綠色照明

前言

本書是作者繼《電子節(jié)能燈與電子鎮(zhèn)流器設(shè)計與制造》之后所推出的另一本書，著重介紹各類節(jié)能光源所用的驅(qū)動與控制芯片以及提高電路功率因數(shù)的芯片。目前已有各種各樣的節(jié)能照明器件面市，與之相應(yīng)的也有各種各樣的驅(qū)動與控制集成芯片出現(xiàn)，在《電子節(jié)能燈與電子鎮(zhèn)流器設(shè)計與制造》一書中，由于篇幅的限制，只能有選擇地介紹一些芯片，不可能羅列出所有的節(jié)能照明器件的驅(qū)動與控制芯片，更無法涵蓋許多知名照明公司的驅(qū)動與控制芯片，介紹時難免掛一漏萬，顧此失彼。為了彌補這一缺陷，特編寫本書，它是前一本書的姊妹篇，對前一本書是一個很好的補充。首先，為了閱讀和分析芯片方便起見，在介紹各種芯片之前，作者把各類集成電路（IC）一些共性的、基礎(chǔ)性的問題單獨抽出來，列為第1章，作為全書的基礎(chǔ)。這樣在介紹各類芯片時，可以直接引用該章內(nèi)容，有利于用較少的篇幅把問題講清楚，收到事半功倍的效果。此外，有些問題涉及的理論較多且深，放在具體芯片介紹中，會使讀者抓不住要領(lǐng)，掩蓋了要弄清楚的主要內(nèi)容。由于這一原因，不少技術(shù)資料中對這類問題都略而不談，直接給出結(jié)論或公式而沒有詳細的分析和推導(dǎo)。由于沒有談到問題的來龍去脈，讀者難免會有一種將信將疑的感覺。再有，由于國外資料原作者的理論水平參差不齊，對某些問題的分析和說明在不同的資料中有時并不完全一樣，存在一些歧義，或者，還可能有一些錯誤。我們在第l章將一些共性問題單獨抽出來，展開來加以討論，就能夠較為容易地把問題講清楚、講透徹，幫助讀者從根本上弄清楚它，并澄清某些資料中可能存在的錯誤概念。其次，作者在介紹各類芯片時，力求避免現(xiàn)有的出版物常犯的毛病，即從網(wǎng)上照搬照抄資料，不分析、不消化，內(nèi)容上雜亂無章，使讀者抓不住要領(lǐng)；有的甚至把錯誤的內(nèi)容照搬不誤，這樣做，實際上是對讀者不負責(zé)任。為此，作者通過對各個公司同類功能芯片的技術(shù)資料反復(fù)進行分析類比、相互印證，篩選歸納，理清頭緒，然后才按一定的方式逐一介紹。介紹時，盡量采用統(tǒng)一的專業(yè)術(shù)語，使各個公司的產(chǎn)品彼此有聯(lián)系、有比較、有補充，讀起來不是支離破碎、雜亂無章的，而是有條理、有系統(tǒng)的，彼此聯(lián)系。這樣做的好處是讀者可以學(xué)到舉一反三的本領(lǐng)，同時也有助于澄清不同公司技術(shù)資料中出現(xiàn)的一些錯誤。第三，對各類芯片，著重從如何使用的角度加以介紹，講清使用芯片的方法，幫助讀者學(xué)會這些方法，正確地選用各個引腳上的外接元器件的參數(shù)。讀者有了這種本領(lǐng)后，在遇到新的芯片時，即使本書中沒有介紹，也能夠根據(jù)廠商提供的資料自如地使用這些芯片。

內(nèi)容概要

　　《綠色照明：新型集成電路工作原理與應(yīng)用》是《電子節(jié)能燈與電子鎮(zhèn)流器設(shè)計與制造》一書的補充，著重介紹各類節(jié)能光源所用的驅(qū)動與控制芯片以及提高電路功率因數(shù)的芯片。為閱讀和分析各類芯片，作者把各類芯片一些共性的、基礎(chǔ)性的內(nèi)容單獨抽出來作為一章，為讀者閱讀芯片打下基礎(chǔ)，以收到事半功倍的效果?！　　毒G色照明：新型集成電路工作原理與應(yīng)用》涵蓋的內(nèi)容廣泛，資料翔實，技術(shù)新穎，具有很強的參考價值，可供電光源行業(yè)從事研發(fā)和生產(chǎn)的工程技術(shù)人員閱讀使用，并可作為大專院校電光源專業(yè)、電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)師生的教學(xué)參考資料。

書籍目錄

