摘要：IR2156是IR公司推出的鎮流器控制/半橋驅動器系列IC之一。它的主要特點是可對預熱時間、預熱頻率、運行工作頻率、死區時間以及過電流保護等進行編程控制，因而為設計人員提供了高度的靈活性。另外，IR2156內部還設計有燈轟擊失敗、燈失效保護及自動再啟動等功能。

關鍵詞：鎮流器 控制 半橋驅動器 IR2156

1 概述

IR2156是美國IR公司繼IR3253/IR2155/IR2157/IR2159之后推出的鎮流器與半橋驅動器系列IC之一。與IR2156同時推出的系列專用IC還有IR21571/IR21591/IR2167等。IR2156采用14腳PDIP和SOIC兩種封裝，它所需外部元件少，適用性強。圖1為IR2156的內部電路框圖。

IR2156的主要特點如下：

●鎮流器控制和半橋驅動器集成在同一片IC中；

●預熱頻率、預熱時間、死區時間、同部點火斜坡、工作頻率以及過電流保護門限等功能或參數均可編程設置。

●具有DC總線欠壓復位功能；

●具有關閉腳（SD腳）滯后功能，擾噪擾能力強；

●可微功率啟動（150μA）；

●Vcc腳可被內部15.6V的齊納二極管鉗位；

●全部引腳均具有閉鎖抗噪與靜電放電（ESD）保護功能。

IR2156的推薦工作條件如下：

高端浮置電源電壓VBS：Vcc-0.7～15.6V；

穩態高端浮置電源偏移電壓Vs:-1～600V；

電源電壓Vcc：11.5～15.6V；

電源最大電流Icc:10mA；

關閉（SD）腳電流IDS：-1～1mA；

電流感測（CS）腳電流ICS:-1～1mA；

結溫TJ：-40～125℃。

2 功能及原理

2.1 欠電壓封鎖（UVLO）模式

圖2給出了IR2156的啟動與電源電路及啟動電容CVCC上的電壓波形。當電路接通電源后，流經啟動電阻RSUP的電流對CVCC充電。當CVCC上的充電電壓按指數規律升高到IC腳Vcc的啟動門限（Vccuv+=11.5V）以上，并且SD腳上的電壓低于4.5V時，IC導通，振蕩器啟動，HO和LO腳輸出占空比為50%的方波驅動電壓。由于IC工作電流的增強，CVCC開始放電。在CVCC放電過程中，半橋輸出信號經緩沖電容CSNUB和二極管DCP1整流后，又對CVCC充電。但電荷泵充電不會使CVCC上的電壓降至IC關斷門限（VCCUV-=9.5V）以下，因為，IC腳Vcc上的電壓會被Vcc腳內的齊納二極管鉗位于15.6V，在IR2156驅動下，當外部低端開關管M2導通而使高端開關M1截止時，CVCC通過自舉二極管DBOOT對自舉電容CBOOT充電。當M1導通而M2關斷時，DBOOT反向偏置，CBOOT作為高端驅動器CMOS電路的電源。當Vcc腳電壓降至UVLO門限（Vccuv-=9.5V）以下時，振蕩器截止，HO與LO腳均輸出低電平。

2.2 預熱（PH）模式

IR2156啟動后，首先輸出一個帶50%占空比的預熱頻率fPH，其死區時間由CT腳外部的定時電容CT及內部電容（RDr）來設定。圖3所示的鎮流器預熱及點火電阻簡圖。在預熱期間，IC內部的5μA的電流源對CPH腳外部預熱時間電容CPH充電，CS腳上的過電流保護功能不起作用，預熱頻率由IC外部并聯電阻RT和RPH及CT決定。CT充電與放電發生于Vcc/3與3Vcc/5之間。CT充電依靠RT與RPH并聯組合電阻通過內部開關S1（MOSFET）連接到Vcc來實現。從Vcc/3到3Vcc/5的這段充電時間是輸出柵極驅動器的按時（on time）導通時間。一旦CT腳上電壓超過3Vcc/5，S1斷開，CT通過內部電阻RDT與開關S3放電（到COM）。從3Vcc/5到Vcc/3的CT放電時間是HO與LO兩路輸出的死區時間。只要CT放電到Vcc/3以下，S3（MOSFET）就接通，以將RT與RPH再次連接到Vcc。CPH腳上的電壓超過13V之前，輸出頻率將保持在預熱頻率。在預熱期間，當CPH腳上的電壓超過7.5V后，系統將啟動過電流保護和DC總線欠壓復位上的電壓。這時預熱頻率只對燈絲加熱而不會在燈兩端產生高壓使燈啟動。

2.3 燈點引燃（IGN）模式

當CPH腳上的電壓超過13V后，IR2156將進入點火模式。此時，CPH腳連接內部P溝道MOSFET（S4）的柵極，以使RPH和RT腳在IC內部連接在一起。隨著CPH腳上電壓平滑地沿斜坡升至Vcc，開關S4也將緩慢切斷，從而使RPH與RT腳在內部斷開，這樣可使預熱頻率沿向下的斜坡從燈啟動（點火）頻率降低到運行（點燃）頻率。在點火模式期間，工作頻率的降低可使鎮流器輸出端LC電路發生諧振，并在燈兩端產生一個高電壓使燈管擊穿導通而引燃。

2.4 運行（RUN）模式

一旦燈啟動成功，鎮流器即進入運行模式。運行工作頻率由RT與CT的值決定。很顯然，fPH>fIGN>fRUN，即預熱頻率>點火頻率>運行頻率。點火時間通常為預熱時間的1/4，即TIGN≤1/4TPH。

圖4所示是IR2156的運行程序圖。

2.5 DC總線欠壓復位

在DC總線電壓過低時，鎮流器的諧振輸出級頻率可能會接近或低于諧振頻率，這樣將有可能在半橋開關中形成硬開關而使MOSFET損壞。為此，IC腳VDC將實時檢測DC總線電壓，當VDC腳上電壓降至10.9V（低于Vcc）時，P溝道MOSFET（S4）接通，從而使頻率偏移到諧振頻率之上的安全工作點。在這個過程中，CPH腳上的電壓被拉低，點火斜坡也復位。一旦DC總線電壓升高，燈將再次被點火。

2.6 故障（FAULT）模式

在預熱之后的任何時間內，只要IC腳CS上的電壓超過1.3V，IC就時進入故障模式，HO和LO腳的輸出也將被鎖定在低電平。為復位預熱時間和終止振蕩，CPH和CT腳均被放電（到COM）。如需退出故障模式，Vcc必須地降低到關閉門限電壓（Vccuv-）以下，而SD腳必須拉高到5.1V之。當Vcc升到導通門限（Vccuv+）以上且SD腳低于4.5V時，IC將重新開始振蕩并再次進入預熱模式。

3 應用電路

用IR2156作控制/驅動器的42W熒光燈電子鎮流器電路如圖5所示。圖中，C1和L1為RFI濾波元件，由D1、D2與C2、C3組成整流濾波電路，LRES為扼流圈，CRES為燈啟動電容。該鎮流器的有關參數為：

運行（工作）頻率fRUN=43kHz；

預熱頻率fPH=70kHz；

死區時間tDT=0.6μs；

燈最大點火電流IIEN（PK）=2A。

如果要求電子鎮流器采取功率因素校正（PFC）措施，可以在橋式整流器之外增設PFC升壓變換器電路。為減少高功率因數和低諧波畸變鎮流器的元件數量，IR公司還推出了集鎮流器控制與PFC于一體的IR2167單片IC。而IR2156控制IC適用于輸出功率較低的緊湊型熒火燈（CFL）交流電子鎮流器。