TL鎮(zhèn)流器電子驅(qū)動器VK06TL的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：TL鎮(zhèn)流器；驅(qū)動器；VK06TL；預(yù)熱；保護(hù)

１　概述

意法半導(dǎo)體公司?ＳＴ?生產(chǎn)的ＶＫＯ５ＣＦＬ芯片自投放市場以來，已被廣泛應(yīng)用于緊湊型熒光燈?ＣＦＬ?電子鎮(zhèn)流器中，而不久前ＳＴ公司又推出了ＶＫ０６ＴＬ單片ＩＣ，該芯片的主要應(yīng)用是直管形熒光燈?ＴＬ?電子鎮(zhèn)流器。使用兩塊ＶＫ０６ＴＬ和少量元件即可組成６０Ｗ以下ＴＬ電子鎮(zhèn)流器半橋逆變器。采用ＶＫ０６ＴＬ作為半橋驅(qū)動器的ＴＬ鎮(zhèn)流器，其燈預(yù)熱頻率、穩(wěn)態(tài)工作頻率及燈壽終定時(shí)保護(hù)等一些參數(shù)均可通過ＩＣ外部元件進(jìn)行設(shè)定，而且還帶有過熱關(guān)斷功能。此外，ＶＫ０６ＴＬ之間的參數(shù)匹配性非常好，因而使用時(shí)不必進(jìn)行挑選“配對”，而且器件堅(jiān)固耐用，高溫性能極佳。

２　結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

ＶＫ０６ＴＬ驅(qū)動器采用１６引腳ＳＯ封裝形式，由于９～１６腳均為集電極，故有效引腳為９個(gè)，圖１為其引腳排列。

ＶＫ０６ＴＬ電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動器內(nèi)部除集成有控制電路和保護(hù)電路外，還集成了被稱作“發(fā)射器開關(guān)”(Ｅｍｉｔｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈ)的功率驅(qū)動輸出級，ＶＫ０６ＴＬ的內(nèi)部電路組成如圖２所示。

ＶＫ０６ＴＬ的主要性能特點(diǎn)如下：

●內(nèi)部帶有高壓雙極型ＮＰＮ復(fù)合晶體管和一個(gè)低壓ＭＯＳＦＥＴ組成的“發(fā)射器開關(guān)”，級聯(lián)功率開關(guān)器件的擊穿電壓ＢＶＣＳＯ不小于５２０Ｖ，集電極電流Ｉｃ?ｒｍｓ?為０．５Ａ，峰值集電極電流ＩＣＭ為５Ａ，開關(guān)頻率可達(dá)２００ｋＨｚ；

●內(nèi)含續(xù)流二極管?連接于ＶＫ０６ＴＬ內(nèi)部源極或地與片內(nèi)復(fù)合晶體管的集電極之間?和擊穿值約３０Ｖ的雙向交流開關(guān)二極管ＤＩＡＣ(連接于ＶＫ０６ＴＬ的４腳與片內(nèi)復(fù)合晶體管集電極之間)；

●由ＶＫ０６ＴＬ組成的電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動電路的預(yù)熱頻率、預(yù)熱時(shí)間、穩(wěn)態(tài)工作頻率和燈壽終保護(hù)定時(shí)等功能參數(shù)均可通過外部元件設(shè)定；

●電源電壓Ｖｄｄ被內(nèi)部箝位在７Ｖ。

３ 應(yīng)用電路及工作原理

圖３所示是由兩塊ＶＫ０６ＴＬ芯片組成的?４０Ｗ?ＴＬ電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動電路。該鎮(zhèn)流器的輸入端Ｍ１、Ｍ２可連接４００Ｖ的ＤＣ電壓，而輸入端ＡＣ１、ＡＣ２則可以連接１８５～２６５Ｖ的ＡＣ電壓。因此，該電子鎮(zhèn)流器的ＤＣ干線電壓范圍為２５０～４００Ｖ。高端ＶＫ０６ＴＬ（ＩＣ１）和低端ＶＫ０６ＴＬ（ＩＣ２）的腳６(腳Ｖｄｄ)上的電源電壓可分別通過Ｒ５－Ｃ５和Ｒ１－Ｃ１網(wǎng)絡(luò)獲得。將電阻Ｒ１通過燈絲連接到ＤＣ干線電壓的目的是便于在更換燈管之后電路能夠自動重啟。

通過Ｒ２可對Ｃ２進(jìn)行充電。當(dāng)Ｃ２上的電壓達(dá)到３０Ｖ時(shí)，ＩＣ２腳４內(nèi)的ＤＩＡＣ擊穿，功率開關(guān)器件導(dǎo)通，振蕩器啟動。而高端ＩＣ１腳４上連接的２０Ｖ齊納二極管Ｄ３則可用于避免ＩＣ１內(nèi)的ＤＩＡＣ擊穿，從而使ＩＣ１Ａ功率開關(guān)能夠可靠接通。

