基于FAN7710V的新型高性能節(jié)能燈鎮(zhèn)流器電路設(shè)計(jì)
引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/265944.htm在照明技術(shù)中,電子節(jié)能燈已經(jīng)日益成為人們的首選,因?yàn)槠鋺?yīng)用范圍廣,節(jié)能環(huán)保性能好,是政府和企業(yè)節(jié)能減排的重要舉措之一。在近幾年中,我國為了推廣電子節(jié)能燈的應(yīng)用,采取了財政補(bǔ)貼政策,就像家電下鄉(xiāng)一樣,惠及全國百姓和消費(fèi)者。
所謂電子節(jié)能燈,主要是指采用電子鎮(zhèn)流器的緊湊型熒光燈(CFL)。鎮(zhèn)流器和節(jié)能燈是一體化的,安裝和更換像白熾燈燈泡一樣方便。電子節(jié)能燈對鎮(zhèn)流器的基本要求是:電路盡可能簡單,元件數(shù)量少,成本低,性能穩(wěn)定,安全可靠,使用壽命長。本文以飛兆半導(dǎo)體推出的FAN7710V新型鎮(zhèn)流器控制IC為例。
1 關(guān)于FAN7710V的簡介
FAN7710V芯片集成了頻率可編程振蕩器、燈絲預(yù)熱控制電路、死區(qū)時間(即高/低端驅(qū)動信號之間的非交迭時間,旨在防止半橋高/低端MOSFET同時導(dǎo)通)控制電路、自適應(yīng)零電壓開關(guān)(ZVS)控制器、高/低端MOSFET柵極驅(qū)動器和高/低端功率MOSFET等。其中,每個功率MOSFET的耐壓達(dá)440V以上,導(dǎo)通態(tài)電阻RON典型值是4.6Ω(@VGS=10V,ID=190mA)。MOSFET漏-源極之間續(xù)流二極管正向壓降≤1.4V(@380mA),正向電流為380mA(正向脈沖電流達(dá)3.04A)。
FAN7710V采用溫度范圍為-40℃~125℃的8引腳DIP封裝,符合歐盟RoHS指令。
FAN7710V各個引腳功能見表1。
表1 FAN7710V引腳功能
FAN7710V的啟動電流僅約150μA,工作電流約2.6mA,在220V的AC電壓下能輸出20W的功率。這種控制IC的VDD啟動門限為13.4V,欠壓關(guān)閉門限是11.6V,內(nèi)部齊納二極管的箝位電壓是15V。FAN7710V的預(yù)熱時間、預(yù)熱頻率和正常操作運(yùn)行頻率均可由外部阻容元件設(shè)定,并提供有源ZVS控制和過溫度及燈開路保護(hù)。
2 基于FAN7710V的節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器
2.1 電路組成
LF是EMI濾波電感器,RF是可熔電阻(起保險絲作用),D1~D4和C1組成橋式全波整流濾波電路,Rstart為啟動電阻,CVDD為啟動和退耦電容,RT為預(yù)熱和運(yùn)行頻率設(shè)定電阻,CPH為預(yù)熱時間設(shè)置電容,DB和CB分別為自舉操作二極管和電容,DP1、DP2和CCP組成的電荷泵輔助電源電路,L、CP和CS組成LCC諧振輸出級。
2.2 電路啟動
接通AC電源,220V的AC電壓經(jīng)D1~D4全波整流和電容C1濾波,產(chǎn)生約310V的DC電壓加至IC(FAN7710V)的引腳VDC。同時,VDC電壓經(jīng)啟動電阻Rstart對電容CVDD充電,如圖3所示。當(dāng)IC引腳VDD上的電壓VDD因CVDD充電達(dá)到導(dǎo)通門限電平VDDTH(ST+)后(約13.4V),IC啟動。IC引腳VDD導(dǎo)通后,CVDD放電,VDD電壓降低,在VDD降至欠電壓,關(guān)閉門限VDDTH(ST-)之前(約11.6V),電荷泵對CVDD充電,VDD電壓被箝位在VCL(15V)電平上。
2.3 自舉操作
FAN7710V啟動后,振蕩器產(chǎn)生振蕩,IC內(nèi)低端功率MOSFET首先導(dǎo)通,VDD通過二極管DB對電容充電,充電電流路徑是DB→CB→IC內(nèi)低端MOSFET→地。
隨自舉電容CB充電,CB上電壓升高。一旦CB上電壓(VB-VOUT)達(dá)到9.2V的門限,IC內(nèi)高端MOSFET導(dǎo)通,低端MOSFET關(guān)斷。一旦IC中高端MOSFET導(dǎo)通,CB放電。只要CB上電壓降至8.6V以下,IC中高端MOSFET關(guān)斷,低端MOSFET導(dǎo)通。如此周而復(fù)始,IC中高端和低端MOSFET輪流導(dǎo)通,半橋在IC引腳OUT上輸出占空比為50%的高頻方波電壓。
2.4 電荷泵電路操作
一旦半橋產(chǎn)生輸出,在輸出電壓斜升沿上,電荷泵電路充電,充電電流經(jīng)CCP、DP1到CVDD。在輸出脈沖電壓斜降沿上,電荷泵放電。
設(shè)置了由DCP1、DCP2和CCP組成的電荷泵電路后,可以使用低功率(0.25W)的啟動電阻Rstart,減小其功率損耗,有助于提高系統(tǒng)效率。
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