1. 概述

　　ML4831是一種亮度可調(diào)的高功率因數(shù)、高效率電子鎮(zhèn)流器控制器。它主要由功率因數(shù)控制器、振蕩器、預(yù)熱關(guān)斷時(shí)序、控制選通邏輯、輸出驅(qū)動(dòng)器及過壓,、過熱保護(hù)等部分組成（參見圖1）。重新啟動(dòng)和燈管再輸出由外部時(shí)序控制,，并且考慮到對(duì)不同燈管特性的綜合控制,，鎮(zhèn)流器控制裝置可通過頻率調(diào)制（FM）來調(diào)整燈管的功率，通過補(bǔ)償編程調(diào)整燈管的功率,，通過補(bǔ)償編程來調(diào)整壓控振蕩器（VCO）的工作頻率,。這些功能集成在一塊芯片上，它可以在不同的場(chǎng)合下使用,。

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　　芯片的主要特點(diǎn)如下：

　　●功率因數(shù)校正和功率調(diào)節(jié)功能由一塊集成電路完成,。

　　●低失真,，高效率，連續(xù)升壓,，平均電流檢測(cè)功率因數(shù),。

　　●快速啟動(dòng)或瞬時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間可調(diào),。

　　●燈管電流反饋控制亮度,。

　　●變頻調(diào)光和啟動(dòng)。

　　●燈管熄滅情況下,，可調(diào)再啟動(dòng),，以避免鎮(zhèn)流器發(fā)熱。

　　●內(nèi)部超溫關(guān)斷保護(hù)代替了外部傳感保護(hù),，保證了設(shè)備的安全,。

　　●PFC中過壓比較器可以消除因負(fù)載開路引起的失控。

　　●采用大幅度振蕩器和標(biāo)準(zhǔn)電流乘法器,，提高了抗噪力,。

2.　引腳功能

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　　ML4831采用雙列直插18引腳封裝,，引腳排列如圖2所示。各引腳功能說明如下：

　　●EA　OUT：PC誤差放大器輸出和校正端,。

　　●IA　OUT：PFC平均電流互導(dǎo)放大器的輸出和調(diào)整節(jié)點(diǎn),。

　　●I（SINE）：PFC電流乘法器輸入。

　　●IA ：PFC平均電流互導(dǎo)放大器同相輸入和PFC逐周限流比較器峰值電流檢測(cè)點(diǎn),。

　　●LAMP　F.B：燈管起弧電流取樣(或調(diào)節(jié))誤差放大器的反相輸入端,，也是亮度控制輸入節(jié)點(diǎn)。

●LFB OUT：燈管電流誤差跨導(dǎo)放大器輸出,。

●R(SET)：外接電阻,，它設(shè)定振蕩器的最高頻率Fmax和R(X)/C(x)充電電流。

●INTERRUPT：用于燈管的熄滅檢測(cè)和再起動(dòng),。當(dāng)該腳的時(shí)間間隔后再起動(dòng),。

●R(X)/C(X)：預(yù)熱定時(shí)，亮度鎖定和中斷,。

●GND：地

●P GND：芯片功率接地端,。

●OUT B：鎮(zhèn)流器的MOSFET驅(qū)動(dòng)輸出端B。

●OUT A：鎮(zhèn)流器的MOSFET驅(qū)動(dòng)輸出端A,。

●PFC OUT：PFC MOSFET驅(qū)動(dòng)輸出端,。

●VCC：芯片正電源。

●VREF：7.5V參考電壓緩沖輸出端,。

●EA_/OVP：PFC誤差放大器反相輸入和OVP比較器輸入端,。

3. 主要參數(shù)

●電源ICC：75mA

●輸出電流。流入或流出13,、14,、15腳的直流電流：250mA

●3腳的乘法器輸入I(SINE)：10mA

●引腳5、9,、18輸入電壓：0.3VCC～-2V,；

●引腳4輸入電壓：-3～ 2V；

●引腳1,、6最大過載電壓：-0.3～ 7.7V,；

●引腳1、2,、3最大過載電流：±20mA,；

●引腳2最大過載電壓：-0.3～ 6V；

●工作溫度范圍：-65～ 150℃

4. ML4831主要單元功能介紹

圖1為ML4831的內(nèi)部原理框圖,，其中幾個(gè)主要單元的功能如下：

4.1 功率因數(shù)部分

ML4831中的功率因數(shù)修正電路采用平均電流檢測(cè)升壓型功率因數(shù)控制電路,。該電路的工作原理可參考有關(guān)資料,。

4.2 乘法器

ML4831的乘法器是一個(gè)線性電流輸入的乘法器，是功率因數(shù)控制器的一個(gè)部分,。它對(duì)大功率轉(zhuǎn)換引起的干擾有很強(qiáng)的抑制能力,。輸入正弦波電壓經(jīng)整流后的直流電壓，通過降壓電阻轉(zhuǎn)換成電流,，這樣,，很小的接地噪聲在PWM(脈寬調(diào)制)比較器的基準(zhǔn)上產(chǎn)生微小。乘法器的輸出電壓加在電流放大器正相輸入端,，形成電流誤差放大器的基準(zhǔn),。其傎按下式計(jì)算。

