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一种具有预热启动功能的节能灯驱动电路设计

赵前利  
【摘要】:荧光灯作为现阶段节能减排的先锋光源,其发展迅速且应用前景广阔。作为荧光起搏器的镇流器同样处在高速发展中,其中电子镇流器由于拥有诸多的优势而成为其中的翘楚,必将成为未来镇流器发展的主要方向。就目前国内市场来看,国外厂商的产品占据了绝大多数的份额,国内厂商的产品就显得凤毛麟角了。这对我国快速发展的照明产业来说是极其不健康的,因此发展出我们自己的电子镇流器就显得势在必行了。本课题是在华润上华600V BCD工艺平台上所设计的一款带预热启动功能的荧光灯驱动芯片。该芯片还具有频率可调、预热时间可调以及自我保护功能,可适用于市面上绝大多数的荧光灯的驱动。芯片内部集成了栅驱动控制电路以及半桥功率电路,极大的简化了芯片的外围电路以及应用成本。通过将预热时间控制电容以及振荡器频率控制电容外置,不仅节约了芯片的面积和成本,更可通过调节外置电容的容值来实现预热时间以及工作频率的可调节。本文在介绍荧光灯的工作原理基础上,总结出了电子镇流器的设计要求,即高频交流驱动、灯丝预热启动。我们再根据这些设计要求针对性提出了镇流器的设计方案。即采用半桥逆变电路来实现高频交流输出,利用变频技术结合串联‐并联谐振电路来实现荧光灯的预热启动。片内集成的欠压保护电路一定程度上延长了镇流器的使用寿命。然后重点介绍了芯片中的基准源电路、振荡器电路、死区时间产生电路以及高端电平位移电路的分析与设计。最后在所用工艺平台上利用cadence软件进行了整体电路的仿真验证,仿真结果显示驱动电路的技术参数均达到了设计指标。即输出振荡器频率从100KHz缓变到40KHz,缓变时间由外置的预热时间电容调节;死区时间为0.5μs;正常工作电压为310V,最高工作电压为600V。


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