IR2520D型鎮流控制集成電路
    國際整流器公司的IR2520D是為了克服用分立元件設計的自振式鎮流器的缺點，同時保持成本低而設計的高壓集成電路，用于驅動CFL燈或者用于尺寸小的鎮流器。IR2520D包含預熱、點燃、正常運作、CFL燈故障保護、交流電網低電壓保護等等必不可少的功能，以及600 V半橋電路的高壓邊和低壓邊驅動器。雖然IR2520D集成了許多功能，它只有八個引出腳，使用標準的SO8或者DIP8封裝，可以把整個鎮流器的元件數量減少到最多只有二十個元件。

    圖1是IR2520D的方塊圖。這種器件的核心部份是電壓控制振蕩器（VCO），可以在外面把頻率調節到最低（Fmin），并且有一個從0 V到5 V的模擬電壓輸入。這個集成電路包含適應式零電壓切換（ZVS）和非零電壓切換（non-ZVS）保護。IR2520D的一個最大優點是，它里面有電流波形系數控制的關機功能，不需要感測電流的高精度電阻器，這個電阻器一般是用于檢測電流過載。這只集成電路用VS引腳和半橋電路低壓邊MOSFET晶體管的RDSon進行電流過載保護，以及檢測非零電壓切換狀態。在器件里面的600 V FET晶體管把VS引腳連接到VS感測電路上，而且在LO引腳處在高電平時，可以精確地對VS 引腳進行測量，同時在開關周期的的另一半、在高壓邊FET晶體管導通、VS處于直流母線的電位時，可以承受直流電源母線的高電壓。

用IR2520D進行設計
    用IR2520D進行的設計是非常簡單的，因為它只有兩個控制引腳：VCO （振蕩器的輸入電壓為直流0-5 V ）和FMIN。在把設計成用于功率不同的燈時，只需要修改幾個外接元件。

    FMIN引腳通過一只電阻器（RFMIN）接地。這個電阻器的數值確定了集成電路的最低頻率FMIN和初始頻率（大約為2.5×FMIN）。 IR2520D處在正常工作狀態時，工作在最低頻率，除非檢測到非零電壓切換。 一般地講，為了在工作時保持頻率恒定不變，最低頻率要高于低Q值R-C-L電路的諧振頻率。在這種情況下，可以增大RFMIN的電阻值來降低頻率、增大燈的功率，或者減少RFMIN的電阻值來提高工作時的頻率、降低燈的功率。

    VCO引腳通過一只電容器（CVCO）接地。頻率從FMIN的2.5倍（FMAX）下降到最低頻率FMIN所需要的時間就決定于這只電容器的電容值。可以增大電容器的電容值來增加預熱時間，或者降低電容器的電容值來縮短預熱時間。
　
    確定IR2520D外接元件數值的最簡單、最快方法是使用國際整流器公司的鎮流器設計輔助（BDA）軟件。新版的軟件，包括IR2520D，將在2004年12月可以從網站www.irf.com得到。BDA軟件能夠計算所有外接電阻器和外接電容器的近似值，可以在鎮流器面包板上先使用這些電阻值和電容值。然后在實驗室里通過試驗進行最后的調整，得到準確的電阻值和電容值。

利用參考設計
    為了進一步簡化和加快用新的集成電路來實現鎮流器，國際整流器公司用這個集成電路做了參考設計。這些參考設計都是電子整流器的完整解決方案，它們是針對三方面的應用：一種是用于交流220 V、26 W/螺旋形CFL燈鎮流器 ；一種是用于交流120 V、6W /螺旋形CFL燈鎮流器； 另一種是用于交流230 V、25 W燈的小型鎮流器。這些參考設計只供評價使用。這些參考設計未經電磁干擾（EMI）測試或者其他認證測試，要得到可以用于生產的產品，需要進行審查，最后把設計定下來。

    這些參考設計的電路布置和元件是相似的──每種參考設計的電路都有必要的功能用于燈的預熱、點燃、正常運作，而且都有電磁干擾濾波器以及整流器。我們現在來詳細地看看其中的一種參考設計── IRPLCFL5E型CFL鎮流器，它是用于輸入電壓為交流220 V的26W/螺旋形燈。

電路簡介
圖2是IRPLCFL5E參考設計的電路圖。這個參考設計的主要特點如下：
* 正常工作頻率可以調節
* 預熱時間可以調節
* 燈絲斷路保護和無燈保護
* 不能點燃和不能啟動保護
* 交流電網電壓過低保護

