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TL镇流器电子驱动器VK06TL的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:VK06TL是ST公司生产的带有控制电路和复合功率开关的TL电子镇流器驱动器。用该器件设计电子镇流器时,其灯预热频率、稳态工作频率及灯寿终定时保护等一些参数均可通过外部元件来设定。文中介绍了VK06TL的结构与特点,给出了其工作原理和典型应用电路。
  关键词:TL镇流器;驱动器;VK06TL;预热;保护
  
  1概述
  
  意法半导体公司ST生产的VKO5CFL芯片自投放市场以来,已被广泛应用于紧凑型荧光灯CFL电子镇流器中,而不久前ST公司又推出了VK06TL单片IC,该芯片的主要应用是直管形荧光灯TL电子镇流器。使用两块VK06TL和少量元件即可组成60W以下TL电子镇流器半桥逆变器。采用VK06TL作为半桥驱动器的TL镇流器,其灯预热频率、稳态工作频率及灯寿终定时保护等一些参数均可通过IC外部元件进行设定,而且还带有过热关断功能。此外,VK06TL之间的参数匹配性非常好,因而使用时不必进行挑选“配对”,而且器件坚固耐用,高温性能极佳。
  
  2结构与特点
  
  VK06TL驱动器采用16引脚SO封装形式,由于9~16脚均为集电极,故有效引脚为9个,图1为其引脚排列。
  
  VK06TL电子镇流器驱动器内部除集成有控制电路和保护电路外,还集成了被称作“发射器开关”(Emitterswitch)的功率驱动输出级,VK06TL的内部电路组成如图2所示。
  
  VK06TL的主要性能特点如下:
  
  ●内部带有高压双极型NPN复合晶体管和一个低压MOSFET组成的“发射器开关”,级联功率开关器件的击穿电压BVCSO不小于520V,集电极电流Icrms为0.5A,峰值集电极电流ICM为5A,开关频率可达200kHz;
  
  ●内含续流二极管连接于VK06TL内部源极或地与片内复合晶体管的集电极之间和击穿值约30V的双向交流开关二极管DIAC(连接于VK06TL的4脚与片内复合晶体管集电极之间);
  
  ●由VK06TL组成的电子镇流器驱动电路的预热频率、预热时间、稳态工作频率和灯寿终保护定时等功能参数均可通过外部元件设定;
  
  ●电源电压Vdd被内部箝位在7V。
  
  3应用电路及工作原理
  
  图3所示是由两块VK06TL芯片组成的40WTL电子镇流器驱动电路。该镇流器的输入端M1、M2可连接400V的DC电压,而输入端AC1、AC2则可以连接185~265V的AC电压。因此,该电子镇流器的DC干线电压范围为250~400V。高端VK06TL(IC1)和低端VK06TL(IC2)的脚6(脚Vdd)上的电源电压可分别通过R5-C5和R1-C1网络获得。将电阻R1通过灯丝连接到DC干线电压的目的是便于在更换灯管之后电路能够自动重启。
  
  通过R2可对C2进行充电。当C2上的电压达到30V时,IC2脚4内的DIAC击穿,功率开关器件导通,振荡器启动。而高端IC1脚4上连接的20V齐纳二极管D3则可用于避免IC1内的DIAC击穿,从而使IC1A功率开关能够可靠接通。
  
  绕在扼流圈上的两个次级绕组N2、N3用于驱动IC1和IC2的开/关。当VK06TL脚5上的电压超过2.2V时,驱动器导通;而在该脚电压低于0.8V时,驱动器截止。此外,通过R4-C4和R3-C3组成的滤波电路,可保证电路正常工作,同时也可以避免硬开关现象发生。
  
  IC1脚1上的电容C7和IC2脚1上的电容C9可用来设定预热阶段的工作频率。通过VK06TL脚1内部的一个350μA的电流源可对外部电容C7和C9充电。C7和C9均选820pF时,系统占空比为50%。由于扼流圈(NI)的电感值L为1.8mH,而灯启动电容C16为8.2nF,预热频率为53kHz。因此,该电路的DC电压为300V时,其峰值电流为1A。
  
  图3
  
  当电容C11、C12的充电电压达到4.2V时,预热阶段结束,此后7脚内部的开关与地接通,以使C8和C10分别与C7和C9相并联而使频率渐减,从而引起输出级扼流圈N1和C16由于C15C16,C15影响可忽略组成的LC串联电路发生谐振,并在C16两端产生高压以对灯点火,尔后频率下降到稳压工作频率。当选择C11和C12为4.7μF时,预热时间约为1s。当C8和C10均为820pF时,稳态工作频率为37kHz。DC母线电压为400V时,IC的峰值电流为750mA。
  
  
  
  
  众所周知,当荧光灯达到寿命终结endoflife时,镇流器将使灯连续工作,从而引起灯管过热并产生放电“烟雾”,同时在灯阴极上产生非常高的电压,以使灯和镇流器处于异常和危险的状态。因此,设计时,在镇流器中必须设置灯寿终保护电路。
  
  在实际应用中,IC1的8脚接半桥中点,灯寿终保护由IC2及其脚8与地之间的电容C13和R9来实现。图4所示是灯寿终(EOL)保护电路。其中电流感测电阻Rsense用于检测最大灯峰值电流。当Rsense两端电压超过0.1V(相当于1.8A的灯电流)时,比较器C1将使开关T1接通,以使内部充电电流对8脚外部电容CapE01(即C13)充电。当C13上的充电电压达到4.2V时,比较器C2使T2接通并维持电容充电。C13为470nF时,电路可在预热之后约100ms之内执行EOL保护功能。
  
  在灯处于EOL条件下,通常会有一个非常大的电流在电路中流

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