NE5565組成的電子鎮流器控制器電路

NE5565是飛利浦公司推出的集PFC與半橋驅動器于一體的電子鎮流器控制器。本文介紹了它的內部結構、主要特征和功能，給出了典型應用電路。
關鍵詞：鎮流器控制IC; PFC; 半橋驅動; 三步軟啟動; NE5565
　

　

NE5565是飛利浦公司推出的電子鎮流器控制器。這種雙極型單片IC中集成了功率因數校正(PFC)控制器和具有各種控制及保護功能的自振蕩半橋驅動器。利用NE5565設計熒光燈電子鎮流器可減少元件數目，縮小體積，減輕重量，提高鎮流器的可靠性與安全性。

1. NE5565的內部結構及其主要特點

　　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、電壓調節器、燈電壓調節器、燈電流整流器和欠壓鎖定保護、電容性負載保護、過電流保護等電路組成，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控制器包括兩個開關電源控制電路：第一個是PFC升壓變換器控制器，它可以將電子鎮流器功率因素提高到0.99以上，電流諧波畸變極低，同時對AC瞬態電壓提供保護；第二個是半橋振蕩器電路，它將PFC輸出的DC高壓變換成高頻AC電壓。半橋控制器驅動兩只外接高壓功率MOSFET，以實現燈電流調節、峰值燈電壓限制和功率開關保護等功能。NE5565的工作溫度范圍為0～＋85℃。
　　NE5565的主要特點是：
　　●同一芯片可完成PFC和鎮流器調光控制；
　　●AC電流諧波畸變很低；
　　●可變頻率模式；
　　●可編程預熱和點火，實現三步軟啟動；
　　●燈過壓保護；
　　●可消除負載切斷時產生的過沖，實現過壓保護。

2. NE5565的主要功能

　　NE5565的典型應用電路如圖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 電壓調整(穩壓)器
　　VREF腳輸出的7.42V參考電壓作為控制邏輯電壓的基準。Vcc通常為12.7V，輸出VREF之前，Vcc至少為9.3V。在0～85℃范圍內，VREF的精度為±3.5％。
2.2 燈電壓調節器
　　在預熱、點火和燈關斷等條件下，必須限制燈負載兩端的最高開路電壓。在穩壓工作期間，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，燈電壓比較器檢測VLAMP腳電壓。此間，燈電壓達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時間常數決定啟動電路的頻率偏移時間(比率為2∶1)。
2.3 低壓鎖定保護
　　當PFC和半橋控制電路應該導通或關閉時，保護電路利用施密斯觸發器檢測Vcc腳的DC電源電壓，并決定電源電壓的上限和下限解扣點。當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斷狀態，一旦Vcc超過上限電壓，PFC和半橋振蕩器電路就開始工作。當Vcc低于下限電壓(10V)時，PFC和半橋電路則關斷。Vcc超過上限解扣點之前， 不允許PFC和半橋振蕩器工作。最小的延時由DMAX腳外部的元件設定。
2.4 燈啟動與PFC過電壓保護
　　半橋欠壓鎖定電路取樣PFC的DC輸出電壓。PFC輸出電壓達到設定值(如400VDC)之前，欠壓封鎖電路禁止燈點火，當OV腳輸入電壓超過5/7 VREF時，逆變器頻率就從燈預熱時的最大值向燈正常點燃時的較低頻率偏移，于是開始點火程序。
　　過壓保護電路可防止PFC DC輸出電壓超過設定值。過壓比較器輸入腳OV電壓遠高于VREF時，PFC緩沖器柵極驅動輸出OUTP被關斷，以阻止PFC DC輸出電壓進一步增加。過壓保護電路只保護PFC電路產生的過電壓或過沖，不能抑制AC線路的瞬態電壓。
2.5 容性負載保護
　　容性負載保護電路用來防止燈移開時半橋功率晶體管失效。頻率超過半橋LC負載網絡的諧振頻率時，初級電壓將超前初級電流。保護邏輯檢測LC網絡諧振電流與電壓之間的相位關系。IPRIM腳輸入電壓為LC網絡的初級電流信號。如果IPRIM腳電壓高于－100mV(正)，即柵極驅動信號為高電平時，系統則出現故障，半橋振蕩器的頻率升高。
2.6 半橋振蕩器
　　半橋振蕩器是一個三角波產生器，用來產生方波信號，以驅動緩沖器電路。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 輸出緩沖器驅動
　　輸出緩沖器用作電平轉換，將半橋振蕩器和脈寬調制器的低電平邏輯信號變換成10V驅動信號，以驅動外部半橋電路的兩只功率開關管。OUTH半橋緩沖器/驅動電路驅動外部電平移位電路，然后驅動半橋功率開關。OUTP輸出能直接驅動MOSFET或外部電平移位與功率MOSFET相結合的電路。
2.8 脈寬調制器
　　PWM控制電路用于控制PFC的占空系數。PWM頻率由半橋振蕩器決定。斜坡電壓出現在CP輸出腳，并與半橋振蕩器同步。因此，在CT三角波的谷點處，CP腳斜坡電壓開始。當CP腳斜坡電壓超過DC腳輸出電壓時，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、軟啟動功能和半橋截止時間。
2.9 過流保護
　　通過接于CSI腳的電阻可檢測電流值。CSI電壓為－500mV時，過電流保護電路被觸發，OUTP輸出關斷。當PFC輸入電路發生過電流時，強迫DMAX腳上的電容放電。
2.10 功率因數放大器
　　為調制PFC功率開關的占空因數，經整流的峰值AC電壓和相位由PF放大器檢測，功率因數輸入通過PF腳接收。當AC電壓達到峰值和過零時，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輸出電壓負反饋。PFC的DC輸出電壓通過電阻分壓器和濾波網絡輸入到DC腳。DC誤差放大器的參考電壓為VREF。DC誤差放大器輸出應接入濾波電容，以消除開關噪聲。
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反饋控制。燈電流變壓器(T2)和負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間常數。差分誤差放大器將CRECT腳電壓與內部2/7 VREF參考電壓比較，并調節半橋振蕩器的頻率，使誤差電壓最小，以迫使平均燈電流為常量。