電子鎮(zhèn)流器控制器及其典型應(yīng)用
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上傳人：admin 上傳時(shí)間： 2007-02-08 瀏覽次數(shù)： 141 |
本文介紹了ML4835的結(jié)構(gòu)及特征，重點(diǎn)介紹了其工作原理和典型應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：ML4835； PFC；鎮(zhèn)流器控制； 預(yù)熱； 調(diào)光
ML4835是一種緊湊型熒光燈(CFL)鎮(zhèn)流器控制器，芯片內(nèi)部集成了PFC和鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)及控制電路。與同系列其它IC相比，ML4835的電路結(jié)構(gòu)有不少創(chuàng)新，功能也更加完善。
1. ML4835的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能與特點(diǎn)
ML4835采用20腳DIP(P20)或20腳SOIC(S20)封裝，結(jié)溫達(dá)150℃。ML4835內(nèi)部包括PFC電壓反饋放大器、PFC電流限制比較器、PFC過(guò)電壓保護(hù)(OVP)比較器、可調(diào)頻率壓控振蕩器(VCO)、燈電流誤差放大器、控制邏輯、預(yù)熱和中斷定時(shí)器、燈壽終檢測(cè)與關(guān)斷、欠壓鎖定與超溫關(guān)閉7.5V的參考緩沖輸出和輸出驅(qū)動(dòng)電路等，其內(nèi)部電路如圖1所示。
ML4835引腳功能見(jiàn)表1所列。
ML4835的啟動(dòng)門(mén)限電壓為13.5V(啟動(dòng)電壓滯后3.5V)，啟動(dòng)電流為350μA，關(guān)閉電壓為14.5V，關(guān)斷溫度為130℃。IC最大電源電流為65mA;OUTA、OUTB和PFC OUT腳DC輸出最大電流為250mA；PIFB腳的輸入電壓范圍為－3～＋2V；PEAO和LEAO腳的輸入電壓范圍為－0.3～＋7.7V，最大電流為±20mA；工作溫度范圍為0～70℃。
ML4835采用連續(xù)型升壓PFC控制電路，既可工作于峰值電流模式，也可工作于平均電流模式，功率因素高于0.99。ML4835內(nèi)的鎮(zhèn)流器控制器能提供可編程啟動(dòng)時(shí)序。一旦CFL失效，ML4835能自動(dòng)檢測(cè)并關(guān)閉。ML4835的主要特點(diǎn)如下：
●燈失效檢測(cè)與關(guān)閉；
●諧波畸變低，高效連接升壓、峰值或平均電流傳感PFC電路；
●PFC與鎮(zhèn)流器控制器的前沿與后沿同步；
●三種不同的頻率分別控制預(yù)熱、啟動(dòng)和工作；
●可編程重新啟動(dòng)；可調(diào)光；
●內(nèi)部超溫關(guān)閉；
●PFC過(guò)電壓保護(hù)；
●低啟動(dòng)電流(<0.55mA)。
ML4835采用連續(xù)型升壓PFC控制電路，既可工作于峰值電流模式，也可工作于平均電流模式，功率因素高于0.99。ML4835內(nèi)的鎮(zhèn)流器控制器能提供可編程啟動(dòng)時(shí)序。一旦CFL失效，ML4835能自動(dòng)檢測(cè)并關(guān)閉。ML4835的主要特點(diǎn)如下：
●燈失效檢測(cè)與關(guān)閉；
●諧波畸變低，高效連接升壓、峰值或平均電流傳感PFC電路；
●PFC與鎮(zhèn)流器控制器的前沿與后沿同步；
●三種不同的頻率分別控制預(yù)熱、啟動(dòng)和工作；
●可編程重新啟動(dòng)；可調(diào)光；
●內(nèi)部超溫關(guān)閉；
●PFC過(guò)電壓保護(hù)；
●低啟動(dòng)電流(<0.55mA)。
2. 功能簡(jiǎn)述
2.1 PFC控制電路
ML4835的PFC控制電路主要包含電壓誤差放大器、電流傳感比較器(無(wú)需補(bǔ)償)、積分器、OVP比較器和邏輯控制單元等。通過(guò)檢測(cè)輸出電壓和流經(jīng)電流傳感電阻RSENSE的電流實(shí)現(xiàn)PFC并通過(guò)比較誤差放大器輸出電壓和RSENSE的電壓實(shí)現(xiàn)占空比控制。圖2為ML4835的PFC原理電路圖與占空比控制定時(shí)圖。
選擇腳13與地之間的積分電容CRAMP可改變PFC的工作模式。
