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对于NE5565电子镇流器控制器电路分析

分类:整流器专题 发布:2017年06月19日 22:38 浏览:886次 Tag:

  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中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. NE5565的内部结构及其主要特点

  

  EN5565采用20脚双列直插式窄体塑料封装,如图1所示。

  NE5565主要由功率因素(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、灯电流整流器和欠压锁定保护、电容性负载保护、过电流保护等电路组成,如图2所示。

  NE5565引脚功能及引脚输入、输出额定值如表1所列。

  

  

  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,它可以将电子镇流器功率因素提高到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,它将PFC输出的DC高压变换成高频AC电压。半桥控制器驱动两只外接高压功率MOSFET,以实现灯电流调节、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. NE5565的主要功能

  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。

  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的精度为±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。在稳压工作期间,灯电压由灯的弧光电压控制,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。此间,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电压减少。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

  当PFC和半桥控制电路应该导通或关闭时,保护电路利用施密斯触发器检测Vcc脚的DC电源电压,并决定电源电压的上限和下限解扣点。当Vcc从零伏升高到上限电压值(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和半桥振荡器电路就开始工作。当Vcc低于下限电压(10V)时,PFC和半桥电路则关断。Vcc超过上限解扣点之前, 不允许PFC和半桥振荡器工作。最小的延时由DMAX脚外部的元件设定。

  2.4 灯启动与PFC过电压保护

  半桥欠压锁定电路取样PFC的DC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,逆变器频率就从灯预热时的最大值向灯正常点燃时的较低频率偏移,于是开始点火程序。

  过压保护电路可防止PFC DC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,以阻止PFC DC输出电压进一步增加。过压保护电路只保护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

  容性负载保护电路用来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脚输入电压为LC网络的初级电流信号。如果IPRIM脚电压高于-100mV(正),即栅极驱动信号为高电平时,系统则出现故障,半桥振荡器的频率升高。

  2.6 半桥振荡器

  半桥振荡器是一个三角波产生器,用来产生方波信号,以驱动缓冲器电路。振荡频率由RT和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,以驱动外部半桥电路的两只功率开关管。OUTH半桥缓冲器/驱动电路驱动外部电平移位电路,然后驱动半桥功率开关。OUTP输出能直接驱动MOSFET或外部电平移位与功率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。因此,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脚输出电压时,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,过电流保护电路被触发,OUTP输出关断。当PFC输入电路发生过电流时,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,功率因数输入通过PF脚接收。当AC电压达到峰值和过零时,PF脚输入电压分别是1V和0V。

  2.11 DC误差放大器

  该电路用来提供PFC DC输出电压负反馈。PFC的DC输出电压通过电阻分压器和滤波网络输入到DC脚。DC误差放大器的参考电压为VREF。DC误差放大器输出应接入滤波电容,以消除开关噪声。

  2.12 灯电流整流器

  灯电流整流器用来提供平均灯电流的负反馈控制。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L1和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,并调节半桥振荡器的频率,使误差电压最小,以迫使平均灯电流为常量。

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