BL8307

________________________________________________________________________
BL8307
_________________________________________________________________________
Ballast control IC
_________________________________________________________________________
主要特点
n
可驱动由双极型晶体管或MOSFET组成的
半桥电路
n
驱动双极型晶体管时，基极回路注入电流
强度可自动调节
n
低功耗启动（启动电流小于100uA）
n
启动电路具有2V的迟滞（电源电压高于
功能简介
BL8307是荧光灯电子镇流器专用驱动控制电
路，可为荧光灯提供正常工作所需要的预热、点
火以及故障保护等功能，且预热时间可以通过外
置预热电容CPRE进行设置，同样的，荧光灯的预
热频率及工作频率也可以分别通过外接电阻RPRE
和RT进行调节。BL8307的另外一个特点就是可
以驱动13XXX系列的双极型晶体管半桥和MOS晶
体管半桥。比较早期的BL8305A，BL8307的驱动
输出电压范围和灯异常保护作了适当的改进，外
围电路也作了适当的简化，所以电路更具实用。
在对荧光灯提供完善保护机制的同时，又加
入了一个内置误差放大器可用作调光。
电路可具有固定死区（驱动MOS型半桥：
1.5us；驱动双极型半桥：3us），以防止半桥
上、下管同时导通，以实现零电压开（ZVS），
降低损耗，对半桥电路起到保护作用。
13.7V芯片启动，低于11.7V关闭输出）
n
预热时间、预热频率与工作频率均可调整
n
有预热结束输出信号，可用做CUTOFF
n
有窗口比较器，可做EOL检测和保护
n
在点火时，有升频功能，可做过流或过压
控制
n
有过扫频功能，可改善低温点火性能
n
内置一误差放大器，可做简单调光功能
典型应用
n
电子镇流器及节能灯或其他
图1 典型连接
1
________________________________________________________________________
Contents
page
1
系统框图 ............................................................................................................ 3
2
引脚定义 ............................................................................................................ 3
2.1
管脚图................................................................................................................ 3
2.2
管脚描述 ............................................................................................................ 4
3
功能描述 ............................................................................................................. 4
3.1
上电启动及芯片供电 ............................................................................................ 4
3.2
预热、点火及运行 ............................................................................................... 5
3.3
MOSFET型和Bipolar型半桥驱动 ............................................................................. 6
3.3.1
Bipolar型半桥驱动 .............................................................................................. 6
3.3.2
MOSFET型半桥驱动 ............................................................................................ 7
3.4
调光 ................................................................................................................... 8
3.5
故障保护 ............................................................................................................ 8
3.5.1 点火模式下的过流保护 ......................................................................................... 8
3.5.2 进入正常工作模式后的过流保护........................................................................... 9
3.5.3 荧光灯寿命结束检测保护 .................................................................................... 9
3.6
PEND输出信号 .................................................................................................... 10
4
技术参数 ............................................................................................................. 10
4.1
极限参数 ............................................................................................................ 10
4.2
温度参数 ............................................................................................................ 10
4.3
电特性参数 ......................................................................................................... 11
5
电参数特性图 ....................................................................................................... 错
误！未定义书签。
6
