另一方面, 無電流阻塞可以提供一個十分優(yōu)秀的RBSOA（反向偏壓工作區(qū)）的數(shù)值。
2. VK05CFL框圖
VK05CFL框圖如圖3所示。這個器件有5個引腳：二極管交流開關(guān)引腳、二次繞組引腳、振蕩器引腳、集電極和源級引腳,采用主流 SO-8封裝。
集電極和源極引腳：分別和NPN高壓晶體管的集電極和集成級聯(lián)配置的低壓功率MOSFET的源極相連。
二極管交流開關(guān)引腳：集成了二極管交流開關(guān)功能和外部二極管交流開關(guān)電容器放電電路,二極管交流開關(guān)引腳與啟動系統(tǒng)所需的集成二極管交流開關(guān)塊的輸入相連。
二次繞組引腳：與變壓器的二次繞組相連,以便觸發(fā)器件或給器件供電。
振蕩器引腳：這一器件集成了在穩(wěn)態(tài)下調(diào)整系統(tǒng)工作頻率的振蕩器,這一引腳是調(diào)整穩(wěn)態(tài)工作頻率所需的電容器的充電輸出端。
使用兩個器件實現(xiàn)一個完整的CFL H型橋接驅(qū)動器：一個連接在高側(cè)配置中,另一個連接在低側(cè)配置中。
在高側(cè)配置連接的VK05CFL中,二極管交流開關(guān)引腳連接到中點,以便驅(qū)動這個器件。
3. 轉(zhuǎn)換器電路描述
圖5是VK05CFL用于自振蕩轉(zhuǎn)換器的電氣結(jié)構(gòu)圖。
這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不需要飽和變壓器來調(diào)整工作頻率。在鎮(zhèn)流器的扼流線圈Lp上繞有兩個二次繞組,這些繞組有兩個功能：1）觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài),2）為器件供電。主繞組Lp和兩個二次繞組之間的比例為10:1,以保證有充足的電壓供給器件,電容器C6 和 C7負(fù)責(zé)調(diào)整穩(wěn)態(tài)的工作頻率,電流Icap≈200μA給這兩個電容充電。當(dāng)電容上的電壓達(dá)到一個內(nèi)部固定值時,電源級關(guān)閉。通過給C6 和 C7選擇相同的值,電路可以50%的負(fù)載比工作。在啟動階段,當(dāng)諧振率頻率高于穩(wěn)態(tài)頻率時,在電容C6-C7充電前,二次電壓低于器件保持電壓,器件關(guān)斷。因此,在啟動和穩(wěn)態(tài)時,電路可以工作在不同的頻率上。
電阻R1和電容C1必須在低側(cè)器件內(nèi)給內(nèi)部二極管交流開關(guān)加偏壓,以便驅(qū)動系統(tǒng)。
在高側(cè)器件內(nèi),二極管交流開關(guān)引腳必須連接到中點。R2是上拉電阻器,C2是吸收電容器。如果電子管需要預(yù)熱,可以在低側(cè)器件臨近增加最亮塊,否則,電路在“冷點火”時會工作。輸入過濾由R3-C8 和R4-C9實現(xiàn),輸入引腳上必須施加一個正確的電源電壓。
4. 轉(zhuǎn)換器功能描述
當(dāng)電路加電時,電阻R1對電容C1充電,直到電容上電壓達(dá)到內(nèi)部二極管交流開關(guān)的門限值(≈30V)。低側(cè)開關(guān)接通,結(jié)果,電流從HV軌道經(jīng)C4//C5、C3 和Lp構(gòu)成的通路流到地線。Lp上的壓降“傳送”到二次繞組（反向纏繞）,以便對低側(cè)器件確認(rèn)導(dǎo)通狀態(tài),對高側(cè)確認(rèn)關(guān)斷狀態(tài)。一旦低側(cè)器件導(dǎo)通,為防止二極管交流開關(guān)重新啟動,一個內(nèi)HV二極管使電容C1對地放電。在這初始階段,電子管處于關(guān)斷狀態(tài),而且電路在Lp-C3串聯(lián)上與C4//C5諧振頻率一起振蕩。
我們可以忽略 C4//C5。
當(dāng)這一頻率高于穩(wěn)態(tài)頻率時,這兩個器件在這一頻率上通斷,因為二次繞組上的電壓低于保持器件導(dǎo)通所需的電壓。只要電子管一點火,諧振頻率就會降低??(Lp-C4//C5),電路將工作在由C6和C7兩個電容固定的穩(wěn)態(tài)頻率上。利用下面的公式,可以計算穩(wěn)態(tài)頻率：
Ton=RCLn2 （R為內(nèi)部阻抗）
以VK05CFL電路板為例：
因為：R=12kΩ,C6=C7=1.2nF, tstorage≈400ns , C2=680pF,
所以： t(dv)/(dt)≈800ns, 工作頻率≈45kHz。
在圖6中,啟動階段沒有預(yù)熱,圖7是穩(wěn)態(tài)下的主波形。從圖7中不難看出,二次電壓的削波隨著電流增加而降低,這是因為提高流經(jīng)電子管的電流,電子管上的壓降也隨著增加,結(jié)果,鎮(zhèn)流器電感線圈Lp上的電壓降低,同時二次電壓也隨著降低。
在兩個二次繞組和該器件之間插入一個濾波器(R3-C8; R4-C9),可以保證在該器件的輸入引腳上獲得比二次信號更高、更長的電壓。這樣,VK05CFL的用途可擴(kuò)展到所有功率范圍的微型熒光燈。
5. 結(jié)論
微型熒光燈電源電子轉(zhuǎn)換器是通過采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)的,雙極晶體管或MOSFET是今天用于電源級的唯一器件。
VK05CFL是意法半導(dǎo)體開發(fā)的創(chuàng)新的專利解決方案：電子轉(zhuǎn)換器的電源級采用了一個“發(fā)射器開關(guān)”配置。應(yīng)用了單片系統(tǒng)的思路,在硅片上集成了轉(zhuǎn)換器的大部分功能。最終成果：系統(tǒng)成本大幅度降低,系統(tǒng)的可靠性全面提升,與燈相關(guān)的電子器件進(jìn)一步微型化。
微型熒光燈與傳統(tǒng)的白熾燈相比每瓦光輸出至少提高了3倍。今天,一個23瓦的微型熒光燈和一個100瓦的白熾燈的光輸出相等。這就是說,采用微型熒光燈室內(nèi)照明的全部能量降低了4倍。如果全球都采用了微型熒光燈,摒棄了白熾燈,那么,所節(jié)省的巨大的能源將超出我們想象！
有關(guān)VK05CFL的應(yīng)用原則請訪問ST網(wǎng)站www.st.com/vipower。
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