    如圖1中的方塊圖所示，鎮流器中包含一個熔斷絲、電磁干擾濾波器、輸入整流器、母線電容器、半橋電路、控制和輸出級。輸出級是由電感器LRES和電容器CRES組成的普通諧振電路 。整個電路是圍繞鎮流器控制集成電路IR2520D設計的，其中，IR2520D所起的作用是調節預熱時間，調節正常工作頻率從而設定燈的功率，并產生頻率為FMIN的2.5倍的高啟動頻率，以避免燈出現一閃一閃的現象，在燈絲出現開路時提供電容性保護，在不能點燃和沒有燈時通過電流波形系數提供保護。

    來自交流電網的輸入電壓經過整流后形成母線電壓，大約為300 V。啟動電阻器Rsupply1和Rsupply2的數值取為在電壓過低保持（UVLO）期間能夠提供微小功率的電流。當VCC超出“ UVLO+ 閾值”時，IR2520D開始產生振蕩，充電泵電路（CSNUB、DCP1和DCP2） 為VCC提供電流，VCC引起里面的15.6 V齊納二極管起電壓調節作用。IR2520D鎮流器控制集成電路控制著半橋電路的頻率以及鎮流器的狀態和保護方式，例如燈的預熱、點燃、交流電網電壓過低保護以及燈/鎮流器出現故障時的保護。

功能簡介
    圖3是啟動、預熱、點燃和正常運行期間燈兩端的電壓以及諧振電感器LRES上的電流。當電源接通時，IR2520D進入低壓保持（UVLO）狀態。UVLO保持一個非常小的供電電流（< 200 μA），保證這個集成電路充份發揮它的作用，然后將高壓邊和低壓邊輸出驅動器啟動。在UVLO期間，高壓邊驅動器和低壓邊驅動器的輸出（LO和HO）都是低電平， VCO引腳的電壓下降到和公共端一樣，把啟動頻率重新設定為最高頻率。一旦VCC達到啟動閾值電壓（UVLO+），IR2520D 接通，半橋電路中的FET晶體管開始振蕩。這個集成電路進入頻率掃瞄狀態。在啟動時，VCO是 0 V，頻率非常高（大約是FMIN的2.5倍）。這樣可以在啟動期間減少電壓尖脈沖，減少燈出現一閃一閃的現象。頻率慢慢下降到鎮流器的高Q值輸出級電路的諧振頻率，引起燈上的電壓和燈的電流增大。在這個時候，燈絲預熱到發光的溫度，目的是保證燈的壽命很長。頻率一直下降到燈點燃。如果成功地把燈點燃，IR2520D便進入正常工作的狀態。如果把最低頻率選擇成低于或者非常接近諧振頻率，這個集成電路工作的頻率便接近諧振頻率，并且連續地調節頻率，目的是維持半橋電路工作在零電壓切換（ZVS）狀態，并且減少FET晶體管上的功率損失。如果把最低頻率選擇成高于諧振頻率，集成電路IR2520D便工作在最低頻率。圖4是啟動過程中諧振電感器上的電流和燈絲兩端的電壓。圖5是在正常工作時，VS （HB）的電壓、燈兩端的電壓和燈的電流。

出現故障時的工作狀態
    在出現燈絲開路、不能啟動、燈失效這類故障或者沒有燈時，IR2520D進入故障運行狀態。在這個狀態， 振蕩器停止振蕩。為了讓集成電路IR2520D回到預熱方式，VCC必須在低于和高于 UVLO 閾值之間周期性地改變。這是通過重新接通電源來做到的。在交流電網電壓過低的情況下，IR2520D會自動地提高頻率，保持鎮流器工作在零電壓切換狀態。這樣，在交流電網電壓過低的情況下，鎮流器便工作在功率較低的狀態，當電網電壓又上升時，便工作在功率為正常的狀態。

小結
    新的高壓集成電路IR2520是為了幫助工程師們設計先進的鎮流器解決方案，與以前的控制器/MOSFET和自振式雙極型晶體管鎮流器相比，用IR2520設計的鎮流器有著很多的優點。
    為了便于開展應用開發工作，工程師們可以運用國際整流器公司的鎮流器設計輔助（BDA）軟件，迅速地選擇必不可少的外接元件。利用新的鎮流器參考設計，并與鎮流器設計輔助（BDA）軟件結合起來，可以進一步簡化和加快新型鎮流器的開發、樣機制造和完成產品的過程。
Diagrams

Fig 1 - IR2520D的方塊圖

圖2 - IRPLCFL5E 的電路圖

圖 3　在啟動時、預熱、點燃和正常工作時，燈兩端的電壓（黃色波形）和諧振電感器中的電流（綠色波形）。

圖 4　在啟動時，燈絲兩端的電壓（黃色）和諧振電感器中的電流（綠色）。