70W金卤灯镇流器方案

1、AN-1081Application Note AN-1081基于3253+3211全桥电路的金卤灯镇流器方案电槻一、 总述：金卤灯有以下特点：1）为了避免灯的两个电极的温度不同，金 卤灯要求用交流电流驱动。2）金卤灯的触发电压高。由于金卤灯的灯 体内充有金属卤化物，具有较高的触发电 压，一般在“冷态”（环境温度下）时的触 发电压是2KV以上。3）不能在咼频下工作。一般的荧光灯咼频 镇流器的工作频率是在40KHZ左右，而金卤灯的工作频率限制在 50Hz10KHz若金卤 灯的工作频率在10KHz1MHz将会发生声共振，引起灯弧抖动或熄弧，对灯造成损害。为防止对灯造成损害。一般将金卤灯的工作频率设

2、置在 100Hz400Hz勺范围上。频率低于100Hz时,灯易闪烁。基于3253+3211全桥电路的金卤灯镇流器方案是利用两个自振荡半桥驱动电路（3253 3211）组成的全桥电路进行工作的,电路主要由 EMI滤波整流电路（220VAC 通过EMI滤波电路后桥堆全桥整流。）、PFC功率因素控制电路（6562电路） BUCK型 降压电路（3845电路）、全桥驱动电路（3253+3211）、高压点火电路构成。金卤灯镇流器的基本结构框图如下：2AN-10813AN-1081220VACEMI Filter#AN-1081#AN-1081、滤波整流电路:滤波整流电路如图（黑虚框内的为EMI滤波电路）：

3、#AN-1081#AN-1081EMI滤波器能有效的防止外来电磁噪声干扰电源设备本身控制电路的工作、防止外来电磁噪声干扰电源的负载的工作、抑制电源设备本身产生的EM、抑制由其它设备产生而经过电源传播的EM。三、功率因数（PFC控制电路（6562 电路）功率因数（PFC控制电路采用过渡模式（TransitionMode工作的电流型功率因数控制器6562其主要特点是在高线性乘法器中嵌入了 AC俞入电流总谐波失真（THD 最优化电路，可提供非常低的AC俞入电流失真。RFS40UlR70 1D0KOQM GDR.I5330KPFC控制电路部分电路图如下:g息三丘16* - 一暑MULTgLQP_IO

4、INRJEIR* 開OiEJ” 宀_IF10 kIIR.I66.2K考虑到6562自身电源和后面用的BUCK!压控制芯片3845控制电路芯片以及全桥控制芯片3253 3211的电源供电，为简便电路结构，设计 VCC为BUCK笔压控制芯 片3845,控制电路芯片以及全桥控制芯片3253 3211的总供电电源。图中电路输入电压是市电整流后的电压 310VDC输出电压设置为400V图中，变压器L2的磁性元件采用EE25/20型，初级绕组100匝，用12X0.2mm 的绞合线；次级绕组1为6匝，用线径为0.3mm的绝缘导线，通过电阻 R10向6562 提供过零电流检测信号；次级绕组2为6匝，用线径为0

5、.3mm的绝缘导线，提供6562 自身电源和后面用的BUCK!压控制芯片3845,控制电路芯片以及全桥控制芯片 3253 3211的电源供电。四、BUCK型降压电路（3845电路）由于35W70W金卤灯工作电压为80V左右，可以采用较为简单的BUCK!压电路5AN-1081如图为BUCK勺主线路图:6AN-1081图中，利用3845的电压反馈脚VFB进行控制空载高压（348V，来减少触发升压 变压器的匝数比。（对于得到相同的触发电压如2KV空载电压越高，升压变压器的匝 数比越低，制作升压变压器越方便，越经济）利用3845的电流采样脚ISENSE来完成镇流器对金卤灯的恒功率输出功能。将金 卤灯的

