電子鎮流器控制器及其典型應用
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-02-08 瀏覽次數： 141 |
本文介紹了ML4835的結構及特征，重點介紹了其工作原理和典型應用。
關鍵詞：ML4835； PFC；鎮流器控制； 預熱； 調光
ML4835是一種緊湊型熒光燈(CFL)鎮流器控制器，芯片內部集成了PFC和鎮流器驅動及控制電路。與同系列其它IC相比，ML4835的電路結構有不少創新，功能也更加完善。
1. ML4835的內部結構、功能與特點
ML4835采用20腳DIP(P20)或20腳SOIC(S20)封裝，結溫達150℃。ML4835內部包括PFC電壓反饋放大器、PFC電流限制比較器、PFC過電壓保護(OVP)比較器、可調頻率壓控振蕩器(VCO)、燈電流誤差放大器、控制邏輯、預熱和中斷定時器、燈壽終檢測與關斷、欠壓鎖定與超溫關閉7.5V的參考緩沖輸出和輸出驅動電路等，其內部電路如圖1所示。
ML4835引腳功能見表1所列。
ML4835的啟動門限電壓為13.5V(啟動電壓滯后3.5V)，啟動電流為350μA，關閉電壓為14.5V，關斷溫度為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內的鎮流器控制器能提供可編程啟動時序。一旦CFL失效，ML4835能自動檢測并關閉。ML4835的主要特點如下：
●燈失效檢測與關閉；
●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熱、啟動和工作；
●可編程重新啟動；可調光；
●內部超溫關閉；
●PFC過電壓保護；
●低啟動電流(<0.55mA)。
ML4835采用連續型升壓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內的鎮流器控制器能提供可編程啟動時序。一旦CFL失效，ML4835能自動檢測并關閉。ML4835的主要特點如下：
●燈失效檢測與關閉；
●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熱、啟動和工作；
●可編程重新啟動；可調光；
●內部超溫關閉；
●PFC過電壓保護；
●低啟動電流(<0.55mA)。
2. 功能簡述
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(無需補償)、積分器、OVP比較器和邏輯控制單元等。通過檢測輸出電壓和流經電流傳感電阻RSENSE的電流實現PFC并通過比較誤差放大器輸出電壓和RSENSE的電壓實現占空比控制。圖2為ML4835的PFC原理電路圖與占空比控制定時圖。
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輸出電壓經電阻分壓后輸入到腳1(PVFB/OVP)。當燈管移開負載突然變化時，腳1電壓只要超過2.75V，PFC輸出就中斷，但鎮流器電路仍繼續工作。PFC電壓反饋放大器輸出(腳2)RC網絡的零點和極點頻率分別為fz=1/2πR1C1和fp=1/2πR1C2。
2.2 鎮流器控制器電路
a.振蕩器
ML4835通過頻率調制(FM)控制輸出功率。VCO頻率范圍通過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。導致振蕩器頻率升高。由于鎮流器輸出網絡衰減高頻，燈功率將減小，CT的充電時間TCHG和放電時間tD1S決定了振蕩頻率：
FOSC=1/(tCHG＋tD1S)
式中，
tCHG=RTCTln[(VREF＋ICHGRT－VTL)/(VREF＋ICHGRT－VTH)]
式中，VTL、VTH分別為充電電壓低電平和高電平。當ICHG=0時，振蕩器的最低頻率為：
FMIN
1/0.51RTCT
振蕩器啟動頻率由下式表示：
FSTART=1/[0.51(RT/RT2)CT]
當LFB OUT為高電平時，ICHG=0且振蕩頻率最低。預熱定時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。在預熱條件下，充電電流為：
ICHG(PREHEAT)=2.5/RSET
當LFB OUT 為0V時，充電電流(ICHG=5/RSET)最大，振蕩頻率最高。當LFB OUT最大時，輸出頻率最低，燈功率最大。帶高Q值輸出網絡的調光鎮流器要求采用大容量的CT和低阻值的RT，以產生較小的頻率偏移。這樣，放電電流設定于5.5mA。假設IT»IRT，則：
tD1S(VCO)600CT
圖3示出了ML4835振蕩器的方框圖和定時圖。
FOSC=1/(tCHG＋tD1S)
式中，
