前言

熒光燈應(yīng)用廣泛，種類繁多，特性參數(shù)專業(yè)性較強，通常可根據(jù)管徑、光色、功率進行分類。

熒光燈管按管徑大小分為：T12、T10、T8、T6、T5、T4、T3等規(guī)格。T+數(shù)字組合，表示管徑的毫米數(shù)值：T=1／8英時，一英時為25.4mm，數(shù)字代表T的個數(shù)，故T12=25.4mm×1／8×12=38mm。熒光燈管管徑與電參數(shù)的關(guān)系是管徑越細，光效越高，節(jié)電效果越好；管徑越細，燈點燃的啟輝電壓越高，對鎮(zhèn)流器技術(shù)性能要求也越高。管徑大于T8（含T8），點燃啟輝電壓較低。點燃啟輝電壓小于1／2單相工頻交流電源電壓定律，可采用電感式磁鎮(zhèn)流器點燃運行；管徑小于T8，啟輝點燃電壓較高，不滿足點燃啟輝電壓小于1／2單相工頻交流電源電壓定律，不能采用電感式鎮(zhèn)流器點燃啟輝，必須配置電子式鎮(zhèn)流器才行。

熒光燈按光色可分為三基色，冷白日光色和暖白日光色三種。燈的光色與燈管內(nèi)所涂熒光粉和填充氣體種類不同而不同。管內(nèi)涂鹵素?zé)晒夥郏畛錃濉㈦础寤旌蠚怏w光色為冷白日光色或暖白日光色熒光燈管。這兩種光色的顯色性能較低，顯色指數(shù)一般小于40。遠遠小于自然太陽光顯色指數(shù)等于100的標(biāo)準(zhǔn)值。這兩種光色的熒光燈發(fā)光效率、有效照度低也比較低，燈點燃啟輝壽命短（一般在5000至6000小時之內(nèi)）。這兩種光色的熒光燈管不屬于高效節(jié)能電光源，不符合綠色照明技術(shù)要求。涂三基色稀土熒光粉，填充高效發(fā)光氣體。光色為三基色合成的高顯色性太陽光色。顯色指數(shù)大于82，接近于自然太陽光。這種熒光燈管發(fā)光效率較高，光效一般為每瓦65至120流明。熒光燈實際光效的高低與所用鎮(zhèn)流器性能以及鎮(zhèn)流器-熒光燈的兼容程度有直接關(guān)系，因此，實際照明設(shè)計時，應(yīng)選用技術(shù)性能先進的電子鎮(zhèn)流器，并須進行熒光燈-鎮(zhèn)流器的最佳匹配和調(diào)試。這種燈的點燃啟輝壽命也較長，一般在8000小時以上。如配置高性能電子鎮(zhèn)流器，壽命將增加至15000至20000小時。

表觀上，正常工作狀態(tài)下熒光燈的發(fā)光功率與燈管的表面積成正比，故管徑一定時，燈的發(fā)光功率與熒光燈管長度成正比，而熒光燈-鎮(zhèn)流器的兼容和最佳匹配則是保證熒光燈正常工作的先決條件。

毋容置疑，除根據(jù)上述熒光燈的管徑、光色和發(fā)光功率科學(xué)選用熒光燈構(gòu)建高效節(jié)能、明亮舒適的照明環(huán)境外，設(shè)計和配置高性能高頻電子鎮(zhèn)流器將至關(guān)重要，本文特介紹一款基于AP1661芯片構(gòu)成的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，供參考。

AP1661芯片簡介

AP1661實際上是BCD半導(dǎo)體制造有限公司（BCDSemiconductorManufacturingLimited）的一款主要為電子鎮(zhèn)流器、AC-DC適配器和脫線開關(guān)電源（SMPS）作前置功率變換設(shè)計的集成電路功率因子控制器，具有如下典型特性：

·不連續(xù)電流傳導(dǎo)（DCM）臨界導(dǎo)通模式的零電流檢測控制

·輸出電壓可調(diào)并具精確過壓保護

·啟動電流低，典型值為50μA

·工作電流小，典型值為4mA

·內(nèi)部基準(zhǔn)電壓精確為1％

·具有內(nèi)部啟動定時器

·可降低電流耗損的閉鎖功能

·圖騰柱輸出的源電流達600mA，阱電流為800mA

·2.5V遲滯欠壓鎖定

AP1661芯片內(nèi)部含一個適于獨立應(yīng)用的啟動定時器、一個用于實現(xiàn)功率因數(shù)接近等于的單象限乘法器、一個確保不連續(xù)電流傳導(dǎo)（DCM）臨界導(dǎo)通模式的零電流檢測器以及具有以600mA源電流和800mA阱電流驅(qū)動MOSFET的圖騰柱輸出級。圖1為其內(nèi)部功能和外部管腳圖。