VMUL≈[I(SINE)×(VEA-1.1V)]/4.17mA

其中,，I(SINE)為降壓電阻上的電流,；VEA為誤差放大器的輸出電壓。乘法器的最高輸出電壓為1V,。

4.3 平均電流和輸出電壓的穩(wěn)定

PFC控制部分的脈寬調(diào)制器(PWM)可抑制乘法器輸出引起的正電壓干擾和接在4腳的電流取樣電阻上的負(fù)電壓干擾和接在4腳的電流取樣電阻上的負(fù)電壓干擾,。逐周限流用于高速電流瞬變時(shí)，保護(hù)MOSFET,。當(dāng)管腳4的電壓低于-1V時(shí),，脈寬調(diào)制器的周期終止。

4.4 過壓保護(hù)(OVP)

過壓保護(hù)(OVP)用于負(fù)載突變(燈管損壞開路)時(shí)避免電源電路承受過高的電壓,。直流高壓經(jīng)分壓后過壓保護(hù)值,。當(dāng)18腳的電壓高于2.75V時(shí)，PFC晶體管關(guān)斷,，而鎮(zhèn)流器將繼續(xù)工作,。過壓保護(hù)值必須設(shè)置在既能使電源部分安全運(yùn)行，又不能過低而影響升校正回路,。

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4.5 振蕩器

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振蕩器控制原理如圖3所示,。振蕩器的振蕩頻率范圍由LFB(燈管反饋)放大器輸出(6腳)控制。當(dāng)燈管電流減小時(shí),，6腳電壓升高,，控制信號(hào)增大，電容C(T)充電電流減小,，從而使振蕩頻率降低,。由于鎮(zhèn)流器輸出網(wǎng)絡(luò)衰減較高的頻率，因此燈管功率提高,。

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4.6 欠壓封鎖和超溫關(guān)斷

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集成電路(IC)內(nèi)部包含一個(gè)并聯(lián)調(diào)節(jié),，它能將電壓VCC限制在13.5V(VCCZ)。IC需要很小的電源電流,，這個(gè)電流主要由鎮(zhèn)流變壓器的輔助組供給,。當(dāng)VCC低于VCCZ-0.7V時(shí),，IC的靜態(tài)工作電流低于1.7mA，此時(shí)輸出關(guān)斷,。這里,，IC可由交流市電整流后通過降壓電阻直接供電。圖4為欠壓封鎖及電源電流波形圖,。

為了降低成本,，ML4831內(nèi)含有一個(gè)溫度傳感器,，當(dāng)IC的結(jié)溫高于12℃時(shí),，鎮(zhèn)流器將停止工作。為使內(nèi)部傳感器安全代替外部傳感器,，必須將IC設(shè)置在鎮(zhèn)流器中的適當(dāng)位置,，以確保準(zhǔn)確地檢測(cè)鎮(zhèn)流器的溫度。ML4831芯片的溫度(Tj)可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

(Tj)=TA PD×65℃/W

其中,，TA為環(huán)境溫度,；PD為芯片的耗散功率。

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4.7 起動(dòng),、重新啟動(dòng),、預(yù)熱和關(guān)斷

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采用ML4831后，日光燈啟動(dòng)不影響燈管壽命,，并且在日光燈熄滅時(shí)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的熱量很小,。

日光燈預(yù)熱和中斷定時(shí)器電路如圖5。C(X)以電流IR(set)/4譯電,，然后通過R(X)放電,。C(X)兩端的初始電壓為0.7V(VBE)，由0.7V上升到3.4V所需的時(shí)間為燈絲預(yù)熱時(shí)間,。在這段時(shí)間內(nèi),，振蕩器的充電電流(ICHG)為2.5V/R(set)。這將為燈絲預(yù)熱產(chǎn)生一個(gè)高電流,，但又不會(huì)產(chǎn)生使燈管起動(dòng)的高壓,。

陰極燈絲預(yù)熱以后，逆變器的頻率降低到Fmin,，并產(chǎn)生一個(gè)高電壓來啟動(dòng)燈管,。燈管啟動(dòng)后，兩商電壓不再降低,。加到9腳的燈管反饋電壓上升到高于參考電壓Vref時(shí),，C(X)的充電電流中斷并且逆變器封鎖。此時(shí),，C(X)通過R(X)放電,，一直到C(X)兩端電壓下降到門限值1.2V時(shí),，逆變器又開始工作。用這種方式關(guān)斷逆變器,，可以防止逆變器產(chǎn)生過大的熱量,。