6、电流、电压采集后经过比较综合后送给 3845的ISENSE脚，达到恒功率控制。镇流器的保护电路（延时启动、无灯保护、短路保护）的信号，经过比较，反馈给3845的COMP当镇流器需要实施保护时， 将COM脚经过220R电阻拉到GND从而 关断了 3845的PWM输出，关闭BUCK电路降压功能。1）、高压点火启动电压产生：根据3845的工作原理，电路上电后，空载电流很小，BUCKfe路的输出电压VLIGHT由3845的PIN2脚VFB控制，3845 VFB的电压控制在2.5V,有VLIGHT -VFB = VFBR27 + R28= R26即V - LIGHT+ VFBVFB * （ R 27 +

7、 R 28 ）R 267AN-10818AN-10812.5 * (270 + 270 )3.9+ 2 .5 = 348 (V )这个启动电压决定了镇流器的点火电压的大小#AN-1081#AN-1081升压变压器的磁性元件采用 EE29型，初级绕组10匝，用线径为0.4mm的绝缘导 线；次级绕组1为42匝，用线径为0.4mm的绝缘导线；次级绕组2为63匝，用线径 为0.4mm的绝缘导线。采用两个次级绕组的目的是平衡金卤灯的两个电极。灯两端的启动电压是：348X 42/10+348X 63/10 = 3.654KV2KV满足灯的触发启动 要求）。2）、恒功率控制：pqm厂BCF如图、启动时V-L

8、IGHT电压为348V此时A点的电压是12V左右，大于B点7.2V从而C输出为低电平；D点的电压是12V左右，从而E点的电压是12V F点的电压实 际为10V左右。而3845的ISENSEW反馈电压最大为1V,此时电路的电压很大，电流 很小。启动后，灯的电阻很小，348V的V-LIGHT电压迅速降到25V左右，此时，D电压 为1.56V, E为1.56V,而A点由于有C19的220uF的大电容，没有马上降到小于7.2V （B点电压）以下，导致C点输出仍然为低,F点的电压很低。此时电路为电压低，电 流大的启动维持阶段。随着而A点C19的100uF的大电容慢慢放电，C点输出电压也慢慢升高,同时 F

9、 点的电压也变大，慢慢减小了控制电流；同时灯体的温度升高，内阻也渐渐变大，灯 两端的电压慢慢升高。这个过程就是灯的电压慢慢变大（25V-80V。而灯的电流随着慢慢变小，维持恒功率的过程。3）、必要的保护电路：A）延时启动电路，如下图：上图中，当12V电压得到后，A点经分压电阻迅速得到6.375V电压，而B点电 压需要通过470K的电阻R49和电容C22充电，需要一定的时间才能升到大于 6.375V。 在小于6.375V之前，LM399的输出为下拉到地。从而将3845的COM脚拉低。关闭输 出电压V-LIGHT在A点电压大于6.375V后，LM399输出开路，3845控制输出电压 V-LIGHT

10、为347V这样，就起到了开机延时启动的功能。B）无灯保护，如下图:当镇流器输出没有接灯时，V-LIGHT的电压为点火电压348V A点电压慢慢地充电，当A点电压大于B点电压7.14V时，LM399-1输出为拉低，小于 C电压6.375V, 这样LM399-4输出为拉低到GND从而将3845的COM脚拉低，关闭输出电压V-LIGHT A点的电压由于由二极管反接，不会马上降下来。VLIGHT的低压将维持下去。这样有 效的完成了无灯保护（无灯时高压输出对镇流器自身和人体都是危险的）。当镇流器输出接上灯时，VLIGHT电压为从启动电压348V降为25V A点电压来 不及充到B点电压7.14V，由于VL

11、IGHT电压之后为80V此后A点电压不会升到7.14V, LM399的-1输出为开路，LM399-4输出也为开路，3845工作正常，完成了有灯不保护 功能。C）短路保护。如下图：I COMP ES 27DKB2727CXE26 3雄| H3E 】馆 13Oul CMHRLOOK.2CDMFVEEFVFBTOD3SMSchitKTCTR23衲MHj V147RT23JUE4垃C32jk dld ITOn-WUV;68QnC2当镇流器启动时，如上图红色框中，连接了这三个电阻，导致当3845没有工作时，输出电压 VLIGHT也有20V左右。在短路保护电路中，启动时，A 点电压为0.7479V,当VL

