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저전압 소스로 구동되는 전자식 안정기. KR1211EU1 칩의 전자식 안정기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 형광등용 안정기

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저전압 소스의 이 버전의 전원 공급 장치는 특수 마이크로 회로에 구현된 전자식 안정기입니다. KR1211EU1.

칩 KR1211EU1 3-24V의 온보드 DC 네트워크로 구동되는 소형 형광 램프용 전자식 안정기(안정기)용 특수 컨트롤러입니다. CMOS 기술을 사용하여 생산됩니다.

테이블에서. 3.12는 다양한 경우에 미세 회로의 독특한 특성을 보여줍니다. 사례의 핀아웃과 결론의 할당은 그림에 나와 있습니다. 3.56.

쌀. 3.56. 미세 회로 KR (KF) 1211EU1A의 핀 배치 및 핀 할당

표 3.12. 다른 표시가있는 미세 회로의 차이점

매개변수 및 모드의 최대값:

• 공급 전압 V_cc - 12V;
• 높은 수준의 입력 전압 V_IN (N) 입력 IN, FV, FC - F_CC +0,5B;
• 낮은 레벨 입력 전압 V_IN (L) 입력 IN, FV, FC - -0,5V;
• 최대 출력 전류 I_OUT - 250mA;
• 전력 손실 P_D - 750mW;
• 최대 부하 용량 C_L - 1000pF.

전기적 특성:

• 공급 전압 V_CC - 3.. .9V;
• 높은 수준의 입력 전압 V_IN (H) 입력 IN, FV, FC, -0,7V 이상_CC;
• 입력 IN, FV, FC의 저수준 입력 전압 Vm (L), -0,2V 이하_CC;
• 각 출력에 대한 평균 출력 전류 I_OUT (av) - 150mA;
• 마스터 발진기 주파수 f_T, -5MHz 이하;
• 높은 수준의 입력 전류 I_IN (H) 입력 IN, FV, FC, - 1μA 이하;
• 저레벨 입력 전류 I_IN (L) 입력 IN, FV, FC, - 1µA 이하;
• f에서의 소비 전류_т = 0, -10μA 이하.

작품 설명. 1211EU1/A 마이크로 회로의 블록 다이어그램이 그림 3.57에 나와 있습니다. XNUMX.

쌀. 3.57. 미세 회로 KR (KF) 1211EU1L의 구조도

기본 특징 미세 회로 KR (KF) 1211EU1 - 출력 펄스 사이에 필수 일시 중지와 함께 역상으로 작동하는 충분히 강력한 두 개의 키 제어 채널이 있습니다. 두 번째 채널의 임펄스는 첫 번째 채널의 임펄스가 끝난 후 얼마 후에 나타나며 그 반대도 마찬가지입니다. 서양 용어로 이 일시 중지를 데드 타임 - 유휴 시간. 이로 인해 마이크로 회로는 간단하고 쉽게 반복 가능한 펄스 전압 변환기를 구축하는 데 매우 적합합니다.

마이크로 회로는 다음으로 구성됩니다.:

• 마스터 오실레이터;
• 주파수 분배기;
• 펄스 셰이퍼;
• 출력 증폭기.

칩 관리 출력 IN, FC, FV를 통해 이루어집니다. 내장 임계값 장치는 미세 회로의 제어 핀에 연결됩니다. IN 핀은 주파수 분배기를 토글하고 펄스 셰이퍼와 출력 증폭기를 차단하는 RS 트리거를 재설정합니다. IN 핀에 로우 레벨 전압이 인가되면 분주 계수 K1이 선택되어 RS 트리거가 리셋되고, 하이 레벨이 인가되면 분주 계수 K2가 선택됩니다.

