电子镇流器控制器及其典型应用
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上传人：admin 上传时间： 2007-02-08 浏览次数： 141 |
本文介绍了ML4835的结构及特征，重点介绍了其工作原理和典型应用。
关键词：ML4835； PFC；镇流器控制； 预热； 调光
ML4835是一种紧凑型荧光灯(CFL)镇流器控制器，芯片内部集成了PFC和镇流器驱动及控制电路。与同系列其它IC相比，ML4835的电路结构有不少创新，功能也更加完善。
1. ML4835的内部结构、功能与特点
ML4835采用20脚DIP(P20)或20脚SOIC(S20)封装，结温达150℃。ML4835内部包括PFC电压反馈放大器、PFC电流限制比较器、PFC过电压保护(OVP)比较器、可调频率压控振荡器(VCO)、灯电流误差放大器、控制逻辑、预热和中断定时器、灯寿终检测与关断、欠压锁定与超温关闭7.5V的参考缓冲输出和输出驱动电路等，其内部电路如图1所示。
ML4835引脚功能见表1所列。
ML4835的启动门限电压为13.5V(启动电压滞后3.5V)，启动电流为350μA，关闭电压为14.5V，关断温度为130℃。IC最大电源电流为65mA;OUTA、OUTB和PFC OUT脚DC输出最大电流为250mA；PIFB脚的输入电压范围为－3～＋2V；PEAO和LEAO脚的输入电压范围为－0.3～＋7.7V，最大电流为±20mA；工作温度范围为0～70℃。
ML4835采用连续型升压PFC控制电路，既可工作于峰值电流模式，也可工作于平均电流模式，功率因素高于0.99。ML4835内的镇流器控制器能提供可编程启动时序。一旦CFL失效，ML4835能自动检测并关闭。ML4835的主要特点如下：
●灯失效检测与关闭；
●谐波畸变低，高效连接升压、峰值或平均电流传感PFC电路；
●PFC与镇流器控制器的前沿与后沿同步；
●三种不同的频率分别控制预热、启动和工作；
●可编程重新启动；可调光；
●内部超温关闭；
●PFC过电压保护；
●低启动电流(<0.55mA)。
ML4835采用连续型升压PFC控制电路，既可工作于峰值电流模式，也可工作于平均电流模式，功率因素高于0.99。ML4835内的镇流器控制器能提供可编程启动时序。一旦CFL失效，ML4835能自动检测并关闭。ML4835的主要特点如下：
●灯失效检测与关闭；
●谐波畸变低，高效连接升压、峰值或平均电流传感PFC电路；
●PFC与镇流器控制器的前沿与后沿同步；
●三种不同的频率分别控制预热、启动和工作；
●可编程重新启动；可调光；
●内部超温关闭；
●PFC过电压保护；
●低启动电流(<0.55mA)。
2. 功能简述
2.1 PFC控制电路
ML4835的PFC控制电路主要包含电压误差放大器、电流传感比较器(无需补偿)、积分器、OVP比较器和逻辑控制单元等。通过检测输出电压和流经电流传感电阻RSENSE的电流实现PFC并通过比较误差放大器输出电压和RSENSE的电压实现占空比控制。图2为ML4835的PFC原理电路图与占空比控制定时图。
选择脚13与地之间的积分电容CRAMP可改变PFC的工作模式。
PFC的DC输出电压经电阻分压后输入到脚1(PVFB/OVP)。当灯管移开负载突然变化时，脚1电压只要超过2.75V，PFC输出就中断，但镇流器电路仍继续工作。PFC电压反馈放大器输出(脚2)RC网络的零点和极点频率分别为fz=1/2πR1C1和fp=1/2πR1C2。
2.2 镇流器控制器电路
a.振荡器
ML4835通过频率调制(FM)控制输出功率。VCO频率范围通过LFB放大器输出控制。随着灯电流的减小，LFB输出电压降低，引起CT充电电流增加。导致振荡器频率升高。由于镇流器输出网络衰减高频，灯功率将减小，CT的充电时间TCHG和放电时间tD1S决定了振荡频率：
FOSC=1/(tCHG＋tD1S)
式中，
tCHG=RTCTln[(VREF＋ICHGRT－VTL)/(VREF＋ICHGRT－VTH)]
式中，VTL、VTH分别为充电电压低电平和高电平。当ICHG=0时，振荡器的最低频率为：
FMIN
1/0.51RTCT
振荡器启动频率由下式表示：
FSTART=1/[0.51(RT/RT2)CT]
当LFB OUT为高电平时，ICHG=0且振荡频率最低。预热定时器输出和灯反馈放大器输出(LFB OUT)电压控制充电电流的变化。在预热条件下，充电电流为：
ICHG(PREHEAT)=2.5/RSET
当LFB OUT 为0V时，充电电流(ICHG=5/RSET)最大，振荡频率最高。当LFB OUT最大时，输出频率最低，灯功率最大。带高Q值输出网络的调光镇流器要求采用大容量的CT和低阻值的RT，以产生较小的频率偏移。这样，放电电流设定于5.5mA。假设IT»IRT，则：
tD1S(VCO)600CT
