綠達光電GR8853實現電子鎮流器的預熱和無燈保護功能

引言
　　GR8853 是綠達光電專門為電子鎮流器開發的半橋控制與驅動功率集成電路，其具有以下特點：
　　1)可同時驅動600V半橋電路中的上下兩個功率器件；
　　2)單電源供電，內置20V穩壓線路；
　　3)低功耗啟動；
　　4)R、C 實現頻率控制；
　　5)低溫度系數；
　　6)CT端可實現關斷功能；
　　7)欠壓保護滯環；
　　8)靜電存貯放電 (ESD) 保護

　　圖1是用GR8853實現的預熱及無燈電子鎮流器電路原理圖。該電路的振蕩頻率由式(1)確定。

　　f = 0.7213 / (RT * CT ) ….. (1)

電路原理

　　并聯開關電容法預熱
　　C_T1、C_T2二個電容并聯作為輸出頻率的定時電容，并且通過小信號MOS管（2N7002）控制振蕩電容的切換，使GR8853振蕩頻率從高到低變化，從而實現從預熱到觸發的過程。由Rh、Cf推遲電路的作用當Vcc電壓上升到 GR8853 工作電壓時，Q1、Q2開始順序導通。由 LO電流向 R1//R2//C3充電，當A點電壓未達2N7002柵極鉗位電壓時 (約1.8V左右)，2N7002不導通。因此僅C_T1工作，GR8853的振蕩頻率為：

　　f1= 0.7213 / (R_T * C_T1) ….. (2)

　　這里忽略了2N7002 MOS管的結電容。因為只有C_T1電容值，所以振蕩頻率很高，遠離電路諧振點，加在燈兩端的電壓很小。進入預熱過程。預熱時間可以由R1、R2、C3控制。預熱電壓和電流可以通過控制電容C_T1來實現。如圖2所示T1時間段。

　　當A點電壓繼續上升，并超過2N7002柵極鉗位電壓時，2N7002導通，電容C_T1、C_T2并聯。振蕩頻率降至f2。f2即是正常工作頻率，如下式(3)所示：

　　f2= 0.7213 / (RT*(C_T1+C_T2)) …..(3)

　　工作電壓如圖2所示T2時間段。至此，就實現了預熱、觸發和運行的全過程，使燈以最低的電壓觸發，提高了燈的使用壽命。
 

　　無燈保護間歇振蕩法

　　GR8853為低功耗啟動設計。啟動時用降壓電阻從直流高壓端取供電電壓。啟動后，從電感端采用二次側繞組感應電壓法C4維持GR8853,VCC的供電經Rx，如圖1中的Lr、Cr 和C4,Rx電路。當無燈負載時，電感饋電二次側繞組感應電壓為0v，無法給GR8853供電，只能從降壓電阻供電。當GR8853啟動后，功耗增加，Rh上壓降增加，Vcc下降。當Vcc下降到欠壓值下限Vccuv- 時，GR8853停止工作。這時，GR8853功耗又減小，Rh壓降也減小，Vcc開始上升。當Vcc上升到欠壓值上限Vccuv+ 時，GR8853又開始工作，Vcc又會因為GR8853功耗增加而再次下降到欠壓值下限，又停止工作。這樣重復就形成了圖3給出的間歇工作狀態。這樣可以減小功率Q1、Q2、MOS管在空載時對容性負載驅動的功耗，使功率管溫度遠低于最大結溫，提高了鎮流器的壽命。

       圖3、無燈時半橋輸出電壓

 結語
　　本文中采用的并聯開關電容法和空載間歇振蕩法，只需要少數的元器件，就實現了燈的預熱和降低了無燈負載時的功率管開關損耗，從而大大提高了燈的壽命和鎮流器的壽命，是一種低成本方案。