20世纪70年代呈现了世界性的动力危机，节省动力的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研讨，跟着半导体技能飞速开展，各种高反压功率开关器材不断涌现，为电子镇流器的开发供给了条件，70年代 末，国外厂家首先推出了第一代电子镇流器，是照明开展史上一项严峻的立异。由于它具有节能等许多长处，引起了全世界的极大重视和爱好，以为是代替电感镇流器的抱负产品，随后一些闻名的企业都投入了恰当的人力、物力来进行更高一级的研讨与开发。
由于微电子技能日新月异，促进了电子镇流器向高功用高可靠性方向开展，许多半导体公司推出了专用功率开关器材和操控集成电路的系列产品，1984年，西门子公司开发出了TPA4812等有源功率因数校对电器IC，功率因数到达0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器，89年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器在全世界特别是发达国家已全国推行运用。
我国对电子镇流器的研讨开发起步较晚，技能起点低，前期对这一产品的难度和复杂性知道缺乏，专用半导体器材开发未跟上，产品质量过不了关，并且商场极不规范，许多的贱价劣质品被抛向商场，使顾客蒙受损失，严峻损害了电子镇流器的形象。90年代后期，由于生产水平有了敏捷开展和进步，从电路规划到了电子器材的配套都进入了较老练阶段，优质产品进入修建工程，跟着我国绿色照明工程的施行，为电子镇流器推行运用铺平了路途，国产电子镇流器必将敏捷赶上世界先进水平，在竞赛的世界商场中占有一席之地。
荧光灯、杀菌灯用电子镇流器常识
电子镇流器常识简介：运用半导体电子元件，将直流或低频沟通电压转化成高频沟通电压，驱动低压气体放电灯（杀菌灯）、卤钨灯等光源作业的电子操控设备。运用最广的是荧光灯电子镇流器。
电子镇流器由于选用现代软开关逆变技能和先进的有源功率因数纠正技能及电子滤波办法，具有很好的电磁兼容性， 下降了镇流器的本身损耗。
区分电子镇流器好坏
把起辉器拆下，断开电源，测验镇流器两头即可。假如镇流器那种比较老的电感式的，电感式的才能够用这种办法测验线圈是否烧坏。这种旧式的镇流器坏了，一般便是线圈烧断，导致灯管两头没有电压，不会引起灯管烧坏。关于电子镇流器就会有许多状况。
能够按上述所说的办法别离丈量三个镇流器的阻值，看看有没有较大差异，以此判别镇流器是否损坏。还能够换起辉器，看看那个会烧的起辉器是否不能够断开，一向处于通路状况。总之用替换法。
电子镇流器的调光
占空比调光法
这种调光操控法运用调理高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，完结输出功率调理，对半桥逆变的最大占空比为0.5，以保证半桥逆变器的两个开关管有一个死时刻，防止两个开关管共态导通损坏。这种调光办法存在的问题是：假如电感电流接连并滞后于半桥电压Uxy，则开关或许导通时作业在零电压状况，关断瞬间需选用吸收电容到达ZCS作业条件，这样可进入ZVS作业办法，这是长处，EMI和开关管应力可显着下降。可是，假如占空比太小，致使电感电流不接连，将失掉ZVS作业特性，并且由于供电直流电压较高，而使开关管上的应力加大，这种不接连电流导通状况将导致可靠性下降和加大EMI辐射。
除了小的脉冲占空比，当灯管发作毛病时，也会呈现不接连电流作业状况，当灯为开路毛病时，电感电流将流过谐振电容，由于这个电容的容量较小，所以阻抗较大。除非两个开关管有吸收电路维护，不然开关管将接受很大的电压应力。
