NE5565电子镇流器控制器

2017-03-23 73 0

NE5565是飞利浦公司推出的电子镇流器控制器。这种双极型单片IC集成了功率因数校正(PFC)控制器和具有各种控制及保护功能的自振荡半桥驱动器。利用NE5565设计荧光灯电子镇流器,可减少元件数目、缩小体积、减轻重量,提高镇流器的可靠性与安全性。

1 内部结构及主要特点

NE5565采用20脚双列直插式窄体塑料封装,如图1所示。芯片主要由功率因数(PF)放大器、DC误差放大器、PWM控制器、半桥振荡器、输出缓冲器、电压调节器、灯电压调节器、灯电流整流器以及欠压锁定保护、电容性负载保护、过电流保护等电路组成(图2)。引脚功能及引脚输入、输出额定值见原文表1。

NE5565封装与内部框图
NE5565内部结构框图

NE5565控制器包括两个开关电源控制电路:第一个是PFC升压变换器控制器,可将电子镇流器功率因数提高到0.99以上,电流谐波畸变极低,同时对AC瞬态电压提供保护;第二个是半桥振荡器电路,将PFC输出的直流高压变换成高频交流电压。半桥控制器驱动两只外接高压功率MOSFET,实现灯电流调节、峰值灯电压限制和功率开关保护等功能。NE5565的工作温度范围为0~+85℃。

NE5565的主要特点是:同一芯片可完成PFC和镇流器调光控制;AC电流谐波畸变很低;可变频率模式;可编程预热和点火,实现三步软启动;灯过压保护;可消除负载切断时产生的过冲,实现过压保护。

2 主要功能

NE5565的典型应用电路如图3所示,T1为半桥振荡器的高频变压器,T2为灯电流检测变压器。

NE5565典型应用电路

2.1 电压调整(稳压)器:VREF脚输出的7.42V参考电压作为控制逻辑电压的基准。Vcc通常为12.7V;输出VREF之前,Vcc至少为9.3V。在0~85℃范围内,VREF精度为±3.5%。

2.2 灯电压调节器:在预热、点火和灯关断等条件下,必须限制灯负载两端的最高开路电压;稳压工作期间,灯电压由灯的弧光电压决定,不受控制电路控制。VLAMP脚电压超过VREF时,灯电压比较器检测VLAMP脚电压,此时灯电压达到最高允许开路电压值,通过快速频率增加电路使VLAMP电压回落。RXCX时间常数决定启动电路的频率偏移时间(比率为2:1)。

2.3 低压锁定保护:保护电路利用施密特触发器检测Vcc脚的直流电源电压,决定电源电压的上、下限解扣点。当Vcc从零升高到上限电压值(11V)之前,PFC和半桥控制电路维持关断状态;一旦Vcc超过上限电压,PFC和半桥振荡器电路开始工作。当Vcc低于下限电压(10V)时,PFC和半桥电路关断。Vcc超过上限解扣点之前,不允许PFC和半桥振荡器工作,最小延时由DMAX脚外部元件设定。

2.4 灯启动与PFC过电压保护:半桥欠压锁定电路取样PFC的直流输出电压,PFC输出电压达到设定值(如400VDC)之前,欠压封锁电路禁止灯点火。当OV脚输入电压超过5/7 VREF时,逆变器频率从灯预热时的最大值向灯正常点燃时的较低频率偏移,开始点火程序。

过压保护电路防止PFC直流输出电压超过设定值:过压比较器输入脚OV电压远高于VREF时,PFC缓冲器栅极驱动输出OUTP被关断,阻止PFC直流输出电压进一步增加。该过压保护只针对PFC电路产生的过电压或过冲,不能抑制AC线路的瞬态电压。

2.5 容性负载保护:容性负载保护电路防止灯移开时半桥功率晶体管失效。频率超过半桥LC负载网络的谐振频率时,初级电压将超前初级电流。保护逻辑检测LC网络谐振电流与电压之间的相位关系,IPRIM脚输入LC网络的初级电流信号。如果IPRIM脚电压高于-100mV(正)且栅极驱动信号为高电平,则判定系统出现故障,半桥振荡器频率升高。

2.6 半桥振荡器:半桥振荡器是一个三角波产生器,用于产生方波信号驱动缓冲器电路。振荡频率由RT、CT脚的电阻值与电容值决定,CT脚电压为三角波电压。

2.7 输出缓冲器驱动:输出缓冲器用作电平转换,将半桥振荡器和脉宽调制器的低电平逻辑信号变换成10V驱动信号,驱动外部半桥电路的两只功率开关管。OUTH半桥缓冲/驱动电路驱动外部电平移位电路,进而驱动半桥功率开关;OUTP输出能直接驱动MOSFET,或与外部电平移位电路及功率MOSFET相结合的电路。

2.8 脉宽调制器:PWM控制电路用于控制PFC的占空系数,PWM频率由半桥振荡器决定。斜坡电压出现在CP输出脚,并与半桥振荡器同步:在CT三角波的谷点处,CP脚斜坡电压开始;当CP脚斜坡电压超过DC脚电压时,接在CP脚的电容放电。接于DMAX脚的电阻和电容控制最大占空比、软启动功能和半桥截止时间。

2.9 过流保护:通过接于CSI脚的电阻可检测电流值。CSI电压为-500mV时,过流保护电路被触发,OUTP输出关断;当PFC输入电路发生过流时,强迫DMAX脚上的电容放电。

2.10 功率因数放大器:为调制PFC功率开关的占空因数,经整流的峰值AC电压和相位由PF放大器检测,功率因数输入经PF脚接收。当AC电压达到峰值和过零时,PF脚输入电压分别为1V和0V。

2.11 DC误差放大器:该电路为PFC直流输出电压提供负反馈。PFC直流输出电压经电阻分压器和滤波网络输入DC脚;DC误差放大器的参考电压为VREF,其输出应接入滤波电容以消除开关噪声。

2.12 灯电流整流器:灯电流整流器为平均灯电流提供负反馈控制。灯电流变压器(T2)和负载电阻将灯电流信号变换成电压,加到LI、L12脚,CRECT脚提供全波整流输出;外接电阻和电容决定电路的增益和时间常数。差分误差放大器将CRECT脚电压与内部2/7 VREF参考电压比较,调节半桥振荡器频率使误差电压最小,迫使平均灯电流保持恒定。

NE5565应用电路(续)

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