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电子镇流器专用芯片L6574的应用
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Electronic Ballast Chip L6574 Application
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■烟台正海电子网板有限公司 李明武
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ST公司生产的L6574芯片是一款用于电子镇流器可调光的芯片。用一片L6574芯片驱动两只并联的日光灯管的应用电路如图1所示。
两灯管电气性能应一致，功率分别为20W。
1.工作频率的确定
考虑到驱动晶体管的性能，将工作频率定在40KH-61KH之间。
元件参数的估算，以两片L6574组成的调光电路为例。
各片的最小频率fmin由R6和C7 确定。
f_{min}=f_{0}={1.41}\over{R_{6}C_{7}}
该频率同时又可视为电路的无阻尼谐振频率。 取R_{6}=50K
C_{7}={1.41}\over{R_{6}f_{min}}={1.41}\over{50 10^{3} 40 10^{3}}≈0.7
10^{-9}F
取C_{7}=680PF
最高频率可由以下计算确定。
图2为两片L6574组成的调光部分的示意图，每片的其它部分同图1。
因为是两只芯片，所以取RW、R3为单片电路的1/2，即R3=0.75K RW=2.2K而仍取R2=100K。
得
R'=R_{2}+2(R_{W}+R_{3})
≈100+2 (2.2+0.75)=105.9K
R={R_{6}R'}\over{R_{6}+R'}={50 105.9}\over{50+105.9}≈34K
f_{max}={1.41}\over{C_{7}R}={1.41}\over{0.68 10^{-9} 34 10^{3}}≈61.0KH
2.调光电路
单片电路调光，只要调整RW即可。如两片电路联合调光，电路示意图如图2所示。 其中2V电压为两片L6574各自的2脚输出电压。RW的值为单片电路值的1/2。
改变电位器RW的值可改变4支灯管的输出光强。调光电平的变化范围仍从20 30mV到110 120mV。
3.电流反馈电路
每片电路所驱动的灯管1和灯管2的电流均在各自芯片的R8采样，见图1。
采样电阻R8可由以下计算确定。20W的日光灯在满功率时，约为
U_{L}=60V,I_{L}=0.3A
图2中A点为给定电压的最大值。
V_{A}({1}\over{100}+{1}\over{100}+{1}\over{2.95})={2}\over{100}+{2}\over{100}
解得
V_{A}≈0.11V
R_{8}={0.11}\over{0.3 2}=0.18
取R_{8}=0.2
4.保护电路(每片电路相同)
a)灯管断开保护:如电路启动以后，灯管管脚断开。 则驱动日光灯的晶体管损耗将增加，所以当两灯管有一个断开或都断开时，要对电路进行保护。从图1中可看出，灯管1的灯丝与R9、R12、R8
及地相连， 灯管2的灯丝与R13、R16、R8及地相连，当灯管正常连接时， 的低电平使D1、D2截止。如灯管1管脚断开， D1正端为高电平。
如灯管2管脚断开， D2正端为高电平。无论D1导通，还是D2导通，或D1、D2都导通，都可使8脚变为高电平，起到保护作用。
b)过压保护:如灯管过旧，启动后没有点燃灯管，灯管两端将产生高电压。 由图1知，灯管1的高电压经 R10、R11 分压后，通过D3，加到9脚。
灯管2的高电压经R14、R15分压后，通过D4，加到9脚。同断路保护一样， 无论D3导通，还是D4导通，或D3、D4都导通，都可使9脚变为高电平，起到保护作用。
5.主电路电感、电容的计算
C9的选择: 将主电路看做是L、C、R串并联电路。在灯管运行期间，C9应处于短路状态，所以取
C_{9}=0.1 F
滤波电感 L: 假定在日光灯工作期间，大部分电流流向灯管，而没有流进启动电容，所有传递到系统的功率都消耗在两灯管上。主电路可等效成一
L-R串联电路。
输入电压为单相滤波整流电压，约为310V。经傅氏变换后，其基波分量的有效值为
U_{M}={\sqrt{2} 310}\over{ }}=197V
根据日光灯的数据(U_{L}=60V,I_{L}=0.3A )，得L=2.5mH，考虑到启辉电容的作用，取
L_{1}=L_{2}=2.0mH
起辉电容C11 、C13的估算:
因电路的最小工作频率为无阻尼谐振频率。所以
C_{11}=C_{13}={1}\over{L ^{2}_{0}}
={1}\over{2 10^{-3} (2 40000)^{2}}=8.0nF
取C_{11}=C_{13}=8.2nF
预热频率fY 和启动频率fq的估算如下:
在预热和启动时，灯管还没被点燃，可设灯管电阻为无穷大，主电路即为一 L-C振荡电路，起辉电容上的电压 U_{C}={U_{M}}\over{
[1-{({ }\over{ _{0}})^{2}]}}
根据经验数据，预热电压UY一般为150 V，启动电压Uq一般为 350V 。
分别代入上式，并代入U_{M}=197V ，可得大于谐振频率f0的预热频率fY和启动频率fq分别为
f_{Y}≈60.8KH,f_{q}≈50.0KH
实际上，在预热期间，灯丝电阻r是逐渐增加的， 若灯管不易启动，可增加C4 的值，一般 C4不应超过100nF。
6. 当将光强减弱时，灯管会有驻波及闪烁效应。为消除这些干扰，简单可行的办法是在电容 两端并联一50K 的电阻，为日光灯管提供一直流电流。
I={200V}\over{50K }=4mA
每灯管有2 mA。
按上述电路制作一款灯箱，4组镇流器，8支灯管，可统一调光，运行情况良好。
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