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전자 스타터. UBA2000T 칩에서 전자 스타터의 작동 원리. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
PHILIPS의 특수 칩에 구현된 전자 스타터를 더 자세히 살펴보겠습니다. UBA2000T. UBA2000T는 기존 바이메탈 스타터를 대체하도록 설계된 형광등용 전자 스타터에 사용되는 집적 회로입니다. 마이크로 회로는 램프 전극의 예열과 점화를 제어합니다. 램프의 예열 시간은 전원 주파수 분배기를 사용하여 엄격하게 정의됩니다. 램프에 오류가 발생하면 XNUMX번의 점화 시도 실패 후 회로가 자동으로 차단되어 안정기가 과열되는 것을 방지합니다. 공급 전압이 중단되면 회로가 자동으로 원래 상태로 재설정되고 램프가 다시 점화되도록 합니다. UBA2000T 칩은 형광등을 점화하는 데 필요한 일련의 동작을 제공합니다. 램프 전원 회로에서 미세 회로를 켜는 방법이 그림에 나와 있습니다. 3.4, UBA2000T의 기능 블록도는 Fig. 3.5. 주전원 전압은 정류되고 외부 저항 R1 및 R2에 의해 필요한 수준으로 나뉩니다. 전원이 켜지면 버퍼 커패시터 C1은 저항 분배기와 내부 스위치 S1을 통해 충전됩니다. 커패시터 양단의 전압은 칩에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 버퍼 커패시터 V 양단의 전압만큼cc 트리거 레벨 V를 초과하지 않음cc (gst), 미세 회로의 내부 회로가 초기화됩니다. 공급 전압 Vcc 트리거 임계값 V에 도달cc (gst)이고 VIN의 피크 값이 FIGN보다 커지면(즉, 주전원 전압이 피크 값에 가까워짐) 외부 전원 스위치가 열립니다. 결과적으로 램프 전극의 가열 전류는 램프 전극, 전원 스위치 및 통합 전류 센서를 통해 흐르기 시작합니다. 전체 시간 동안 외부 전원 스위치가 닫혀 있는 동안 마이크로 회로는 버퍼 커패시터 C1에 의해 전원이 공급됩니다. 핀 6의 일반적인 전압 파형(Vcc)가 그림에 나와 있습니다. 3.6.
램프 전극의 예열 기간 동안 커패시터가 방전 중입니다. 전류 감지 저항의 전압은 출력이 내부 카운터의 클록 신호로 사용되는 비교기로 공급됩니다. 이 카운터는 1,52Hz의 전원 공급 장치 주파수에서 50초에 해당하는 램프 전극의 예열 시간을 결정합니다. 카운터 사용 덕분에 예열 시간은 공급 네트워크의 주파수에만 의존하기 때문에 매우 정확하게 유지됩니다. 램프 전극 예열 후 외부 전원 스위치는 전류 측정 저항 양단의 전압이 최소 285mA의 흐르는 전류에 해당하는 순간에 열립니다. 유도 부하가 포함된 회로에서 전류를 차단한 결과 고전압 펄스가 생성되어 형광등을 점화합니다. 램프의 성공적인 점화 후 그것의 전압은 주전원보다 훨씬 낮아집니다. 결과적으로 미세 회로의 공급 전압은 작동에 필요한 임계 값을 초과하지 않습니다. 무화과에. 3.6은 두 번째 시도 후 램프가 켜질 때 미세 회로 공급 전압의 모양을 보여줍니다. 램프 전극을 예열하는 동안 마이크로 회로는 버퍼 커패시터에 저장된 에너지에 의해 전원이 공급되고 공급 전압은 점차 감소합니다. 고전압 펄스를 적용한 후 램프가 켜지지 않았습니다그러면 외부 전원 스위치가 닫힌 상태로 유지되고 버퍼 커패시터의 전압이 다시 시작 레벨 위로 올라갑니다. 외부 전원 스위치가 다시 닫히고 램프 예열 및 점화의 다음 주기가 시작됩니다. 첫 번째를 제외한 모든 후속 점화 시도에서 램프 전극이 이전의 실패한 점화 시도 후 아직 냉각되지 않았기 때문에 예열 시간이 0,64초로 감소합니다. 내부 카운터는 실패한 점화 시도 횟수를 7로 제한합니다. 이렇게 하면 수명이 다한 램프가 깜박이는 것을 방지할 수 있습니다. UBA2000T 칩에는 전류 보호 회로가 내장되어 있습니다. 센서 저항을 통과하는 전류가 보호 임계값(I단백질), 전원 스위치가 닫히고 마이크로 회로가 휴지 모드로 들어갑니다. 공급 전압을 껐다가 다시 켜면 보호 회로가 재설정됩니다. 램프 점화 중 미세 회로의 상태 다이어그램이 그림 3.7에 나와 있습니다. XNUMX.
