC,功率因数达到0.99o随后一些公司相继推出集成电子镇流器，89年芬兰赫 尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器目前在全世界特 别是发达国家已全国推广应用同时，在我国气体放电灯的镇流器的节能和照明质量还没有得到足够重视镇流 器是一个高耗能器件，例如广泛应用的直管荧光灯的镇流器，其自身功耗为光源功率 的13%-15%,是一个相当高的比例因此能够设计出高能效和质量的镇流器对于我国 实施绿色照明、加强电子生产技术、提高人们居家生活水平具有十分重要的意义⑴1.2研究目的通过对比传统和当代的各种类型的镇流器，找出其优缺点，合适地选择相应的拓 扑网络和现代集成电子镇流器，制作出节能（节约10%-20%的电力）、体积小（约为传 统电感镇流器的1/5-1/3）、重量轻（约为传统电感镇流器的1/5）、工作状态稳定（避免 频率闪烁）、功率因数高（高达0.95-0.99）,灯管寿命长的荧光灯（寿命5000小时以上） 镇流器⑵。

2镇流器介绍2.1镇流器基本原理镇流器：通过振荡电路（传统电感镇流器使用LC谐振；现代电子镇流器使用集成 电路芯片控制电路产生咼频振荡），使电路以一定的频率谐振，由于谐振时电路中电流 为原始电路的Q倍，故可周期性点燃荧光灯，当振荡周期小于人眼视觉停留效应可以 察觉的频率时，可让人感觉灯光的持续性与稳定性，这样既可以达到节能，又可以实 现高压电离灯管气体发光的效果实现此功能的部件就叫镇流器2.2电感镇流器和电子镇流器的工作条件a、 灯丝的预热电流⑶b、 高电压启动c、 限制工作电流2.3电感镇流器的工作原理譯光起埠器当开关闭合电路中施加220V 50HZ的交流电源时，电流流过镇流器，灯管灯丝启 辉器给灯丝加热（启辉器开始时是断开的，由于施压了一个大于190V以上的交流电压, 使得启辉器内的跳泡内的气体弧光放电，使得双金属片加热变形，两个电极靠在一起， 形成通路给灯丝加热），当启动器的两个电极靠在一起后，由于没有弧光放电，双金属 片冷却，两极分开，由于电感镇流器呈感性，当电路突然中断时，在灯两端会产生持 续时间约lms-ls的600V-1500V的脉冲电压，其确切的电压值取决于灯的类型，在放 电的情况下，灯的两端电压立即下降，此时镇流器一方面对灯电流进行限制作用，另 一方面使电源电压和灯的工作电流之间产生55-65度的相位差，从而维持灯的二次启 动电压，使灯能更稳定的工作。

电感镇流器由于结构简单、寿命长，作为第一种荧光灯镇流器，它的市场占有率 还是比较大的，但是，由于它的功率因数较低，低电压启动性能差，耗能大，闪频等 诸多缺点，它的市场慢慢被电子镇流器所取代一般电感镇流器能量损耗：40W （灯 管功率）+10W （电感镇流器自身发热损耗）等于整套灯具总耗电为50Wo）2.4电子镇流器的工作原理控制IC图2-2电子镇流器原理图电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，工频电源经过 射频干扰（RFI）滤波器，全波整流和无源（或有源）功率因数校正器（PPFC或APFC） 后，变为直流电源通过DC/AC变换器，输出20K-100KHZ的高频交流电源，加到与 灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端， 但使灯管”放电”变成”导通”状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作 用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保 护电路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等卩］2.5电感镇流器与电子镇流器的优缺点1、 确保灯管寿命：传统铜铁式镇流器老化或劣化时，其所提供电流有可能过大， 容易伤害灯管，造成寿命缩短，一般荧光灯灯管售价相当的高，如果使用电子镇流器 比较容易保证灯管的寿命。

因此只要在5,000小时内有更换灯管的记录，对业者而言， 使用电子式会比传统式划算⑷2、 防变色：如果使用传统铜铁式安定器，使用2,000小时之后，金卤灯的色温会 开始产生偏移，甚至高达30%以上变色，对卖场商品产生严重影响，使用电子镇流器， 至灯管寿命终了前，色温改变局限于5%以内⑷3、 省电：和传统铜铁式镇流器比较，电子式可以节省10%~20%电力成本4、 重量轻：和传统铜铁式镇流器比较，电子式重量约为传统式的1/3左右尤其 特别适合35w及20w小瓦特数的金卤灯或者轨道式灯具的设计5、 承受电压变动：电子镇流器因为采取主动功率电路，可以承受大范围电压变动, 而传统镇流器只能承受10%范围以内6、 补偿电容器：电子镇流器不需要补偿电容器7、 启辉器：电子镇流器不需要启辉。