利用綠達GR6953實現電子鎮流器的預熱和無燈保護功能

引言

GR6953 是綠達光電專門為電子鎮流器開發的半橋控制與驅動功率集成電路(內建功率場效晶體管),其具有以下特點:

1) 內建兩個功率場效晶體管3.5Ω/440V可驅動23W CFL Lamp;

2) 單電源供電,內置20V穩壓線路;

3) 低功耗啟動;

4) R、C 實現頻率控制;

5) 低溫度系數;

6) CT端可實現關斷功能;

7) 欠壓保護滯環;

8) 靜電存貯放電 (ESD) 保護

9) GR6953 提供8管腳小外型封裝 (DIP-8)

圖1是用GR6953實現的預熱及無燈電子鎮流器電路原理圖.該電路的振蕩頻率由式(1)確定.

圖1:利用GR6953實現的預熱及無燈電子鎮流器電路原理圖

f = 0.7213 / (RT * CT ) ….. (1)

1) 電路原理

并聯開關電容法預熱

CT1、CT2二個電容并聯作為輸出頻率的定時電容,并且通過小信號MOS管(2N7002)控制振蕩電容的切換,使GR6953振蕩頻率從高到低變化,從而實現從預熱到觸發的過程.由Rh、Cf推遲電路的作用當Vcc電壓上升到 GR6953 工作電壓時,Q1、Q2開始順序導通.由 VS高壓向 R1//R2//C3充電,當A點電壓未達2N7002柵極鉗位電壓時 (約1.8V左右),2N7002不導通.因此僅CT1工作,GR8853的振蕩頻率為:

f1= 0.7213 / (RT * CT1) ….. (2)

這里忽略了2N7002 MOS管的結電容.因為僅有CT1電容,所以振蕩頻率很高,遠離電路諧振點,加在燈兩端的電壓很小.進入預熱過程.預熱時間可以由R1、R2、C3控制.預熱電壓和電流可以通過控制電容CT1來實現.如圖2所示T1時間段.

當A點電壓繼續上升,并超過2N7002柵極鉗位電壓時,2N7002導通,電容CT1、CT2并聯.振蕩頻率降至f2.f2即是正常工作頻率,如下式(3)所示:

f2= 0.7213 / (RT*(CT1+CT2)) …..(3)

工作電壓如圖2所示T2時間段.

至此,就實現了預熱、觸發和運行的全過程,使燈以最低的電壓觸發,提高了燈的使用壽命。

圖2、預熱啟動電壓波形

無燈保護間歇振蕩法

GR6953為低功耗啟動設計.啟動時用降壓電阻從直流母線汲取供電電壓.啟動后,從負載端采用電感Lr二次側饋電法C4維持GR6953的供電,如圖1中的Lr、C4 和Rx電路.當無燈負載時,電感Lr二次側感應電壓為零伏特,無法給GR6953供電,只能從降壓電阻供電.當GR6953啟動后,功耗增加,Rh上壓降增加,Vcc下降.當Vcc下降到欠壓值下限Vccuv- 時,GR6953停止工作.這時,GR6953功耗又減小,Rh壓降也減小,Vcc開始上升.當Vcc上升到欠壓值上限Vccuv+ 時,GR6953又開始工作,Vcc又會因為GR6953功耗增加而再次下降到欠壓值下限,又停止工作.這樣重復就形成了圖3給出的間歇工作狀態.這樣可以減小功率Q1、Q2、MOS管在空載時對容性負載驅動的功耗,使功率管溫度遠低于最大結溫,提高了鎮流器的壽命