电路的功能用于音响设备的放大器在进行试验时需要低失真率信号源。近来，用于音响电路的低失真率OP放大器的...
高功率因数、高效率电子镇流器控制器ML4831
接线图
2023年11月05日 18:02 159
admin
1. 概述
ML4831是一种亮度可调的高功率因数、高效率电子镇流器控制器。它主要由功率因数控制器、振荡器、预热关断时序、控制选通逻辑、输出驱动器及过压、过热保护等部分组成（参见图1）。重新启动和灯管再输出由外部时序控制，并且考虑到对不同灯管特性的综合控制，镇流器控制装置可通过频率调制（FM）来调整灯管的功率，通过补偿编程调整灯管的功率，通过补偿编程来调整压控振荡器（VCO）的工作频率。这些功能集成在一块芯片上，它可以在不同的场合下使用。
芯片的主要特点如下：
●功率因数校正和功率调节功能由一块集成电路完成。
●低失真，高效率，连续升压，平均电流检测功率因数。
●快速启动或瞬时启动，启动时间可调。
●灯管电流反馈控制亮度。
●变频调光和启动。
●灯管熄灭情况下，可调再启动，以避免镇流器发热。
●内部超温关断保护代替了外部传感保护，保证了设备的安全。
●PFC中过压比较器可以消除因负载开路引起的失控。
●采用大幅度振荡器和标准电流乘法器，提高了抗噪力。
2. 引脚功能
ML4831采用双列直插18引脚封装，引脚排列如图2所示。各引脚功能说明如下：
●EA OUT：PC误差放大器输出和校正端。
●IA OUT：PFC平均电流互导放大器的输出和调整节点。
●I（SINE）：PFC电流乘法器输入。
●IA ：PFC平均电流互导放大器同相输入和PFC逐周限流比较器峰值电流检测点。
●LAMP F.B：灯管起弧电流取样(或调节)误差放大器的反相输入端，也是亮度控制输入节点。
●LFB OUT：灯管电流误差跨导放大器输出。
●R(SET)：外接电阻，它设定振荡器的最高频率Fmax和R(X)/C(x)充电电流。
●INTERRUPT：用于灯管的熄灭检测和再起动。当该脚的时间间隔后再起动。
●R(X)/C(X)：预热定时，亮度锁定和中断。
●GND：地
●P GND：芯片功率接地端。
●OUT B：镇流器的MOSFET驱动输出端B。
●OUT A：镇流器的MOSFET驱动输出端A。
●PFC OUT：PFC MOSFET驱动输出端。
●VCC：芯片正电源。
●VREF：7.5V参考电压缓冲输出端。
●EA_/OVP：PFC误差放大器反相输入和OVP比较器输入端。
3. 主要参数
●电源ICC：75mA
●输出电流。流入或流出13、14、15脚的直流电流：250mA
●3脚的乘法器输入I(SINE)：10mA
●引脚5、9、18输入电压：0.3VCC～-2V；
●引脚4输入电压：-3～ 2V；
●引脚1、6最大过载电压：-0.3～ 7.7V；
●引脚1、2、3最大过载电流：±20mA；
●引脚2最大过载电压：-0.3～ 6V；
●工作温度范围：-65～ 150℃
4. ML4831主要单元功能介绍
图1为ML4831的内部原理框图，其中几个主要单元的功能如下：
4.1 功率因数部分
ML4831中的功率因数修正电路采用平均电流检测升压型功率因数控制电路。该电路的工作原理可参考有关资料。
4.2 乘法器
ML4831的乘法器是一个线性电流输入的乘法器，是功率因数控制器的一个部分。它对大功率转换引起的干扰有很强的抑制能力。输入正弦波电压经整流后的直流电压，通过降压电阻转换成电流，这样，很小的接地噪声在PWM(脉宽调制)比较器的基准上产生微小。乘法器的输出电压加在电流放大器正相输入端，形成电流误差放大器的基准。其傎按下式计算。
VMUL≈[I(SINE)×(VEA-1.1V)]/4.17mA
其中，I(SINE)为降压电阻上的电流；VEA为误差放大器的输出电压。乘法器的最高输出电压为1V。
4.3 平均电流和输出电压的稳定
PFC控制部分的脉宽调制器(PWM)可抑制乘法器输出引起的正电压干扰和接在4脚的电流取样电阻上的负电压干扰和接在4脚的电流取样电阻上的负电压干扰。逐周限流用于高速电流瞬变时，保护MOSFET。当管脚4的电压低于-1V时，脉宽调制器的周期终止。
4.4 过压保护(OVP)
