1 FAN7387 的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其功能

　　1. 1 FAN7387的基本結(jié)構(gòu)和引腳功能

　　FAN7387采用工作溫度為- 40 到125 并符合歐盟ROHS指令的8引腳SOP和D IP封裝， 引腳排列如圖1所示。

　　圖1 FAN7387頂視圖

　　FAN7387芯片集成了電源電路、鎮(zhèn)流器控制電路和高端與低端( 外部MOSFET ) 柵極驅(qū)動(dòng)器， 如圖2所示。

　　FAN7387各個(gè)引腳說(shuō)明見(jiàn)表1。

　　圖2 FAN7387芯片電路組成框圖

　　表1 FAN7387引腳說(shuō)明

　　1. 2 主要特點(diǎn)和功能。

　　FAN7387的主要特點(diǎn)和功能如下所述。

　　1. 2. 1 IC電源與欠電壓鎖定(UVLO)

　　FAN7387的低端和高端單元含有欠電壓鎖定(UVLO)電路。當(dāng)VDD電壓達(dá)到11 V 的門(mén)限電平時(shí)，IC 啟動(dòng)并正常工作。一旦VDD降至9 V 以下， IC 進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)， 僅消耗130μA 的電流。

　　FAN7387內(nèi)置15 V 的并聯(lián)穩(wěn)壓二極管， 將VDD電壓鉗位在15 V的電平上。

　　FAN7387的高端驅(qū)動(dòng)器電源( 施加在引腳VB 與VS之間) 電壓VBS啟動(dòng)電平是9. 2 V。一旦電壓降至8. 6 V 以下， IC 進(jìn)入U(xiǎn)VLO 模式， 高端驅(qū)動(dòng)器輸出低電平， 關(guān)斷IC 外部高端MOSFET。當(dāng)VBS達(dá)到9. 2 V后， 高端驅(qū)動(dòng)器回復(fù)操作， 輸出高端電平信號(hào)， 驅(qū)動(dòng)外部高端MOSFET 導(dǎo)通。

　　1. 2. 2 開(kāi)關(guān)頻率由外部阻容元件( RT /CT )設(shè)定

　　運(yùn)行頻率由FAN7387 外部電阻RT 和電容CT 設(shè)定。振蕩器頻率定時(shí)電阻RT和電容CT的連接方法如圖3所示。電容CT的充電時(shí)間從1 /4 VDD到VDD, 決定柵極驅(qū)動(dòng)器輸出LO 和HO 的頻率。

　　圖3 振蕩器頻率設(shè)定原件連接

　　圖4 FAN7387引腳RCT、LO和HO波形

　　圖4示出的是FAN 7387引腳RCT、LO、HO 上的波形。RCT的放電時(shí)間t可表示為：

　　根據(jù)( 1)式可得：

　　IC 的運(yùn)行頻率f running由( 3)式給出：

　　式中t是RCT電壓放電時(shí)間; T fix是IC 的一個(gè)恒定值，約為450 ns。

　　如果選擇RT = 50 KΩ 和CT = 33 pF, 根據(jù)( 3)式和( 4)式可得： f running = 21. 5 kH z。如果選取RT = 50kΩ 和CT = 220 pF, f running則為32 kHz。

　　1. 2. 3 可編程死區(qū)時(shí)間控制與關(guān)閉

　　FAN 7387的引腳

利用一個(gè)電阻RDT可以控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(HO /LO )之間的死區(qū)時(shí)間。RDT連接在IC 引腳VDD 與DT /SD之間， 如圖5 所示。如果RDT = 100 kΩ , 死區(qū)時(shí)間tDT = 0. 6 μs。如果電壓VDT /SD = VDD, 死區(qū)時(shí)間最短， 其值tDT = 0. 4μs。 [!--empirenews.page--]

　　圖5 死區(qū)時(shí)間控制與關(guān)閉電路

　　利用IC 引腳

外部開(kāi)關(guān)(雙極晶體管或MOSFET) , 可對(duì)異常狀態(tài)提供保護(hù)。在圖5中， 給晶體管基極加一個(gè)高電平信號(hào)， 晶體管導(dǎo)通。只要引腳

上的電壓低于1 V, FAN7387則進(jìn)入關(guān)閉模式。在關(guān)閉模式， FAN7387不會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)。

　　1. 2. 4 利用外部PWM 信號(hào)操作

　　FAN 7387除了利用外部RT 和CT產(chǎn)生自振蕩外，還可以利用外部的PWM 信號(hào)強(qiáng)制振蕩。PWM 信號(hào)施加電路如圖6所示。該電路由R 1、R 2和一個(gè)NPN型晶體管組成。在IC引腳RCT上的輸入信號(hào)范圍必須在0. 6VDD與0. 75VDD之間。外部PWM 信號(hào)能使IC在引腳HO 和LO 產(chǎn)生輸出信號(hào)， 并與外部輸入信號(hào)同步化(或同相位)。

　　圖6 PWM 信號(hào)施加電路

　　2 基于FAN7387的鎮(zhèn)流器電路

　　2. 1 熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路

　　基于FAN7387的熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路如圖7所示。這種鎮(zhèn)流器電路的工作原理如下所述。