第1章 有關(guān)電子鎮(zhèn)流器IC的基礎(chǔ)知識 11.1 概述 11.2 IC中的欠電壓封鎖及低壓電源的取得 21.3 計算IC工作頻率的三要素法 51.4 電感線圈參數(shù)的計算 81.4.1 錳鋅鐵氧體磁性材料的一般特性 91.4.2 磁感應(yīng)強度的計算公式 141.4.3 磁芯氣隙對磁感應(yīng)強度的影響 151.4.4 線圈中電流的計算及線徑的選擇 191.5 有關(guān)運算放大器的基礎(chǔ)知識 231.5.1 理想運算放大器和反相放大器 231.5.2 比較器 241.5.3 鏡像電流源 251.6 運算放大器中反饋網(wǎng)絡(luò)的計算及波特圖 261.6.1 線性系統(tǒng)的傳輸函數(shù)、零點和極點、波特圖 261.6.2 單零點、單極點的幅頻特性、相頻特性波特圖示例 281.6.3 PFC控制器中加反饋(補償)網(wǎng)絡(luò)后電壓、電流誤差放大器的分析 311.6.4 PFC控制器IC中跨導(dǎo)型電壓、電流誤差放大器的分析 331.6.5 PFC電路中電流放大器及電壓放大器補償網(wǎng)絡(luò)的計算舉例 34第2章 緊湊型熒光燈控制驅(qū)動IC 402.1 高壓自振蕩驅(qū)動電路L6569/L6571 402.1.1 L6569/L6571A/B的特點 412.1.2 L6571A/B的方框圖及各引腳功能 412.1.3 用L6569/L6571A/B組成的節(jié)能燈電路 432.2 緊湊型熒光燈專用芯片UBA2024 462.2.1 UBA2024的方框圖及各引腳功能 462.2.2 UBA2024工作的說明 472.2.3 UBA2024應(yīng)用電路中元器件參數(shù)舉例 502.3 緊湊型熒光燈專用芯片F(xiàn)AN7710 502.3.1 FAN7710的主要特點 502.3.2 FAN7710的引腳功能 512.3.3 FAN7710的應(yīng)用電路及其工作分析 512.3.4 FAN7710工作說明 522.4 自振蕩鎮(zhèn)流器控制器IR2520D 552.4.1 IR2520D的方框圖及各引腳功能 552.4.2 IR2520D電路的功能說明 572.4.3 適應(yīng)不同燈管的設(shè)計步驟 602.4.4 IR2520D電路的調(diào)整 612.5 自振蕩鎮(zhèn)流器控制器UBA2021 612.5.1 鎮(zhèn)流器控制器UBA2021的引腳名稱及功能 622.5.2 用鎮(zhèn)流器控制器UBA2021組成緊湊型熒光燈 622.5.3 UBA 2021電路的工作原理 632.5.4 有關(guān)UBA2021外接元器件的設(shè)計公式 662.5.5 用UBA2021組裝的58W熒光燈管的電子鎮(zhèn)流器 672.6 電子鎮(zhèn)流器控制器KA7541 692.6.1 KA7541的引腳名稱及功能 692.6.2 KA7541各部分的工作說明 702.6.3 KA7541的應(yīng)用電路 74第3章 電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)校正控制器IC 773.1 有源功率因數(shù)校正(APFC)的基本原理 773.1.1 電流諧波含量的影響 783.1.2 APFC的基本原理介紹 793.1.3 峰值電流控制APFC控制器的工作原理 813.1.4 固定開通時間的APFC控制器工作原理 823.1.5 固定開關(guān)頻率平均電流型APFC控制器 833.2 臨界導(dǎo)通模式峰值電流控制型APFC控制器IC FAN7527B 843.2.1 FAN7527B的特點 843.2.2 FAN7527B的方框圖及各引腳功能 843.2.3 FAN7527B各功能塊的工作說明 853.2.4 線路元器件的設(shè)計 893.3 峰值電流控制APFC控制器L6561/L6562 