调频调光法
调频调光法也是常用的调光办法。假如高频沟通电子镇流器的开关频率添加，则电感的阻抗添加，这样，电感电流就会下降。
调频调光法的局限性：
A．调光规模由调频规模决议，假如调频规模不大，则功率调理规模也不大。
B．为了完结在低灯功率作业条件下完结调光，则调频规模应很宽（即从25KHZ–50KHZ）。磁芯的频率规模、驱动电路、操控电路或许约束调光规模。
C．在整个调频规模内不易完结软开关。轻载时，不能完结软开关，并使开关管上的电压应力加大。硬开关的瞬态过渡是EMI辐射的首要来历。
D．假如半桥逆变器不作业在软开关状况，则导致逆变器的损耗加大，导致功率下降。
E．当开关频率在红外遥控的频率规模内时，荧光灯将发射低电平的红外线，假如调频规模很大，其它的红外遥控设备如电视机将会受到影响。
F．灯电流近似反比于逆变器开关频率，调光与开关频率间不是线性联系。
G．当灯管发作开路毛病时，将呈现DCM作业状况，特别是当开关频率很低时。
电压调光法
运用改动半桥逆变器供电电压法完结调光有以下长处：
A．调理半桥逆变器供电电压来完结调光。
B．选用固定占空比（约0.5）的办法，使半桥逆变器作业在软开关电感电流接连的宽调光规模调光（这也可使开关操控电路简化）。
C．由于开关频率固定，所以能够针对给定的灯类型简化操控电路规划。
D．由于开关频率刚好大于谐振频率，所以能够下降无功功率和进步作业功率。E．由于开关频率固定，所以能够较便利的确认无源器材的参数。
F．在较宽的灯功率规模内（5%–100%）坚持ZVS作业条件。
G．在很低的半桥逆变器供电电压下，将会失掉软开关特性，将会呈现电感电流不接连的作业状况。可是在直流供电电压很低的状况下，这种作业状况不再是个问题，这时的开关管应力和损耗将很小，即便硬开关在低直流供电电压状况下（如20V），也不会发生太多EMI辐射。
H．可完结滑润和简直线性的灯功率操控特性。
I．可得到低功率解决计划，半桥逆变器的供电电压能够选得很低（如5%–100%的调光规模对应30-120V），这样可选用低电压电容和 MOSFET。
J．调光操控仅经过操控SEPIC改换器输出电压完结。由于半桥逆变器作业在恒频作业状况，所以可选用简略的AC/DC操控即可完结调光。
K．灯电流近似和DC改换器的电压成正比，调光简直和SEPICDC改换器的输出直流电压成正比。
脉冲调相调光法
运用调理半桥逆变器中两支开关管的导通相位的办法来调理输出功率，然后到达输出调光的意图。相控调光法首要有以下特色：
（1）可调光至此1%；
（2）可在恣意调光设定值下发动；
（3）可运用于多灯运用场合；
（4）调光相位灯功率联系线性好。
电子镇流器电路图研讨运用
1997年10月1日，我国“绿色照明工程”正式发动，这是照明技能领域内一项严峻决议计划和行动，必将对我国的动力、电光源和照明技能，乃至环境维护等各个领域发生巨大影响。
据国家经贸委人士称：我国将把选用电子镇流器和紧凑型荧光灯组成的一体化节能灯代替白炽灯作为“绿色照明工程”的重要方针，“九五”期间，将推行各种节能灯3亿只以上，构成终端节电220亿度的才能，恰当于节省电力建造资金（490～630）亿元，扣除节电投入，实践可削减社会开销 （300～400）亿元。又据信息产业部有关专家以为，在相同光通量条件下，节能灯比白炽灯可节省电能80％，用于购买节能灯的费用，在（8～10）个月的电费节余中就能够回收。普通家庭和企事业单位、宾馆饭店、商业体系等运用电子节能灯，比白炽灯更为合算。
