采用UBA2025功率Ic的23w節(jié)能燈鎮(zhèn)流器,UBA2025 CFL Ballast

恩智浦(NxP)半導(dǎo)體推出的UBA2025功率IC，適用于5～25w的節(jié)能緊湊型熒光燈(CFL)電子鎮(zhèn)流器。UBA2025芯片集成了電流控制振蕩器(CCO)、控制電路和半橋驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)600V、≤3Ω的功率MOSFET．芯片電路組成如圖1所示。UBA2025采用16引腳塑料小外形(SO)封裝(引腳配置見(jiàn)圖2)。

基于UBA2025的23w節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器電路如圖2所示。在接通AC電源后，AC電壓經(jīng)D1～D4橋式全波整流和L1、C1濾波。產(chǎn)生約300V的DC電壓輸出。輸入端上串接的R1，是浪涌電流限制電阻(或保險(xiǎn)電阻)。流過(guò)電阻Rhv的電流經(jīng)IC(UBA2025)內(nèi)部的一個(gè)二極管從Ic引腳vs流出，對(duì)電容C6充電。當(dāng)C6上的充電電壓達(dá)到5.5V時(shí)，內(nèi)部電壓復(fù)位。當(dāng)Ic引腳vs上的電壓達(dá)到12v時(shí)，電路在預(yù)熱模式開(kāi)始振蕩．產(chǎn)生2倍于燈負(fù)載頻率的鋸齒波，如圖3所示。在Ic啟動(dòng)后，Ic內(nèi)低端(下部)MOSFET(T2)首先導(dǎo)通。在T2導(dǎo)通時(shí)，VVS經(jīng)Ic內(nèi)自舉二極管和開(kāi)關(guān)對(duì)電容Croot充電。一旦Croot上電壓達(dá)到IC中高端(上部)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通門限，IC內(nèi)高端MOSFET(T1)導(dǎo)通，T1則截止。T2一旦導(dǎo)通，Croot放電。當(dāng)Croot上的電壓低于高端驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷電平后．T1截止．T2導(dǎo)通。如此周而復(fù)始，T1和T2(見(jiàn)圖1)輪流導(dǎo)通，帶一個(gè)50％的占空比。T1和T2關(guān)斷時(shí)的非交迭時(shí)間(即死區(qū)時(shí)間)tno，主要由IC引腳1ref外部電阻R1ref設(shè)定，其值為：

若選擇R1ref=30kΩ，tno則為1.4μs。

在預(yù)熱模式，振蕩器在起始頻率fstart上開(kāi)始振蕩，該頻率(fs—tart)的計(jì)算公式如下：

如果選擇Cf=100pF，R1ref=30kΩ．fstart則約為108kHz。

振蕩器啟動(dòng)后，頻率從fstart開(kāi)始迅速下降到預(yù)熱頻率fph，如圖4所示。頻率下降斜率，由Ic引腳CI外部電容CI決定。預(yù)熱頻率fph約為fstart的84％，即90kHz。預(yù)熱頻率fph高于由L2、C4和燈電極電阻組成的負(fù)載諧振頻率。在預(yù)熱期間，電路通過(guò)感測(cè)電阻Rs上的電壓來(lái)監(jiān)視負(fù)載電流。燈絲預(yù)熱時(shí)間tph．由Ic引腳⑨外部電容CCPAV和引腳(11)上的R1ref決定，計(jì)算公式是：

在Ccpav=100nF和R1ref=30kΩ條件下，tph≈0.67s．

預(yù)熱結(jié)束后．頻率從fph向底部點(diǎn)燃頻率fbtm斜偏。當(dāng)頻率通過(guò)負(fù)載(L2、C4和燈絲電阻)的諧振頻率時(shí)．將發(fā)生串聯(lián)諧振，在C4上產(chǎn)生一個(gè)足夠高的電壓將燈管擊穿而引燃。燈引燃時(shí)間tign為：

燈一旦被點(diǎn)亮，則在點(diǎn)燃頻率上工作。底部點(diǎn)燃頻率fbtm為開(kāi)始振蕩頻率的40％，即

在IC啟動(dòng)進(jìn)入預(yù)熱模式后．IC引腳VS由C5、D3和D4組成的電荷泵輔助電源供電．從而可大大減少啟動(dòng)電阻Rhv上的功率損耗，致使Rhv可以使用0.25w的電阻。通過(guò)調(diào)整L2等元件．穩(wěn)態(tài)半橋電流可達(dá)280mA。在引燃時(shí)的半橋電流可達(dá)1.5A，鎮(zhèn)流器可以驅(qū)動(dòng)25w的CFL。

基于UBA2025的CFL電子鎮(zhèn)流器在較高AC線路電壓上能對(duì)燈管內(nèi)溫度應(yīng)力提供保護(hù)。此外，還提供電容性模式保護(hù)，并對(duì)功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)低提供保護(hù)。

作者：毛興武