1 概述
ML4831是一种亮度可调的高功率因数、高效率电子镇流器控制器，主要由功率因数控制器、振荡器、预热关断时序、控制选通逻辑、输出驱动器及过压、过热保护等部分组成（参见图1）。重新启动和灯管再输出由外部时序控制；考虑到对不同灯管特性的综合控制，镇流器可通过频率调制（FM）调整灯管功率，并通过补偿编程调整压控振荡器（VCO）的工作频率。这些功能集成在一块芯片上，可在不同场合使用。
芯片的主要特点如下：
●功率因数校正和功率调节功能由一块集成电路完成；
●低失真、高效率，连续升压、平均电流检测功率因数；
●快速启动或瞬时启动，启动时间可调；
●灯管电流反馈控制亮度；
●变频调光和启动；
●灯管熄灭情况下可调再启动，避免镇流器过热；
●内部超温关断保护代替外部传感保护，保证设备安全；
●PFC中过压比较器可消除因负载开路引起的失控；
●采用大幅度振荡器和标准电流乘法器，提高了抗噪能力。
2 引脚功能
ML4831采用双列直插18引脚封装，引脚排列如图2所示。各引脚功能如下：
●EA OUT：PFC误差放大器输出和校正端。
●IA OUT：PFC平均电流互导放大器的输出和补偿节点。
●I(SINE)：PFC电流乘法器输入。
●IA：PFC平均电流互导放大器同相输入端，也是PFC逐周限流比较器的峰值电流检测点。
●LAMP F.B：灯管起弧电流取样（或调节）误差放大器的反相输入端，也是亮度控制输入节点。
●LFB OUT：灯管电流误差跨导放大器输出。
●R(SET)：外接电阻，设定振荡器最高频率Fmax和R(X)/C(X)充电电流。
●INTERRUPT：用于灯管的熄灭检测和再起动，该脚时间间隔后冉起动。
●R(X)/C(X)：预热定时、亮度锁定和中断。
●GND：地。
●P GND：芯片功率接地端。
●OUT B：镇流器MOSFET驱动输出端B。
●OUT A：镇流器MOSFET驱动输出端A。
●PFC OUT：PFC MOSFET驱动输出端。
●VCC：芯片正电源。
●VREF：7.5V参考电压缓冲输出端。
●EA/OVP：PFC误差放大器反相输入和OVP比较器输入端。
3 主要参数
●电源电流ICC：75mA；
●输出电流（流入或流出13、14、15脚的直流电流）：250mA；
●3脚乘法器输入I(SINE)：10mA；
●引脚5、9、18输入电压：0.3VCC～-2V；
●引脚4输入电压：-3～2V；
●引脚1、6最大过载电压：-0.3～7.7V；
●引脚1、2、3最大过载电流：±20mA；
●引脚2最大过载电压：-0.3～6V；
●工作温度范围：-65～150℃。
4 主要单元功能
图1为ML4831的内部原理框图，其中几个主要单元的功能如下。
4.1 功率因数部分：ML4831的功率因数校正电路采用平均电流检测升压型功率因数控制电路，其工作原理可参考有关资料。
4.2 乘法器：ML4831的乘法器是一个线性电流输入乘法器，是功率因数控制器的组成部分，对大功率转换引起的干扰有很强的抑制能力。输入正弦波电压经整流后的直流电压通过降压电阻转换成电流，这样，很小的接地噪声在PWM比较器的基准上产生的影响也很小。乘法器的输出电压加在电流放大器同相输入端，形成电流误差放大器的基准，其值按下式计算：
VMUL≈[I(SINE)×(VEA-1.1V)]/4.17mA
式中，I(SINE)为降压电阻上的电流；VEA为误差放大器的输出电压。乘法器最高输出电压为1V。
4.3 平均电流和输出电压的稳定：PFC控制部分的脉宽调制器（PWM）可抑制乘法器输出引起的正电压干扰及接在4脚电流取样电阻上的负电压干扰。逐周限流用于高速电流瞬变时保护MOSFET，当4脚电压低于-1V时，脉宽调制器的周期终止。
4.4 过压保护（OVP）：过压保护用于负载突变（灯管损坏开路）时避免电源电路承受过高电压。直流高压经分压后作为过压保护取样值：当18脚电压高于2.75V时，PFC晶体管关断，而镇流器继续工作。过压保护值必须设置得既能保证电源部分安全运行，又不能过低而影响升压校正回路。
4.5 振荡器：振荡器控制原理如图3所示。振荡频率范围由LFB（灯管反馈）放大器输出（6脚）控制：灯管电流减小时，6脚电压升高，控制信号增大，电容C(T)充电电流减小，振荡频率降低。由于镇流器输出网络对较高频率衰减更大，灯管功率得以提高。
4.6 欠压封锁和超温关断：集成电路内部包含一个并联调节器，可将VCC限制在13.5V（VCCZ）。IC所需电源电流很小，主要由镇流器变压器的辅助绕组供给。当VCC低于VCCZ-0.7V时，IC静态工作电流低于1.7mA，输出关断；此时IC可由交流市电整流后经降压电阻直接供电。图4为欠压封锁及电源电流波形图。