可是，现在在工频下作业的旧式电感镇流器，普遍存在耗能高、功率低、体积大，需许多铜材等缺陷。所以，国家已把高频电子镇流器代替传统电感式镇流器定为一项方针。现在，商场上呈现了一些电子镇流器，表 1列出这些电子镇流器的功用比较。依照世界电工委员会规范IEC929和我国的专业规范ZBK74012—90关于电子镇流器在“正常状况下运用时，应使灯发动，但不对灯功用构成损害”；“施加阴极预热电压的最短时刻应不少于0.4s”和“开路电压的波峰系数不得超越1.8；在最低预热期间，不得发生即便是极窄的、不影响有效值的电压峰值”等规则，则表1中所列，除高级电子镇流器外，均属不合格产品。特别要侧重的是，早在1982年，世界电工委员会（IEC）就拟定了名为“家用设备及相似电器设备对供电体系搅扰的规范”，即IEC555－2规范。1987年，欧洲也拟定了相似的EN60555－2规范。
两个规范都严厉限制了设备的功率因子有必要挨近1，并且还清晰作出300W以上设备，自1992年起；300W以下设备，自1994年起，凡不符合规范的产品禁绝出售的规则。鉴于功率因子低构成的损害极大，强行遵循电子设备和产品的功率因子有必要挨近1的规则十分重要，也十分必要，国内现在虽尚无相应规范，但能够坚信相关规范的出台是早晚的事。高功用电子镇流器天然亦不例外。
咱们以为，高功用电子镇流器应该是既具有功率因子校对，一起兼备灯管灯丝预热、灯火调理和灯电路维护等功用，且完全符合IEC555－2及相似规范的产品，为此，本文就高功用电子镇流器有必要具有的电路结构和功率因子校对电路的基本原理作扼要评论，侧重介绍美国微线性公司的电子镇流器专用集成操控器 ML4831，ML4832，ML4833及由其构成的高功用电子镇流器电路。
2、高功用电子镇流器的电路结构
电路结构如图1所示。图中RFI和EMI滤波器将来自电网的传导射频搅扰和电磁搅扰滤除，一起阻止镇流器电路发生的传导射频及电磁搅扰进入电网。桥式整流电路将输入沟通改换成直流。功率因子校对电路则起改进输入沟通电流波形的效果，保证输入电流正弦化并与输入电压同相位，完结功率因子挨近或等于1。逆变电路完结直流高压向高频沟通的改换，经过灯电路网络将输入功率终究传输给荧光灯管。灯网络除了传递电功率之外，还将施行荧光灯灯丝的预热、灯管作业状况信号的取样和反应。灯作业状况的反应信号取自功率因子校对电路和调光信号，经操控电路处理得到正确的逆变电路中开关器材的驱动脉冲。
2.1功率因子校对电路
体系的功率因子（PowerFactor，PF），界说为
PF=γcosφ1（1）
式中γ=I1/IRMS，是输入电流的基波有效值与输入总电流有效值之比，称电流的失真因子（DistorTIonFactor，DF），φ1为基波电流与电压的相移角。
假如体系的输入电压与电流无相移（即体系为纯电阻性），且无任何谐波重量（即DF=1），该体系的PF必定等于1。惋惜的是，现在绝大多数电子设备与工频电网相接的输入整流滤波单元都选用不控二极管和大容量电解电容器组成，网侧电流的瞬时值恰当高（一般约为IRMS的2倍～3倍），持续时刻十分短（一般不超越4ms），呈严峻非正弦化特征，故体系的PF远低于1。功率因子校对便是针对传统不控整流电路的弊端，采纳相应的电路办法，在进步体系DF值的一起，尽量减小输入基波电流和电压的相移，终究完结PF值等于1的方针。图2所示为电子镇流器中常用的升压型有源功率因子校对电路。操控电路以输入电压信号作基准，输入电流和输出电压信号的乘积作调制源，得到正弦脉宽调制（SPWM）信号给升压型DC/DC功率改换电路，以调理功率开关的通、断时刻比，最终取得安稳的直流高压。升压型功率改换电路中的功率开关器材，由于在操控电路输出的SPWM信号驱动下高速通、断，故可保证流经与整流桥相串联的电感中的电流波形为正弦波，且与输入电压同相，然后得到体系输入电流的失真因子γ=1和φ1=0，即cosφ1=1，完结体系功率因子为1。