PFC的DC輸出電壓經(jīng)電阻分壓后輸入到腳1(PVFB/OVP)。當(dāng)燈管移開(kāi)負(fù)載突然變化時(shí)，腳1電壓只要超過(guò)2.75V，PFC輸出就中斷，但鎮(zhèn)流器電路仍繼續(xù)工作。PFC電壓反饋放大器輸出(腳2)RC網(wǎng)絡(luò)的零點(diǎn)和極點(diǎn)頻率分別為fz=1/2πR1C1和fp=1/2πR1C2。
2.2 鎮(zhèn)流器控制器電路
a.振蕩器
ML4835通過(guò)頻率調(diào)制(FM)控制輸出功率。VCO頻率范圍通過(guò)LFB放大器輸出控制。隨著燈電流的減小，LFB輸出電壓降低，引起CT充電電流增加。導(dǎo)致振蕩器頻率升高。由于鎮(zhèn)流器輸出網(wǎng)絡(luò)衰減高頻，燈功率將減小，CT的充電時(shí)間TCHG和放電時(shí)間tD1S決定了振蕩頻率：
FOSC=1/(tCHG＋tD1S)
式中，
tCHG=RTCTln[(VREF＋I(xiàn)CHGRT－VTL)/(VREF＋I(xiàn)CHGRT－VTH)]
式中，VTL、VTH分別為充電電壓低電平和高電平。當(dāng)ICHG=0時(shí)，振蕩器的最低頻率為：
FMIN
1/0.51RTCT
振蕩器啟動(dòng)頻率由下式表示：
FSTART=1/[0.51(RT/RT2)CT]
當(dāng)LFB OUT為高電平時(shí)，ICHG=0且振蕩頻率最低。預(yù)熱定時(shí)器輸出和燈反饋放大器輸出(LFB OUT)電壓控制充電電流的變化。在預(yù)熱條件下，充電電流為：
ICHG(PREHEAT)=2.5/RSET
當(dāng)LFB OUT 為0V時(shí)，充電電流(ICHG=5/RSET)最大，振蕩頻率最高。當(dāng)LFB OUT最大時(shí)，輸出頻率最低，燈功率最大。帶高Q值輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)光鎮(zhèn)流器要求采用大容量的CT和低阻值的RT，以產(chǎn)生較小的頻率偏移。這樣，放電電流設(shè)定于5.5mA。假設(shè)IT»IRT，則：
tD1S(VCO)600CT
圖3示出了ML4835振蕩器的方框圖和定時(shí)圖。
FOSC=1/(tCHG＋tD1S)
式中，
tCHG=RTCTln[(VREF＋I(xiàn)CHGRT－VTL)/(VREF＋I(xiàn)CHGRT－VTH)]
式中，VTL、VTH分別為充電電壓低電平和高電平。當(dāng)ICHG=0時(shí)，振蕩器的最低頻率為：
FMIN
1/0.51RTCT振蕩器啟動(dòng)頻率由下式表示：
FSTART=1/[0.51(RT/RT2)CT]
當(dāng)LFB OUT為高電平時(shí)，ICHG=0且振蕩頻率最低。預(yù)熱定時(shí)器輸出和燈反饋放大器輸出(LFB OUT)電壓控制充電電流的變化。在預(yù)熱條件下，充電電流為：
ICHG(PREHEAT)=2.5/RSET
當(dāng)LFB OUT 為0V時(shí)，充電電流(ICHG=5/RSET)最大，振蕩頻率最高。當(dāng)LFB OUT最大時(shí)，輸出頻率最低，燈功率最大。帶高Q值輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)光鎮(zhèn)流器要求采用大容量的CT和低阻值的RT，以產(chǎn)生較小的頻率偏移。這樣，放電電流設(shè)定于5.5mA。假設(shè)IT»IRT，則：
tD1S(VCO)
600CT圖3示出了ML4835振蕩器的方框圖和定時(shí)圖。
b. 啟動(dòng)、再啟動(dòng)、預(yù)熱和中斷
通電后，ML4835的CX以IR(SET)/4的電流充放電。Cx上的電壓從初始值0.7V上升到4.75V的時(shí)間，為燈陰極加熱時(shí)間。其間，充電電流ICHG=2.5/RSET，鎮(zhèn)流器輸出高頻電壓對(duì)燈絲預(yù)熱，但不產(chǎn)生點(diǎn)火高壓。當(dāng)預(yù)熱后，逆變器頻率降到點(diǎn)火頻率FSTART，燈兩端產(chǎn)生的點(diǎn)火高壓使燈啟動(dòng)。點(diǎn)后若未檢測(cè)到燈電流，Cx充電電流關(guān)斷。直到Cx下降到門(mén)限電壓1.25V之前，逆變器輸出關(guān)斷。燈未能點(diǎn)火或燈從插座脫落時(shí)，關(guān)閉逆變器可避免產(chǎn)生過(guò)熱。選用大阻值的Rx可以保護(hù)阻斷時(shí)間足夠長(zhǎng)。
