TL镇流器电子驱动器VK06TL的应用
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”(Ｅｍｉｔｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈ)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
众所周知，当荧光灯达到寿命终结?ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ?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动。在低端ＶＫ０６ＴＬ的脚１与脚５之间连接Ｄ１、Ｄ２和Ｒ７可以对灯寿终情况下的大电流进行限制。在预热阶段，灯电流通常会增加到２．８Ａ，然后在１００ｍｓ后，电路将在灯ＥＯＬ保护电路的作用下停止振荡。
此外，由于ＶＫ０６ＴＬ内置有热保护电路， 因此，通过ＥＯＬ保护电路同样会在芯片结温超过１５０℃时使振荡器截止。然后，只有当芯片结温降至１３５℃以下时，ＶＫ０６ＴＬ才会自动再启动。
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