AP1661采用SOIC-8和IP-8兩種封裝。管腳功能說明如表1：

采用AP1661芯片的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計

圖2所示為采用AP1661芯片設(shè)計的40W雙燈并聯(lián)電子鎮(zhèn)流器電路圖。

輸入交流經(jīng)EMI濾波和整流橋D1整流，由L1、Q1、D2和AP1661芯片構(gòu)成的升壓電路（Boost），實現(xiàn)有源功率因子校正（APFC）。電路工作于電流不連續(xù)臨界導(dǎo)通模式。電路后級采用兩個三極管Q2、Q3和磁環(huán)T1組成的自激驅(qū)動半橋電路實現(xiàn)DC／AC變換，驅(qū)動兩支并聯(lián)熒光燈工作。

升壓型有源功率因子校正電路（BoostPFC）的主要設(shè)計指標(biāo)如表2。

1 Boost電感的選取

Boost電路工作于臨界DCM模式的開關(guān)頻率有如下關(guān)系：

據(jù)此可見，開關(guān)頻率在輸入正弦電壓波形峰值處最低，在輸入正弦電壓波形過零處最高。最低開關(guān)頻率應(yīng)大于AP1661內(nèi)部啟動定時器頻率15kHz，故電感值由下式確定：

計算得電感值應(yīng)小于1.5mH。

Boost電感副邊繞組用以檢測電感電流過零點，AP1661管腳5（ZCD）檢測到電壓降至2.1V以下時，MOSFET導(dǎo)通。Boost電感原、副邊匝比m可由下式計算：

本設(shè)計選用E25／9／6鐵氧體磁芯，電感原邊148匝，副邊16匝。

2 PFG控制電路設(shè)計

輸出電壓檢測和反饋環(huán)路

AP1661內(nèi)部誤差放大器調(diào)節(jié)PFC輸出電壓。內(nèi)部精密基準(zhǔn)電壓為2.5V，INV腳接采樣分壓電阻R1、R2。誤差放大器輸出和INV腳之間外接補償元件實現(xiàn)負反饋控制，通常補償環(huán)路的帶寬很低以濾除輸出電壓紋波以達到好的功率因數(shù)校正效果。

AP1661具有輸出過壓保護（OVP）功能。輸出過壓時，過沖電流經(jīng)過R1和補償電路流進誤差放大器，如此電流大干40μA，為保護電路，驅(qū)動輸出將被關(guān)閉。R1和R2可由下式計算：

本設(shè)計中，△VOVP=50V，經(jīng)計算R1=1.25MΩ R2=8.2kΩ。

最簡單的補償電路設(shè)計是使用電容提供一個低頻極點，在100Hz處有40dB衰減，同時保證有高電壓增益，則：

C4=10／2πR1

我們選C4為1μF。

3輸入電壓采樣電阻設(shè)計

AP1661內(nèi)部乘法器的輸入線性區(qū)間為0～3V，因此輸入電壓采樣電阻可由下式設(shè)計。

VMULTpk取3V。

4電流采樣電阻設(shè)計

電流采樣電阻據(jù)下式計算：

其中，VCSpK為芯片CS管腳的最大工作電壓，即1.6V。

5零電流檢測電阻設(shè)計

零電流檢測（ZCD）管腳的最大吸收電流為10mA，因此零電流檢測電阻滿足下式。

訓(xùn)節(jié)R6大小使MOSFET在漏極電壓較小時開啟導(dǎo)通以降低開通損耗。

6啟動電阻

圖2中啟動電阻R5在為芯片VCC腳提供初始工作電流，啟動電阻R5需滿足下式。

7 IC供電設(shè)計

本設(shè)計后級半橋供電由C3、C6、C9、C10、Z1、D3組成。C9可同時作為半橋軟關(guān)斷緩沖電容。若半橋停止工作，則AP1661供電不足，PFC輸出電壓則降低，可起到一定的保護功能。

半橋電路設(shè)計

采用磁環(huán)自激振蕩方案，磁環(huán)工作于飽和模式下，驅(qū)動三極管Q2，Q3輪流導(dǎo)通。半橋電路工作頻率與磁環(huán)特性，線圈匝數(shù)，三極管驅(qū)動電阻和存儲時間都有關(guān)系。本設(shè)計半橋電路的工作頻率40kHz，LC諧振電路參數(shù)取C14=C15=3.3nF，L2=L3=1.8mH。

結(jié)語

現(xiàn)在全世界夜間室內(nèi)照明絕大多數(shù)都采用熒光燈，比傳統(tǒng)白熾燈具有使用壽命長，發(fā)光效率高，光照面積大，可調(diào)整不同光色等優(yōu)點，能滿足人類絕大多數(shù)場合的需求。根據(jù)熒光燈的管徑、光色和發(fā)光功率科學(xué)選用熒光燈構(gòu)建高效節(jié)能、明亮舒適的照明環(huán)境外，設(shè)計和配置高性能高頻電子鎮(zhèn)流器至關(guān)重要，本文介紹基于Ap1661芯片構(gòu)成的熒光燈電子鎮(zhèn)流器以供讀者參考指正。

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