本文探討了采用icb1fl02g控制芯片實現高功率節能燈鎮流器的方法。采用該芯片實現的高功率節能燈電子鎮流器可以提供高功率因素(pf)、可編程的預熱過程、燈管壽命終了(eol)保護，以及其它眾多保護功能，極大的提升了高功率節能燈的使用壽命和安全性，外圍電路的縮減使鎮流器的小型化和高可靠性也成為了可能。

    現在對于照明質量的要求正日益提高。對于辦公樓宇、商場照明和戶外泛光照明而言，有兩種光源的發展趨勢值得我們注意。一種是高強度放電燈(hid)，另一種就是本文將要介紹的高功率節能燈。高功率節能燈的發光效率可以達到80lm/w，顯色指數可以達到90以上，同時具有低成本、長壽命的特性。對于傳統的節能燈來說，功率普遍在35w以下，構成鎮流器的電路也相對比較簡單，通常用自激電路或簡單的芯片就能實現，沒有功率因素校正(pfc)功能。但是對于大功率節能燈來說，這樣的電路就遠遠不能滿足其自身要求了。

    圖1：采用icb1fl02g的120w節能燈電路圖。

    英飛凌科技公司推出的一款用于熒光燈和大功率節能燈電子鎮流器的控制芯片icb1fl02g，包含了獨特的控制特性和全面的保護功能，可以用最少的外部元件實現單個或者多個燈管的操作。其芯片內部集成了pfc控制器和半橋控制部分，并且針對t5燈管的特殊要求進行了優化。針對燈管的保護功能有：可編程預熱以延長燈管壽命、壽命終了保護(eol)、容性模式保護、燈管整流效應和直流狀態保護、燈管移除保護，以及點燈電壓保護。

    icb1fl02g共有兩個功能模塊，第一個功能模塊是boost pfc電路的控制，第二個功能模塊是半橋逆變電路的控制。在pfc控制電路中，這款芯片工作在臨界導通模式，并內置了數字式的pi濾波器。與傳統的控制芯片相比(例如tda4863)，它減少了兩個引腳。在半橋逆變控制電路中，用于驅動半橋高壓側浮地mosfet的驅動是利用了芯片集成的空心變壓器這種專利技術，使得高低壓隔離能力達到了900v，滿足了一些特殊規格的需要。鎮流器的預熱頻率、預熱時間和燈管工作頻率只需要外部電阻就可以設定。高度集成化也使得在大功率節能燈應用中的緊湊化成為可能。

    120w節能燈設計

    接下來以一款歐司朗公司的120w節能燈為例，詳細闡述其設計過程。電路原理圖如圖1所示。鎮流器的一般參數設定如表1所示：

    圖2：icb1fl02在pfc極的保護。

    當主輸入信號接入后，電流流經r1和r2給電容c7和c7-1充電，此刻芯片消耗的電流典型值在100μa以下，直到供電電壓vcc達到10v。超過此電壓后，管腳res端會輸出一個20μa的電流，用于檢測低壓側燈絲的存在。只要res腳的電壓低于1.6v就認為燈絲是完好的。同時高壓側從pfc輸出電容c2那里，會有一個電流通過電阻r15和r16流向高壓側燈絲，然后此電流通過電阻r17、r18和r19流入lvs1。當電流大于15μa時燈絲就被視為完好的。當此芯片用在單燈管的節能燈時，需要把不用的lvs腳接地，以屏蔽此檢測功能。檢測無異常，則芯片進入正常工作狀態，半橋驅動電路開始工作。

    pfc極工作原理及設計

    在逆變橋運行的同時，pfc boost轉換器中的q1也開始工作。工作原理與傳統臨界導通模式下的控制芯片并無很大差異，只是在負載減小到一定程度后，會最終進入斷續模式(dcm)。何時進入dcm取決于內部數字pi濾波器的輸出。開關工作在零電壓開通模式，其工作頻率隨輸入電壓而變化。pfc電感可由以下3個公式中的最小值來確定。

    圖3：從啟動到穩態工作的頻率和燈電壓變化。

    最低輸入電壓時：

    最高輸入電壓時：

    輕載進入dcm時：

    其中pfc效率ηpfc為0.95，ton_max為ic內部固定，為23.5μs。pfc擁有完善的保護功能，涵蓋了pfc過壓、欠壓、開環及過流保護。其保護框圖如圖2所示。因此在選擇pfc極電壓和電流采樣電阻時，要注意其相對應的保護門限。