采用微控制器MC68HC908LB8帶PFC的數(shù)控可調(diào)光電子照明鎮(zhèn)流器
飛思卡爾半導(dǎo)體公司(前身為有50多年歷史的摩托羅拉半導(dǎo)體部)推出的Mc68HC908LB8(8位MCU)單片IC，為提高照明系統(tǒng)的能(源)效(率)、降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，提供了比較理想的解決方案。MC68Hc908LB8嵌入了PFC控制電路和高精度PWM(HRP)模塊，為照明電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)提供PFC控制和連續(xù)穩(wěn)定可調(diào)光控制。MC68HC908LB8還支持?jǐn)?shù)字可尋址照明接口(DALI)協(xié)議，從而為大型照明系統(tǒng)智能化的實(shí)現(xiàn)提供有效支持。在數(shù)控可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)采用MC68HC908LB8，能使元件數(shù)量減少50％。
1 MC68HC908LB8的主要特點(diǎn)
MC68HC908LB8采用20引腳SOIC和20引腳PDIP封裝。在批量為10萬塊時(shí)，轉(zhuǎn)售單價(jià)不高于1．6美元。
MC68HC908LB8基于Freescale的HC08 CPU內(nèi)核，內(nèi)部總線頻率為8MHz，軟件精度為±2％。由MC68HC908LB8組成的數(shù)控電子照明鎮(zhèn)流器組成框圖如圖1所示。在MC68HC908LB8中，除了8位MCU(CPU08)外，還集成了8K字節(jié)閃存(Flash)、128字節(jié)RAM、7通道8位ADC(主要用于電壓和電流測(cè)量)、高精度PWM(即HRP單元，雙路輸出，帶死區(qū)時(shí)間和故障關(guān)斷輸入，主要用于半橋控制)、PFC／PWM(用于升壓拓?fù)銹FC控制)、一個(gè)帶中斷功能的16位定時(shí)器、時(shí)鐘模塊(可選擇RC振蕩電路、內(nèi)部或外部晶振)及運(yùn)算放大器等。MC68HC908LB8的I／O接口最多達(dá)18個(gè)(多路復(fù)用)，用于鍵盤中斷的I／0為7個(gè)，大電流控制邏輯I／O(sink／source)典型值為10mA。
2 基于MC68HC908LB8的數(shù)控可調(diào)光36Wx2熒光燈電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)
采用MC68HC908LB8的數(shù)控可調(diào)光36W×2熒光燈電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)如圖2所示。該系統(tǒng)主要由PFC升壓預(yù)變換級(jí)、本機(jī)電源、半橋逆變器和燈驅(qū)動(dòng)電路等幾個(gè)部分組成。[!--empirenews.page--]
2．1 PFC升壓預(yù)變換器電路
由IC2(MC68HC908LB8)控制的PFC升壓預(yù)變換器電路如圖2所示。其中，S1為PFC主開關(guān)，LPFC為PFC升壓電感器，D2為升壓二極管，C4和C10分別為PFC電路輸入和輸出電容器，R5為電流傳感電阻。PFC電路在連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)操作。R1、R2、R3、DZ1、D1、R4和C3組成AC線路電壓過零檢測(cè)電路，過零檢測(cè)信號(hào)由IC2引腳5接收(參見圖5)。IC2引腳13上的柵極驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)輸入到S4的柵極。S4漏極輸出信號(hào)經(jīng)S2和S3緩沖放大后，驅(qū)動(dòng)主開關(guān)S1。PFC級(jí)輸出DC電壓(VDCB)經(jīng)分壓器R11、R12、R13與R14檢測(cè)，被饋送到IC2的引腳16。PFC級(jí)在R5上的電流感測(cè)信號(hào)經(jīng)R7和C7低通濾波，輸入到IC2的電流感測(cè)輸入端(引腳12)。由于IC2嵌入了FC控制器，從而可省略傳統(tǒng)方案中的獨(dú)立功率因數(shù)控制IC。圖2所示的這種PFC電路，可提供高于0．99的輸入功率因數(shù)、低于6％的THD和400V穩(wěn)定的DC輸出電壓。
2．2 本機(jī)電源電路
系統(tǒng)電源電路如圖2所示。該電路是一種DC／DC降壓(Buck)變換器，采用集PWM控制和MOSFET于同一芯片上的NCPl010(IC3)作為控制器。電路的DC輸入電壓為PFC級(jí)400V的DC輸出總線電壓，DC輸出電壓分別為15V和5V。
2．3 半橋逆變器電路與燈網(wǎng)絡(luò)
圖4所示為鎮(zhèn)流器的半橋變換器電路與燈網(wǎng)絡(luò)。半橋驅(qū)動(dòng)器采用IR2106(IC1)。IC1引腳2和引腳3上的控制輸入(高側(cè)與低側(cè))由IC2引腳6和引腳7上的輸出提供。IC1引腳與引腳8之間的D4為自舉二極管，引腳8與引腳6之間的C19為自舉電容，S5和S6分別是半橋上橋和下橋開關(guān)。LRES和C24、C23等，組成LC諧振槽路。R23和R24分別是兩根燈管的燈絲接地電阻，用作感測(cè)燈管電流。R23和R24上的檢測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)D9、D10、C26、R25和D11、D10、C27、R26整流濾波，分別輸入到IC2的引腳17和引腳18。L3H和R21、R22、D7、R20、C25組成兩支燈管電壓之差檢測(cè)電路，并將檢測(cè)信號(hào)輸入到IC2的引腳20。[!--empirenews.page--]
系統(tǒng)采用PWM調(diào)光方案。IC2中高精度PWM(HRP)模塊，通過控制半橋(通過IC1引腳2和3輸入)PWM占空比，可連續(xù)控制燈管亮度變化。
2．4 MC68HC908LB8的I／O接口
MC68HC908LB8的輸入/偷出(I／0)接口電路如圖5所示。其中，連接器JP2的2端，為IC2提供亮度電平控制信號(hào)。IC2的電源電壓VDO為5V，從引腳l施加。
3 結(jié)語(yǔ)
采用低價(jià)位MC68HC908LB8的數(shù)控可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，可提供有源功率因數(shù)校正，大幅度減少系統(tǒng)元件數(shù)量，降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，提高系統(tǒng)能源效率。
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