浅谈 UBA2014调光芯片

UBA 2014
UBA 2014是Philips公司于1999年推出的用来驱动荧光灯的电子镇流器控制集成电路.像一般的控制集成电路一样,它能驱动两个功率MOS管,并包含有电平移位电路、自激振荡器、灯电压检测路、灯电流控制功能、定时功能以及保护功能等.
在灯预热期间,UBA2014控制流过灯丝的电流及预热时间,以保证灯丝得到充分而最佳的预热,降低灯触发时的启辉电压、延长灯管寿命.集成电路能控制最大的启辉电压,而触发定时器能确定最好的触发时间.在触发阶段,容性模式保护功能保证功率MOS管处于安全工作方式;在灯点亮阶段,灯的平均电流受到控制.如改变其工作频率,可以对灯管进行调光.当灯管老化、灯失效或灯管被取下时,UBA2014均有保护功能.在电压低时,有掉电保护功能,以保护功率不至损坏.
1.UBA 2014的框图及其工作原理
图10-26是UBA2014的功能框图
























UBA 2014的功能框图
图中,ANT/CMD含义为自适配死区时间/容性模式检测:PCS含义为预热电流检测,LVS含义为灯电压检测,ACS含义为平均电流检测.
状态逻辑部分是控制器核心部件,它控制了集成电路所有的内部功能,使电路处于以下几种状态中的一种:复位、启动、预热、触发(启辉)、点亮、保持及掉电等.
初始启动状态是通过7脚(VDD)电容C15充电来完成的,开始时,状态逻辑复位,GL、GH输出为低电平;当C15电压达到13.6V时,压控振荡器(VCO)、自适配死区时间(ANT)、预热定时器(PRT)、预热电流检测器(PCS)及灯电压检测器(LVS)均开始工作.
压控振荡器(VCO)产生锯齿电压,幅度为2.5V(由2.5V到0V),其频率由③脚外接的电容C14、④脚外接的电阻R12及②脚上的电压决定.最低频率则由R12、C14决定.线路开始振荡的最高频率约为最低频率的2.5倍.VCO部分的比较器将锯齿电压转换为方波电压,而频率为锯齿电压频率之半,它使内部驱动器的HS、LS轮流为高电平,其输出GH、GL也轮流为高电平,用来驱动功率开关管,使之轮流导通与截止.
自适配的死区时间ANT保证两个功率开关管具有相同的导通时间,而与频率无关,○⒓脚上的电压是由测量外接电阻R16的电压来得到的.
PRT用来确定预热有触发时间,预热时间由连到①脚的电容C12及到④脚的电阻R12决定,预热时间等于C12上的7个脉冲周期,而最大触发时间为1个脉冲周期.在启动时或在有故障时(例如未插入灯管),此线路工作.当线路振荡时,灯丝得到预热,连到②脚的电容C13,与VCO输入端相连,开始放电,保证频率由开始时的最大值下降.与此同时,与⑧脚相连的内部电容由恒流源充电,该恒流源由预热电流检测PCS脚控制,预热频率下降,直到由⑧脚测得的预热电压超过0.6V时为止.
在预热后,状态逻辑使PCS不工作,频率进一步降低,直到达到线路的串联谐振频率为止.灯电压检测脚LVS(○13脚)用来检测灯是否启辉.如灯被触发点亮,则检测到灯电压下降,○13脚电压也下降.触发停止后,②脚(CSW)的电压上升,控制器使灯工作于最低频率.灯启辉点亮后,平均电流检测器(ACS)开始工作,由电阻R14测得的平均电流送到CS-(○16脚),而CS+(○15脚)由外部通过电阻连到基准电压2.95V,如CS-电压达到CS+电平,则由ACS线路输出电压送到VCO,调整频率,以便对灯电流进行控制.
如果灯预热后未能被触发启辉,则LVS上电压达到VLamp max(最大灯电压)电平,频率控制器保持此频率,此时灯电压将不再增加,在触发时间过后,状态逻辑使内部线路不工作,进入掉电状态.此时,为将线路重新启动,可将⑦脚(VDD)电压降低到5.5V以下,然后再增加电压,线路就可以重新启动了.
如果在正常工作时取下灯管,灯电压会超过VLamp fail (失效灯电压),触发定时器将开始工作,在短时间后,达到VLamp max,经过触发时间后,控制器进入掉电状态.