采用微控制器MC68HC908LB8带PFC的数控可调光电子照明镇流器

O 引言
    飞思卡尔半导体公司(前身为有50多年历史的摩托罗拉半导体部)推出的Mc68HC908LB8(8位MCU)单片IC，为提高照明系统的能(源)效(率)、降低系统复杂度和成本，提供了比较理想的解决方案。MC68Hc908LB8嵌入了PFC控制电路和高精度PWM(HRP)模块，为照明电子镇流器系统提供PFC控制和连续稳定可调光控制。MC68HC908LB8还支持数字可寻址照明接口(DALI)协议，从而为大型照明系统智能化的实现提供有效支持。在数控可调光电子镇流器系统采用MC68HC908LB8，能使元件数量减少50％。

1 MC68HC908LB8的主要特点
    MC68HC908LB8采用20引脚SOIC和20引脚PDIP封装。在批量为10万块时，转售单价不高于1．6美元。
    MC68HC908LB8基于Freescale的HC08 CPU内核，内部总线频率为8MHz，软件精度为±2％。由MC68HC908LB8组成的数控电子照明镇流器组成框图如图1所示。在MC68HC908LB8中，除了8位MCU(CPU08)外，还集成了8K字节闪存(Flash)、128字节RAM、7通道8位ADC(主要用于电压和电流测量)、高精度PWM(即HRP单元，双路输出，带死区时间和故障关断输入，主要用于半桥控制)、PFC／PWM(用于升压拓扑PFC控制)、一个带中断功能的16位定时器、时钟模块(可选择RC振荡电路、内部或外部晶振)及运算放大器等。MC68HC908LB8的I／O接口最多达18个(多路复用)，用于键盘中断的I／0为7个，大电流控制逻辑I／O(sink／source)典型值为10mA。

2 基于MC68HC908LB8的数控可调光36Wx2荧光灯电子镇流器系统
    采用MC68HC908LB8的数控可调光36W×2荧光灯电子镇流器系统如图2所示。该系统主要由PFC升压预变换级、本机电源、半桥逆变器和灯驱动电路等几个部分组成。[!--empirenews.page--]

2．1 PFC升压预变换器电路
    由IC2(MC68HC908LB8)控制的PFC升压预变换器电路如图2所示。其中，S1为PFC主开关，LPFC为PFC升压电感器，D2为升压二极管，C4和C10分别为PFC电路输入和输出电容器，R5为电流传感电阻。PFC电路在连续导电模式(CCM)操作。R1、R2、R3、DZ1、D1、R4和C3组成AC线路电压过零检测电路，过零检测信号由IC2引脚5接收(参见图5)。IC2引脚13上的栅极驱动器输出信号输入到S4的栅极。S4漏极输出信号经S2和S3缓冲放大后，驱动主开关S1。PFC级输出DC电压(VDCB)经分压器R11、R12、R13与R14检测，被馈送到IC2的引脚16。PFC级在R5上的电流感测信号经R7和C7低通滤波，输入到IC2的电流感测输入端(引脚12)。由于IC2嵌入了FC控制器，从而可省略传统方案中的独立功率因数控制IC。图2所示的这种PFC电路，可提供高于0．99的输入功率因数、低于6％的THD和400V稳定的DC输出电压。
2．2 本机电源电路
    系统电源电路如图2所示。该电路是一种DC／DC降压(Buck)变换器，采用集PWM控制和MOSFET于同一芯片上的NCPl010(IC3)作为控制器。电路的DC输入电压为PFC级400V的DC输出总线电压，DC输出电压分别为15V和5V。
2．3 半桥逆变器电路与灯网络
    图4所示为镇流器的半桥变换器电路与灯网络。半桥驱动器采用IR2106(IC1)。IC1引脚2和引脚3上的控制输入(高侧与低侧)由IC2引脚6和引脚7上的输出提供。IC1引脚与引脚8之间的D4为自举二极管，引脚8与引脚6之间的C19为自举电容，S5和S6分别是半桥上桥和下桥开关。LRES和C24、C23等，组成LC谐振槽路。R23和R24分别是两根灯管的灯丝接地电阻，用作感测灯管电流。R23和R24上的检测电压信号经D9、D10、C26、R25和D11、D10、C27、R26整流滤波，分别输入到IC2的引脚17和引脚18。L3H和R21、R22、D7、R20、C25组成两支灯管电压之差检测电路，并将检测信号输入到IC2的引脚20。[!--empirenews.page--]

    系统采用PWM调光方案。IC2中高精度PWM(HRP)模块，通过控制半桥(通过IC1引脚2和3输入)PWM占空比，可连续控制灯管亮度变化。
2．4 MC68HC908LB8的I／O接口
    MC68HC908LB8的输入/偷出(I／0)接口电路如图5所示。其中，连接器JP2的2端，为IC2提供亮度电平控制信号。IC2的电源电压VDO为5V，从引脚l施加。

3 结语
    采用低价位MC68HC908LB8的数控可调光电子镇流器，可提供有源功率因数校正，大幅度减少系统元件数量，降低系统复杂度和成本，提高系统能源效率。