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TL鎮流器電子驅動器VK06TL的應用
摘要：VK06TL是ST公司生產的帶有控制電路和復合功率開關的TL電子鎮流器驅動器。用該器件設計電子鎮流器時，其燈預熱頻率、穩態工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數均可通過外部元件來設定。文中介紹了VK06TL的結構與特點，給出了其工作原理和典型應用電路。關鍵詞：TL鎮流器；驅動器；VK06TL；預熱；保護
１概述
意法半導體公司?ＳＴ?生產的ＶＫＯ５ＣＦＬ芯片自投放市場以來，已被廣泛應用于緊湊型熒光燈?ＣＦＬ?電子鎮流器中，而不久前ＳＴ公司又推出了ＶＫ０６ＴＬ單片ＩＣ，該芯片的主要應用是直管形熒光燈?ＴＬ?電子鎮流器。使用兩塊ＶＫ０６ＴＬ和少量元件即可組成６０Ｗ以下ＴＬ電子鎮流器半橋逆變器。采用ＶＫ０６ＴＬ作為半橋驅動器的ＴＬ鎮流器，其燈預熱頻率、穩態工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數均可通過ＩＣ外部元件進行設定，而且還帶有過熱關斷功能。此外，ＶＫ０６ＴＬ之間的參數匹配性非常好，因而使用時不必進行挑選“配對”，而且器件堅固耐用，高溫性能極佳。
２結構與特點
ＶＫ０６ＴＬ驅動器采用１６引腳ＳＯ封裝形式，由于９～１６腳均為集電極，故有效引腳為９個，圖１為其引腳排列。
ＶＫ０６ＴＬ電子鎮流器驅動器內部除集成有控制電路和保護電路外，還集成了被稱作“發射器開關”(Ｅｍｉｔｔｅｒｓｗｉｔｃｈ)的功率驅動輸出級，ＶＫ０６ＴＬ的內部電路組成如圖２所示。
ＶＫ０６ＴＬ的主要性能特點如下：
●內部帶有高壓雙極型ＮＰＮ復合晶體管和一個低壓ＭＯＳＦＥＴ組成的“發射器開關”，級聯功率開關器件的擊穿電壓ＢＶＣＳＯ不小于５２０Ｖ，集電極電流Ｉｃ?ｒｍｓ?為０．５Ａ，峰值集電極電流ＩＣＭ為５Ａ，開關頻率可達２００ｋＨｚ；
●內含續流二極管?連接于ＶＫ０６ＴＬ內部源極或地與片內復合晶體管的集電極之間?和擊穿值約３０Ｖ的雙向交流開關二極管ＤＩＡＣ(連接于ＶＫ０６ＴＬ的４腳與片內復合晶體管集電極之間)；
●由ＶＫ０６ＴＬ組成的電子鎮流器驅動電路的預熱頻率、預熱時間、穩態工作頻率和燈壽終保護定時等功能參數均可通過外部元件設定；
●電源電壓Ｖｄｄ被內部箝位在７Ｖ。
３應用電路及工作原理
圖３所示是由兩塊ＶＫ０６ＴＬ芯片組成的?４０Ｗ?ＴＬ電子鎮流器驅動電路。該鎮流器的輸入端Ｍ１、Ｍ２可連接４００Ｖ的ＤＣ電壓，而輸入端ＡＣ１、ＡＣ２則可以連接１８５～２６５Ｖ的ＡＣ電壓。因此，該電子鎮流器的ＤＣ干線電壓范圍為２５０～４００Ｖ。高端ＶＫ０６ＴＬ（ＩＣ１）和低端ＶＫ０６ＴＬ（ＩＣ２）的腳６(腳Ｖｄｄ)上的電源電壓可分別通過Ｒ５－Ｃ５和Ｒ１－Ｃ１網絡獲得。將電阻Ｒ１通過燈絲連接到ＤＣ干線電壓的目的是便于在更換燈管之后電路能夠自動重啟。