973.3.1 L6562的方框圖及特點 983.3.2 影響THD降低的因素 993.3.3 用L6562作控制器的升壓變換器 1003.3.4 使用APFC IC的一些經(jīng)驗 1023.4 其他有代表性的峰值電流控制型APFC控制器 1043.4.1 APFC控制器MC33262/MC34262 1043.4.2 APFC控制器MC33232 1073.4.3 APFC控制器MC33368 1073.4.4 臨界導(dǎo)通模式的APFC IC的一些最新進展 1113.5 固定開通時間的APFC控制器FAN7529/FAN7530 1123.5.1 固定開通時間APFC控制器FAN7529/FAN7530的方框圖 1123.5.2 FAN7529/FAN7530各部分的功能及作用 1133.5.3 FAN7529/FAN7530的應(yīng)用電路 1173.5.4 臨界導(dǎo)通模式APFC電路的優(yōu)缺點 1193.6 其他有代表性的固定開通時間的APFC控制器 1203.6.1 不帶乘法器的APFC控制器SG6561 1203.6.2 固定開通時間零電流開關(guān)APFC控制器UC1852/UC2852/UC3852 1203.7 斷續(xù)導(dǎo)通模式APFC控制器NCP1601A/B 1253.7.1 NCP1601的各引腳名稱及功能 1253.7.2 NCP1601各部分的工作說明 1263.7.3 NCP1601的應(yīng)用電路 1323.8 固定頻率平均電流型連續(xù)導(dǎo)通模式APFC控制器的工作原理 1343.8.1 固定頻率平均電流型連續(xù)導(dǎo)通模式APFC控制器的結(jié)構(gòu)組成 1343.8.2 增益調(diào)制器的輸入信號 1353.8.3 固定頻率平均電流型連續(xù)導(dǎo)通模式APFC控制器中PWM的工作原理 1363.9 固定頻率平均電流型APFC IC芯片UCC1817/UCC1818、UCC2817/UCC2818、UCC3817/UCC3818 1383.9.1 固定頻率平均電流型APFC IC芯片UCC1817/UCC1818、UCC2817/ UCC2818、UCC3817/UCC3818的方框圖 1383.9.2 增益調(diào)制器的輸出電流及增益因子K 1393.9.3 UCC1817各引腳的功能 1393.9.4 UCC3817/ UCC3818的應(yīng)用電路 1423.9.5 運算放大器(電流或電壓)補償網(wǎng)絡(luò)元器件的計算 1423.10 固定頻率平均電流型APFC IC芯片UC1854/UC2854/UC3854及UC2853A 1453.10.1 固定頻率平均電流型芯片UC1854/UC2854/UC3854 1453.10.2 固定頻率平均電流型APFC IC芯片UC2853A 1483.11 固定頻率平均電流型APFC控制器FAN4810、ML4821 1503.11.1 固定頻率平均電流型連續(xù)導(dǎo)通模式APFC控制器FAN4810 1503.11.2 固定頻率平均電流型APFC控制器ML4821 1543.12 固定頻率平均電流型APFC控制器IR1150 1593.12.1 IR1150的方框圖及功能說明 1593.12.2 固定頻率平均電流型連續(xù)導(dǎo)通模式APFC控制器匯總 1603.12.3 閱讀和分析固定頻率平均電流型APFC控制器電路圖的方法 161第4章 直管熒光燈控制驅(qū)動IC 1634.1 概述 1634.2 電子鎮(zhèn)流器控制驅(qū)動器IR2156 1654.2.1 IR2156的方框圖和特點 1664.2.2 IR2156的各引腳名稱及功能 1674.2.3 IR2156的功能說明 1674.2.4 電路元件的選擇 1714.3 電子鎮(zhèn)流器控制驅(qū)動器IR2157/IR21571 