式中:VPK为最高峰值总线电压,可取其为400 V;
Ton(amx)为最大导通时间,其值可选取18μs;
Bmax为最大磁通密度,单位为T,其值可从制造者提供的铁氧体材料工作在1 00℃时的曲线获得;
Ae为磁芯有效截面积,单位为m2。
3)计算次级需要的匝数。次级绕组匝数NS可按式(6)计算。
式中:VO(RMS)=12V,VAC(RMS)=220 V。
IR公司在参考设计中采用Vogt或Kaschke公司环形磁芯,初级绕组78匝,次级绕
组8匝,初级与次级绕组之间利用压塑分离器隔离。
2 增强功能的电子变压器电路
2.l 带开路保护的卤素灯电子变压器电路
在空载条件下,IC脚VS上的高dv/dt将引起MOSFET发生硬开关,导致MOSFFT过热,直至其损坏。为此,可以设置如图3所示的开路保护电路。在开路情况下,ROC上的峰值电压足以使二极管Doc导通,并对电容CF充电。只要CF上的电压超过IC脚VS上的短路保护门限电平,短路保护电路则被触发,IR2161则关闭。为防止MOSFET过热,IC将进入50ms导通和1 s关断的自动重新启动模式。
2.2 利用频率调节输出电压的电子变压器电路
如果电子变压器输出电压过低,会使灯光变暗;若输出电压过高(超过12V额定值的20%),将缩短灯寿命。采用图4所示的电路提供了较好的解决方案。当输出电压过高时,在分压器电阻R6上的电压将超过IC3内部2.5V的参考值,光电耦合器IC2中光耦晶体管导通,将IC1脚VS上的电位拉低,致使工作频率升高。由于变压器T1初级漏感的作用,频率增加使输出电压降低。频率调节电路的加入,将使IR2161的短路关闭保护电路失效。为解决这个问题,加入了由VS1、G5、D7和R3组成的短路保护电路。在短路情况下,晶闸管VS1导通,将IR2161的VCC脚上的电压拉低到欠电压锁定门限电平(10.2V)以下,IC则关闭。
2.3 调光电子变压器电路
图5所示为调光电子变压器电路。其中,IC2为低成本开路集电极或漏极输出双比较器。由于IC2的加入需汲取电源电流,故IC1脚VCC外部电阻凤应由270 kΩ(3W)降低到56 kΩ。未经滤波的全桥整流输出电压通过R3和R4分压输入到IC2-1的同相端,IC2-1输出端电容CT上的电压为与AC线路电压半周期同步的锯齿波信号。该信号输入到IC2-2的同相端,IC2-2的另一个输入为电位器RP1分压的DC电压。IC2-2的输出为占空因数变化的矩形波。当IC2-2输出高电平时,通过D6将IC1脚VS上的电压上拉到短路保护电平以上,使IR2161关闭,变压器次级对灯不再施加电压。这种调光方案为后沿模式相位切断调光。通过调节RP1,可使卤素灯灯光从零到最大输出(即从O%到100%)变化,并且消除了灯闪烁。图6所示为DC总线电压和灯电压波形。
与荧光灯调光电子镇流器一样,卤素灯调光电子变压器同样可根据IEC929数字可寻址照明接口(DALI)总线通信协议,利用微控制器实现全数字调光,并且可利用同一个从属控制系统,控制多个电子变压器。