12、IGHT电压为20V时，B点电压为1.25V大于A点电压，所以LM399-2输出为开路，允许3845工作。但是当接上灯为很大负载(短路)，启动时VLIGHT的电压会从348V降到12V以 下，这样B点电压会小于 A电压，LM399-2输出为拉低到GND从而将3845的COMP 脚拉低，关闭3845工作，从而起到了短路保护功能。五、全桥驱动电路(3253+3211)电路图如下：金卤灯镇流器采用3253+3211组成全桥驱动电路，通过选择R67和C29大小来设置3253的工作频率为：f =1=1= 154 Hz1 .38 X RT X CT1 .38 X 47 X100将3211的IN脚和3253

13、的RT脚连接，使它们输出同步。此时全桥的工作频率为154Hz满足金卤灯的工作频率设置要求（在100Hz400HZ勺范围上）。六、70W金卤灯镇流器参数:12AN-1081#AN-1081设计输入功率：78W设计功率因数：0.95以上设计输出电压：80 10V设计启动时间：5分钟实际测试输入功率：78.4W实际测试功率因数：0.98实际测试输出电压：76.4V实际启动时间为：2分30秒#AN-1081#AN-108113AN-1081Ti|附录：附录一）、电路原理图:Li=4 I-KH=wJ-T 丄 j-lx.Ir.JHIn *A11r*hra吾4一工一EJIJuTHh隹OH 3-=fe14AN

14、-108115AN-1081附录二）、电路PCB图:e匚二I IB*n3O匚71圍!_I IUU1 * * *-匸*二匸 匚亘匚弋厂li=(|O*-L_ELj*ufc 匚HUN n：3E n*匸站90TL3riC2lM OC30*iC37uL2C7TT 1上呛C3l* I lIF16AN-1081附录三）BOM表:参数编号封装0.1uF/400VC1, C2RAD100.47uF/400VC3RAD200 RR6,R9,R63,R64R12061.2RR58R1W/251KR69R0805A1N4007D1,D2,D3,D4,D15D1206A1N4148D9,D11,D14,D16,D17,

15、D18,D19,D20D12061N5242BZ1D12061RR17,R18,R57R12061uFC22,C24,C27C12062.0A/250VF1R1/2/600A2.4MR31,R32R12063.3KR29R0805A3.9KR26R0805A4.7 nFC13,C15R0805A4.7 nF/3KVC33Y105.1KR24,R47,R48R0805A6.2KR5,R16R0805A10KR40R0805A10MR34R0805A10RR59,R60,R61,R62,R23,R11R0805A10kR12R0805A10 nFC4,C14R0805A22KR37,R45,R50

16、R0805A22uF/50VC21RB/6.3/2.5422uF/450VC10RB/16/7.62A33KR42,R51R0805A47KR67,R53,R68R0805A47 n/630VC31,C30RAD1047uF/50VC17,C23,C37RB/6.3/2.5462KR54R0805A68KR10,R44,R55R0805A75KR7,R8,R35,R36,R38,R39R0805A100KR25,R41,R70R0805A100 n/50VC5R0805A100 nFC18,C29R0805A100uF/50VC6,C19RB/6.3/2.54150RR65R0805A200KR33,R52R0805A200RRVVR1220RR56,R43R0805A220pFC16R0805A270KR27,R28R1206330KR21,R13,R14,R15,R19,R20R1206330nFC25,C28C1206470KR49R0805A470n F/400VC32RAD15510KR3,R4R1206560KR1,R2R1206680RR30,R46R0805A680nFC7,C12,C20,C34R0805A680nF/50VC8,C36R0805A32