荧光灯调光电子镇流器的设计
在KA7543的脚3上的电压Vcc达到启动门限电压(8.5V)时,内部UVLO电路即为IC内的所有电路提供基准电压(Vref=2V±5%)和偏置电流。IC内的软启动电路开始对软启动电容Cs(图3中为C22)充电,IC输出一个比通常工作频率fnor(约30kHz)高约30%的预热频率fpre,最高软启动频率由脚4(Cc)上的电压决定。随着Cs上的电压Vcs线性上升,开关频率随之线性下降。当频率降至LC串联谐振电路的固有频率f0时,LC电路产生串联谐振,并在灯管两端产生一个约1kV的高压脉冲,将灯管击穿而点燃。此时,IC的输出频率降至工作频率fnor,整个软启动时间为0.8~1s。
启动电路通过电阻Rst(图3中为R21)对IC充电。Rst的值可通过式(1)计算。
Rst=(1)
式中:Vin为经过整流后的输入电压;
Vthmax为芯片KA7543的最大启动门限电压;
Istmax为最大启动电流。
图3电路中Vin=220V,Vthmax=10.5V,Istmax=0.25mA。可以得出Rst=1.2MΩ。
软启动的时间由软启动电容Cs的大小决定。当启动电压达到门限电压后,IC内部一个313nA的电流源向软启动电容Cs充电,直至电压Vcs达到2V。因此软启动时间ts可通过式(2)计算。
ts=(2)
如果Cs=0.2μF,则ts=1.28s。
3.3 无级调光控制
电子镇流器工作采用三段式,即上电后,镇流器工作在预热频率(fpre);灯阴极充分预热后进入启动频率(f0);灯管点燃后转至工作频率(fnor)。
文献[6]列出并比较了荧光灯现有的4种调光方式,即输入电压相位控制,镇流器的阻抗控制,工作频率控制,灯上加周期性不连续电压。其结论是工作频率控制法综合指标最佳。KA7543应用的就是工作频率控制方法。KA7543的内部调光电路位于脚9(Vdm),脚11(Cdm)和脚6(Vfb)之间。加于脚9的调光电压范围为0~2V,0V对应满光(Full light),2V对应完全变暗(Full dimming)。即脚9调光控制电压增加时,开关频率升高,L2及L3阻抗增加,导致灯电流减小,灯变暗。
图4为不同亮度时灯电压和电流的实验波形图。
(a) 最小输出功率,电压40V/格,电流20mA/格
(b) 60%输出功率,电压40V/格,电流500mA/格
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