基于ICB1FL02G的高功率节能灯设计
半桥逆变电路工作原理
ICB1FL02G逆变半桥电路的典型工作过程如图3所示。刚开始半桥逆变电路以电感器生产固定的125kHz运行，在10ms固定时间内通过16步递减到由R12所决定的预热频率。预热的时间可以通过调整R13的阻值，在0到2,000ms之间选择。然后工作频率还会在40ms时间内继续下降128步，最后运行在由R5决定的稳态工作频率下。
在点灯状态下，因为谐振回路没有负载，灯管会承受高电压，谐振回路里会流过比较大的无功电流。电阻R14检测这个无功电流。当管脚LSCS的电压检测到高于0.8V时，工作频率会停止下降，然后上升一段时间，之后再继续下降，直到再次触发此0.8V阈值或灯管被击穿。通过这种检测，如果灯没被点亮，点灯状态的时间会从40ms增加到235ms，同时灯管上的电压会保持设定的电压值。如果在预热结束后的235ms内灯还未击穿，稳态工作频率无法铁芯电感器到达，则IC将进入故障保护模式。可以通过移走灯管或者重启输入电压的方式进行重新启动。
位于半桥输出端的C6、D7和D8形成一个充电泵，通过C7给IC供电。同时C7经R30和D6给高压侧逻辑控制供电电容C4供电。另外，C6可以调节电压的变化率，并可以制造产生零电压开关的条件。
在逆变桥正常工作模式时，如果工作频率轻微地偏离ZVS状态，并靠共模电感器近谐振网络的容性区域时，因为充电泵电容C6的开关状充电，在开关管开通瞬间会产生尖峰电流。这样的情况被称为容性模式一(Cap Mode 1)。如果此情况持续时间500ms以上，IC会进入故障保护模式。第二种情况就是谐振网络完全进入容性状态，MOS管在开通瞬间有极大正向电流流过，此情况称为容性模式二(Cap Mode 2)。在这种极端高损耗工作情况下，只要超过610μs，IC亦会进入故障保护模式。
容性模式的检测是通过C8和C9电容的分压来实现的。每次下管Q3开通的瞬间，如果检测到RES脚的电压超过VRESLLV之上VREScap(典型值0.24V)值时，则进入容性模式一。每次上管Q2开通的瞬间，如果检测到RES脚的电压低于VRES绕行电感LLV之上VREScap值(0.24V)时，则进入容性模式二。保护点如图4所示。
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图4：Cap Mode 1 和Cap Mode 2 保护检测点。 |
逆变桥的过流检测是通过R14来实现的。在任何情况下，当LSCS脚的电压超过1.6V并维持400ns以上时，芯片进入故障保护模式。
当荧光灯接近EOL状态时，灯管的电压会变的不对称或者会升高。通过管脚LVS检测到流过电阻R17、R18和R19的电流，可以对应测量到灯管上的电压。通过R17、R18和R19流入LVS的电流门限是±215μA。超过此电流则灯管在610μs后进入寿终保护状态。同时，如果灯因为老化而进入半边击穿状态，则LVS脚会检测到一个直流电。此直流电流如果超过±175μA，则经过610μs后芯片亦会进入寿终保护状态。此外，当LVS脚检测到灯管当次正(负)极峰值电压与下次负(正)极峰值电压的比值超过1.15或低于0.85时，这种灯管电压不对称的整流效应状态就会被检测到。当这种状态超过500ms时IC也会进入寿终保护模式。LVS2脚和LVS1脚是等同的，单灯工作条件下须将不用的LVS脚接地。
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表1：镇流器工作参数设定。 |
半桥逆变电路设计
在了解了ICB1FL02G的工作过程和保护模式后，就可以对半桥逆变电路进行参数设计了。首先需要确定的是谐振网络L2和C10的参数。
谐振网络入塑封电感端电压有效值：
稳态工作谐振网络增益必须满足下式：
是稳态工作的角频率。除L2和C10外，其余皆为已知项。C10会同时影响到稳态工作时的灯丝电流共模电感器，因此为了让灯丝电流不会太大，增加无谓的损耗，初选C10＝10nF，则由上式可得L2=734μH。正常工作时的灯丝电流为：平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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