1. 技术概述 RFID技术网
VK05CFL是一种用于驱动微型荧光灯的自振荡转换器，采用意法半导体的VIPower* M3-3专利技术制造而成，允许在同一芯片上集成控制部分和电源级。电源级是一个“发射器开关”，其构成是在级联配置内放置一个双极高压复合晶体管和一个低压MOSFET，因此，在高击穿电压在关断状态时的双极低压降和MOSFETS的高开关速度之间，提供了一个最佳的折衷方案。M3-3技术的剖面图如图1所示。 PCB设计网
由于在关断状态下双极级位于普通基极，从双极晶体管的基极除去储存电荷所需的负基极电流基本上是集电极电流，因此，在“发射器开关” 配置中，可以实现一个很高的频率（≈200kHz)，从而使级联配置的开关性能远远高于一个标准双极晶体管，并可与一个MOSFET器件相媲美。在这一点上，我们可以说，这是一个不储存电荷的器件。
另一方面， 无电流阻塞可以提供一个十分优秀的RBSOA（反向偏压工作区）的数值。 电子电路图
2. VK05CFL框图 电子技术论文网
VK05CFL框图如图3所示。这个器件有5个引脚：二极管交流开关引脚、二次绕组引脚、振荡器引脚、集电极和源级引脚，采用主流 SO-8封装。 嵌入式开发网
集电极和源极引脚：分别和NPN高压晶体管的集电极和集成级联配置的低压功率MOSFET的源极相连。 电子技术书籍网
二极管交流开关引脚：集成了二极管交流开关功能和外部二极管交流开关电容器放电电路，二极管交流开关引脚与启动系统所需的集成二极管交流开关块的输入相连。
二次绕组引脚：与变压器的二次绕组相连，以便触发器件或给器件供电。 RFID技术网
振荡器引脚：这一器件集成了在稳态下调整系统工作频率的振荡器，这一引脚是调整稳态工作频率所需的电容器的充电输出端。 电子电路图
使用两个器件实现一个完整的CFL H型桥接驱动器：一个连接在高侧配置中，另一个连接在低侧配置中。
在高侧配置连接的VK05CFL中，二极管交流开关引脚连接到中点，以便驱动这个器件。
3. 转换器电路描述
图5是VK05CFL用于自振荡转换器的电气结构图。
这个拓扑结构不需要饱和变压器来调整工作频率。在镇流器的扼流线圈Lp上绕有两个二次绕组，这些绕组有两个功能：1）触发导通状态，2）为器件供电。主绕组Lp和两个二次绕组之间的比例为10:1，以保证有充足的电压供给器件，电容器C6 和 C7负责调整稳态的工作频率，电流Icap≈200μA给这两个电容充电。当电容上的电压达到一个内部固定值时，电源级关闭。通过给C6 和 C7选择相同的值，电路可以50%的负载比工作。在启动阶段，当谐振率频率高于稳态频率时，在电容C6-C7充电前，二次电压低于器件保持电压，器件关断。因此，在启动和稳态时，电路可以工作在不同的频率上。
电阻R1和电容C1必须在低侧器件内给内部二极管交流开关加偏压，以便驱动系统。
在高侧器件内，二极管交流开关引脚必须连接到中点。R2是上拉电阻器，C2是吸收电容器。如果电子管需要预热，可以在低侧器件临近增加最亮块，否则，电路在“冷点火”时会工作。输入过滤由R3-C8 和R4-C9实现，输入引脚上必须施加一个正确的电源电压。 嵌入式开发网
4. 转换器功能描述
当电路加电时，电阻R1对电容C1充电，直到电容上电压达到内部二极管交流开关的门限值(≈30V)。低侧开关接通，结果，电流从HV轨道经C4//C5、C3 和Lp构成的通路流到地线。Lp上的压降“传送”到二次绕组（反向缠绕），以便对低侧器件确认导通状态，对高侧确认关断状态。一旦低侧器件导通，为防止二极管交流开关重新启动，一个内HV二极管使电容C1对地放电。在这初始阶段，电子管处于关断状态，而且电路在Lp-C3串联上与C4//C5谐振频率一起振荡。 嵌入式开发网
我们可以忽略 C4//C5。 PCB设计网
当这一频率高于稳态频率时，这两个器件在这一频率上通断，因为二次绕组上的电压低于保持器件导通所需的电压。只要电子管一点火，谐振频率就会降低??(Lp-C4//C5)，电路将工作在由C6和C7两个电容固定的稳态频率上。利用下面的公式，可以计算稳态频率： 嵌入式开发网
Ton=RCLn2 （R为内部阻抗） RFID技术网
以VK05CFL电路板为例： 电子技术书籍网
因为：R=12kΩ，C6=C7=1.2nF， tstorage≈400ns ， C2=680pF， 电子电路图
所以： t(dv)/(dt)≈800ns， 工作频率≈45kHz。
在图6中，启动阶段没有预热，图7是稳态下的主波形。从图7中不难看出，二次电压的削波随着电流增加而降低，这是因为提高流经电子管的电流，电子管上的压降也随着增加，结果，镇流器电感线圈Lp上的电压降低，同时二次电压也随着降低。
在两个二次绕组和该器件之间插入一个滤波器(R3-C8; R4-C9)，可以保证在该器件的输入引脚上获得比二次信号更高、更长的电压。这样，VK05CFL的用途可扩展到所有功率范围的微型荧光灯。 PCB设计网
5. 结论 电子技术论文网
微型荧光灯电源电子转换器是通过采用不同的拓扑结构实现的，双极晶体管或MOSFET是今天用于电源级的唯一器件。 嵌入式开发网
VK05CFL是意法半导体开发的创新的专利解决方案：电子转换器的电源级采用了一个“发射器开关”配置。应用了单片系统的思路，在硅片上集成了转换器的大部分功能。最终成果：系统成本大幅度降低，系统的可靠性全面提升，与灯相关的电子器件进一步微型化。 PCB设计网
微型荧光灯与传统的白炽灯相比每瓦光输出至少提高了3倍。今天，一个23瓦的微型荧光灯和一个100瓦的白炽灯的光输出相等。这就是说，采用微型荧光灯室内照明的全部能量降低了4倍。如果全球都采用了微型荧光灯，摒弃了白炽灯，那么，所节省的巨大的能源将超出我们想象！
有关VK05CFL的应用原则请访问ST网站www.st.com/vipower。
原文地址:http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/4457.asp
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