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IR2161是国际整流器公司专为电子变压器而设计的智能控制集成电路。该器件能驱动低压卤素灯。 (1)特性 IR2161能适应不断变化的电压、频率及灯管状态。这一特点有助于设计时引人高度可靠的卤素变压器,同时可简化设计和制造过程。 与使用双极晶体管的传统自振式系统相比,IR2161能实现软启动和自适应的死区时间,并极大增强电压补偿、短路和过载保护、亮度调节等功能。 IR2161具有软启动功能,当IR2161开始振荡时,最初频率非常高(大约为120 kHz),这导致转换器的输出电压要低得多。因为系统中的高频变压器原边绕组的漏电感是固定的,在高频时呈现高阻抗,因而使原边绕组上的交流电压较低。输出电压降低了,自然卤素灯中的电流也就减少了,这样浪涌电流也就减少了,既不会触发关断电路,也缓解了灯丝的压力。 IR2161的其他特点包括250/400 mA的输出驱动容量、15.6 V齐纳二极管钳位Vcc、低于300μA的微功率启动及30---125 kHz的内置振荡器等。 (2)内部电路与引脚功能 IR2161采用8引脚DIP或SOIL封装。其内部电路框图如图所示,各引脚功能见下表. 
(3)应用电路 IR2161具有监测负载电流的功能,这是通过感测电流的电阻器(RCS)进行的。当处于电压补偿方式时,峰值最大电流被检测出来并放大,送往CSD引脚。CSD电容器两端的电压在OV(负载电流为零)到5V(最大负载电流)之间变化。 在正常运行(RUN)状态下,振荡器的频率从大约33 kHz(这时,vCSD为SV,负载电流最大)变化到62 kHz(这时,UCsD为OV,负载电流为零)。于是在负载电流较小时,频率将上移,故输出电压将下降到低于卤素灯上所希望的最大电压。这样对负载电流进行了充分的补偿,使卤素灯上的电压总是处在可以接受的范围之内。 采用IR2161设计的电子变压器电路如图所示。
IR2161中的关断电路监测CS引脚上的负载电流,把短路或者过载情况检测出来。如果出现短路,则系统必须在市电的几个周期内把系统关断,防止MOSFET因温度过高而损坏。为了做到这点,CS引脚有一个内部的1.2 V阂值电压。如果电压超出这个电平的时间超过50 ms,则系统就会自动关断。接通系统时出现的浪涌电流会造成误触发,使用外部的三端双向可控硅调相电路来调节亮度也会带来瞬态电流,从而造成误触发。为了防止这两种误触发,延迟时间最好大于50 ms.
IR2161还有一个更低的0 .5V阑值电压,在关断系统之前,它的延迟时间要长得多。这可以用于实现过载保护。如果在输出的另外一头出现短路,而电缆的电阻又相当大,则-IR2161也会触发短路保护电路防止电流过大。过载关断的阑值电压大约比最大负载高50%,延迟时间大约是0.5 s。这是基于一个电流波形来实现的。该电流波形的包络是正弦的,包含一个高频的方波分量,占空比为50%。这两种关断模式都可以自动复位,在关断系统大约0.5 s之后,振荡器又开始产生振荡。所以,在把故障排除后,系统又可以开始正常工作,不必把电网电压切断,然后再接通。IR2161还可以为最终用户提供过载指示信号,即如果接到系统上的卤素灯过多,则所有卤素灯都会连续不停地闪烁。 自适应死区时间控制是IR2161的关键性能,可通过持续软开关来增强变压器的可靠性。IR2161配备有一个动态死区时间电路,当半桥结构中的直流母线电压降到OV转换点时,IR2161的监测功能电路会调高低侧驱动器(LO输出)。当LO变低时,其内置取样和保持具有大致相同的延迟,因而可在LO转低后把高侧驱动器(HO输出)调高。自适应死区时间控制可按振荡器周期做出反应,并可在需要时调节死区时间。 |