2.2逆变电路
逆变电路最首要的功用是将经功率因子校对电路输出的高压直流改换为供荧光灯运用的高频沟通。图3所示为电子镇流器中最常用的电流馈送推挽零电压开关（ZeroVoltageSwitching，ZVS）谐振逆变电路及其相关波形。图中功率MOSFET推挽管（V1和V2）在占空比为50％的驱动脉冲驱动下替换地通、断，并在功率变压器初级电感和电容构成的并联谐振回路中电流过零时换向，完结零电压开关（ZVS），对高压直流施行斩波。零电压开关能消除与MOSFET管的输出电容和寄生电容充电相关的开关损耗，并且栅极驱动电荷最小，有利于削减栅极的损耗。图3右侧所示为功率变压器初级所呈现的电压和流过的电流波形。由于功率变压器次级耦合得到的高频沟通是直接馈送至灯路网络的，故灯电流（即功率变压器次级电流）与逆变电路的输出电流（即功率变压器初级电流）不存在相移。考虑到灯网络的总阻抗在高频时会减小，以及荧光灯本身的负阻特性，能够发现跟着灯电流的减小（恰当于灯的光强削弱），逆变电路的输出电流将会添加。
2.3灯电路网络
灯电路网络除须将逆变电路输出的高频沟通功率运送给灯管，完结电－光的高效转化外，还包括比如灯丝预热、灯电流检测反应以及整个电子镇流器体系的辅佐供电源等功用。图4为有用双灯管灯电路网络的实例。图中功率变压器T初级接逆变电路，经过电容直接向灯管运送灯正常发光所需的灯电流，次级绕组则向灯管供给预热和保持作业的灯丝电流。电流互感器TA履行对灯电流的检测和传感，经过灯电流的改变随时将有关灯作业状况的信号送往操控电路。操控电路可根据灯电流的巨细（乃至包括灯管脱连和断路），判别灯的发光强弱，然后向逆变电路发送相应的操控信号。
2.4操控电路
高功用电子镇流器专用的操控电路应该具有包括功率因子校对、灯火调理、开灯预热、灯管断路警报、灯再起动程序调控等一系列功用。现在，国内外器材商场上呈现的一些供电子镇流器用的集成电路操控器，基本上多是以PFC操控为主，恰当添加灯路操控功用，或经过外部电路施行灯路操控的产品。相关产品列于表 2，以供参阅。值得侧重的是，表2所列产品中，真实称得上高功用电子镇流器专用的集成操控器只需美国微线性公司的ML4830/31/32/33系列产品。
3、ML4830系列高功用电子镇流器专用集成操控器
ML4830/31/32/33是美国微线性公司专为高功用电子镇流器开发的集成电路操控器。第一代产品ML4930已筛选；第二代产品ML4831系选用双极型集成电路工艺制作；第三代产品ML4832选用Bicmos工艺代替原先的双极型工艺，电路偏置电流大大减小，自耗显着下降；第四代产品 ML4833不只选用Bicmos工艺，内部结构亦有严峻改进，故功用增强，功用更好。这些器材虽然都可选用图5功用框图，实践上ML4831和 ML4832的内部结构及ML4833的内部结构别离如图6及图7所示。
3.1ML4831/32功用简介
ML4831/32均为由均匀电流操控的接连电流型升压式功率因子校对级组成，具有多种镇流操控环节的电子镇流器专用操控电路。灯管起辉和再起动守时能经过选用外电路元件完结，然后可对不同类型的灯管进行宽规模的操控。镇流环节选用调频和调理压控振动器频率规模的附加可编程办法，对灯功率操控，故习惯各种类型的输出网络。
