基於FAN7710V的新型高性能節能燈鎮流器電路設計

2020-11-23 電子產品世界

　　引言

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/265944.htm

　　在照明技術中，電子節能燈已經日益成為人們的首選，因為其應用範圍廣，節能環保性能好，是政府和企業節能減排的重要舉措之一。在近幾年中，我國為了推廣電子節能燈的應用，採取了財政補貼政策，就像家電下鄉一樣，惠及全國百姓和消費者。

　　所謂電子節能燈，主要是指採用電子鎮流器的緊湊型螢光燈(CFL)。鎮流器和節能燈是一體化的，安裝和更換像白熾燈燈泡一樣方便。電子節能燈對鎮流器的基本要求是：電路儘可能簡單，元件數量少，成本低，性能穩定，安全可靠，使用壽命長。本文以飛兆半導體推出的FAN7710V新型鎮流器控制IC為例。

　　1 關於FAN7710V的簡介

　　FAN7710V晶片集成了頻率可編程振蕩器、燈絲預熱控制電路、死區時間(即高/低端驅動信號之間的非交迭時間，旨在防止半橋高/低端MOSFET同時導通)控制電路、自適應零電壓開關(ZVS)控制器、高/低端MOSFET柵極驅動器和高/低端功率MOSFET等。其中，每個功率MOSFET的耐壓達440V以上，導通態電阻RON典型值是4.6Ω(@VGS=10V，ID=190mA)。MOSFET漏-源極之間續流二極體正向壓降≤1.4V(@380mA)，正向電流為380mA(正向脈衝電流達3.04A)。

　　FAN7710V採用溫度範圍為-40℃~125℃的8引腳DIP封裝，符合歐盟RoHS指令。

　　FAN7710V各個引腳功能見表1。

　　表1 FAN7710V引腳功能

　　

 

　　FAN7710V的啟動電流僅約150μA，工作電流約2.6mA，在220V的AC電壓下能輸出20W的功率。這種控制IC的VDD啟動門限為13.4V，欠壓關閉門限是11.6V，內部齊納二極體的箝位電壓是15V。FAN7710V的預熱時間、預熱頻率和正常操作運行頻率均可由外部阻容元件設定，並提供有源ZVS控制和過溫度及燈開路保護。

　　2 基於FAN7710V的節能燈電子鎮流器

　　2.1 電路組成

　　LF是EMI濾波電感器，RF是可熔電阻(起保險絲作用)，D1~D4和C1組成橋式全波整流濾波電路，Rstart為啟動電阻，CVDD為啟動和退耦電容，RT為預熱和運行頻率設定電阻，CPH為預熱時間設置電容，DB和CB分別為自舉操作二極體和電容，DP1、DP2和CCP組成的電荷泵輔助電源電路，L、CP和CS組成LCC諧振輸出級。

　　2.2 電路啟動

　　接通AC電源，220V的AC電壓經D1~D4全波整流和電容C1濾波，產生約310V的DC電壓加至IC(FAN7710V)的引腳VDC。同時，VDC電壓經啟動電阻Rstart對電容CVDD充電，如圖3所示。當IC引腳VDD上的電壓VDD因CVDD充電達到導通門限電平VDDTH(ST+)後(約13.4V)，IC啟動。IC引腳VDD導通後，CVDD放電，VDD電壓降低，在VDD降至欠電壓，關閉門限VDDTH(ST-)之前(約11.6V)，電荷泵對CVDD充電，VDD電壓被箝位在VCL(15V)電平上。

　　2.3 自舉操作

　　FAN7710V啟動後，振蕩器產生振蕩，IC內低端功率MOSFET首先導通，VDD通過二極體DB對電容充電，充電電流路徑是DB→CB→IC內低端MOSFET→地。

　　隨自舉電容CB充電，CB上電壓升高。一旦CB上電壓(VB-VOUT)達到9.2V的門限，IC內高端MOSFET導通，低端MOSFET關斷。一旦IC中高端MOSFET導通，CB放電。只要CB上電壓降至8.6V以下，IC中高端MOSFET關斷，低端MOSFET導通。如此周而復始，IC中高端和低端MOSFET輪流導通，半橋在IC引腳OUT上輸出佔空比為50%的高頻方波電壓。

　　2.4 電荷泵電路操作

　　一旦半橋產生輸出，在輸出電壓斜升沿上，電荷泵電路充電，充電電流經CCP、DP1到CVDD。在輸出脈衝電壓斜降沿上，電荷泵放電。

　　設置了由DCP1、DCP2和CCP組成的電荷泵電路後，可以使用低功率(0.25W)的啟動電阻Rstart，減小其功率損耗，有助於提高系統效率。

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