전원 공급 장치. 마이크로 회로에 공급 전압이 가해지면 버퍼 커패시턴스가 충전되고 내부 전류원이 작동합니다. 미세 회로의 내부 공급 전압은 안정화되며 버퍼 커패시터의 전압에 의존하지 않습니다. 내장된 제너 다이오드는 핀 6(Vcc) Vcc(sl) 수준에서. 전압 비교기. 비교기는 버퍼 커패시터의 전압을 모니터링하고 공급 전압이 시작 레벨-V에 도달하면 마이크로 회로의 내부 회로 작동을 허용합니다.cc (슬). 커패시터를 처음 충전하는 데 일정 시간이 걸립니다.INI (그림 3.6 참조). 이 시간은 커패시터 C1의 값, 마이크로 회로의 전류 소비 및 입력 V에서 외부 분배기의 저항에 따라 달라집니다.in (R1IIR2). 커패시터 C1이 충전된 후 주전원 전압이 최대값에 가까워지면 외부 전원 스위치를 여는 전류 펄스가 생성됩니다. 공급 전압이 주 전압이 없음을 나타내는 수준으로 떨어지면 미세 회로의 내부 회로가 재설정되고 주 전압이 다시 켜지면 램프를 예열하고 시작할 준비가 됩니다. 방아쇠. 내부 트리거의 상태는 외부 전원 스위치의 상태를 반영합니다. 방아쇠를 설정하는 과정은 전압 비교기의 상태, 점화 횟수 카운터 및 미세 회로의 휴지 모드에 의해 결정됩니다. 트리거 리셋은 타이머, 전류 센서 및 전류 보호 회로에 의해 제어됩니다. 전류 센서. 전류 센서는 전원 스위치가 꺼지는 순간을 제어하고 미세 회로의 내부 카운터를 제어하기 위해 클록 펄스를 생성합니다(그림 3.8).
적절한 작동을 위해 램프 전극의 가열 전류는 허용 가능한 범위 내에 있어야 합니다.PR. 일부 히스테리시스로 인해 전극 가열 전류의 개별 피크는 카운터의 상태에 영향을 미치지 않습니다. 또한 전류 센서 회로는 신호의 추가 저주파 필터링을 수행하여 램프 전극의 예열 시간에 대한 짧은 전류 펄스의 영향을 제거합니다. 전면 센서. 전면 센서는 정류된 가열 전류의 하강 에지에서 외부 전원 스위치를 닫는 것을 보장합니다. 카운터. 주전원 주파수가 두 배인 카운터에 클록 신호가 적용되면 카운터는 램프 전극의 첫 번째 예열 시간과 필요한 경우 다음 XNUMX번의 예열 시간을 설정합니다. 워밍업 시간 제어 회로. 실행 횟수 카운터의 상태에 따라 큰(tPRF = 1,25초) 또는 작음(tPRN = 0,64초) 예열 시간. 실행 카운터. 시작 횟수는 별도의 카운터에서 계산됩니다. XNUMX번의 실패한 시작 시도 후 마이크로 회로는 휴지 상태로 전환됩니다. 휴지 상태에서는 소비되는 전류가 증가하므로 스타터가 전원에서 분리되면 버퍼 커패시터가 빠르게 방전됩니다. 이것은 결함이 있는 전구를 핫 스왑할 때 자동 스타터 재설정을 제공합니다. 전류 보호 회로. 측정 저항을 통과하는 전류가 임계값 I를 초과하는 경우단백질, 외부 전원 키가 닫힙니다. 전원 키가 열린 상태의 처음 몇 기간 동안(차단 시간 tD) 전류 보호 회로의 작동은 금지됩니다. 이로 인해 키를 열 때 일시적인 프로세스가 전류 보호 회로의 작동으로 이어지지 않습니다. 전류가 임계 값을 초과하면 전원 스위치가 꺼지고 미세 회로가 휴지 상태로 전환되어 후속 키 열림을 방지합니다. 미세 회로는 공급 전압을 끄는 경우에만 이 상태에서 벗어날 수 있습니다. 출력 버퍼. 출력 버퍼는 낮은 입력 전류 또는 강력한 전계 효과 트랜지스터로 외부 사이리스터를 제어하도록 설계되었습니다. 미세 회로를 켜는 과정에서 출력이 낮은 수준으로 유지되어 전원 스위치가 열리지 않습니다. 