启动电路通过电阻Rst(图3中为R21)对IC充电。Rst的值可通过式(1)计算。
Rst=(1)
式中:Vin为经过整流后的输入电压;
Vthmax为芯片KA7543的最大启动门限电压;
Istmax为最大启动电流。
图3电路中Vin=220V,Vthmax=10.5V,Istmax=0.25mA。可以得出Rst=1.2MΩ。
软启动的时间由软启动电容Cs的大小决定。当启动电压达到门限电压后,IC内部一个313nA的电流源向软启动电容Cs充电,直至电压Vcs达到2V。因此软启动时间ts可通过式(2)计算。
ts=(2)
如果Cs=0.2μF,则ts=1.28s。
3.3 无级调光控制
电子镇流器工作采用三段式,即上电后,镇流器工作在预热频率(fpre);灯阴极充分预热后进入启动频率(f0);灯管点燃后转至工作频率(fnor)。
文献[6]列出并比较了荧光灯现有的4种调光方式,即输入电压相位控制,镇流器的阻抗控制,工作频率控制,灯上加周期性不连续电压。其结论是工作频率控制法综合指标最佳。KA7543应用的就是工作频率控制方法。KA7543的内部调光电路位于脚9(Vdm),脚11(Cdm)和脚6(Vfb)之间。加于脚9的调光电压范围为0~2V,0V对应满光(Full light),2V对应完全变暗(Full dimming)。即脚9调光控制电压增加时,开关频率升高,L2及L3阻抗增加,导致灯电流减小,灯变暗。
图4为不同亮度时灯电压和电流的实验波形图。
(a) 最小输出功率,电压40V/格,电流20mA/格
(b) 60%输出功率,电压40V/格,电流500mA/格
(c) 100%输出功率,电压40V/格,电流500mA/格
图4 不同亮度时灯电压和电流波形
4 结语
采用荧光灯专用集成芯片设计可调光电子镇流器是切实可行的,产品的技术经济指标要明显优于采用分立元件的电子镇流器和传统的电感镇流器。采用了EMI滤波和PFC技术,可以较好地满足IEC谐波标准。在20%~100%亮度范围工作时,无级线性调光工作稳定,灯管开启次数约提高20%。在10%~20%亮度范围工作时,荧光灯工作欠稳定。效率实测提高15%左右,未达到理论上的30.2%,尚需进一步的优化和改进。
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