用ML4835设计室内可调光小型荧光灯电子镇流器

本文详叙了一种低损耗的建筑用可调光镇流器的设计，它采用ML4835电子镇流控制器IC，以MicroLinear公司的ML4835EVAL板为基础。

当工作电压超过102V～138V范围时，ML4835EVAL板作为功率因数校正的65W电子镇流器，它接受0～10VDC控制、具有20∶1调光范围，控制两只串接的32WPLT紧密型荧光灯管。灯管采用预热、点亮和调光的运行模式，是一频率变化范围宽、不重迭的变频器拓扑。图1给出了这种120V的电子镇流器设计框图。图2则给出了完整的ML4835EVAL电路图。

CFL小型荧光灯被设计为工作在要求全照度和可调光的，其镇流器充分显示了该ML4835镇流控制器IC的如下特性：

（1）工作在镇流变频器频率下的连续电流模式

（PFC）用以降低传导EMI和二极管损耗；

（2）总谐波失真小于10％；

（3）可编程的三重频率起动程序用以延长灯管寿

命，简化灯管网络设计，以及在任意调光能级无全功率闪光时起动灯管；

（4）具有单片热保护功能和灯管熄灭检测电路；

（5）灯管寿命终结保护或功率限制功能；

（6）根据由调光控制器或传感器来的0～10VDC

图1120V镇流器设计的方框图

图2可调光CFL镇流器原理图（原图，未做格式化处理）

电压可控制小型荧光灯光输出变化100％～5％；

（7）按可编程的时间间隔自动再起动灯管。

1功率因数校正器（PFC）的设计

（1）选择PFC输出电压VB

因PFC采用升压式变换器，则：VB>×VIN(max)

式中：VB为PFC输出电压；

VIN为输入线电压有效值。

为了能在具有较小变化的220V电压工作则：

VB>(1.414)×(1.1)×220(1)

即VB>342VDC（采用380VDC）。

（2）计算升压电感数值

由于在该功率范围内工作的灯管频率接近40kHz，故选用小号的铁氧体磁芯。ML4835PFC电路工作在连续的电感电流模式。该磁芯的典型应用电感数值可由下式求出：L=mH(2)

式中：L是T1绕组（6、10）的电感值；

fmin是变频器的最低频率；

VIN=90V是开始调节的线电压值；

PO是向灯管输出的功率。因此有：L==1.5mH（采用3.5mH）

（3）电流传感电阻的数值

为了确定电流传感电阻的最大值R1，应求出流经它的峰值电流。该峰值电流由时钟频率电流Icp与线路频率电流Inp组成。

在VIN(min)时的占空比D为：D=1－(3)

式中：VIN=90V；

VB=380VDC。

因此得到D=0.67。

图3灯管网络

（a)灯管网络等效电路(b)灯管网络的电容

T==25×10－6s=25μs

TON=DT=0.67×25×10－6=16.6×10－6s=16.6μsICP=(4)所以：ICP==0.30A并且有：InP==1.02A

这样就能得到流经R1的总峰值电流IR1：

IR1=0.30＋1.02=1.32A

R1的最高电压被电流限制门槛置位于－1.0V，所以R1的最大值为：R1=1.0/1.32=0.755Ω（选用0.33Ω）

（4）选择斜坡电容C24

斜坡电容器C24的数值可由式（5）求出：C24=(TOFF－TDIS)×（5）

式中：TOFF=T×(1－D)=8.38μs；

TDIS≌321×CT≈0.68μs；

PEAO(max)=6.1VDC；

Ri=22kΩ（IC内部电阻）

因此可得到：C24=1.1nF

这是C24的最大值，可用于在90V时起动调节。然而其实际值较小，这是因为R2和C4对电流脉动有整形作用。R2和C4衰减大的高频开关尖峰，它流经R1引起电流脉动。现选用C24数值为470pF。

（5）功率因数校正误差放大器输出（PEAO）的补偿（2脚）：

补偿网络的典型设计是分别在3Hz与30Hz处引入一个零点和一个极点。

2灯管网络的设计

21灯管网络功能

灯管网络的主要功能是：

（1）以谐振方式把灯管的电弧电阻RL变换成变频器两端的一只能消耗灯管的满载额定功率的电阻RIN。

（2）当用于可调光场合时，它必须维持阻抗与频率的相应关系，即在频率升高时将单调地减小供给灯管的电流，而且维持灯管两端有足够的电压，使之在整个调光范围内都能工作。

良好的镇流器设计需要了解许多灯管的使用数据。高频灯管的数据需要考虑到：①参考的镇流器特性；②工作特性；③点火特性；④调光曲线和阴极加热的必要条件。

除调光曲线外，该32WPLT的数据可从菲利浦照明公司（PhilipsLightingCompany）得到。对高频灯管进行测试方可绘出调光曲线。

22灯管网络设计程序

用于灯管网络设计的推荐程序是：

（1）根据PFC电路和灯管数据计算RIN和RL。

（2）选择恰当的网络拓扑。

（3）用一个扩展图表格式写出网络设计方程式。虽然有各种方法用于设计谐振网络，本网络设计仍采用阻抗变换技术来完成。通常，这种方法要求把电阻值分配给网络中每个电感线圈的输入与输出端，如图3（a）所示。这些数值限定了变换的量值和方向。利用各部分变换的Q值QTRS，可求出网络元件的电抗值：QTRS=(6)

式中R1和R2是变换的电阻。如果R1是输出电