　　接通交流市電( 220 V /50H z)電源， 由D1~ D4和電容C1組成的橋式整流濾波電路產(chǎn)生約300 V 的DC總線電壓VBU S。DC 高壓經(jīng)啟動(dòng)電阻R 1 對(duì)電容C 2充電， 當(dāng)C 2上的電壓增加到11 V 的門(mén)限電平時(shí)，IC 引腳VDD 導(dǎo)通， 振蕩器開(kāi)始振蕩。晶體管Q2 及C 3、R 2、R 3、RT3組成預(yù)熱電路。在初始振蕩階段， Q2導(dǎo)通， 開(kāi)關(guān)頻率較高， 對(duì)燈絲加熱。預(yù)熱結(jié)束， Q2 關(guān)斷， 頻率降低。當(dāng)頻率達(dá)到鎮(zhèn)流器輸出電路L 和C 7諧振頻率時(shí)， 在C 7 上產(chǎn)生一個(gè)高壓將燈管點(diǎn)亮。燈點(diǎn)亮后， 在RT1、RT2和CT設(shè)定的頻率上工作。

　　半橋上、下兩個(gè)MOSFET (M1、M2)開(kāi)始開(kāi)關(guān)后，IC 引腳VDD 由C 5、D6、D7等組成的電荷泵輔助電源供電， 這樣就可以使用低功率的啟動(dòng)電阻R 1。

　　圖7 基于FAN7387的熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路

　　半橋開(kāi)關(guān)M1關(guān)斷到M2導(dǎo)通之間的死區(qū)時(shí)間， 由連接在IC引腳VDD與引腳

之間的電阻RDT設(shè)定。引腳

上的接地電容C 6, 可以使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。

　　D5和C 4組成自舉電路。當(dāng)下部MOSFET(M 2)導(dǎo)通時(shí)， VDD經(jīng)D5 對(duì)C 4充電。一旦引腳VB 上的電壓達(dá)到9. 2 V 的門(mén)限， M1則導(dǎo)通， M 2關(guān)斷。當(dāng)M1導(dǎo)通時(shí)， C 4放電。只要引腳VB 上的電壓因C 4放電降至8. 6 V 以下， M1則關(guān)斷， M 2又會(huì)導(dǎo)通。如此周而復(fù)始， M1和M2交替導(dǎo)通， 半橋輸出占空比約為50%的方波電壓。

　　與燈管并聯(lián)的R 6、R 7和C 8、ZD1及Q1, 組成過(guò)電壓保護(hù)( Over Voltage Protection, OVP )電路。一旦出現(xiàn)過(guò)電壓， 在R 7 上的檢測(cè)電壓會(huì)使穩(wěn)壓二極管ZD1擊穿， 導(dǎo)致Q1導(dǎo)通， 使IC關(guān)閉。當(dāng)過(guò)電壓消除后， 鎮(zhèn)流器將恢復(fù)正常工作。

　　2. 2 H ID燈全橋轉(zhuǎn)換器

　　由兩塊FAN7387組成的H ID 燈全橋轉(zhuǎn)換器電路如圖8所示。

　　圖8 由兩片F(xiàn)AN7387組成的HID燈全橋轉(zhuǎn)換器電路

　　全橋的轉(zhuǎn)換頻率由左邊IC 引腳RTC 外部RT和CT設(shè)定。為防止HID燈在高頻上產(chǎn)生聲共振， 引起燈弧抖動(dòng)或者熄弧， 對(duì)燈造成危害， 一般是讓HID 燈在100~ 400H z的低頻下工作， 若頻率低于100H z, 易產(chǎn)生燈閃爍。

　　左面IC引腳LO上的驅(qū)動(dòng)輸出經(jīng)R 2連接到右邊IC 的引腳RCT。采用這種方法， 在M1和M4導(dǎo)通時(shí)，M3和M2關(guān)斷; 當(dāng)M1和M4關(guān)斷時(shí)， M2和M3導(dǎo)通。

　　于是在H ID 燈中通過(guò)交變電流。

　　DC 總線電壓VDC一般為400 V, 來(lái)自前級(jí)有源功率因數(shù)校正( PFC ) 升壓變換器輸出。晶體管Q 1和Q2用于關(guān)閉IC。IC 一旦關(guān)閉， 則不會(huì)產(chǎn)生任何輸出。

　　3 小結(jié)

　　美國(guó)飛兆( Fairchild)半導(dǎo)體生產(chǎn)的FAN7387 自振蕩高壓MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器， 振蕩器頻率可由阻容(RT /CT ) 元件設(shè)定， 也可用外部的PWM 信號(hào)強(qiáng)制振蕩。兩個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)時(shí)間可由外部單個(gè)電阻設(shè)置， 可獲得最佳死區(qū)時(shí)間， 減少外部MOSFET的功率損耗。FAN 7387還提供關(guān)閉功能， 用于過(guò)電壓保護(hù)。FAN7387不僅可作為熒光燈或H ID 燈鎮(zhèn)流器控制器， 而且還可以用作開(kāi)關(guān)電源( SMPS)控制器(本文不再提供應(yīng)用電路)。