TL鎮(zhèn)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(zhèn)流器驅動器。用該器件設計電子鎮(zhèn)流器時，其燈預熱頻率、穩(wěn)態(tài)工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數(shù)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。

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(zhèn)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(zhèn)流器。使用兩塊ＶＫ０６ＴＬ和少量元件即可組成６０Ｗ以下ＴＬ電子鎮(zhèn)流器半橋逆變器。采用ＶＫ０６ＴＬ作為半橋驅動器的ＴＬ鎮(zhèn)流器，其燈預熱頻率、穩(wěn)態(tài)工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數(shù)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(shù)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(zhèn)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(fā)射器開關”(Ｅｍｉｔｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈ)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(fā)射器開關”，級聯(lián)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(xù)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(zhèn)流器驅動電路的預熱頻率、預熱時間、穩(wěn)態(tài)工作頻率和燈壽終保護定時等功能參數(shù)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(zhèn)流器驅動電路。該鎮(zhèn)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(zhèn)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(xiàn)象發(fā)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(tǒng)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(lián)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(lián)電路發(fā)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(wěn)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(wěn)態(tài)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?ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ?時，鎮(zhèn)流器將使燈連續(xù)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(zhèn)流器處于異常和危險的狀態(tài)。因此，設計時，在鎮(zhèn)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(xiàn)。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

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