ML4831/32中的增益调制器对大功率开关器材切换构成的搅扰有很强的抗扰才能。如图6所示，增益调制器的输出将作为电流差错扩大器的基准呈现在扩大器的反相输入端，数值为
式中：Isine是取自沟通输入的电流；UEA为差错扩大器的输出（管脚1）。增益调制器的输出限为1V。PFC操控环节中的PWM调整器将经过管脚4传感电阻上发生的负电压，对由乘法器输出发生的正电压进行补偿。一起经过每周限流对功率MOSFET施行防高速电流瞬态的维护。一旦管脚4的电压低于 1V，PWM周期便立刻中止。
ML4831/32的过压维护（OVP）端（管脚18）用于当灯管忽然脱开时维护功率电路免受高压损伤。运用分压电阻直接挂到高压直流总线的办法可对OVP的起跳点进行设置。只需管脚18的电压超越2.75V，功率因子校对（PFC）晶体管将被截止，镇流环节的作业仍可持续。OVP的阈值应设定在功率器材能安全作业，但又不太低致使影响升压型功率改换环节作业的数值上。器材内部的运算跨导扩大器履行PFC的电压反应、电流传感和环流扩大三方面作业。该跨导扩大器按具有小信号正向跨导比较低的特性规划，以使在补偿网络中可选用大阻值电阻作负载及小容量（《1μ F） 陶 瓷 电 容 作 沟通 耦 合 。 补 偿 网 络 可 采 用 图 8形 式 ， 分 别 在 频 率 fz和 fP处 引 入 一 个 零 点 和 极 点 ：
fZ=1/2πR1C1
fP=1/2πR1C2
留意到直流至“地”的通路及跨导扩大器输出处都或许发生失调，反映到输入端的失调差错电压数值则由uos=iO/gm确认。图8中的电容C1便是用于阻断直流，使失调的晦气影响减至最小。
ML4831/32中一切的运算跨导扩大器均组合有压摆率（SlewRate）增强功用，以改进电路加电和瞬态呼应条件下的康复，由于跨导扩大器从小跨导状况改动到大跨导状况时，对大信号的呼应基本上对错线性的。
ML4831/32是经过对镇流电路逆变部分的功率开关管非堆叠导通进行频率调制完结对灯的输出功率操控的。也便是说，在振动守时电容CT放电期间，两只镇流功率管的输出都为低电平，参见图9。器材中压控振动器（VCO）的频率规模受LFB扩大器的输出（管脚6）操控。跟着灯电流减小，管脚6的电压上升，致使CT充电电流下降，然后构成振动器振动频率变低。由于镇流输出网络衰减高频，故馈送给灯的功率便相应添加。一般，振动器的频率可按下式核算：
fosc=1/（tchg＋tdis）（2）式中
式中UTH及UTL见图9（b）。
假定充电电流大于放电电流，显着充电电流Ichg=0时，振动频率（最低） fosc=1/（0.51&TImes;RTCT）
留意，充电电流为零的状况发作在LFBOUT（管脚6）为高电平时。一般，充电电流随送入振动器的两个输入而变：
其一是预热守时器的输出，其二是灯反应扩大器的输出（管脚6）。在预热阶段，充电电流固定在 Ichg（preheat）=2.5/Rset（3） 的数值上。正常作业阶段，充电电流随管脚6的电压从0到UOH的改变而变。管脚6的电压为零时，振动器频率最低，灯的功率最大。放电电流远大于流过守时电阻RT的电流，如取放电电流为5mA时，放电时刻tdis≈490&TImes;CT。
ML4831/32内部还包括一个将UCC电压限制在13.5V的并联调整器。当UCC比13.5V低0.7V时，器材的静态电流将小于1.7mA，输出便被截止，然后使器材可直接运用挂接到整流AC总线上的电阻来起动。
