编者按:在照明运用电子变换器完成中,本钱限制要素驱动着技能的挑选。除下文要介绍的立异的纵向智能功率(VIPower)解决方案外,市场上还存在别的两种不同的经典办法。
榜首种办法是根据IC器材,与若干个外部无源器材一同,驱动两个高压(一般高于400V)功率MOS晶体管,完成一个半桥变换器。
第二种办法根据两个高压双极晶体管和许多的无源器材,可是只能完成前文说到的别的两个解决方案集成的详细功用中的部分功用。双极解决方案被用于本钱极端低价、功用中低的运用中。
相对于经典的办法,本文提出了一个立异的解决方案,它的本钱具有很强的竞争力,并且功用也可得到增强。
VK06TL选用意法半导体(ST)独有的智能功率VIPower M3-3制作技能,这项技能答应在同一芯片上集成操控部分和功率级。功率级是一个“发射极开关”,这个“发射极开关”经过在一个共射-共基扩大器结构中放置一个双极高压达林顿晶体管和一个低压MOS场效应晶体管制成的,因而,这个解决方案完成了双极器材的低压降与断态时高击穿电压之间的平衡,以及MOS场效应晶体管的开关速度快的特性。
因为在关断状况时,双极晶体管级处于共基极形式,因而,从双极晶体管的基极抽出储存电荷的负基极电流基本上是集电极电流,因为这个原因,这个“发射极开关”结构能够完成一个很高的频率(200kHz左右)。
这个特性使共射-共基扩大器结构的开关功用比一个规范双极晶体高出许多,可与一个场效应MOS晶体管比美。因而,咱们说这个器材没有电荷储存效应。这项技能的操控部分是选用BCD(双极-互补MOS-双扩散MOS)单元库完成的。
荧光灯镇流器驱动器
在VIPower M3-3技能根底之上,咱们规划了一个荧光灯镇流器专用的驱动器(VK06TL)。这个器材选用两种不同的封装:SO-16外表拼装封装和ST19通孔拼装封装。
在图1的变换器半桥中,VK06TL被指定用于上桥臂和下桥臂,因为选用两个VK06TL,简直无需外部器材,只用两个二次绕组就能够导通一次侧扼流圈,所以,规划一个功率极高而本钱极低的荧光灯变换器是可行的。
图1:M3-3 横截面图
这个变换器能够恰当地办理一个高端荧光灯运用的悉数必备的作业条件:发动、预热频率和时长操控、焚烧和稳态阶段。这个半桥能够完成过流维护(EOL:灯管寿数停止)、整流效应维护和过温维护,然后发明一个全维护体系。如图2:VK06TL的简化块图所示,咱们考虑到了以下几个要素:
图2:VK06TL简化块图
功率级是由一个双极高压达林顿晶体管和一个低压MOS场效应晶体管组成的共射-共基扩大器,这个解决方案完成了双极器材的低压降与断态时高击穿电压之间的平衡,以及MOS场效应晶体管的开关速度快的特性。这个功率级由双极晶体管的基极上的固定电流供电,并由栅极端子操控。在导通状况(Vg > Vthreshold),集电极电流能够经过MOS晶体管流向集电极,储存阶段开端。
在这个阶段,发射极电流不再活动,并且集电极电流变成负基极电流。因为发射机开关操作,储存时长降低到几百纳秒(无储存效应)。一旦一切的基极电荷都被抽暇,功率级就进入断态。因为储存时间短,功率级能够以高于规范双极晶体管的频率作业(最高500KHz),一起还能保持一个很高的规范功率MOS无法到达的耐压才能(最高1KV),并且导通损耗极低。
操控级和功率级都是由Vcc引脚供电,Vcc引脚经过一个电阻电容(R-C)网络与直流总线相连。在发动阶段,电容经过一个高阻值的电阻器充电,因而,只需几百微安。因为功率双极晶体储存基极电流是在经过‘Vcc充电网络’衔接Vcc引脚的电容上康复的,因而,在作业阶段,器材是自己给自己供电。
VK06TL这项特别功用答应运用功耗更小的电阻器,并且上电桥臂电源无需充电泵。
有必要从衔接二次绕组的SEC引脚触发、接通这个器材,一起,发动振动电路还需要一个二极管沟通开关管的功用。经过SEC引脚,体系能够负载谐振频率振动,一起,经过CAP1、CAP2和CapPREH引脚办理预热和稳态频率。特别是,CapPREH引脚上的%&&&&&%器用于设定预热时长。