1724.3.1 IR2157的方框圖及各引腳功能 1724.3.2 IR2157的預(yù)熱啟動 1744.3.3 IC的各種保護功能及自動再啟動 1774.3.4 IR2157的低壓電源——自舉電源 1824.3.5 電源去耦旁路電容、地線在PCB布線時的一些規(guī)則 1834.3.6 IR2157應(yīng)用舉例 1844.3.7 IR21571與IR2157的區(qū)別 1844.4 APFC與鎮(zhèn)流器控制器組合芯片IR2166 1854.4.1 IR2166電路的特點 1854.4.2 IR2166的方框圖及各引腳功能 1864.4.3 IR2166鎮(zhèn)流器控制與驅(qū)動部分 1874.4.4 IR2166的PFC部分 1884.4.5 IR2166的應(yīng)用電路 1894.5 電子鎮(zhèn)流器控制器芯片UBA2014 1914.5.1 UBA2014的方框圖及其各部分的功能 1914.5.2 UBA2014電路的工作原理 1934.5.3 UBA2014的應(yīng)用電路 1944.6 高壓自振蕩鎮(zhèn)流器控制器FAN7544 1954.6.1 FAN7544的引腳名稱及功能 1954.6.2 FAN7544電路的工作模式 1954.6.3 FAN7544的應(yīng)用電路 1984.7 鎮(zhèn)流器控制器FAN7711 1994.7.1 FAN7711的引腳名稱及功能 1994.7.2 FAN7711的應(yīng)用電路及工作原理 2004.7.3 用FAN7711組成的高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器電路 2014.8 PFC與鎮(zhèn)流器控制器的組合芯片L6585D 2034.8.1 L6585D的特點及引腳功能 2034.8.2 用L6585D組成的電子鎮(zhèn)流器及其工作說明 2044.9 PFC與鎮(zhèn)流器控制器的組合芯片IRS2168D 2094.9.1 IRS2168D的特點 2094.9.2 IRS2168D的方框圖及各引腳功能 2094.9.3 IRS2168D的應(yīng)用電路及說明 2114.9.4 鎮(zhèn)流器控制器部分的工作說明 2114.9.5 PFC部分的工作說明 216第5章 可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器控制驅(qū)動IC 2185.1 概述 2185.2 高壓自振蕩鎮(zhèn)流器控制器L6574 2195.2.1 L6574的方框圖及各引腳功能 2195.2.2 L6574各部分的工作說明 2215.2.3 L6574的應(yīng)用電路 2255.3 KA7543燈電流反饋調(diào)光電子鎮(zhèn)流器控制器 2285.3.1 KA7543的方框圖 2285.3.2 KA7543各部分的功能與工作說明 2305.3.3 KA7543的應(yīng)用電路 2345.4 具有調(diào)光功能的鎮(zhèn)流器控制驅(qū)動器IR2159/IR21591、IR21592/IR21593 2355.4.1 IR21592/IR21593的方框圖及各引腳功能 2365.4.2 實現(xiàn)調(diào)光功能的方法 2385.4.3 IR21592/IR21593的調(diào)光功能 2395.4.4 對觸發(fā)啟輝電流的限制 2425.4.5 用IR21592/IR21593組成的36W調(diào)光電路 2435.5 具有調(diào)光功能的鎮(zhèn)流器控制驅(qū)動器ML4833 2455.5.1 ML4833的主要特點 2455.5.2 ML4833的方框圖及各引腳功能 2465.5.3 ML4833 PFC部分的功能 2475.5.4 ML4833鎮(zhèn)流器控制驅(qū)動部分的功能 2485.5.5 