探讨新型节能荧光灯的调光

——对话IR高级市场应用工程师黄赞

国际整流器公司日前推出用于节能调光荧光灯镇流器应用的IRS2530D和IRS2158D 600V控制IC。IRS2530D DIM8™是一种采用紧凑型8管脚尺寸半桥式驱动器的独特线性调光镇流器控制IC。新器件提供了一种以多级和三路紧凑型荧光灯（简称CFL）应用取代低效白炽灯泡的竞争解决方案。新品发布媒体见面会上媒体与IR高级市场应用工程师

黄赞就新型节能荧光灯调光问题进行了对话，供大家参考。

记者：调光10％是否意味着可以节省10％ 的电能？

黄赞：调光达到10％ 时，节省电能大概可以达到 30－35％。

记者：IR 的调光IC 与温度有无直接的关系？

黄赞：因为IR的调光IC受电流的控制，所以并不受温度影响。一般来说，温度改变的时候，我们看到的荧光灯光线的变化，是因为里面的电流出现变化，但是我们的IC通过闭环来恒定电流，所以光线的变化是不明显的。

记者：自动调光是否会受到温度的影响？

黄赞：自动调光主要是通过微处理器（MCU）对光或者温度来检测，然后给IC输出一个DC的信号，然后这个IC对输入的信号和灯的输出信号进行比较，以便让它们相匹配。如果微处理器的输出信号有变化，温度就会有变化；如果微处理器输出一个恒定的直流，这边就会输出一个恒定的交流。

记者：IR新推出的这两个IC是用于自动调光，还是手动调光？

黄赞：都可以。因为之前谈到过，会取一个直流的调光信号，然后让灯管的亮度随时变化。客户可以自己选择这个直流信号，我们之所以有不同的板用同一个IC，因为我们用不同的办法来产生调光电压输入到IC里。

记者：可调光的IRS2530D和没有调光功能的IRS2520D相比，在成本上提高了多少百分比？

黄赞：IRS2520D是我们的第二代产品，IRS2530D是第五代产品，所以成本得到了进一步控制，两款产品的成本比较接近，在用量比较大的情况下，提高了10％左右。

记者：使用IR产品需要哪些外围器件？需要增加MCU吗？

黄赞：在无调光功能的控制IC中，大部分外围器件都是必需的。就外围器件而言，首先需要在主要的电感上添加绕组，不过这并不能算增加元件。还需要增加几个小的电容和电阻，总数不到10个。

就MCU而言，需要看调光的模式。在开关调光中需要MCU，在三相调光或直流调光中都不需要MCU。

记者：IRS2158D是否比IRS2530D的价格高一些？

黄赞：是的，因为它们针对的市场不一样。IRS2530D针对比较低端的应用，CFL可以做的非常小，可以放在CFL的base里，而IRS2158D有16个管脚，所以很难放在CFL的base里，从成本上来说也不适合放进去。

记者：如果用户已经有了IRS2530D之前的不可调光的产品，那么是否只需要换个芯片即可将其替换为IRS2530D？

黄赞：可以。我们有的客户之前购买的是IRS2520D，当他们看到IRS2530D的时候，他们认为二者价格比较接近，所以就愿意全部购买IRS2530D，这样无论可调光还是不可调光的产品，都可以使用一个平台。

记者：目前IR提供的这种比较简单的调光方式是否降低了生产难度？

黄赞：确实降低了生产难度。就CFL来说，元件越多，就越难把它放在小的base里，而且CFL的发热量是个很大的问题。另外，在IRS2530D之前，需要使用大的14－16管脚IC，或者8管脚IC外加大的运算放大器，而运算放大器的问题在于，它需要供电，而且会漂移，所以跟IC的互相配合比较难。而IRS2530D解决了这些问题，不仅控制了外围元件数量，而且把运算放大器放在了IC里。

记者：请介绍一下新闻稿中提到的可编程预热时间、可编程报废保护和故障计数器的作用。

黄赞：可编程预热时间：在荧光灯启动的时候，需要首先对灯丝预热，然后再用高压击穿它让它发光，所以预热时间非常重要。如果预热时间不够，灯丝会在冷的状态下激发，会造成损害；如果预热时间过长，灯丝会加热到白热的程度，也会造成灯管的黑头。所以我们的IC都会实现预热时间的可编程，让用户根据灯丝和外围元件选择较合适的预热时间。

