電子驅動器應用管理論文

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摘要：VK06TL是ST公司生產的帶有控制電路和復合功率開關的TL電子鎮流器驅動器。用該器件設計電子鎮流器時，其燈預熱頻率、穩態工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數均可通過外部元件來設定。文中介紹了VK06TL的結構與特點，給出了其工作原理和典型應用電路。

關鍵詞：TL鎮流器；驅動器；VK06TL；預熱；保護

1概述

意法半導體公司ST生產的VKO5CFL芯片自投放市場以來，已被廣泛應用于緊湊型熒光燈CFL電子鎮流器中，而不久前ST公司又推出了VK06TL單片IC，該芯片的主要應用是直管形熒光燈TL電子鎮流器。使用兩塊VK06TL和少量元件即可組成60W以下TL電子鎮流器半橋逆變器。采用VK06TL作為半橋驅動器的TL鎮流器，其燈預熱頻率、穩態工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數均可通過IC外部元件進行設定，而且還帶有過熱關斷功能。此外，VK06TL之間的參數匹配性非常好，因而使用時不必進行挑選“配對”，而且器件堅固耐用，高溫性能極佳。

2結構與特點

VK06TL驅動器采用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，圖1為其引腳排列。

VK06TL電子鎮流器驅動器內部除集成有控制電路和保護電路外，還集成了被稱作“發射器開關”(Emitterswitch)的功率驅動輸出級，VK06TL的內部電路組成如圖2所示。

VK06TL的主要性能特點如下：

●內部帶有高壓雙極型NPN復合晶體管和一個低壓MOSFET組成的“發射器開關”，級聯功率開關器件的擊穿電壓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，開關頻率可達200kHz；

●內含續流二極管連接于VK06TL內部源極或地與片內復合晶體管的集電極之間和擊穿值約30V的雙向交流開關二極管DIAC(連接于VK06TL的4腳與片內復合晶體管集電極之間)；

●由VK06TL組成的電子鎮流器驅動電路的預熱頻率、預熱時間、穩態工作頻率和燈壽終保護定時等功能參數均可通過外部元件設定；

●電源電壓Vdd被內部箝位在7V。

3應用電路及工作原理

圖3所示是由兩塊VK06TL芯片組成的40WTL電子鎮流器驅動電路。該鎮流器的輸入端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網絡獲得。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進行充電。當C2上的電壓達到30V時，IC2腳4內的DIAC擊穿，功率開關器件導通，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內的DIAC擊穿，從而使IC1A功率開關能夠可靠接通。

繞在扼流圈上的兩個次級繞組N2、N3用于驅動IC1和IC2的開／關。當VK06TL腳5上的電壓超過2．2V時，驅動器導通；而在該腳電壓低于0．8V時，驅動器截止。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，同時也可以避免硬開關現象發生。

IC1腳1上的電容C7和IC2腳1上的電容C9可用來設定預熱階段的工作頻率。通過VK06TL腳1內部的一個350μA的電流源可對外部電容C7和C9充電。C7和C9均選820pF時，系統占空比為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，預熱頻率為53kHz。因此，該電路的DC電壓為300V時，其峰值電流為1A。

圖3

當電容C11、C12的充電電壓達到4．2V時，預熱階段結束，此后7腳內部的開關與地接通，以使C8和C10分別與C7和C9相并聯而使頻率漸減，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串聯電路發生諧振，并在C16兩端產生高壓以對燈點火，爾后頻率下降到穩壓工作頻率。當選擇C11和C12為4．7μF時，預熱時間約為1s。當C8和C10均為820pF時，穩態工作頻率為37kHz。DC母線電壓為400V時，IC的峰值電流為750mA。

眾所周知，當熒光燈達到壽命終結endoflife時，鎮流器將使燈連續工作，從而引起燈管過熱并產生放電“煙霧”，同時在燈陰極上產生非常高的電壓，以使燈和鎮流器處于異常和危險的狀態。因此，設計時，在鎮流器中必須設置燈壽終保護電路。

在實際應用中，IC1的8腳接半橋中點，燈壽終保護由IC2及其腳8與地之間的電容C13和R9來實現。圖4所示是燈壽終(EOL)保護電路。其中電流感測電阻Rsense用于檢測最大燈峰值電流。當Rsense兩端電壓超過0．1V(相當于1．8A的燈電流)時，比較器C1將使開關T1接通，以使內部充電電流對8腳外部電容CapE01(即C13)充電。當C13上的充電電壓達到4．2V時，比較器C2使T2接通并維持電容充電。C13為470nF時，電路可在預熱之后約100ms之內執行EOL保護功能。

在燈處于EOL條件下，通常會有一個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行限制。在預熱階段，燈電流通常會增加到2．8A，然后在100ms后，電路將在燈EOL保護電路的作用下停止振蕩。

此外，由于VK06TL內置有熱保護電路，因此，通過EOL保護電路同樣會在芯片結溫超過150℃時使振蕩器截止。然后，只有當芯片結溫降至135℃以下時，VK06TL才會自動再啟動。

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