美國鎮流器電路圖

1. 概述

　　ML4831是一種亮度可調的高功率因數、高效率電子鎮流器控制器。它主要由功率因數控制器、振蕩器、預熱關(guān)斷時(shí)序、控制選通邏輯、輸出驅動(dòng)器及過(guò)壓、過(guò)熱保護等部分組成（參見(jiàn)圖1）。重新啟動(dòng)和燈管再輸出由外部時(shí)序控制，并且考慮到對不同燈管特性的綜合控制，鎮流器控制裝置可通過(guò)頻率調制（FM）來(lái)調整燈管的功率，通過(guò)補償編程調整燈管的功率，通過(guò)補償編程來(lái)調整壓控振蕩器（VCO）的工作頻率。這些功能集成在一塊芯片上，它可以在不同的場(chǎng)合下使用。

　　芯片的主要特點(diǎn)如下：
　　●功率因數校正和功率調節功能由一塊集成電路完成。
　　●低失真，高效率，連續升壓，平均電流檢測功率因數。
　　●快速啟動(dòng)或瞬時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間可調。
　　●燈管電流反饋控制亮度。
　　●變頻調光和啟動(dòng)。
　　●燈管熄滅情況下，可調再啟動(dòng)，以避免鎮流器發(fā)熱。
　　●內部超溫關(guān)斷保護代替了外部傳感保護，保證了設備的安全。
　　●PFC中過(guò)壓比較器可以消除因負載開(kāi)路引起的失控。
　　●采用大幅度振蕩器和標準電流乘法器，提高了抗噪力。

2.　引腳功能

　　ML4831采用雙列直插18引腳封裝，引腳排列如圖2所示。各引腳功能說(shuō)明如下：
　　●EA　OUT：PC誤差放大器輸出和校正端。
　　●IA　OUT：PFC平均電流互導放大器的輸出和調整節點(diǎn)。
　　●I（SINE）：PFC電流乘法器輸入。
　　●IA+：PFC平均電流互導放大器同相輸入和PFC逐周限流比較器峰值電流檢測點(diǎn)。
　　●LAMP　F.B：燈管起弧電流取樣(或調節)誤差放大器的反相輸入端，也是亮度控制輸入節點(diǎn)。
●LFB OUT：燈管電流誤差跨導放大器輸出。
●R(SET)：外接電阻，它設定振蕩器的最高頻率Fmax和R(X)/C(x)充電電流。
●INTERRUPT：用于燈管的熄滅檢測和再起動(dòng)。當該腳的時(shí)間間隔后再起動(dòng)。
●R(X)/C(X)：預熱定時(shí)，亮度鎖定和中斷。
●GND：地
●P GND：芯片功率接地端。
●OUT B：鎮流器的MOSFET驅動(dòng)輸出端B。
●OUT A：鎮流器的MOSFET驅動(dòng)輸出端A。
●PFC OUT：PFC MOSFET驅動(dòng)輸出端。
●VCC：芯片正電源。
●VREF：7.5V參考電壓緩沖輸出端。
●EA_/OVP：PFC誤差放大器反相輸入和OVP比較器輸入端。

3. 主要參數

●電源ICC：75mA
●輸出電流。流入或流出13、14、15腳的直流電流：250mA
●3腳的乘法器輸入I(SINE)：10mA
●引腳5、9、18輸入電壓：0.3VCC～-2V；
●引腳4輸入電壓：-3～+2V；
●引腳1、6最大過(guò)載電壓：-0.3～+7.7V；
●引腳1、2、3最大過(guò)載電流：±20mA；
●引腳2最大過(guò)載電壓：-0.3～+6V；
●工作溫度范圍：-65～+150℃