사이리스터의 전원 스위치. 이미 언급했듯이 UBA2000T는 고전압 사이리스터 TN22와 함께 작동할 수 있습니다(그림 3.9). 고전압 pnpn 확산 평면 기술로 제조된 고품질 단일 종단 사이리스터입니다. 제조업체는 STMicroelectronics(st.com)입니다. 사이리스터는 IPAK(TO-251), DPAK(TO-252) 플라스틱 케이스로 생산되며 형광등용 전자 시동 장치에 사용하기 위한 것입니다. 사이리스터 TN22의 주요 기술적 특성:
매개 변수 및 모드의 최대 값 TN22:
사이리스터와 함께 마이크로 회로를 사용하는 전형적인 예 외부 전원 스위치로 사용되는 작은 입력 전류(유형 TN22)가 그림에 나와 있습니다. 3.4, 가. 이 경우 저항성 입력 전압 분배기는 공통 와이어가 아닌 외부 스위치의 제어 전극에 연결됩니다. 키 제어 전극의 전압이 작기 때문에 분할 계수가 눈에 띄게 변경되지 않습니다. 출력 버퍼 증폭기 외부 키 TH1을 여는 데 필요한 전류 펄스를 생성합니다. 이 전류 펄스는 핀 4(VIN). 전압 V 때 전원 스위치가 열립니다.IN 레벨 V에 도달IGN. 이 경우 분배기 R1 및 R2를 통과하는 전류는 키를 여는 데 필요한 전류의 필수적인 부분입니다. 필요한 경우 전류 펄스는 주전원 전압의 반 주기마다 반복됩니다. 외래 키를 닫아야 하는 경우 출력 버퍼는 키를 안정적으로 닫는 데 필요한 큰 전류 흐름을 공급할 수 있습니다. 노이즈 억제 커패시터 C2의 방전으로 인해 키가 열릴 때 흐르는 펄스 전류를 제한해야 하는 경우가 있습니다. 이를 위해 저항 R3을 커패시터와 직렬로 연결할 수 있습니다. 전계 효과 트랜지스터의 전원 키. 전력 전계 효과 트랜지스터 스위치와 함께 UBA2000T 칩을 사용하는 일반적인 방식이 그림 3.4에 나와 있습니다. XNUMX, 나. 이 경우 저항 분배기는 공통 와이어에 연결됩니다. 마이크로 회로의 출력 버퍼는 이전 사례와 유사하게 작동합니다. 출력 전류 펄스는 전계 효과 트랜지스터의 게이트를 충전합니다. 결과적으로 트랜지스터가 열립니다. 트랜지스터를 전도 상태로 유지하기 위해 트랜지스터의 게이트와 버퍼 커패시터 C1 사이에 연결된 고 저항 저항이 사용됩니다. 이 저항이 필요한 이유는 출력 전류가 연속적이지 않고 펄스이기 때문입니다. 그것은 주목해야합니다저항을 사용하면 버퍼 커패시턴스 C1의 방전 전류가 증가합니다. 내부 제너 다이오드는 미세 회로의 출력 전압을 제한하고 결과적으로 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전압을 약 6,8V 수준으로 제한합니다. 두 애플리케이션 모두 항복 전압 V의 전원 스위치를 사용해야 합니다.(BR)AC 또는 V(BR)DS형광등의 점화 전압을 초과합니다. 테이블에서. 3.1가 주어진다 UBA2000T 칩 매개변수의 한계값. 표 3.1. UBA2000T 칩 매개변수의 한계값
테이블 노트. 1. 출력은 약 6,8V의 항복 전압을 가진 내부 제너 다이오드에 연결됩니다. 2. 출력은 항복 전압이 130-230V인 내부 제너 다이오드에 연결됩니다. 출력을 통과하는 전류는 10mA로 제한되어야 합니다. 3. 펄스 지속 시간이 2ms인 임펄스 값. 저자: Koryakin-Chernyak S.L.
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