别的，由于ML4831／32内部含有温度传感功用，故只需器材结温超越120℃便当即中止镇流器作业。为了更好发挥内部传感功用而不运用外部传感器，有必要在镇流器的电路板上细心确认ML4831／32的方位，以保证器材能正确传递镇流器的作业温度。ML4831／32的芯片温度一般可用下式来预算：Tj=65TA/PD（℃/W）（4）
值得留意的是，充沛合理地用好器材内部的传感功用，对下降镇流器的总成本很有用。
依照既保证灯的寿数最长，又使镇流器发热最小的准则，ML4831/32专门规划了器材的起动计划。见图10（a），即包括灯丝预热、灯忽然脱断在内的起动计划。镇流器加电时，CX上的电压由初始为0.7V，上升到3.4V的时刻即灯丝的预热时刻。在此期间，振动器的充电电流 Ichg=2.5/Rset，振动器发生很高的频率，但不发生足以使灯起辉的电压。灯丝预热后，逆变电路的频率跌到最低，一起发生高压使灯点燃起辉。假如在灯应该点燃起辉的时分逆变电路的电压没有跳变，则进入管脚9的灯反应电压将升高至Uref以上，CX充电电流将被旁路，逆变电路中止作业，直到CX经过 RX放电降到1.2V阈值。按这种办法中止逆变电路作业，能够防止灯起辉失利或许脱离插座时逆变电路发生过热。一般，挑选大阻值RX使这段时刻恰当长些为好。当CX到达6.8V阈值时，振动器将封闭LFBOUT，因而灯将被驱动至满功率，随后进行调光，CX管脚的电位被箝位在约7.5V处。整个进程如图 10（b）波形所示。
3.2ML4833内部功用的改进
ML4833是ML4831/32的改进型，除兼有上述ML4831/32的悉数功用外，最杰出的改进在功率因子校对部分。ML4833的功率因子校对部分为峰值电流传感的升压型PFC操控电路，这种办法的电路只需要电压环补偿，比之ML4831/32选用均匀电流操控办法的电路更简略。它由电压差错扩大器、无须补偿的电流传感扩大器、积分器、比较器及逻辑操控电路组成。在升压型功率改换部分，功率因子的校对经过电流传感电阻输出传感电压和流过的电流，运用对差错扩大器的积分电压信号和Rsense两头电压的比较完结占空比的调理，占空比的操控守时如图11所示。考虑到微线性公司的一切高功用电子镇流器集成操控芯片均选用18脚DIP或SOIC封装，器材结构的改进必将带来内部功用结构和外部管脚功用的改变，为了简练阐明上述3种器材的差异，特在表 3中给出它们的管脚功用仅供参阅。
4、ML4833构建的高功用电子镇流器
图12所示为选用ML4833构建的高功用电子镇流器的完好电路图。该电路系典型的AC/DC/AC结构：输入端添加了RFI按捺滤波电路，前级由 AC/DC组成升压型有源功率因子校对电路，后级DC/AC则为高频逆变电路，经过T5，VD11，R23和操控芯片的管脚8构成闭环，使体系作业安稳。试验电路可达
5、定论
鉴于现在商场上等级低电子镇流器产品，质量低质、可靠性差、失功率高，并且参数与日光灯管不匹配，影响灯管的发光功率和运用寿数，电路输出的高次谐波含量高，对电网搅扰大等缺陷，高功用电子镇流器的开发研发，不管从社会效益，仍是经济效益方面看，都是一项十分火急的使命。别的，高功用电子镇流器的价格虽然高于旧式电感型镇流器，但考虑电费上涨及元器材价格下降等要素，从长时间节电的费用上考虑仍是能得到显着补偿的，所以高功用电子镇流器的开展前景依然看好。特别是跟着城乡经济的开展，不管修建、大街、居室的照明和美化都离不开新光源的装修，各种现代光源专用镇流器的开发研发必将构成热门。本文介绍的美国微线性公司ML4831/32/33高功用电子镇流器专用集成操控器，期望能对我国高功用电子镇流器及现代光源专用镇流器的开发研发起到学习和促进的效果。