可编程报废保护：报废保护是国际上通行的一种做法，是指当灯管即将报废的时候，对镇流器进行保护。它应用于T5以及比T5更细的灯管上。因为很细的灯管在即将报废时，会在末端产生高热，带来危险。我们的可编程报废保护，是指我们的IC会检测到灯管电压的不正常，并把它关掉，这样就不会产生灯管末端过热的情况。

一般来说，故障计数器的大部分IC的内部有一个比较器，可以检测到过压，如果出现问题就可以关掉IC。但是它带来的一个问题就是，万一有很大的杂波，或者交换灯管产生噪音时，就会让镇流器错误地关闭。在IRS2158D，以及我们之前的IRS2168D中集成的计数器，一定要有65个周期的过压才会关闭镇流器，这样的话短暂的噪音不会产生影响。

记者：目前的荧光灯的芯片和灯管都是一体的，如果灯坏了，需要更换所有元件，造成了浪费。IR的产品是否可以做到芯片和灯管的分离？

黄赞：目前我们有一种pin-based CFL，即灯管后面伸出4个管脚或2根连接线，可以插进去。我们在其中的一个管脚上集成了检测灯丝的功能，如果灯管坏掉，只要把灯管换上，会自动检测到灯丝，然后重启。目前我们新推出的这两个IC都可以实现这个功能。

记者：IR在荧光灯市场中的占有率是多少？

黄赞：我们在使用IC的荧光灯市场中拥有一半左右的占有率，像欧司朗、TCP等公司都使用了我们的芯片。但是由于目前使用IC的荧光灯比较少，所以我们在整个荧光灯市场所占的份额比较少，大约5％。未来的荧光灯一定会越来越多地使用IC。目前不使用IC的荧光灯都使用磁环设计，所以成本非常低，但是可靠性非常差。美国政府已经出台新的政策，制订了新的标准，澳大利亚已经取消了白炽灯，出台了更多的强制性政策来保证荧光灯的性能，为此只能使用IC。现在IC已经取得了飞越性的发展。

记者：刚才您提到通过电力线发送信号到镇流器，是否意味着未来镇流器都需要有一个类似MCU的控制器，才能收到信号并转换为控制系统？

黄赞：这种情况的实现方法有很多种，用电力线输送信号只是其中的一个办法。不一定需要用MCU，因为就是在电力线上传过来一个高频信号，只要通过一个简单的高频滤波，就可以检测信号，然后可以用模拟的办法转化成调光信号。也可以在用电高峰的时候，直接通过电压的微弱下降来检测。如果要使用MCU，现在也有很多价格较低的6个管脚的MCU。

记者：IR的芯片是否可以达到目前市场上节能灯的发光效能？

黄赞：可以。因为发光效能主要取决于灯的设计，镇流器只要使用合适的电流驱动，它的发光效能基本上可以达到白炽灯的4到5倍。

记者：如何区别荧光灯是否使用了IC？

黄赞：一般来说，无调光的荧光灯使用IC比较少，因为IC是针对高端的产品，可调光的荧光灯中基本上都使用了IC。

记者：如果想要实现荧光灯的可调光功能，是否必须使用IC？有没有其它方式来实现这个功能？

黄赞：也可以用其它方式来实现调光的功能，比如可以通过在磁环中强制关掉某部分的开关来改变脉宽，实现调光，但是对三极管的损害非常大，可靠性较低。

记者：如果需要将不可调光的荧光灯换成可调光荧光灯，除了需要更换灯泡外，是否需要换开关？

黄赞：调光的方式有多种，如果采用的是3路CFL，或者可控硅，则需要更换开关；如果使用的是开关调光，则不需要更换开关，只需要将开关快速地关掉再打开，即可进入下一级调光，一共有4级。

记者：请解释一下3路CFL和模拟调光。

黄赞：模拟调光是指在外围使用1到10伏的直流输入来进行调光，有的使用0到5伏，由于是模拟电压，所以称之为模拟调光。

3路CFL是通过不同的灯丝来实现的。如果使用的是白炽灯，3路调光的实现方法是，里面有一个小开关，有3个触点，每次旋转开关时，会更换到下一个触点。与传统的白炽灯不同的是，它有两根灯丝，在第1路的时候，点亮第1根灯丝；在第2路时，点亮第2根灯丝；转换到第3个触点时，两根灯丝都点亮，这样提供了3个不同的亮度。我们在荧光灯中的目标是，只使用1个灯管，但是我们也检测3个不同的触点，从而提供不同的亮度。3路CFL用于已经有3路开关的用户，方便他们将白炽灯替换为荧光灯。

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