tCHG=RTCTln[(VREF＋ICHGRT－VTL)/(VREF＋ICHGRT－VTH)]
式中，VTL、VTH分別為充電電壓低電平和高電平。當ICHG=0時，振蕩器的最低頻率為：
FMIN
1/0.51RTCT振蕩器啟動頻率由下式表示：
FSTART=1/[0.51(RT/RT2)CT]
當LFB OUT為高電平時，ICHG=0且振蕩頻率最低。預熱定時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。在預熱條件下，充電電流為：
ICHG(PREHEAT)=2.5/RSET
當LFB OUT 為0V時，充電電流(ICHG=5/RSET)最大，振蕩頻率最高。當LFB OUT最大時，輸出頻率最低，燈功率最大。帶高Q值輸出網絡的調光鎮流器要求采用大容量的CT和低阻值的RT，以產生較小的頻率偏移。這樣，放電電流設定于5.5mA。假設IT»IRT，則：
tD1S(VCO)
600CT圖3示出了ML4835振蕩器的方框圖和定時圖。
b. 啟動、再啟動、預熱和中斷
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的時間，為燈陰極加熱時間。其間，充電電流ICHG=2.5/RSET，鎮流器輸出高頻電壓對燈絲預熱，但不產生點火高壓。當預熱后，逆變器頻率降到點火頻率FSTART，燈兩端產生的點火高壓使燈啟動。點后若未檢測到燈電流，Cx充電電流關斷。直到Cx下降到門限電壓1.25V之前，逆變器輸出關斷。燈未能點火或燈從插座脫落時，關閉逆變器可避免產生過熱。選用大阻值的Rx可以保護阻斷時間足夠長。
在不同工作模式下的工作頻率見表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的時間，為燈陰極加熱時間。其間，充電電流ICHG=2.5/RSET，鎮流器輸出高頻電壓對燈絲預熱，但不產生點火高壓。當預熱后，逆變器頻率降到點火頻率FSTART，燈兩端產生的點火高壓使燈啟動。點后若未檢測到燈電流，Cx充電電流關斷。直到Cx下降到門限電壓1.25V之前，逆變器輸出關斷。燈未能點火或燈從插座脫落時，關閉逆變器可避免產生過熱。選用大阻值的Rx可以保護阻斷時間足夠長。
在不同工作模式下的工作頻率見表2。
c. 燈壽終關斷
當燈陰極發射材料耗盡時，弧光電流被整流，燈兩端產生高電壓。這樣，鎮流器變成恒流源，導致電流產生并易引起燈管破碎。CFL的燈管管徑較細，不易散熱更容易破碎。ML4835的腳12可以及時檢測燈失效等異常狀態，并能及時關斷PFC電路和鎮流器電路。
d. IC偏置、欠壓鎖定與熱關閉
ML4835內部的并聯箝位電路可將VCC限制于VCCE(15V)。當VCC低于VCCE－1.1V時，IC靜態電流低于0.55mA，輸出關斷。ML4835還含有一個溫度傳感器，在結溫超過130℃時，鎮流器會停止工作。
當燈陰極發射材料耗盡時，弧光電流被整流，燈兩端產生高電壓。這樣，鎮流器變成恒流源，導致電流產生并易引起燈管破碎。CFL的燈管管徑較細，不易散熱更容易破碎。ML4835的腳12可以及時檢測燈失效等異常狀態，并能及時關斷PFC電路和鎮流器電路。
d. IC偏置、欠壓鎖定與熱關閉
ML4835內部的并聯箝位電路可將VCC限制于VCCE(15V)。當VCC低于VCCE－1.1V時，IC靜態電流低于0.55mA，輸出關斷。ML4835還含有一個溫度傳感器，在結溫超過130℃時，鎮流器會停止工作。
3. ML4835的典型應用
ML4835可用于CFL或IEC T8、T4、T5、T12等直管形熒光燈，也可用于調光鎮流器。其典型應用電路如圖4所示。
圖4中，ML4835內PFC電路與T1初級繞組、開關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脈沖通過變壓器(T2)驅動半橋逆變器開關Q2、Q3。T3的6、10之間的線圈用作燈檢測。R4、C26為IC電流啟動元件。T1的次級繞組及二極管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，也可用于調光鎮流器。其典型應用電路如圖4所示。
圖4中，ML4835內PFC電路與T1初級繞組、開關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脈沖通過變壓器(T2)驅動半橋逆變器開關Q2、Q3。T3的6、10之間的線圈用作燈檢測。R4、C26為IC電流啟動元件。T1的次級繞組及二極管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。鎮流器輸出配接2只3U型CFL。
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