ML4833的典型應(yīng)用電路 253第6章 高強度氣體放電燈控制驅(qū)動IC 2546.1 HID燈的性能和對驅(qū)動它的鎮(zhèn)流器的要求 2546.1.1 高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的結(jié)構(gòu)和特點 2546.1.2 HID燈電子鎮(zhèn)流器的特點 2566.2 用全橋驅(qū)動器UBA2030T/UBA2032T組成的HID燈鎮(zhèn)流器 2576.2.1 UBA2030T/UBA2032T的性能及特點 2576.2.2 UBA2030T的功能說明 2586.2.3 UBA2030T的應(yīng)用電路 2596.2.4 HID燈在汽車前燈中的應(yīng)用 2596.3 HID燈控制器UCC2305/UCC3305及其應(yīng)用電路 2606.3.1 UCC2305/UCC3305的特點 2606.3.2 UCC3305的引腳功能 2616.3.3 UCC3305的工作原理 2636.3.4 用UCC3305 HID燈控制器組成35W的直流金鹵燈電子鎮(zhèn)流器 266第7章 冷陰極熒光燈控制驅(qū)動IC 2737.1 冷陰極熒光燈的特點及用途 2737.2 冷陰極熒光燈用電子鎮(zhèn)流器芯片UBA2071/UBA2071A 2747.2.1 UBA2071/UBA2071A的方框圖和主要性能特點 2747.2.2 UBA2071/UBA2071A各部分的功能說明 2777.2.3 UBA2071應(yīng)用舉例 2857.3 冷陰極熒光燈驅(qū)動控制器UCC1972/UCC1973、UCC2972/UCC2973、UCC3972/UCC3973 2867.3.1 UCC3972/UCC3973的方框圖及各引腳功能 2877.3.2 UCC3972/UCC3973的應(yīng)用電路及其工作原理 2887.3.3 電路的設(shè)計 2917.3.4 調(diào)光技術(shù) 2947.4 諧振式冷陰極熒光燈驅(qū)動器UC1871/UC2871/UC3871 2957.4.1 UC3871的特點 2957.4.2 UC3871的應(yīng)用電路 296第8章 鹵鎢燈電子變壓器 2998.1 概述 2998.1.1 鹵鎢燈 2998.1.2 低壓型鹵鎢燈的電源 3008.2 用IC IR2161芯片組成的電子變壓器電路 3018.2.1 IR2161的特點 3018.2.2 用IR2161組成的鹵鎢燈電子變壓器 3028.2.3 用IR2161組成的電子變壓器的設(shè)計 3068.2.4 電子變壓器的開路保護 308第9章 LED驅(qū)動器IC 3109.1 概述 3109.1.1 LED的簡單介紹 3109.1.2 LED參數(shù) 3119.2 LED恒流驅(qū)動芯片Viper12/Viper22A 3129.2.1 Viper12/ Viper22A芯片的特點 3129.2.2 Viper12/Viper22A的方框圖 3139.2.3 用Viper12A組成的恒流LED驅(qū)動器電路 3139.2.4 用Viper22A組成的LED恒流驅(qū)動器電路 3179.2.5 非隔離的電源驅(qū)動LED電路 3189.3 OB2532初級控制的PWM控制器 3189.3.1 OB2532電路的特點 3189.3.2 OB2532的引腳功能 3199.3.3 OB2532的典型應(yīng)用電路 3209.3.4 OB2535/OB2536/OB2538系列 3219.4 高功率因數(shù)的PWM控制器SN03 3219.4.1 SN03的特點 3219.4.2 用SN03驅(qū)動LED的實用電路 3229.5 準(zhǔn)諧振回掃式PWM控制器OB2203 3239.5.1 OB2203的方框圖及各引腳功能 3239.5.2 