基于UBA2211的高效CFL驅動器設計

與傳統的白熾燈相比，緊湊型熒光具有發光效率高、節能效果好、壽命長、體積小和使用方便等優點。而在市場方面，緊湊型熒光更是具有廣闊的前景。根據Datapoint Research研究機構統計，全球有20%-25%的電力用于照明，到2012年，全球節能燈泡的銷量將超過50億只。同時中國發改委已經出臺相關的政策，預計將在10年內禁用(禁售)白熾燈。隨著白熾燈逐漸退出照明市場，人們急需一種新的節能照明方案來滿足消費者的各項要求，在這種形勢下，CFL和LED必將開創一個新的照明時代。不過，對于普通消費者來說，受其成本和壽命等方面的影響，LED在短時間內還無法廣泛普及。在巨大的市場需求下，可以預計，CFL將會成為當下照明市場的主宰。

但如何才能讓熒光燈的優點發揮到極致，這就引出了電子鎮流器的概念。早期的CFL電子鎮流器多采用變壓器和晶體管等分離元件組成，這種驅動方式存在諸多缺點。隨著半導體技術的發展，專用驅動IC逐漸興起。本文以恩智浦半導體(NXP)的不可調光驅動IC UBA2211為例，介紹了CFL驅動IC的工作原理、電路設計，并給出了測試結果。

CFL驅動設計

UBA2211組成的CFL典型驅動電路如圖1所示，鎮流器輸入電壓為交流220V，輸入功率12W。

整個系統由整流濾波電路、控制電路和燈諧振電路三部分組成。

整流濾波電路由四個二極管1N4007、CBUF和LFILT組成，它能將220V交流輸入整流濾波為310V( )左右的DC電壓。輸入端的RFUSE為浪涌抑制電阻，主要用于抑制啟動時所產生的浪涌電流。控制電路由UBA2211組成，主要實現對燈絲的預熱、點火和穩定運行時電流的控制。諧振電路由CLA和LLA組成，主要為燈絲點火提供高壓脈沖。

1．芯片內部結構

UBA2211是整個電路的核心器件，為便于后文的分析，本文首先對UBA2211的一些結構和特點進行相應的介紹。UBA2211是一款CFL專用驅動IC，它采用雙列直插封裝(DIP8)和14腳塑料小型封裝(SO14)兩種封裝。。

2．啟動階段

上電后，電路進入啟動狀態，此時上橋HS關斷，下橋LS導通。內部電流源(1mA)對VDD上電容CVDD和FS腳上電容進行充電，內部電路進行復位。此時，RC和SW將會進行接地處理。一旦VDD>VDD(start)(典型為11V)，而且此時未激活過溫保護(OTP)，電路便結束啟動狀態。注意：一旦VDD

3．預熱階段

當VDD>VDD(start)且OTP未激活，電路進入預熱狀態，在預熱狀態下，VDD電源由dvdt充電泵提供(見圖2)。此時SW腳上電容被Isweep充電，半橋電路開始振蕩，其振蕩信號如圖3所示，初始振蕩頻率為工作頻率的2.5倍，在預熱過程中會逐漸下降到正常的工作頻率。在預熱狀態下，電路對燈絲進行預熱處理，以減少燈絲啟動時的損耗，延長燈的使用壽命。外部電阻RSENSE用來檢測預熱電流，使得RSENSE的峰值電壓等于內部參考電壓Vref(prht)(0.5V)。預熱時間由外部電容CSW來設定，一旦CSW上電壓下降到VSW(prht)時，電路結束預熱，如圖4所示。

4．點火階段

燈絲預熱結束后，頻率開始下降，一旦頻率達到諧振頻率，在燈兩端LC上發生串聯諧振，產生一個600-1200V的高壓將燈管擊穿，完成對燈絲點火。正常運行下，RMS控制被激活，通過控制燈絲電流的RMS值，可以將IC損耗和IC溫度控制在恒定值。

電路在運行過程中，UBA2211內部提供了一個死區時間(圖3中的tno)，防止上橋和下橋功率開關同時導通。UBA2211還提供過溫保護(OTP)、冷啟動下最小輝光放電控制、防飽和保護和容性模式保護。