通過Ｒ２可對Ｃ２進行充電。當Ｃ２上的電壓達到３０Ｖ時，ＩＣ２腳４內的ＤＩＡＣ擊穿，功率開關器件導通，振蕩器啟動。而高端ＩＣ１腳４上連接的２０Ｖ齊納二極管Ｄ３則可用于避免ＩＣ１內的ＤＩＡＣ擊穿，從而使ＩＣ１Ａ功率開關能夠可靠接通。
繞在扼流圈上的兩個次級繞組?Ｎ２、Ｎ３?用于驅動ＩＣ１和ＩＣ２的開／關。當ＶＫ０６ＴＬ腳５上的電壓超過２．２Ｖ時，驅動器導通；而在該腳電壓低于０．８Ｖ時，驅動器截止。此外，通過Ｒ４－Ｃ４和Ｒ３－Ｃ３組成的濾波電路，可保證電路正常工作，同時也可以避免硬開關現象發生。
ＩＣ１腳１上的電容Ｃ７和ＩＣ２腳１上的電容Ｃ９可用來設定預熱階段的工作頻率。通過ＶＫ０６ＴＬ腳１內部的一個３５０μＡ的電流源可對外部電容Ｃ７和Ｃ９充電。Ｃ７和Ｃ９均選８２０ｐＦ時，系統占空比為５０％。由于扼流圈(ＮＩ)的電感值Ｌ為１．８ｍＨ，而燈啟動電容Ｃ１６為８．２ｎＦ，預熱頻率為５３ｋＨｚ。因此，該電路的ＤＣ電壓為３００Ｖ時，其峰值電流為１Ａ。
圖3
當電容Ｃ１１、Ｃ１２的充電電壓達到４．２Ｖ時，預熱階段結束，此后７腳內部的開關與地接通，以使Ｃ８和Ｃ１０分別與Ｃ７和Ｃ９相并聯而使頻率漸減，從而引起輸出級扼流圈?Ｎ１?和Ｃ１６?由于Ｃ１５?Ｃ１６，Ｃ１５影響可忽略?組成的ＬＣ串聯電路發生諧振，并在Ｃ１６兩端產生高壓以對燈點火，爾后頻率下降到穩壓工作頻率。當選擇Ｃ１１和Ｃ１２為４．７μＦ時，預熱時間約為１ｓ。當Ｃ８和Ｃ１０均為８２０ｐＦ時，穩態工作頻率為３７ｋＨｚ。ＤＣ母線電壓為４００Ｖ時，ＩＣ的峰值電流為７５０ｍＡ。
眾所周知，當熒光燈達到壽命終結?ｅｎｄｏｆｌｉｆｅ?時，鎮流器將使燈連續工作，從而引起燈管過熱并產生放電“煙霧”，同時在燈陰極上產生非常高的電壓，以使燈和鎮流器處于異常和危險的狀態。因此，設計時，在鎮流器中必須設置燈壽終保護電路。
在實際應用中，ＩＣ１的８腳接半橋中點，燈壽終保護由ＩＣ２及其腳８與地之間的電容Ｃ１３?和Ｒ９?來實現。圖４所示是燈壽終(ＥＯＬ)保護電路。其中電流感測電阻Ｒｓｅｎｓｅ用于檢測最大燈峰值電流。當Ｒｓｅｎｓｅ兩端電壓超過０．１Ｖ(相當于１．８Ａ的燈電流)時，比較器Ｃ１將使開關Ｔ１接通，以使內部充電電流對８腳外部電容ＣａｐＥ０１(即Ｃ１３)充電。當Ｃ１３上的充電電壓達到４．２Ｖ時，比較器Ｃ２使Ｔ２接通并維持電容充電。Ｃ１３為４７０ｎＦ時，電路可在預熱之后約１００ｍｓ之內執行ＥＯＬ保護功能。
在燈處于ＥＯＬ條件下，通常會有一個非常大的電流在電路中流動。在低端ＶＫ０６ＴＬ的腳１與腳５之間連接Ｄ１、Ｄ２和Ｒ７可以對燈壽終情況下的大電流進行限制。在預熱階段，燈電流通常會增加到２．８Ａ，然后在１００ｍｓ后，電路將在燈ＥＯＬ保護電路的作用下停止振蕩。
此外，由于ＶＫ０６ＴＬ內置有熱保護電路，因此，通過ＥＯＬ保護電路同樣會在芯片結溫超過１５０℃時使振蕩器截止。然后，只有當芯片結溫降至１３５℃以下時，ＶＫ０６ＴＬ才會自動再啟動。
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