图3示出了ML4835振荡器的方框图和定时图。
FOSC=1/(tCHG＋tD1S)
式中，
tCHG=RTCTln[(VREF＋ICHGRT－VTL)/(VREF＋ICHGRT－VTH)]
式中，VTL、VTH分别为充电电压低电平和高电平。当ICHG=0时，振荡器的最低频率为：
FMIN
1/0.51RTCT振荡器启动频率由下式表示：
FSTART=1/[0.51(RT/RT2)CT]
当LFB OUT为高电平时，ICHG=0且振荡频率最低。预热定时器输出和灯反馈放大器输出(LFB OUT)电压控制充电电流的变化。在预热条件下，充电电流为：
ICHG(PREHEAT)=2.5/RSET
当LFB OUT 为0V时，充电电流(ICHG=5/RSET)最大，振荡频率最高。当LFB OUT最大时，输出频率最低，灯功率最大。带高Q值输出网络的调光镇流器要求采用大容量的CT和低阻值的RT，以产生较小的频率偏移。这样，放电电流设定于5.5mA。假设IT»IRT，则：
tD1S(VCO)
600CT图3示出了ML4835振荡器的方框图和定时图。
b. 启动、再启动、预热和中断
通电后，ML4835的CX以IR(SET)/4的电流充放电。Cx上的电压从初始值0.7V上升到4.75V的时间，为灯阴极加热时间。其间，充电电流ICHG=2.5/RSET，镇流器输出高频电压对灯丝预热，但不产生点火高压。当预热后，逆变器频率降到点火频率FSTART，灯两端产生的点火高压使灯启动。点后若未检测到灯电流，Cx充电电流关断。直到Cx下降到门限电压1.25V之前，逆变器输出关断。灯未能点火或灯从插座脱落时，关闭逆变器可避免产生过热。选用大阻值的Rx可以保护阻断时间足够长。
在不同工作模式下的工作频率见表2。
通电后，ML4835的CX以IR(SET)/4的电流充放电。Cx上的电压从初始值0.7V上升到4.75V的时间，为灯阴极加热时间。其间，充电电流ICHG=2.5/RSET，镇流器输出高频电压对灯丝预热，但不产生点火高压。当预热后，逆变器频率降到点火频率FSTART，灯两端产生的点火高压使灯启动。点后若未检测到灯电流，Cx充电电流关断。直到Cx下降到门限电压1.25V之前，逆变器输出关断。灯未能点火或灯从插座脱落时，关闭逆变器可避免产生过热。选用大阻值的Rx可以保护阻断时间足够长。
在不同工作模式下的工作频率见表2。
c. 灯寿终关断
当灯阴极发射材料耗尽时，弧光电流被整流，灯两端产生高电压。这样，镇流器变成恒流源，导致电流产生并易引起灯管破碎。CFL的灯管管径较细，不易散热更容易破碎。ML4835的脚12可以及时检测灯失效等异常状态，并能及时关断PFC电路和镇流器电路。
d. IC偏置、欠压锁定与热关闭
ML4835内部的并联箝位电路可将VCC限制于VCCE(15V)。当VCC低于VCCE－1.1V时，IC静态电流低于0.55mA，输出关断。ML4835还含有一个温度传感器，在结温超过130℃时，镇流器会停止工作。
当灯阴极发射材料耗尽时，弧光电流被整流，灯两端产生高电压。这样，镇流器变成恒流源，导致电流产生并易引起灯管破碎。CFL的灯管管径较细，不易散热更容易破碎。ML4835的脚12可以及时检测灯失效等异常状态，并能及时关断PFC电路和镇流器电路。
d. IC偏置、欠压锁定与热关闭
ML4835内部的并联箝位电路可将VCC限制于VCCE(15V)。当VCC低于VCCE－1.1V时，IC静态电流低于0.55mA，输出关断。ML4835还含有一个温度传感器，在结温超过130℃时，镇流器会停止工作。
3. ML4835的典型应用
ML4835可用于CFL或IEC T8、T4、T5、T12等直管形荧光灯，也可用于调光镇流器。其典型应用电路如图4所示。
图4中，ML4835内PFC电路与T1初级绕组、开关Q1、升压二极管D7和输出电容C8等组成PFC。脚16、脚17输出的PWM脉冲通过变压器(T2)驱动半桥逆变器开关Q2、Q3。T3的6、10之间的线圈用作灯检测。R4、C26为IC电流启动元件。T1的次级绕组及二极管D9、D14与电容C7等为IC电源电路，施加于Vcc脚的电压被D11箝位于15V。镇流器输出配接2只3U型CFL。
ML4835可用于CFL或IEC T8、T4、T5、T12等直管形荧光灯，也可用于调光镇流器。其典型应用电路如图4所示。
图4中，ML4835内PFC电路与T1初级绕组、开关Q1、升压二极管D7和输出电容C8等组成PFC。脚16、脚17输出的PWM脉冲通过变压器(T2)驱动半桥逆变器开关Q2、Q3。T3的6、10之间的线圈用作灯检测。R4、C26为IC电流启动元件。T1的次级绕组及二极管D9、D14与电容C7等为IC电源电路，施加于Vcc脚的电压被D11箝位于15V。镇流器输出配接2只3U型CFL。
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