过压保护(OVP)用于负载突变(灯管损坏开路)时避免电源电路承受过高的电压。直流高压经分压后过压保护值。当18脚的电压高于2.75V时，PFC晶体管关断，而镇流器将继续工作。过压保护值必须设置在既能使电源部分安全运行，又不能过低而影响升校正回路。
4.5 振荡器
振荡器控制原理如图3所示。振荡器的振荡频率范围由LFB(灯管反馈)放大器输出(6脚)控制。当灯管电流减小时，6脚电压升高，控制信号增大，电容C(T)充电电流减小，从而使振荡频率降低。由于镇流器输出网络衰减较高的频率，因此灯管功率提高。
4.6 欠压封锁和超温关断
集成电路(IC)内部包含一个并联调节，它能将电压VCC限制在13.5V(VCCZ)。IC需要很小的电源电流，这个电流主要由镇流变压器的辅助组供给。当VCC低于VCCZ-0.7V时，IC的静态工作电流低于1.7mA，此时输出关断。这里，IC可由交流市电整流后通过降压电阻直接供电。图4为欠压封锁及电源电流波形图。
为了降低成本，ML4831内含有一个温度传感器，当IC的结温高于12℃时，镇流器将停止工作。为使内部传感器安全代替外部传感器，必须将IC设置在镇流器中的适当位置，以确保准确地检测镇流器的温度。ML4831芯片的温度(Tj)可由下面的经验公式计算：
(Tj)=TA PD×65℃/W
其中，TA为环境温度；PD为芯片的耗散功率。
4.7 起动、重新启动、预热和关断
采用ML4831后，日光灯启动不影响灯管寿命，并且在日光灯熄灭时镇流器产生的热量很小。
日光灯预热和中断定时器电路如图5。C(X)以电流IR(set)/4译电，然后通过R(X)放电。C(X)两端的初始电压为0.7V(VBE)，由0.7V上升到3.4V所需的时间为灯丝预热时间。在这段时间内，振荡器的充电电流(ICHG)为2.5V/R(set)。这将为灯丝预热产生一个高电流，但又不会产生使灯管起动的高压。
阴极灯丝预热以后，逆变器的频率降低到Fmin，并产生一个高电压来启动灯管。灯管启动后，两商电压不再降低。加到9脚的灯管反馈电压上升到高于参考电压Vref时，C(X)的充电电流中断并且逆变器封锁。此时，C(X)通过R(X)放电，一直到C(X)两端电压下降到门限值1.2V时，逆变器又开始工作。用这种方式关断逆变器，可以防止逆变器产生过大的热量。
选择较大阻值的R(X)可以使预热时间足够长。在C(X)两端电压达到6.8V门限值以前，LFB OUT对于振荡器不起作用，所以，全部功率加到灯管上。然后调节亮度，C(X)两端电压被箝位在7.5V。
各种状态下逆变器工作频率如右表所列。
5. 典型应用
图6是一个采用ML4831实现的高功率因数，高效率日光灯镇流器原理电路。输入交流电压(120V)经整流后获得直流高压。通过开关管Q2、Q3和开关变压器T2B、C1、C2获得三组输出，可启动控制三路日光(荧光)灯，且亮度可调。由R16～R19，D10，D11、C16、C17构成整流取样电路，将灯管的反馈信号及亮度控制电压送到芯片的5脚，通过控制13、14脚输出脉冲频率，以实现亮度调节及自动稳定控制。Q2、Q3交替导通，Q3起续流作用，从而提高电源效率。
由R1及D10、D11组成主回路电流取样电路，取样电流信号加到芯片4脚作为PFC输入信号。R12、R13及D19～D22组成过压保护取样电路，取样信号加到芯片18脚。通过15脚输出驱动Q1，以实现功率因数校正和过压保护。功率因数校正电路主要由Q1、L3、C7、D7组成。
附图6元件参数：
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、快速二极管；
D6：20V、5%、1W；
D7：3A、400V、快速二极管；
D10-13：0.1A、75V；
D15、18：0.1A、75V；
D16、17：1A、50V；
Q1-3：5.5A、400V；
T1：电感20mH，抽头1、4间150匝；抽头2、3间75匝。
T2A：电感3.87mH，抽头1、3间200匝，抽头5、6间200匝。
T2B：电感1.66mH，抽头1、2间200匝，抽头5、6间3匝，抽头7、8间3匝。
L3：电感1mH，抽头1、4间195匝。
T4：电感1.38mH，抽头1、3间190匝，抽头4、6间70匝。
L1、L2电感600μH，直流电阻0.45Ω。
F1：2A。
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