FC 및 FV 핀은 보호 회로를 구축하는 데 사용됩니다. FV 핀에 높은 수준의 전압을 적용하면 이 핀에 높은 수준의 전압이 유지되는 시간 동안 출력 증폭기가 꺼집니다(OUT1 및 OUT2 핀에서 전압이 1으로 설정됨). FC 핀에 고전압을 적용하면 RS 플립플롭이 설정되고 RS 플립플롭이 IN 입력에서 재설정될 때까지 출력 증폭기가 꺼집니다(전압은 OUT2 및 OUTXNUMX 핀에서 XNUMX으로 설정됨).

마이크로 회로의 마스터 발진기의 작동 주파수는 출력 T에 연결된 회로 요소 R2, C1의 매개 변수에 따라 다릅니다.

저항 R2를 통해 흐르는 전류는 커패시터 C1을 충전한다. 전압이 공급 전압의 약 2/3 수준으로 상승하면 분로하는 미세 회로의 내부 키가 열리고 그 결과 커패시터가 빠르게 방전됩니다. 그런 다음 주기가 반복됩니다. 마이크로 회로의 입력 T에서 발진 주파수 f는 다음 공식으로 추정할 수 있습니다.

장치의 안정적인 작동을 위해 커패시터 C1의 커패시턴스는 3000pF 이하이고 저항 R2의 저항은 500ohm 이상이어야합니다.

입력 T의 톱니파 펄스(그림 3.58)는 출력 OUT1 및 OUT2에서 출력 펄스 형성의 기초 역할을 합니다. 직사각형 펄스가 번갈아 나타나며 지속 시간은 IN 입력의 전압 레벨에 따라 다릅니다.

쌀. 3.58. 입력 신호와 출력 신호의 타이밍 관계

낮은 로직 레벨에서는 XNUMX과 같고 높은 레벨에서는 마스터 오실레이터의 발진 주기가 XNUMX입니다. 펄스가 끝나면 마스터 오실레이터의 한 발진 주기와 동일한 지속 시간으로 일시 중지가 형성되며, 그 동안 두 출력의 전압이 낮습니다. 그런 다음 다른 채널에 펄스가 나타납니다.즉, 마이크로 회로 f의 출력에서 ​​펄스 반복률_O 다음 관계에 의해 주파수 f와 관련됩니다. 입력 IN에서 낮은 수준

입력 IN에서 높은 레벨에서

여기에서 분모 숫자의 합은 출력 OUT1 및 OUT2의 진동 주기이며 입력 T의 진동 주기로 표현됩니다.

공급 전압의 변화에 ​​대한 발전기 주파수의 안정성의 의존성은 그림에 표시된 그래프에서 추정 할 수 있습니다. 3.59. 미세 회로에 의해 소비되는 전류는 그림 3.60과 같이 발전기의 주파수가 증가함에 따라 증가합니다. XNUMX.

생성기의 출력은 대칭 역상 펄스가 셰이퍼의 입력에 공급되는 출력에서 ​​제어 된 주파수 분배기에 연결됩니다. 셰이퍼는 그림 3.61과 같이 클록 주파수의 한 주기 동안 그들 사이에 일시 중지를 제공합니다. 1211. 1-9W 전력의 형광등용 전자식 안정기에 15EU3.62 / A 마이크로 회로를 사용하는 일반적인 방식이 그림 XNUMX에 나와 있습니다. XNUMX.

인버터 회로는 타이밍 회로가있는 1211EU1 / A 마이크로 회로와 푸시 풀 변압기 스테이지로 구성되며 그 부하는 형광등이있는 발진 회로 L2, C8입니다.

쌀. 3.59. 공급 전압에 대한 1211EU1 마이크로 회로의 출력에서 ​​\u14b\uXNUMXb펄스 반복 기간의 의존성; 나누기 계수는 XNUMX입니다.

켠 후 회로는 공진 전압보다 30 % 높은 주파수의 전압으로 램프의 음극을 가열 한 다음 램프가 빛나기 시작하는 영향으로 공진 주파수와 동일한 주파수의 고전압을 공급합니다. 노멀 모드.