選擇較大阻值的R(X)可以使預(yù)熱時(shí)間足夠長。在C(X)兩端電壓達(dá)到6.8V門限值以前,，LFB OUT對(duì)于振蕩器不起作用,，所以，全部功率加到燈管上,。然后調(diào)節(jié)亮度,，C(X)兩端電壓被箝位在7.5V。

各種狀態(tài)下逆變器工作頻率如右表所列,。

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5. 典型應(yīng)用

圖6是一個(gè)采用ML4831實(shí)現(xiàn)的高功率因數(shù),，高效率日光燈鎮(zhèn)流器原理電路。輸入交流電壓(120V)經(jīng)整流后獲得直流高壓,。通過開關(guān)管Q2,、Q3和開關(guān)變壓器T2B、C1,、C2獲得三組輸出,，可啟動(dòng)控制三路日光(熒光)燈，且亮度可調(diào),。由R16～R19,，D10，D11,、C16,、C17構(gòu)成整流取樣電路，將燈管的反饋信號(hào)及亮度控制電壓送到芯片的5腳,，通過控制13,、14腳輸出脈沖頻率，以實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)及自動(dòng)穩(wěn)定控制,。Q2,、Q3交替導(dǎo)通，Q3起續(xù)流作用,，從而提高電源效率,。

由R1及D10、D11組成主回路電流取樣電路,，取樣電流信號(hào)加到芯片4腳作為PFC輸入信號(hào),。R12、R13及D19～D22組成過壓保護(hù)取樣電路，取樣信號(hào)加到芯片18腳,。通過15腳輸出驅(qū)動(dòng)Q1,，以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和過壓保護(hù)。功率因數(shù)校正電路主要由Q1,、L3,、C7、D7組成,。

附圖6元件參數(shù)：

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C1,、13、33：0.22μF,、50V,、10%；

C2,、3：3.3nF,、125VAC、10%,；

C4：0.33μF、250VAC,；

C28：2.2nF,、50V、10%,；

C6：47μF,、25V、10%,；

C9：10nF,、25V、10%,；

C7：120μF,、250V、20%,；

C10,、5：1.5nF、50V,、2.5%,；

C11、16：0.0047μF,、50V、10%；

C12,、20：220pF,、2kV、10%,；

C14：0.068μF,、160V、5%,；

C15：4.7μF,、50V,、20%,；

C17：2.2nF、50V,、2%,；

C18：0.22μF、63V,、10%,；

C19：0.068μF、250V,、5%,；

C21：6.8nF、630V,、5%,；

C22：22nF、630V,、5%,；

C23：330pF、50V,、10%,；

C26：0.1μF、250V,、5%,；

C29：1μF、25V,、10%,；

C30：0.1μF、25V,、10%；

C32：4.7nF、25V,、10%；

R1：0.5Ω,、5%,、1W,；

R2：36kΩ,、1/2W、5%,；

R3：33Ω,、1/4W、5%,；

R4：360kΩ,、1/4W、5%,；

R5：17.8kΩ,、1/4W、1%,；

R6：35.7kΩ,、1/4；

R7：110kΩ,、1/4W、1%,；

R8：51.1kΩ,、1/4W、1%,；

R9：1.96kΩ ,、1/4W、1%,；

R10：681kΩ,、1/4W、5%,；

R12：5.49kΩ,、1/4W、1%,；

R16：100kΩ,、1/4W、1%；

R17：412kΩ,、1/4W,、1%；

R28：100kΩ,、1/4W,、5%；

R19：9.09kΩ,、1/4W,、1%；

R21,、22：22Ω,、1/4W、1%,；

R23：475kΩ,、1/4W、1%,；

R27：100Ω,、1/4W；

R29：100kΩ,；

R30：12kΩ,、1/4W、5%,；

R31：4.3kΩ,、1/4W、1%,；

D1-4：1A,、600V；

D19-22：1A,、600V,、快速二極管；

D6：20V,、5%,、1W；

D7：3A,、400V,、快速二極管；

D10-13：0.1A,、75V,；

D15,、18：0.1A、75V,；

D16,、17：1A、50V,；

Q1-3：5.5A,、400V；

T1：電感20mH,，抽頭1,、4間150匝；抽頭2,、3間75匝,。

T2A：電感3.87mH，抽頭1,、3間200匝,，抽頭5、6間200匝,。

T2B：電感1.66mH,，抽頭1、2間200匝,，抽頭5,、6間3匝，抽頭7,、8間3匝,。

L3：電感1mH，抽頭1,、4間195匝,。

T4：電感1.38mH，抽頭1,、3間190匝，抽頭4,、6間70匝,。

L1、L2電感600μH,，直流電阻0.45Ω,。

F1：2A。