概述
M8165 是用于可调光荧光灯电子镇流器的专用集成电路,功能部分包括外部半桥驱动,振荡电路,相位检测电路, 保护电路,调光电路以及逻辑控制单元,采用功率检测的方式,改变频率实现调光,工作特性稳定可靠,调光范围大, 同时解决了调光中出现的各种重要问题, M8165集成了多方面的保护功能,包括灯管触发失效、灯丝失效、低交流电压、正常工作时电灯失效,同时提供电灯暗保护和寿命完结保护。该芯片采用16引脚DIP或SOP IC封装。
特性
l 调光范围:10%~{bfb}
l 预热频率可调
l 预热时间可调
l 运行频率可调
l 可控死区时间
l 触发斜率可调
l 过电压保护
l 过电流保护
l 灯管触发失效保护
l 灯丝失效保护
l 寿命完结保护
应用范围
荧光灯/CFL 、电子镇流器
管脚定义
管脚 |
管脚名称 |
|
定 |
义 |
1 |
OSC |
设定频率输入端 |
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2 |
PHR |
预热频率设定端 |
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3 |
PHC |
预热时间设定端 |
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4 |
RIG |
点火电阻设定端 |
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5 |
SD |
过电压保护输入端 |
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6 |
FDC |
保护灵敏度设定端 |
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7 |
DIM |
调光控制信号输入端,设定灯的亮度 |
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8 |
N.C |
空脚 |
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9 |
OPOUT |
运算放大器输出端 |
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10 |
INN |
运算放大器反向输入端 |
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11 |
INP |
运算放大器正向输入/电流检测输入 |
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12 |
CSP |
电流相位采样输入端 |
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13 |
VSS |
接地 |
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14 |
OUT2 |
低端功率门极驱动输出端 |
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15 |
OUT1 |
xx功率门极驱动输出端 |
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16 |
VDD |
IC 正电源 |
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|
电器特性
电气特性VCC = 12V +/- 0.25V , R11 =33K , RRPH = 33K , C11 = 270 pF , VCPH = 0.0V , TA = 25℃unless otherwise specified.
参数 |
条件 |
符号 |
最小值 |
典型值 |
{zd0}值 |
单位 |
启动状态 |
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|
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|
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|
{zd0}工作电压 |
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VDDmax |
10 |
12 |
14 |
V |
上电电压 |
|
Vdon |
8.5 |
9 |
9.5 |
V |
掉电电压 |
|
Vdoff |
6.5 |
7 |
7.5 |
V |
启动电流 |
VDD=8.5V |
Istart |
40 |
50 |
60 |
uA |
工作电流 |
VDD=8.5V |
Iop |
1 |
1.2 |
1.5 |
mA |
振荡特性 |
|
|
|
|
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最彽频率 |
R11 = 33K C11 = 270pF |