쌀. 3.60. 발전기 주파수 및 온도에 따른 전류 소비 의존성

생성기에 의해 생성 된 펄스의 주파수는 입력 IN의 고전압 레벨 (분할 계수 K2)에서 미세 회로 출력의 펄스 반복 주파수가 공진 주파수와 같도록 선택됩니다 진동 회로.

쌀. 3.61. 인버터 타이밍 다이어그램

쌀. 3.62. 1211-1W 전력의 형광등용 전자식 안정기의 9EU15/A 마이크로 회로를 켜는 일반적인 회로(확대하려면 클릭)

공급 전압이 가해지면 저항 R2를 통해 흐르는 전류가 IN 단자에 연결된 커패시터 C2를 충전하기 시작합니다. RC 회로 R2, C2의 시정수는 램프 음극의 가열 시간을 결정합니다.

이 경우 IN 입력 전압의 임계 값에 도달하는 동안 공진 주파수 (분할비 K1)보다 높은 주파수로 램프의 음극이 가열되고 임계 값에 도달 한 후 램프가 점화되고 빛납니다(분할비 K2). 이 회로의 경우 발진 회로의 공진 주파수는 45kHz이고 커패시터 C2의 충전 시간은 2초입니다.

요소 L1, C5 및 C6은 정현파 법칙에 따라 트랜지스터의 드레인에서 전압 변화를 제공합니다. 트랜지스터는 드레인 전압이 XNUMX일 때 스위칭하므로 스위칭 손실을 줄여 트랜지스터의 발열을 줄입니다.

1211EU1A 마이크로 회로는 주파수 분배기의 분할 계수 K1211 및 K1(표 1 참조)의 낮은 값에서 2EU3.12과 다르므로 마스터 발진기 f의 주파수를 약 절반으로 줄일 수 있습니다._т. 이는 클록 주파수 f의 한 주기와 동일한 출력 펄스 사이의 일시 중지 기간이 수행되도록 수행됩니다._т, 또한 약 XNUMX배가 되어 전계 효과 트랜지스터보다 스위칭 시간이 긴 저렴한 바이폴라 트랜지스터를 출력 스위치로 효과적으로 사용할 수 있습니다.

다이어그램에 표시된 전계 효과 트랜지스터 외에도 KP742, KP723, IRLR2905, STD20NE06L, SPP80N04S2L, SPP80N06S2L을 사용할 수 있습니다.

최대 1W 램프 용 승압 변압기 T15으로 컵 유형 B22 (여기서 22는 컵의 외경 (밀리미터 단위))의 장갑 코어, 페라이트 등급 2000NM이 사용됩니다. 와인딩 II에는 직경 150mm의 PEL 170-0,3회 회전, 와인딩 I - 직경 2mm의 PEL 18x0,6회 회전이 포함됩니다.

18-36W의 출력을 가진 LL의 경우 평균 코어 단면적이 0,6-1cm2 인 더 강력한 W 자형 또는 장갑 코어를 사용해야합니다. 일부 자기 코어의 주요 기하학적 매개변수 표에 나와 있습니다. 3.13.

표 3.13. 일부 자기 코어의 주요 기하학적 매개변수

테이블에 대한 메모. 3.13: K - 링 자기 전도체; Ш - Ш 모양; B - 장갑. 에스_M, cm2 - 자기 코어 단면적의 유효 값; 에스_O, cm2 - 자기 회로 창의 면적; V_M = I_MxS_M, cm3 - 자기 회로의 유효 부피.

1차 권선의 권수는 공급 전압 1,4V당 1~3권을 기준으로 결정되며, 전선 직경은 4~2A/mm2의 전류 밀도를 기준으로 합니다. 예를 들어 평균 0,8차 전류가 1A인 경우 직경 150-XNUMXmm의 전선을 사용해야 합니다. 마찬가지로 XNUMX차 권선의 권수를 계산하고 펄스의 진폭은 XNUMXV 이상이어야 합니다.