在不同工作模式下的工作頻率見(jiàn)表2。
通電后，ML4835的CX以IR(SET)/4的電流充放電。Cx上的電壓從初始值0.7V上升到4.75V的時(shí)間，為燈陰極加熱時(shí)間。其間，充電電流ICHG=2.5/RSET，鎮(zhèn)流器輸出高頻電壓對(duì)燈絲預(yù)熱，但不產(chǎn)生點(diǎn)火高壓。當(dāng)預(yù)熱后，逆變器頻率降到點(diǎn)火頻率FSTART，燈兩端產(chǎn)生的點(diǎn)火高壓使燈啟動(dòng)。點(diǎn)后若未檢測(cè)到燈電流，Cx充電電流關(guān)斷。直到Cx下降到門(mén)限電壓1.25V之前，逆變器輸出關(guān)斷。燈未能點(diǎn)火或燈從插座脫落時(shí)，關(guān)閉逆變器可避免產(chǎn)生過(guò)熱。選用大阻值的Rx可以保護(hù)阻斷時(shí)間足夠長(zhǎng)。
在不同工作模式下的工作頻率見(jiàn)表2。
c. 燈壽終關(guān)斷
當(dāng)燈陰極發(fā)射材料耗盡時(shí)，弧光電流被整流，燈兩端產(chǎn)生高電壓。這樣，鎮(zhèn)流器變成恒流源，導(dǎo)致電流產(chǎn)生并易引起燈管破碎。CFL的燈管管徑較細(xì)，不易散熱更容易破碎。ML4835的腳12可以及時(shí)檢測(cè)燈失效等異常狀態(tài)，并能及時(shí)關(guān)斷PFC電路和鎮(zhèn)流器電路。
d. IC偏置、欠壓鎖定與熱關(guān)閉
ML4835內(nèi)部的并聯(lián)箝位電路可將VCC限制于VCCE(15V)。當(dāng)VCC低于VCCE－1.1V時(shí)，IC靜態(tài)電流低于0.55mA，輸出關(guān)斷。ML4835還含有一個(gè)溫度傳感器，在結(jié)溫超過(guò)130℃時(shí)，鎮(zhèn)流器會(huì)停止工作。
當(dāng)燈陰極發(fā)射材料耗盡時(shí)，弧光電流被整流，燈兩端產(chǎn)生高電壓。這樣，鎮(zhèn)流器變成恒流源，導(dǎo)致電流產(chǎn)生并易引起燈管破碎。CFL的燈管管徑較細(xì)，不易散熱更容易破碎。ML4835的腳12可以及時(shí)檢測(cè)燈失效等異常狀態(tài)，并能及時(shí)關(guān)斷PFC電路和鎮(zhèn)流器電路。
d. IC偏置、欠壓鎖定與熱關(guān)閉
ML4835內(nèi)部的并聯(lián)箝位電路可將VCC限制于VCCE(15V)。當(dāng)VCC低于VCCE－1.1V時(shí)，IC靜態(tài)電流低于0.55mA，輸出關(guān)斷。ML4835還含有一個(gè)溫度傳感器，在結(jié)溫超過(guò)130℃時(shí)，鎮(zhèn)流器會(huì)停止工作。
3. ML4835的典型應(yīng)用
ML4835可用于CFL或IEC T8、T4、T5、T12等直管形熒光燈，也可用于調(diào)光鎮(zhèn)流器。其典型應(yīng)用電路如圖4所示。
圖4中，ML4835內(nèi)PFC電路與T1初級(jí)繞組、開(kāi)關(guān)Q1、升壓二極管D7和輸出電容C8等組成PFC。腳16、腳17輸出的PWM脈沖通過(guò)變壓器(T2)驅(qū)動(dòng)半橋逆變器開(kāi)關(guān)Q2、Q3。T3的6、10之間的線圈用作燈檢測(cè)。R4、C26為IC電流啟動(dòng)元件。T1的次級(jí)繞組及二極管D9、D14與電容C7等為IC電源電路，施加于Vcc腳的電壓被D11箝位于15V。鎮(zhèn)流器輸出配接2只3U型CFL。
ML4835可用于CFL或IEC T8、T4、T5、T12等直管形熒光燈，也可用于調(diào)光鎮(zhèn)流器。其典型應(yīng)用電路如圖4所示。
圖4中，ML4835內(nèi)PFC電路與T1初級(jí)繞組、開(kāi)關(guān)Q1、升壓二極管D7和輸出電容C8等組成PFC。腳16、腳17輸出的PWM脈沖通過(guò)變壓器(T2)驅(qū)動(dòng)半橋逆變器開(kāi)關(guān)Q2、Q3。T3的6、10之間的線圈用作燈檢測(cè)。R4、C26為IC電流啟動(dòng)元件。T1的次級(jí)繞組及二極管D9、D14與電容C7等為IC電源電路，施加于Vcc腳的電壓被D11箝位于15V。鎮(zhèn)流器輸出配接2只3U型CFL。
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