4. ML4831主要單元功能介紹

圖1為ML4831的內部原理框圖，其中幾個(gè)主要單元的功能如下：
4.1 功率因數部分
ML4831中的功率因數修正電路采用平均電流檢測升壓型功率因數控制電路。該電路的工作原理可參考有關(guān)資料。
4.2 乘法器
ML4831的乘法器是一個(gè)線(xiàn)性電流輸入的乘法器，是功率因數控制器的一個(gè)部分。它對大功率轉換引起的干擾有很強的抑制能力。輸入正弦波電壓經(jīng)整流后的直流電壓，通過(guò)降壓電阻轉換成電流，這樣，很小的接地噪聲在PWM(脈寬調制)比較器的基準上產(chǎn)生微小。乘法器的輸出電壓加在電流放大器正相輸入端，形成電流誤差放大器的基準。其傎按下式計算。
VMUL≈[I(SINE)×(VEA-1.1V)]/4.17mA
其中，I(SINE)為降壓電阻上的電流；VEA為誤差放大器的輸出電壓。乘法器的最高輸出電壓為1V。
4.3 平均電流和輸出電壓的穩定
PFC控制部分的脈寬調制器(PWM)可抑制乘法器輸出引起的正電壓干擾和接在4腳的電流取樣電阻上的負電壓干擾和接在4腳的電流取樣電阻上的負電壓干擾。逐周限流用于高速電流瞬變時(shí)，保護MOSFET。當管腳4的電壓低于-1V時(shí)，脈寬調制器的周期終止。
4.4 過(guò)壓保護(OVP)
過(guò)壓保護(OVP)用于負載突變(燈管損壞開(kāi)路)時(shí)避免電源電路承受過(guò)高的電壓。直流高壓經(jīng)分壓后過(guò)壓保護值。當18腳的電壓高于2.75V時(shí)，PFC晶體管關(guān)斷，而鎮流器將繼續工作。過(guò)壓保護值必須設置在既能使電源部分安全運行，又不能過(guò)低而影響升校正回路。

4.5 振蕩器

振蕩器控制原理如圖3所示。振蕩器的振蕩頻率范圍由LFB(燈管反饋)放大器輸出(6腳)控制。當燈管電流減小時(shí)，6腳電壓升高，控制信號增大，電容C(T)充電電流減小，從而使振蕩頻率降低。由于鎮流器輸出網(wǎng)絡(luò )衰減較高的頻率，因此燈管功率提高。

4.6 欠壓封鎖和超溫關(guān)斷

集成電路(IC)內部包含一個(gè)并聯(lián)調節，它能將電壓VCC限制在13.5V(VCCZ)。IC需要很小的電源電流，這個(gè)電流主要由鎮流變壓器的輔助組供給。當VCC低于VCCZ-0.7V時(shí)，IC的靜態(tài)工作電流低于1.7mA，此時(shí)輸出關(guān)斷。這里，IC可由交流市電整流后通過(guò)降壓電阻直接供電。圖4為欠壓封鎖及電源電流波形圖。
為了降低成本，ML4831內含有一個(gè)溫度傳感器，當IC的結溫高于12℃時(shí)，鎮流器將停止工作。為使內部傳感器安全代替外部傳感器，必須將IC設置在鎮流器中的適當位置，以確保準確地檢測鎮流器的溫度。ML4831芯片的溫度(Tj)可由下面的經(jīng)驗公式計算：
(Tj)=TA+PD×65℃/W
其中，TA為環(huán)境溫度；PD為芯片的耗散功率。

4.7 起動(dòng)、重新啟動(dòng)、預熱和關(guān)斷

采用ML4831后，日光燈啟動(dòng)不影響燈管壽命，并且在日光燈熄滅時(shí)鎮流器產(chǎn)生的熱量很小。
日光燈預熱和中斷定時(shí)器電路如圖5。C(X)以電流IR(set)/4譯電，然后通過(guò)R(X)放電。C(X)兩端的初始電壓為0.7V(VBE)，由0.7V上升到3.4V所需的時(shí)間為燈絲預熱時(shí)間。在這段時(shí)間內，振蕩器的充電電流(ICHG)為2.5V/R(set)。這將為燈絲預熱產(chǎn)生一個(gè)高電流，但又不會(huì )產(chǎn)生使燈管起動(dòng)的高壓。
陰極燈絲預熱以后，逆變器的頻率降低到Fmin，并產(chǎn)生一個(gè)高電壓來(lái)啟動(dòng)燈管。燈管啟動(dòng)后，兩商電壓不再降低。加到9腳的燈管反饋電壓上升到高于參考電壓Vref時(shí)，C(X)的充電電流中斷并且逆變器封鎖。此時(shí)，C(X)通過(guò)R(X)放電，一直到C(X)兩端電壓下降到門(mén)限值1.2V時(shí)，逆變器又開(kāi)始工作。用這種方式關(guān)斷逆變器，可以防止逆變器產(chǎn)生過(guò)大的熱量。
選擇較大阻值的R(X)可以使預熱時(shí)間足夠長(cháng)。在C(X)兩端電壓達到6.8V門(mén)限值以前，LFB OUT對于振蕩器不起作用，所以，全部功率加到燈管上。然后調節亮度，C(X)兩端電壓被箝位在7.5V。
各種狀態(tài)下逆變器工作頻率如右表所列。