利用GR6953实现电子镇流器的预热和无灯保护功能
利用gr6953实现电子镇流器的预热和无灯保护功能
引言
gr6953 是绿达光电专门为电子镇流器开发的半桥控制与驱动功率集成电路 (内含功率场效晶体管)，其具有以下特点：
1)内含两个功率场效晶体管3.5ohm/440v可驱动23w cfl lamp；
2)单电源供电，内置20v稳压线路；
3) 低功耗启动；
4)r、c 实现频率控制；
5)低温度系数；
6)ct端可实现关断功能；
7)欠压保护滞环；
8)静电存贮放电 (esd) 保护
图1是用gr6953实现的预热及无灯电子镇流器电路原理图。该电路的振荡频率由式(1)确定。
图1：利用gr6953实现的预热及无灯电子镇流器电路原理图
f = 0.7213 / (rt * ct ) ….. (1)
电路原理
并联开关电容法预热
ct1、ct2二个电容并联作为输出频率的定时电容，并且通过小信号mos管（2n7002）控制振荡电容的切换，使gr6953振荡频率从高到低变化，从而实现从预热到触发的过程。由rh、cf推迟电路的作用当vcc电压上升到 gr6953 工作电压时，q1、q2开始顺序导通。由 vs高压向 r1//r2//c3充电，当a点电压未达2n7002栅极钳位电压时 (约1.8v左右)，2n7002不导通。因此仅ct1工作，gr8853的振荡频率为：
f1= 0.7213 / (rt * ct1) ….. (2)
这里忽略了2n7002 mos管的结电容。因为仅有ct1电容，所以振荡频率很高，远离电路谐振点，加在灯两端的电压很小。进入预热过程。预热时间可以由r1、r2、c3控制。预热电压和电流可以通过控制电容ct1来实现。如图2所示t1时间段。
当a点电压继续上升，并超过2n7002栅极钳位电压时，2n7002导通，电容ct1、ct2并联。振荡频率降至f2。f2即是正常工作频率，如下式(3)所示：
f2= 0.7213 / (rt*(ct1+ct2)) …..(3)
工作电压如图2所示t2时间段。
至此，就实现了预热、触发和运行的全过程，使灯以最低的电压触发，提高了灯的使用寿命。
图2、预热启动电压波形
无灯保护间歇振荡法
gr6953为低功耗启动设计。启动时用降压电阻从直流母联机取供电电压。启动后，从负载端采用电感lr二次侧馈电法c4维持gr6953的供电，如图1中的lr、c4 和rx电路。当无灯负载时，电感lr二次侧感应电压为零伏特，无法给gr6953供电，只能从降压电阻供电。当gr6953启动后，功耗增加，rh上压降增加，vcc下降。当vcc下降到欠压值下限vccuv- 时，gr6953停止工作。这时，gr6953功耗又减小，rh压降也减小，vcc开始上升。当vcc上升到欠压值上限vccuv+ 时，gr6953又开始工作，vcc又会因为gr6953功耗增加而再次下降到欠压值下限，又停止工作。这样重复就形成了图3给出的间歇工作状态。这样可以减小功率q1、q2、mos管在空载时对容性负载驱动的功耗，使功率管温度远低于最大结温，提高了镇流器的寿命。
图3、无灯时半桥输出电压
结语
本文中采用的串联开关电容法和空载间歇振荡法，只需要少数的元器件，就实现了灯的预热和降低了无灯负载时的功率管开关损耗，从而大大提高了灯的寿命和镇流器的寿命，是一种低成本方案。
电路板实做，如图4。
图4
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1)内含两个功率场效晶体管3.5ohm/440v可驱动23w cfl lamp；
2)单电源供电，内置20v稳压线路；
3) 低功耗启动；
4)r、c 实现频率控制；
5)低温度系数；
6)ct端可实现关断功能；
7)欠压保护滞环；
8)静电存贮放电 (esd) 保护
图1是用gr6953实现的预热及无灯电子镇流器电路原理图。该电路的振荡频率由式(1)确定。
图1：利用gr6953实现的预热及无灯电子镇流器电路原理图
f = 0.7213 / (rt * ct ) ….. (1)
电路原理
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ct1、ct2二个电容并联作为输出频率的定时电容，并且通过小信号mos管（2n7002）控制振荡电容的切换，使gr6953振荡频率从高到低变化，从而实现从预热到触发的过程。由rh、cf推迟电路的作用当vcc电压上升到 gr6953 工作电压时，q1、q2开始顺序导通。由 vs高压向 r1//r2//c3充电，当a点电压未达2n7002栅极钳位电压时 (约1.8v左右)，2n7002不导通。因此仅ct1工作，gr8853的振荡频率为：
f1= 0.7213 / (rt * ct1) ….. (2)
这里忽略了2n7002 mos管的结电容。因为仅有ct1电容，所以振荡频率很高，远离电路谐振点，加在灯两端的电压很小。进入预热过程。预热时间可以由r1、r2、c3控制。预热电压和电流可以通过控制电容ct1来实现。如图2所示t1时间段。
当a点电压继续上升，并超过2n7002栅极钳位电压时，2n7002导通，电容ct1、ct2并联。振荡频率降至f2。f2即是正常工作频率，如下式(3)所示：
f2= 0.7213 / (rt*(ct1+ct2)) …..(3)
工作电压如图2所示t2时间段。
至此，就实现了预热、触发和运行的全过程，使灯以最低的电压触发，提高了灯的使用寿命。
图2、预热启动电压波形
无灯保护间歇振荡法
gr6953为低功耗启动设计。启动时用降压电阻从直流母联机取供电电压。启动后，从负载端采用电感lr二次侧馈电法c4维持gr6953的供电，如图1中的lr、c4 和rx电路。当无灯负载时，电感lr二次侧感应电压为零伏特，无法给gr6953供电，只能从降压电阻供电。当gr6953启动后，功耗增加，rh上压降增加，vcc下降。当vcc下降到欠压值下限vccuv- 时，gr6953停止工作。这时，gr6953功耗又减小，rh压降也减小，vcc开始上升。当vcc上升到欠压值上限vccuv+ 时，gr6953又开始工作，vcc又会因为gr6953功耗增加而再次下降到欠压值下限，又停止工作。这样重复就形成了图3给出的间歇工作状态。这样可以减小功率q1、q2、mos管在空载时对容性负载驱动的功耗，使功率管温度远低于最大结温，提高了镇流器的寿命。
图3、无灯时半桥输出电压
结语
本文中采用的串联开关电容法和空载间歇振荡法，只需要少数的元器件，就实现了灯的预热和降低了无灯负载时的功率管开关损耗，从而大大提高了灯的寿命和镇流器的寿命，是一种低成本方案。
电路板实做，如图4。
图4
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