为降低成本，ML4831内含温度传感器：当结温超过约120℃时，镇流器停止工作。为使内部传感器有效替代外部传感器，须将IC设置在镇流器中的适当位置，以确保准确检测镇流器温度。芯片结温Tj可由经验公式估算：
Tj=TA+PD×65℃/W
式中，TA为环境温度；PD为芯片耗散功率。
4.7 起动、重新启动、预热和关断：采用ML4831后，日光灯启动不影响灯管寿命，且灯管熄灭时镇流器产生的热量很小。
日光灯预热和中断定时器电路如图5。C(X)以电流IR(set)/4充电，然后通过R(X)放电。C(X)两端初始电压为0.7V（VBE），由0.7V上升到3.4V所需时间即灯丝预热时间。在此期间，振荡器充电电流ICHG为2.5V/R(set)，为灯丝预热产生一个高电流，但不会产生使灯管起动的高压。
阴极灯丝预热后，逆变器频率降到Fmin并产生高压启动灯管。灯管启动后，加到9脚的灯管反馈电压上升到高于参考电压Vref时，C(X)充电电流中断且逆变器封锁；C(X)经R(X)放电，直到两端电压降到门限值1.2V时逆变器重新工作。用这种方式关断逆变器，可防止逆变器产生过大热量。
选择较大阻值的R(X)可使预热时间足够长。在C(X)两端电压达到6.8V门限值以前，LFB OUT对振荡器不起作用，全部功率加到灯管上；之后开始调节亮度，C(X)两端电压被箝位在7.5V。各种状态下逆变器的工作频率见原文附表。
5 典型应用
图6为采用ML4831实现的高功率因数、高效率日光灯镇流器原理电路。输入交流电压（120V）整流后获得直流高压，通过开关管Q2、Q3和开关变压器T2B、C1、C2获得三组输出，可启动并控制三路日光（荧光）灯，且亮度可调。R16～R19、D10、D11、C16、C17构成整流取样电路，将灯管反馈信号及亮度控制电压送到芯片5脚，通过控制13、14脚输出脉冲频率实现亮度调节及自动稳定控制。Q2、Q3交替导通，Q3起续流作用，以提高电源效率。
R1及D10、D11组成主回路电流取样电路，取样电流信号加到芯片4脚作为PFC输入信号；R12、R13及D19～D22组成过压保护取样电路，取样信号加到芯片18脚；15脚输出驱动Q1，实现功率因数校正和过压保护。功率因数校正电路主要由Q1、L3、C7、D7组成。图6的元件参数如下：
C1、C13、C33：0.22μF/50V/10%；C2、C3：3.3nF/125VAC/10%；C4：0.33μF/250VAC；C28：2.2nF/50V/10%；C6：47μF/25V/10%；C9：10nF/25V/10%；C7：120μF/250V/20%；C10、C5：1.5nF/50V/2.5%；C11、C16：0.0047μF/50V/10%；C12、C20：220pF/2kV/10%；C14：0.068μF/160V/5%；C15：4.7μF/50V/20%；C17：2.2nF/50V/2%；C18：0.22μF/63V/10%；C19：0.068μF/250V/5%；C21：6.8nF/630V/5%；C22：22nF/630V/5%；C23：330pF/50V/10%；C26：0.1μF/250V/5%；C29：1μF/25V/10%；C30：0.1μF/25V/10%；C32：4.7nF/25V/10%。
R1：0.5Ω/5%/1W；R2：36kΩ/1/2W/5%；R3：33Ω/1/4W/5%；R4：360kΩ/1/4W/5%；R5：17.8kΩ/1/4W/1%；R6：35.7kΩ/1/4W；R7：110kΩ/1/4W/1%；R8：51.1kΩ/1/4W/1%；R9：1.96kΩ/1/4W/1%；R10：681kΩ/1/4W/5%；R12：5.49kΩ/1/4W/1%；R16：100kΩ/1/4W/1%；R17：412kΩ/1/4W/1%；R28：100kΩ/1/4W/5%；R19：9.09kΩ/1/4W/1%；R21、R22：22Ω/1/4W/1%；R23：475kΩ/1/4W/1%；R27：100Ω/1/4W；R29：100kΩ；R30：12kΩ/1/4W/5%；R31：4.3kΩ/1/4W/1%。
D1～D4：1A/600V；D19～D22：1A/600V快速二极管；D6：20V/5%/1W；D7：3A/400V快速二极管；D10～D13：0.1A/75V；D15、D18：0.1A/75V；D16、D17：1A/50V；Q1～Q3：5.5A/400V。
T1：电感20mH，抽头1、4间150匝，抽头2、3间75匝；T2A：电感3.87mH，抽头1、3间200匝，抽头5、6间200匝；T2B：电感1.66mH，抽头1、2间200匝，抽头5、6间3匝，抽头7、8间3匝；L3：电感1mH，抽头1、4间195匝；T4：电感1.38mH，抽头1、3间190匝，抽头4、6间70匝；L1、L2：电感600μH，直流电阻0.45Ω；F1：2A。