전류 제한 초크 L2는 위에서 설명한 IR2153 전자식 안정기에 사용되는 초크와 유사합니다.

애플리케이션 노트. 공급 전압이 증가하면 램프에 공급되는 전압과 마이크로 회로에서 소비되는 전력이 증가합니다. 램프와 전력 트랜지스터의 고장을 방지하기 위해 전자식 안정기 회로에 공급 전압(FV 출력)과 소비 전류(FC 출력)를 초과하는 차단 기능이 도입되었습니다.

공급 전압을 초과하는 전자식 안정기 차단 장치의 구성이 그림 3.63에 나와 있습니다. XNUMX.

쌀. 3.63. 출력단 전압 보호 회로

공급 전압이 증가하면 FV 입력 전압이 증가합니다. 응답 임계 값을 초과하면 미세 회로의 출력 단계가 꺼집니다 (1과 같은 전압이 출력 OUT2 및 OUTXNUMX에 설정됨). 보호 회로의 동작 레벨(최대 허용 전압 V_피맥스, 출력 단계에 공급됨)는 저항 값 R1, R2의 선택에 의해 결정됩니다.

여기서 0,6V_CC - 보호 회로의 작동 임계값.

저항 R1은 큰 공급 전압 서지 중에 내부 보호 다이오드를 통과하는 전류를 제한할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다.

출력단의 전류 보호 회로는 그림 3.64에 나와 있습니다. XNUMX.

쌀. 3.64. 출력단 전류 보호 회로

램프가 고장난 경우 램프를 통과하는 전류가 급격히 증가하여 램프 필라멘트의 전압 강하가 증가합니다. 이 전압은 검출기 VD1, C1에 의해 정류되고 분배기 R1, R2를 통해 입력 FC로 공급됩니다. 간섭으로 인한 우발적 작동을 방지하기 위해 커패시터 C1이 저항 R1과 병렬로 연결됩니다. 분배기 R1, R2는 램프를 통과하는 최대 허용 전류에서 FC 입력의 전압이 0,6V가 되도록 계산해야 합니다._CC.

무화과에. 3.65는 전원 키를 보호하는 전자식 안정기의 다이어그램을 보여줍니다.

쌀. 3.65. 전원 키를 보호하는 전자식 안정기 구성표(확대하려면 클릭)

이 회로는 그림에 표시된 회로와 유사합니다. 3.62이지만 보호 노드로 보완됩니다. 추가 저항 R3, R4 및 점퍼 XI, X2를 사용하면 마스터 오실레이터의 작동 주파수를 5, 10 및 15%까지 줄일 수 있습니다. 요소 VD1 및 R5는 전원 서지로부터 보호합니다. 증가하는 공급 전압 V_p 최대 17V까지 제너 다이오드 VD1이 열리고 입력 FV의 전압은 보호 회로의 임계값에 해당하는 5V가 됩니다. 그러면 OUT1, OUT2 단자의 전압이 1이 되고 트랜지스터 VT2, VT6가 닫힙니다. 저항 R5은 최대 100V의 전압 서지에 대해 FV 입력의 전류를 XNUMXmA로 제한합니다.

저항 R11은 전류 센서입니다. 그것의 전압은 검출기 VD3, C8에 공급된 다음 입력 FC에 공급됩니다. 저항 R11을 선택하고 임계값 I를 설정합니다._MAX 현재 보호 트립:   

필요한 경우 변압기 T1의 전원 소비 전류로의 변환 비율을 고려하여 이 값을 다시 계산할 수 있습니다. 요소 R7, R8, C5를 사용하면 1V 레벨에서 스위칭하는 순간 전계 효과 트랜지스터 VT2, VT0,2의 드레인에서 전압 서지를 제한할 수 있습니다._p. 마이크로 회로의 부하 특성은 Fig. 3.66.

쌀. 3.66. 미세 회로의 부하 특성

저자: Koryakin-Chernyak S.L.

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