日光灯电子镇流器电路工作原理与应用详解

下面我们将以一个典型的整流器控制集成电路UBA2021为例对电子整流器进行比较详细的介绍。

一、UBA2021的特点与工作原理

1、 UBA2021的特点

UBA2021是用于CFL型荧光灯和TL型荧光灯电子镇流器用控制集成电路，含有驱动外围半桥功率晶体管、振荡电路和用于灯管预热、点火、正常工作和灯电路故障保护的有关控制功能。可用于交流市电输入电压高达240V_rms的应用场合。它的预热工作频率为108kHz，正常工作频率为43kHz，驱动信号死时间为1.4μs。

利用UBA2021可以调节灯电路的预热时间和点火时间，调节灯电路的灯预热电流和灯负载输出功率（调光），由UBA2021组成的灯电路具有过温度保护控制功能、灯电路容性工作模式保护和外接功率晶体管MOSFET驱动电压过低等故障工作状态的保护控制功能。

UBA2021有DIP14和SO14两种封装形式，引脚图如图1所示，工作框图如图2所示，引脚功能如表1所示，电路主要技术参数如表2所示。

2、 UBA2021的工作原理

（1） UBA2021启动

通过接至供电电源正极的电阻R_RHV（见图6）和接至引脚5的电容C_S9，UBA2021可以完成灯电路的启动控制，在电路刚一启动期间，MOSFET晶体管VT₂导通，而MOSFET晶体管VT₁不导通，以确保自举升压C_boot的充电。在电路的启动工作状态，UBA2021复位，当UBA2021的引脚5的电压为时，UBA2021开始被复位，直至引脚5的电压为，UBA2021开始它的启动工作。

（2） 电路振荡

当UBA2021的引脚5VS的电压达到电压时，UBA2021开始它的预热工作，内部的一个电流控制型的锯齿波振荡电路开始工作，这个锯齿波振荡频率由接至UBA2021引脚12的电容C_CF和流出该引脚的电流（主要由外接电阻R_RREF）决定，这个锯齿波振荡信号频率经2分频后就是灯负载的工作频率，图3为UBA2021的定时图，图中的时间t_no表示灯电路的死时间，这个死时间的大小和第10引脚的I_RREF的大小有关。

（3） UBA2021的预热工作模式

UBA2021一开始以2.5(108kHz)的振荡频率开始工作，电路的振荡频率随之下降直至由I_shunt电流预先设定的频率（见图4和图6），电路振荡频率的下降速率和接至CI引脚14的电容C_CI的参数有关。在灯电路预热工作期间的振荡频率大约为90kHz，这个振荡频率是大天灯负载电路的谐振频率，即这时灯不发光，而灯负载谐振电路由元件L₂、C₅和灯管的灯丝电阻组成，灯电路的预热时间由接至UBA2021的引脚8的电容C_CP的参数决定，如果把UBA2021的CP引脚8接地，这时电路将一直处于预热工作状态，在灯电路的预热工作状态下，通过检测电阻R_shunt两端的电压和RS引脚9的电压，可以检测灯电路的预热工作状态，并决定V电压的大小。如果RS引脚9上的电压V_RS，则电路的振荡频率下降，如果V_RS，则电路的振荡频率上升。

（4） 灯电路的点火工作状态

通过检测UBA2021的RS引脚9的电压可以检测灯电路到底是工作于预热、点火还是工作状态，并可以避免灯电路工作于容性负载工作模式，通过引脚9RS电压的控制，可以使灯电路的振荡频率向灯电路的工作频率方向变化（灯电路的工作频率大约为43kHz），在灯电路的点火工作期间的频率变化速率要比灯电路的在预热期间的频率变化速率低。在灯电路的振荡频率变化期间会扫过灯负载谐振电路的谐振频率，灯电路的谐振高电压最终会点燃灯管。