紧凑型荧光灯电子镇流器控制芯片中自适应ZVS的设计

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高频紧凑型节能灯(Compact Fluorescent Lamp，缩写CFL)电子镇流器作为一种重要的节能产品，越来越受到社会的普遍重视。随着功率集成电路的发展，将这种电子镇流器的高压器件和低压控制电路集成在同一芯片上已经不再是一个神话，国际上已经出现用灵巧功率集成电路(Smart PowerIntegrated Circuit，缩写SPIC)做荧光灯镇流器产品。采用这类芯片可以节省大量的外接元件，使镇流器得到简化，在重量、价格、体积和性能方面都有改善。但是，此类半桥式驱动芯片的死区时间固定，从而具有荧光灯发光效率低、功率晶体管易串通、不利于系统工程师进行系统设计和调试等缺点，影响芯片级一体化CFL的普及。因此，基于半桥式驱动结构的自适应ZVS电路的研究具有重要的意义。
　　本文首先综述了CFL电子镇流器的发展现状，阐述了CFL电子镇流器的工作原理。在此基础上设计了一种基于半桥式驱动的自适应ZVS反馈环路模型，并根据此环路模型具体定义了四个单元模块电路，分别是：模式切换电路、泄放电流控制电路、OUT端斜率检测电路和死区时间设置电路。在完成环路模型定义与原理分析的基础上，应用Spectre仿真工具对各个电路模块进行了设计和仿真。基于芯片的自适应ZVS功能，所设计的CFL电子镇流器系统具有异常现象保护功能，例如：点火失效、灯丝开路、无灯管、线电压过低等异常现象。芯片检测到异常现象后，在150μs内关闭半桥式驱动，避免电子镇流器系统的损坏。
　　本课题所设计的CFL电子镇流器控制芯片基于一种高压BCD工艺平台流片。测试结果表明：整个自适应ZVS电路的静态工作电流约为300μA。功率输出OUT信号的上升沿或下降沿正好在驱动信号死区时间内完成，并且驱动信号死区时间随OUT信号的上升沿或下降沿的变化而变化。CFL电子镇流器控制芯片实现了自适应ZVS功能。

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作者
赵安东;
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作者单位

东南大学;

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授予单位东南大学;
学科软件工程(IC方向);集成电路设计
授予学位硕士
导师姓名孙伟锋,胡英;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类镇流器;设计;
关键词
半桥式驱动; 自适应ZVS设计; 电子镇流器; 死区时间; 灵巧功率集成电路; 控制芯片设计;

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