繞在扼流圈上的兩個(gè)次級繞組?Ｎ２、Ｎ３?用于驅(qū)動ＩＣ１和ＩＣ２的開／關(guān)。當(dāng)ＶＫ０６ＴＬ腳５上的電壓超過２．２Ｖ時(shí)，驅(qū)動器導(dǎo)通；而在該腳電壓低于０．８Ｖ時(shí)，驅(qū)動器截止。此外，通過Ｒ４－Ｃ４和Ｒ３－Ｃ３組成的濾波電路，可保證電路正常工作，同時(shí)也可以避免硬開關(guān)現(xiàn)象發(fā)生。

ＩＣ１腳１上的電容Ｃ７和ＩＣ２腳１上的電容Ｃ９可用來設(shè)定預(yù)熱階段的工作頻率。通過ＶＫ０６ＴＬ腳１內(nèi)部的一個(gè)３５０μＡ的電流源可對外部電容Ｃ７和Ｃ９充電。Ｃ７和Ｃ９均選８２０ｐＦ時(shí)，系統(tǒng)占空比為５０％。由于扼流圈(ＮＩ)的電感值Ｌ為１．８ｍＨ，而燈啟動電容Ｃ１６為８．２ｎＦ，預(yù)熱頻率為５３ｋＨｚ。因此，該電路的ＤＣ電壓為３００Ｖ時(shí)，其峰值電流為１Ａ。

圖3

當(dāng)電容Ｃ１１、Ｃ１２的充電電壓達(dá)到４．２Ｖ時(shí)，預(yù)熱階段結(jié)束，此后７腳內(nèi)部的開關(guān)與地接通，以使Ｃ８和Ｃ１０分別與Ｃ７和Ｃ９相并聯(lián)而使頻率漸減，從而引起輸出級扼流圈?Ｎ１?和Ｃ１６?由于Ｃ１５?Ｃ１６，Ｃ１５影響可忽略?組成的ＬＣ串聯(lián)電路發(fā)生諧振，并在Ｃ１６兩端產(chǎn)生高壓以對燈點(diǎn)火，爾后頻率下降到穩(wěn)壓工作頻率。當(dāng)選擇Ｃ１１和Ｃ１２為４．７μＦ時(shí)，預(yù)熱時(shí)間約為１ｓ。當(dāng)Ｃ８和Ｃ１０均為８２０ｐＦ時(shí)，穩(wěn)態(tài)工作頻率為３７ｋＨｚ。ＤＣ母線電壓為４００Ｖ時(shí)，ＩＣ的峰值電流為７５０ｍＡ。

眾所周知，當(dāng)熒光燈達(dá)到壽命終結(jié)?ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ?時(shí)，鎮(zhèn)流器將使燈連續(xù)工作，從而引起燈管過熱并產(chǎn)生放電“煙霧”，同時(shí)在燈陰極上產(chǎn)生非常高的電壓，以使燈和鎮(zhèn)流器處于異常和危險(xiǎn)的狀態(tài)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，在鎮(zhèn)流器中必須設(shè)置燈壽終保護(hù)電路。

在實(shí)際應(yīng)用中，ＩＣ１的８腳接半橋中點(diǎn)，燈壽終保護(hù)由ＩＣ２及其腳８與地之間的電容Ｃ１３?和Ｒ９?來實(shí)現(xiàn)。圖４所示是燈壽終(ＥＯＬ)保護(hù)電路。其中電流感測電阻Ｒｓｅｎｓｅ用于檢測最大燈峰值電流。當(dāng)Ｒｓｅｎｓｅ兩端電壓超過０．１Ｖ(相當(dāng)于１．８Ａ的燈電流)時(shí)，比較器Ｃ１將使開關(guān)Ｔ１接通，以使內(nèi)部充電電流對８腳外部電容ＣａｐＥ０１(即Ｃ１３)充電。當(dāng)Ｃ１３上的充電電壓達(dá)到４．２Ｖ時(shí)，比較器Ｃ２使Ｔ２接通并維持電容充電。Ｃ１３為４７０ｎＦ時(shí)，電路可在預(yù)熱之后約１００ｍｓ之內(nèi)執(zhí)行ＥＯＬ保護(hù)功能。

在燈處于ＥＯＬ條件下，通常會有一個(gè)非常大的電流在電路中流動。在低端ＶＫ０６ＴＬ的腳１與腳５之間連接Ｄ１、Ｄ２和Ｒ７可以對燈壽終情況下的大電流進(jìn)行限制。在預(yù)熱階段，燈電流通常會增加到２．８Ａ，然后在１００ｍｓ后，電路將在燈ＥＯＬ保護(hù)電路的作用下停止振蕩。

此外，由于ＶＫ０６ＴＬ內(nèi)置有熱保護(hù)電路， 因此，通過ＥＯＬ保護(hù)電路同樣會在芯片結(jié)溫超過１５０℃時(shí)使振蕩器截止。然后，只有當(dāng)芯片結(jié)溫降至１３５℃以下時(shí)，ＶＫ０６ＴＬ才會自動再啟動。