NE5565組成的電子鎮(zhèn)流器控制器電路

NE5565是飛利浦公司推出的集PFC與半橋驅(qū)動(dòng)器于一體的電子鎮(zhèn)流器控制器。本文介紹了它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要特征和功能，給出了典型應(yīng)用電路。
關(guān)鍵詞：鎮(zhèn)流器控制IC; PFC; 半橋驅(qū)動(dòng); 三步軟啟動(dòng); NE5565
　

　

NE5565是飛利浦公司推出的電子鎮(zhèn)流器控制器。這種雙極型單片IC中集成了功率因數(shù)校正(PFC)控制器和具有各種控制及保護(hù)功能的自振蕩半橋驅(qū)動(dòng)器。利用NE5565設(shè)計(jì)熒光燈電子鎮(zhèn)流器可減少元件數(shù)目，縮小體積，減輕重量，提高鎮(zhèn)流器的可靠性與安全性。

1. NE5565的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其主要特點(diǎn)

　　EN5565采用20腳雙列直插式窄體塑料封裝，如圖1所示。
　　NE5565主要由功率因素(PF)放大器、DC誤差放大器、PWM控制器、半橋振蕩器、輸出緩沖器、電壓調(diào)節(jié)器、燈電壓調(diào)節(jié)器、燈電流整流器和欠壓鎖定保護(hù)、電容性負(fù)載保護(hù)、過電流保護(hù)等電路組成，如圖2所示。
　　NE5565引腳功能及引腳輸入、輸出額定值如表1所列。

　　NE5565控制器包括兩個(gè)開關(guān)電源控制電路：第一個(gè)是PFC升壓變換器控制器，它可以將電子鎮(zhèn)流器功率因素提高到0.99以上，電流諧波畸變極低，同時(shí)對AC瞬態(tài)電壓提供保護(hù)；第二個(gè)是半橋振蕩器電路，它將PFC輸出的DC高壓變換成高頻AC電壓。半橋控制器驅(qū)動(dòng)兩只外接高壓功率MOSFET，以實(shí)現(xiàn)燈電流調(diào)節(jié)、峰值燈電壓限制和功率開關(guān)保護(hù)等功能。NE5565的工作溫度范圍為0～＋85℃。
　　NE5565的主要特點(diǎn)是：
　　●同一芯片可完成PFC和鎮(zhèn)流器調(diào)光控制；
　　●AC電流諧波畸變很低；
　　●可變頻率模式；
　　●可編程預(yù)熱和點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)三步軟啟動(dòng)；
　　●燈過壓保護(hù)；
　　●可消除負(fù)載切斷時(shí)產(chǎn)生的過沖，實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。