Frun |
48K |
52K |
56K |
Hz |
预热频率 |
R10 = 33K |
Fph |
76K |
80K |
84K |
Hz |
PHC 比较电压 |
|
PHCcmp |
3.88 |
4 |
4.12 |
V |
过电压保护特性 |
|
|
|
|
|
|
SD 上升临界电压 |
|
VSDTH+ |
7.8 |
8 |
8.2 |
V |
SD 下降临界电压 |
|
VSDTH- |
0.8 |
1 |
1.2 |
V |
过电流保护特性 |
|
|
|
|
|
|
CSP上升临界电压 |
|
VCSPTH+ |
|
2 |
— |
V |
驱动特性 |
|
|
|
|
|
|
OUT1/2 输出上升时间 |
CL=2000pF |
OUT1/2tr |
60 |
100 |
150 |
ns |
OUT1/2 输出下降时间 |
CL=2000pF |
OUT1/2tf |
60 |
100 |
150 |
ns |
OUT1/2 输出电流 |
VDS = 1V |
IOMAX |
— |
75 |
— |
mA |
调光控制特性 |
|
|
|
|
|
|
FDC 比较电压 |
|
FDCcmp |
3.88 |
4 |
4.12 |
V |
放大器增益频宽 |
|
BW |
— |
1 |
— |
MHz |
直流开环路增益 |
|
Gdc |
— |
80 |
— |
db |
功能介绍
启动:
VDD 脚滤波电容通过电阻充电,当VDD 大于启动电压( 8.5V ),OSC 电容的充放电开始振荡,并随之进入预热状态,
功率管OUT1 、OUT2 分时导通,脉宽相等,经回馈电容整流后,再次供给VDD,使供应电源稳定。
预热:
所谓预热启动是先使灯丝通过一定的电流,将灯丝加热至电子发射温度,经过一定的时间( 0.4S ~ 2S ) 后,才在灯管加
足够高的电压,使灯管立即进入弧光放电。采用预热启动,可以降低灯管启辉所需要加的电压,延长灯管的寿命,减少
灯管发黑,降低光衰。
预热随着电路振荡而开始,预热时间由PHC 脚的R34,C20 决定,当PHC 脚电压大于4V 时,表示预热时间完毕,进入点
亮阶段。预热频率由PHR 脚的R13 决定。
点亮:
预热结束后,由RIG 脚的R29,R30 决定扫描时间,在这个过程中,电路接近了电感电容谐振频率,灯两端的电压迅速变
高点亮荧光灯。
点亮失败:
点亮过程开始时,SD 脚开始检测外部信号,灯电压整流后经限流电阻灌进SD 脚。点亮期间SD 脚都必须介于1V 和8V
之间(1V< SD < 8V) 才正确,不然进入保护模式。
正常工作:
正常点亮后,灯功率开始死循环回馈,灯电流采样( INP ) 和采样电阻功率成正比于灯的平均功率。从点亮开始到灯功
率达到它的额定值的延时时间是由死循环建立时间决定的。DIM 脚电平设置成{bfb}调光输出时,正向导通时间增加直
到INN 脚的电压达到它的{zd0}值并且回馈环闭合;DIM 脚的电平被设置成最小电平,在回馈环闭合前,INN 脚的电压值
只充电到最小值回馈环闭合,所以当设置成低的调光电平时,从点燃到其后的高亮度正常工作的过程是很短的,于是用
户不会感觉到明显的闪烁现象,若感觉到闪烁现象,可由RIG 脚调整,注意RIG 脚必须大于4V。
调光:
调光时通过平均灯功率的死循环控制,其后由灯电流控制。采样电阻上的电压代表了灯的平均功率,这个电压与DIM 压
差决定外部误差放大器输出,通过死循环网络控制压控振荡器周期直到两个输入之差降到趋于零,使得灯功率的控制和
DIM 脚的电压成线性比例关系。灯的控制环仅在灯点亮成功的情况下闭合。
预热与启辉:
良好的预热与启辉功能可以延长灯管的寿命。预热时间由PHC 端外接的电容决定,PHC 端的电压由零充电至4V 后,表
示预热时间结束。预热频率由PHR 端的电阻决定,电阻高对应的振荡频率低,因此改变PHR 端的电阻就可以方便地设
定预热频率。
启辉功能完成频率下扫,产生高压将灯管点亮。在预热结束后,PHR 端电阻会被内部控判切断,本来有效电阻=PHR 并
联OSCR 变成只有OSC 端OSCR 电阻,由于外接点火电容PHR 电压由VDD 逐渐向零扫描, 下降的速率由PHR 脚上的
点火电容决定。随着预热电流的逐渐减小,频率开始下扫,在接近LC 自然谐振频率时, 产生的高压将灯管点亮。在频
率下扫时有{zd1}频率限制,{zd1}频率由OSC 端外接电阻OSCR 和电容决定。
异常的保护:
M8165 提供了完善的异常态保护功能,过压保护、容性模式保护和整流效应保护。
在出现漏气或阴极去启动而无法使灯管点亮时,如工作频率接近LC 自然谐振频率,则由谐振而产生高压,同时逆变器
主回路的电流也很大,此种状态长时间存在,将使逆变器过热而失效。M8165 提供的过压保护功能可以避免此种状态的
出现。SD 端用来检测灯管电压,当过压时,如输入SD 端的电压超过8V 时,则FDC 脚电压上升,当FDC 电压达到4V
时则系统立即停振。要使系统退出此状态重新启动的条件是VDD 端电压下降至7V 以下后再次升至8.5V 以上。
当灯管无法点亮或灯管电压过高时,可能使逆变器进入容性工作模式,此时逆变器中功率MOS 管将产生极大的损耗, 严
重时由于过热而失效。M8165 提供了此种模式寿命终结的保护。