LIGHTING 1 - GENNAIO/FEBBRAIO 2013
VIII
Lighting
PFC è obbligatorio.
L’ingresso sul mercato di controllori ballast altamen-
te integrati, che abbinano circuiti logici e di pilotaggi
-
come ad esempio IRS2526DS - ha permesso ai proget-
tisti di eliminare numerosi componenti discreti e sem-
plificare il progetto del ballast. Un componente simile,
IRS2580DS, integra anche il circuito di correzione del
fattore di potenza sullo stesso chip, proponendosi quin-
di come una soluzione a singolo chip per applicazioni a
elevata potenza offerta in un package compatto a 8 pie-
dini tipo SOIC Combo 8.
Nella figura 1 è illustrato uno degli approcci più diffu-
si per alimentare lampade a fluorescenza fino a 26 W.
Questo intervallo di potenze copre tutto l’intervallo
di applicazioni delle lampadine di uso domestico fino
all’equivalente di un lampadina a incandescenza da 100
W e non richiede il PFC obbligatorio. Il ballast deve es-
sere anche in grado di gestire il preriscaldamento del
filamento della lampada, il controllo della tensione di
innesco a valore costante e la protezione di fine vita. Il
circuito di controllo indicato può essere realizzato usan-
do un singolo circuito integrato alloggiato in un package
Mini-8 SOIC8N.
Il dispositivo IRS2526DS integra la circuiteria di control-
lo del mezzo ponte (half bridge) da 600 V, che lavora
con un duty-cycle del 50% e con un tempo morto fisso
non sovrapposto e a una frequenza variabile per pilota-
re il circuito di uscita della lampada in modo risonante.
Esso contiene anche un oscillatore controllato in tensio-
ne (VCO, Voltage-Controlled Oscillator) a elevata pre-
cisione che viene pilotato da un singolo pin di ingresso
analogico per impostare le diverse frequenze di lavoro
del ballast. È anche prevista una completa circuiteria di
protezione dai guasti, che protegge da eventi quali l’in-
terruzione dell’alimentazione da rete, cali di tensione
(
brown-out), mancato innesco della lampada e rottura
del filamento della lampada, oltre al riconoscimento del-
la condizione di fine vita.
Lo stadio di pilotaggio del mezzo ponte produce un’on-
da quadra ad alta tensione che alimenta il tank risonante
e la lampada. La frequenza dell’onda quadra parte all’i-
nizio da un valore elevato per preriscaldare i filamenti
della lampada, e viene poi ridotta, seguendo la curva
di risonanza, per accendere la lampada, per poi infine
posizionarsi a un valore più basso per il funzionamento
normale.
Questa sequenza è controllata attraverso la tensione
di ingresso del VCO, che parte da un valore elevato
durante il preriscaldamento e viene poi ridotta dol-
cemente a valori più bassi per l’innesco e il funziona-
mento normale.
Tecnica di dithering della frequenza
Il controllore sfrutta anche una tecnica innovativa per
ridurre le dimensioni e il costo del filtro EMI tramite
l’allargamento spettrale, che riduce i picchi di interfe-
renza generati dal circuito risonante, operante in moda-
lità commutata.
Questa tecnica è implementata usando una funzione di
dithering della frequenza, che varia linearmente la fre-
quenza al di sopra e al di sotto un livello nominale, su
base continua, a una data velocità di dithering. Il circui-
to della frequenza di dither, illustrato in figura 2, inclu-
de due generatori di corrente di verso opposto (I
source
e
Fig. 4 - Tensione del semiponte (curva rossa), corrente nella lampada (curva verde) e tensione della lam-
pada (curva gialla) durante il funzionamento con dithering massimo e minimo