OB2203的工作說明 3249.5.3 OB2203的典型應(yīng)用電路 3279.5.4 采用OB6663驅(qū)動40W以上的LED 327第10章 IC中所用的MOS場效應(yīng)管及IGBT 32910.1 MOS場效應(yīng)功率開關(guān)管的結(jié)構(gòu)和特性 32910.1.1 MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu) 32910.1.2 MOS場效應(yīng)管的靜態(tài)特性曲線 33010.1.3 MOS場效應(yīng)管的靜態(tài)參數(shù) 33110.1.4 MOS場效應(yīng)管的動態(tài)特性 33110.2 電子鎮(zhèn)流器中MOS場效應(yīng)管的選擇 33310.2.1 電子鎮(zhèn)流器中MOS場效應(yīng)管的選用 33310.2.2 MOS場效應(yīng)管的安全工作區(qū) 33410.3 MOS場效應(yīng)管的驅(qū)動 33610.3.1 MOS場效應(yīng)管的驅(qū)動原理 33610.3.2 MOS場效應(yīng)管的并聯(lián)使用 33810.4 MOS場效應(yīng)管的保護措施 33810.5 功率MOS場效應(yīng)管的最新進展 34010.6 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) 34110.6.1 IGBT的結(jié)構(gòu)及工作原理 34110.6.2 IGBT的靜態(tài)特性 34310.6.3 IGBT的開關(guān)特性 34410.6.4 IGBT的開關(guān)損耗特性 34410.6.5 IGBT的驅(qū)動 345參考文獻 346

章節(jié)摘錄

插圖：2.PFC部分電路的前面部分為PFC電路，所涉及的引腳有8、9、10、11、12、13及15等，其工作原理已在第3章討論過，這里就不重復(fù)了。值得指出的是，這部分（在IC內(nèi)部）有許多保護功能。（1）用電阻R3檢測MOS管VTl是否有過電流如其電流過大，使電阻R3上的電壓超過1.7V，則PFC開關(guān)管VTl將關(guān)斷，停止工作。（2）CTR.腳的保護功能PFC電路的直流輸出電壓經(jīng)電阻分壓后加于此腳，此腳有多種功能。①當(dāng)PFC腳輸出為過電壓時：例如在啟動時PFC腳輸出過電壓且使此腳電壓超過某一閾值時，則PFC部分將停止工作，直到CTR腳電壓下降到3.26V（典型值）以下為止。這一點很有用，因為PFC部分的誤差放大器的帶寬很窄，控制環(huán)路無法對過電壓的快速變化作出反應(yīng)。②輸出反饋斷開。上述過電壓保護功能（與PFC誤差放大器連在一起的靜態(tài)過電壓保護放大器）只能夠在“正常的”過電壓情況起到保護作用，例如負載的突然變化、線電壓改變或啟動時輸出電壓的變化。如果輸出反饋電阻分壓器的上面電阻開路，控制環(huán)路不能從輸出電壓得到反饋電壓，將迫使PFC控制器工作在最大開通時間，輸出電壓會變得很高。在發(fā)生上述情況時，IC的10腳（INV）電壓將低于1.2V，而CTR腳的電壓將高于4.63V，這時，PFC柵極驅(qū)動器會立刻關(guān)斷輸出，PFC電路不工作。③使不工作。如此腳電壓低于0.75V，可立刻將IC關(guān)斷，它是一種非鎖定關(guān)斷。在更換燈管時，可利用此腳功能，當(dāng)此腳電壓超過0.8V時，會重新啟動預(yù)熱、觸發(fā)啟輝時序。由于L6585D中嵌入了總諧波失真優(yōu)化電路，所以它的總諧波失真很低，可以和連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）下的PFC電路相媲美。

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