点击看原图
图4给出了采用UCC2305作为控制芯片的250WHPSL电子镇流器的原理图。由于HIDL的阻抗非线性(其阻抗特性见图5),在灯未点亮之前处于高阻,一旦外加高压触发点亮以后灯就导通,其两端电压迅速降低,灯电流增大,呈现负阻特性。如果还以平常的电压加于灯上,灯将烧毁。而HIDL在刚启动的冷态和长时间工作的热态的阻抗又有很大差别,因此,HIDL控制器必须是一个电流模式控制下的输出。在本方案中,单端采用了降压式Buck电路,将PFC输出的400V电压,在恒电流下降至HPSL所需的工作电压。由于是高端驱动,所以需将PWM信号电平移位,采用IR2117或者TLP250等IC均能实现。电流取样采用电流互感器T1,因为开关频率较高,因此只需很小的磁芯,初次级匝比为1:100。电流信号经D10整流后送到UCC2305的脚23(ISENSE端)。在UCC2305中HIDL功率的调节是计算灯电流和电压,指令适当的输入电流保持灯功率的恒定。而灯的电压由分压比为120:1的分压电阻R36与R37得到,送到芯片的脚11(VOUT-SENSE);灯的电流由取样电阻R18得到,这个信号送到芯片的脚5(LOADISENSE)。UCC2305的电流模式PWM类似于工业标准的UC3842和UCC3802电路,使用高增益开环放大器,LOADISENSE信号直接送入该放大器,放大器放大了预期灯电流和实际灯电流之差,并在反馈误差放大器脚LPOWER产生一个粗略地比例于灯功率的输出信号。开环放大器驱动一个高速PWM比较器,这个比较器将控制器的输入电流,即脚23的ISENSE信号跟开环放大器的输出电流比较,用这个信号设置占空比。因此,控制器的输出调节在恒定的功率,以使灯光的强度相对恒定。
S3、L2和C14的确定在文献[3]有详细的计算,对于一个250W的HPSL,S3采用IRFP840、L2选用EE30铁氧体磁芯,电感量1.5mH,C14为100μF、400V的电解电容。
控制器的输出采用全桥逆变器。逆变器工作在195Hz的低频,灯的平均电压为零。桥路的驱动由脚QOUT和QOUT输出,它们均以50%的占空比工作,相差180°。采用IR2110驱动高端和低端的MOSFET管。这样的方法成本较贵,也可以低端直接驱动,高端采用一个高压晶体管、一个上拉电阻以及正确的相位。灯在正常点燃时,需要变换灯的极性,但当灯还未点亮时交流电压将干扰启动。UCC2305有一个“NOTON”的逻辑输出,当灯还未点亮时为高电平,点亮后为低电平。将该输出连到脚DIVPAUSE,点灯时使低频逆变停止,直至灯彻底点亮。