2. NE5565的主要功能

　　NE5565的典型應(yīng)用電路如圖3所示。T1為半橋振蕩器的高頻變壓器，T2為燈電流檢測變壓器。

2.1 電壓調(diào)整(穩(wěn)壓)器
　　VREF腳輸出的7.42V參考電壓作為控制邏輯電壓的基準(zhǔn)。Vcc通常為12.7V，輸出VREF之前，Vcc至少為9.3V。在0～85℃范圍內(nèi)，VREF的精度為±3.5％。
2.2 燈電壓調(diào)節(jié)器
　　在預(yù)熱、點(diǎn)火和燈關(guān)斷等條件下，必須限制燈負(fù)載兩端的最高開路電壓。在穩(wěn)壓工作期間，燈電壓由燈的弧光電壓控制，不受控制電路控制。VLAMP腳電壓超過VREF時(shí)，燈電壓比較器檢測VLAMP腳電壓。此間，燈電壓達(dá)到最高允許開路電壓值，通過快速頻率增加電路使VLAMP電壓減少。RXCX時(shí)間常數(shù)決定啟動(dòng)電路的頻率偏移時(shí)間(比率為2∶1)。
2.3 低壓鎖定保護(hù)
　　當(dāng)PFC和半橋控制電路應(yīng)該導(dǎo)通或關(guān)閉時(shí)，保護(hù)電路利用施密斯觸發(fā)器檢測Vcc腳的DC電源電壓，并決定電源電壓的上限和下限解扣點(diǎn)。當(dāng)Vcc從零伏升高到上限電壓值(11V)之前，PFC和半橋控制電路維持關(guān)斷狀態(tài)，一旦Vcc超過上限電壓，PFC和半橋振蕩器電路就開始工作。當(dāng)Vcc低于下限電壓(10V)時(shí)，PFC和半橋電路則關(guān)斷。Vcc超過上限解扣點(diǎn)之前， 不允許PFC和半橋振蕩器工作。最小的延時(shí)由DMAX腳外部的元件設(shè)定。
2.4 燈啟動(dòng)與PFC過電壓保護(hù)
　　半橋欠壓鎖定電路取樣PFC的DC輸出電壓。PFC輸出電壓達(dá)到設(shè)定值(如400VDC)之前，欠壓封鎖電路禁止燈點(diǎn)火，當(dāng)OV腳輸入電壓超過5/7 VREF時(shí)，逆變器頻率就從燈預(yù)熱時(shí)的最大值向燈正常點(diǎn)燃時(shí)的較低頻率偏移，于是開始點(diǎn)火程序。
　　過壓保護(hù)電路可防止PFC DC輸出電壓超過設(shè)定值。過壓比較器輸入腳OV電壓遠(yuǎn)高于VREF時(shí)，PFC緩沖器柵極驅(qū)動(dòng)輸出OUTP被關(guān)斷，以阻止PFC DC輸出電壓進(jìn)一步增加。過壓保護(hù)電路只保護(hù)PFC電路產(chǎn)生的過電壓或過沖，不能抑制AC線路的瞬態(tài)電壓。
2.5 容性負(fù)載保護(hù)
　　容性負(fù)載保護(hù)電路用來防止燈移開時(shí)半橋功率晶體管失效。頻率超過半橋LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí)，初級電壓將超前初級電流。保護(hù)邏輯檢測LC網(wǎng)絡(luò)諧振電流與電壓之間的相位關(guān)系。IPRIM腳輸入電壓為LC網(wǎng)絡(luò)的初級電流信號。如果IPRIM腳電壓高于－100mV(正)，即柵極驅(qū)動(dòng)信號為高電平時(shí)，系統(tǒng)則出現(xiàn)故障，半橋振蕩器的頻率升高。
2.6 半橋振蕩器
　　半橋振蕩器是一個(gè)三角波產(chǎn)生器，用來產(chǎn)生方波信號，以驅(qū)動(dòng)緩沖器電路。振蕩頻率由RT和CT腳的電阻值與電容值決定，CT腳電壓為三角波電壓。
2.7 輸出緩沖器驅(qū)動(dòng)
　　輸出緩沖器用作電平轉(zhuǎn)換，將半橋振蕩器和脈寬調(diào)制器的低電平邏輯信號變換成10V驅(qū)動(dòng)信號，以驅(qū)動(dòng)外部半橋電路的兩只功率開關(guān)管。OUTH半橋緩沖器/驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)外部電平移位電路，然后驅(qū)動(dòng)半橋功率開關(guān)。OUTP輸出能直接驅(qū)動(dòng)MOSFET或外部電平移位與功率MOSFET相結(jié)合的電路。
2.8 脈寬調(diào)制器
　　PWM控制電路用于控制PFC的占空系數(shù)。PWM頻率由半橋振蕩器決定。斜坡電壓出現(xiàn)在CP輸出腳，并與半橋振蕩器同步。因此，在CT三角波的谷點(diǎn)處，CP腳斜坡電壓開始。當(dāng)CP腳斜坡電壓超過DC腳輸出電壓時(shí)，接在CP腳的電容放電。接于DMAX腳的電阻和電容控制最大占空比、軟啟動(dòng)功能和半橋截止時(shí)間。
2.9 過流保護(hù)
　　通過接于CSI腳的電阻可檢測電流值。CSI電壓為－500mV時(shí)，過電流保護(hù)電路被觸發(fā)，OUTP輸出關(guān)斷。當(dāng)PFC輸入電路發(fā)生過電流時(shí)，強(qiáng)迫DMAX腳上的電容放電。
2.10 功率因數(shù)放大器
　　為調(diào)制PFC功率開關(guān)的占空因數(shù)，經(jīng)整流的峰值A(chǔ)C電壓和相位由PF放大器檢測，功率因數(shù)輸入通過PF腳接收。當(dāng)AC電壓達(dá)到峰值和過零時(shí)，PF腳輸入電壓分別是1V和0V。
2.11 DC誤差放大器
　　該電路用來提供PFC DC輸出電壓負(fù)反饋。PFC的DC輸出電壓通過電阻分壓器和濾波網(wǎng)絡(luò)輸入到DC腳。DC誤差放大器的參考電壓為VREF。DC誤差放大器輸出應(yīng)接入濾波電容，以消除開關(guān)噪聲。
2.12 燈電流整流器
　　燈電流整流器用來提供平均燈電流的負(fù)反饋控制。燈電流變壓器(T2)和負(fù)載電阻將燈電流信號變換成電壓，加到L1和L12腳，CRECT腳提供全波整流輸出。外接電阻和電容決定電路的增益和時(shí)間常數(shù)。差分誤差放大器將CRECT腳電壓與內(nèi)部2/7 VREF參考電壓比較，并調(diào)節(jié)半橋振蕩器的頻率，使誤差電壓最小，以迫使平均燈電流為常量。