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提供现成解决方案 降低开发成本 2006 五月
极好的参考
产品开发到投放市场这个时间窗口对每一款产品能否取得商业成功至关重要 .为尽可能地缩短上市时间并确保一炮而红,半导体制造商提供了适当的参 考设计,也即立即可用的现成解决方案.典型实例之一是英飞凌和爱普科斯 联合开发的日光灯电子镇流器电路. 英飞凌已经开发出了ICB1FL01G,这是一种用于控制T4和T5型日光灯电子镇 流器的新型集成电路.该IC提供多种选择,包括多灯操作.英飞凌同时还降 低了操作IC所需的外部电路(图1).T4和T5型新日光灯发光效率高.但是 ,为保证较长的使用寿命,它们要求特殊的启动过程以及比传统T8和T12型号更紧密的工作状态监测. ICB1FL01G镇流器控制器充当有源PFC谐波滤波器,操纵升压转换器.一种创新的无芯变压器技术可使半桥电路中的转 换器的MOSFET以电平位移的程序驱动.转换器通过振荡电路给日光灯提供电压,使工作频率的变化能依次控制预热, 点燃和正常工作状态.模块同时探测灯管的变化和灯管使用寿命结束时有危险的整流器效应-该模块可在1至4只灯管的配 置中起到这个作用. 该IC可处理模拟和数字控制信号,从而通过可调节和固定的时间窗口来精确控制处理程序和评价标准.借助于电阻器即 可设置时间和决定频率的参数.ICB1FL01G整流器控制器采用20-V BICMOS技术制造,结构宽度为0.6m,有3层金属 镀层.
图1:灯管镇流器
新型灯管镇流器的电路图.零件的规格和订购数量包含在材料清单中.以红色标注的元件是由爱普科斯生产的.
电路的工作原理 在接通电源后,滤波电容器C2和平滑电容器C10被充电至线路电压的峰值.这些滤波电容器可保护电路免受高低频波纹 电流,高浪涌电压和短时电压衰减的影响.爱普科斯已经专为这些应用开发出了B43858,B43888,B43866和B43867 系列电容器:其特性和尺寸使其非常适合应用在日光灯镇流器中.这些为高波纹电流而设计的铝电解电容器的容值范围 是2.2至330F,其允许的工作电压可达450V,最大尺寸为22 x 40 mm2.还有小尺寸版本,其最大插入高度或直径为 14mm.在本参考设计中,C10属于B43888系列的电容器,关键数据为10F/450 V (单端;直径:12.5mm).爱普科 斯亦提供此用途的小尺寸包装的高温版本(105℃),最大插入高度不超过14mm.
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支持ICB1FL01G电源电压Vcc的电容器C12和C13通过启动电阻器R11和R12充电.在此工作阶段,ICB1FL01G的电流消 耗小于100A,直到电源电压Vcc达到10V.然后,标准值20A的电流源在RES端被激活,并探测低电平加热线圈是否 存在.只要RES端的电压低于1.6V,IC就会假设线圈是完好的.电阻器R36串联在在测量电流的电路线中,它与电压降 相匹配,与电容器C19配合吸收操作过程中加热线圈产生的交流电压.另外,将齐纳二极管D10置于RES端和接地端之 间可在更换灯管时保护端子免受工作中电压浪涌的影响. 电流经由电阻器R34和R35至高压加热线圈,然后通过电阻器R31,R32和R33至脚LVS1.无论何处的电流超过15A ,控制器都会探测到加热线圈.另一个测量输入LVS2用于多灯操作.如有必要,可通过接地短路将其禁用,与LVS1一 模一样.由LVS脚流入的电流被转移到电源电压Vcc,以这种方式支持启动.如果LVS脚的测量电流过低,控制器将会以 RES脚的41A标准值的高电流信号告知此干扰,这样R36的电压下降将超过1.6-V的阀值,防止控制器启动. 当以此种方式探测到加热线圈的存在,并且PFCVS脚的电压最低为0.375V时,这被认为是升压转换器的闭合控制环路, ICB1FL01G可以在电源电压Vcc超过14V的接通阀值时激活其驱动输出.
正常操作中转换器的开关损耗 第一个控制信号接通半桥中的低电平MOSFET Q3,这样,提供高电平控制逻辑的浮动电容器C14通过R30和D6由电容 器C13充电.R30防止LSCS脚位置的浪涌电流切断电路引起的响应.这意味着高电平MOSFET Q2可以在接下来的半时 钟期内被驱动了.电容器C16与半桥转换器的输出端相连:它与二极管D7和D8一起作为充电泵.在转换器频率下,C16 的持续再充电将能量的一部分转移至C13,用于IC的Vcc电源.多余的能量由齐纳二极管D9转移走.C16还被用于执行零 电压开关操作和限制电压上升. 在正常操作过程中,负载电路的电感驱动电流以无损耗方式为MOSFET Q2和Q3的关键间隙中的电容器C16重新充电 ,这样随后的MOSFET接通过程就在零电压的时候发生.在断开过程中,C16限制电压上升,这样MOSFET通道可在漏 源电压明显上升之前就被阻断.结果,转换器在正常操作中的开关损耗就小得可以忽略了. 转换器的负载电路由谐振扼流圈L2和谐振电容器C20串联构成的振荡电路组成.为确保电感器能完全适合地装入T5灯管 的标准外壳,此处使用插入高度仅为14mm的EFD25型.ICB1FL01G的PFCCS脚是升压转换器的浪涌电流限制器, PFCVS脚是用于调节中间电路电压的输入端,用来探测过压,欠压或开放控制环路.

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