典型应用 ............................................................................................................. 14
7
尺寸 .................................................................................................................... 14
2
________________________________________________________________________
1 系统框图
图2 系统框图
引脚定义
2.1
管脚图
图3 管脚图（俯视图）
1
VCC
OUT1 14
2
CPRE
OUT2 13
3
RPRE
HV 12
4
RT
5
AO
6
A+
PEND
9
7
A-
GND
8
BL8307
2
LD 11
PRO 10
3
________________________________________________________________________
2.2
管脚描述
表1 管脚定义
管脚
符号
功能
1
VCC
2
CPRE
预热时间设定
3
RPRE
预热频率设定
4
RT
工作频率设定
5
AO
误差放大器输出端
6
A+
误差放大器同相输入端
7
A－
误差放大器反相输入端
8
GND
电源地
9
PEND
预热结束输出高电平，高电平为标准5V电平。
10
PRO
11
LD
窗口检测输入
12
HV
半桥驱动器输出信号相位输入
13
OUT2
驱动输出2
14
OUT1
驱动输出1
电源输入
过流检测输入，
3
功能描述
3.1
上电启动及芯片供电
如图 1 典型连接，上电时，IC 处于低功耗模式，此时振荡器不工作以及输出为零电平。高压直流电
压通过启动电阻 Rstart 给电容 C3 充电。通过电阻 Rstart 的电流减去 IC 的微功耗启动电流 IStart 就是给
电容 C3 充电的电流。所以启动电阻 Rstart 的选择依据是：在最恶劣的情况下，保证通过 Rstart 的电流至
少是两倍的 IStart 。
当电容 C3 上的电压充到大于 IC 的上电开启电压 VCCon（13.7V）时，IC 开始工作，进入预热模式。
一旦 IC 启动，IC 供电依靠半桥输出电压经电容降压，后经由二极管（1N4148）半波整流后提供，电容
C3 的推荐值为 22uF。当电容 C3 上的电压低于 VCCoff（11.7V）时，IC 终止工作状态。启动电路原理如
图 4 所示。
4
________________________________________________________________________
图4 启动电路原理图
VCC
V
VCC
Vccon
R1
Vref
Cmp
t
MP
MP
R2
t
R3
Mn1
b
3.2
预热、点火及运行
BL8307 的预热时间、预热频率、运行频率均可以通过外围元件设定。
图5 VCO控制电压电路原理图
如图 5 所示为产生控制电压电路原理图，用来产生控制预热频率、工作频率的控制电压。这部分电路
有三个电流源 I1，I2，I3，正常工作过程中只有 I1、I2 起作用：在预热阶段，K1 合上，K2、K3 断开，I1
给电容充电，此时在 VCO 的输入端的电压为 Vpre，VCO 的输出为 fpre;在点火阶段，K2 合上，K1、K3 断
开，电容经由 I2 放电，电容 Cpre 的电压直接送到 VCO，此时，VCO 输出由高到底的扫脉冲；进入工作
5
________________________________________________________________________
模式后，电容上的电压维持在某一电压值，K1 和 L2 断开，K3 合上，电容上的固定电压送给 VCO，VCO
输出一固定频率的脉冲。从图可以看出，通过改变预热电容 CPRE 的大小可以调整预热时间的长短。其预
热时间的数学估算式为：
T pre ≈ C PRE ⋅ (1.42 * 10 6 ) s
下图 6 为振荡电路 VCO 的原理图，其中 Vc 为输入控制电压，R 为电阻，先通过运放和源极跟随晶体
管 Mn1 将控制电压转换为控制电流 Vc/Rt，再经电流镜拷贝分别转化为给外接电容 Ct 充、放电的电流源
I1、I2。
图6 振荡电路原理图
预热频率、工作频率 R、C 决定来决定，并与 IC 内部电压 Vc 成正比，频率的计算公式为：
f =
mVc
1
1
=
=
T tr + t f
2 Rt ⋅ C t ⋅ (V 1 − V 2)
BL8307 的预热频率和工作频率可以通过 Rpre 和 Rt 分别进行设定，估算数学表达式：
f pre ≈
f run
9.2 * 10 9
Hz
RPRE
4.6 * 10 9
≈
Hz
RT
3.3
MOSFET型和BIPOLAR型半桥驱动
3.3.1
BIPOLAR型半桥驱动
6
________________________________________________________________________
对于双极型半桥，BL8307使用有两个次级的变压器输出的差分信号来驱动半桥功率管，如下图7。其
基极激励是经过负反馈后自动调节的。如图所示虚线框内电路为芯片内部控制电路，虚线外的电路为半桥
驱动电路。双极型半桥的基极输入电流强度可自适应调节的原理为：采样半桥半桥输出信号的相位，将其
反馈给芯片内的逻辑电路，经过逻辑分析后控制计数器。计数器的输出再经DA转换为一个根据半桥激励
电流强度自适应的电压。这个电压再经电平位移电路和驱动放大器输出控制半桥驱动电路，使双极型半桥
始终工作于最佳的开关激励状态（即非浅饱和和非深饱和状态）。系统在预热、点火和工作状态下，基极
激励都是负反馈后自动调节的。死区时间为3uS。在双极型状态下，芯片输出的最大电压为11V，最低输
出电压为5V，如芯片一旦输出为最低电压后，延时一段时间，芯片将关闭输出。这个功能可用作灯管脱落
保护。
图7 驱动双极型半桥输出幅度自适应调节原理图
3.3.2
MOSFET型半桥驱动
驱动 MOSFET 型半桥时的输出连接方法如图 8。驱动 MOSFET 时，HV 直接接地，此时，幅度控制电
路关闭，输出保持最大的恒定电压，无论是预热、点火还是工作状态下，芯片的输出驱动不再改变，15V
电源供电时最大输出为 14V 峰值电压。死区时间为 1.5uS。
图8 驱动MOSFET型半桥
7
________________________________________________________________________
3.4
调光
BL8307的调光功能是通过内置的误差放大器来实现的，其工作原理为：误差放大器的两个端口如图9
所示连接，图中虚线框部分表示VCO模块中产生产生充、放电流的部分。调节误差放大器正相输入端电
压，则误差放大器输出端电压Vo随之变化，振荡器充、放电基准电流I变为
I=
Vc Vc − V 0 − 0.7
+
RT
R0
通过调节R1使误差放大器的正端电压发生变化，误差放大器的负端电压Vo也随之发生变化，则电流I改
变，振荡器输出信号频率也随之变化，随之灯电流Ilamp也发生变化，从而实现调光功能。
图9 调光功能电路原理图
3.5
3.5.1
故障保护
点火模式下的过流保护
图 5 中的 VCO 控制电压电路还具有点火模式下的过流保护功能。电流源 I3 只有在预热结束后并且荧
光灯负载出现异常的情况下才有效。预热结束进入点火过程后，扫频频率在往 LC 共振点靠近时，如果出
现流过半桥负载的电流过大，则在半桥采样电阻上的电压也会升高，当采样电阻上的电压到达 1V 时，此
时 Pro 端上的阈值为 1V，芯片内置比较器翻转，关断放电电流源 I2，打开电流源 I3，给预热电容充电，
即升高压控振荡器控制电压 Vc，提高输出信号频率，使流过半桥的电流降低，这种负反馈可以起到限流
保护的作用。在预热结束后也就是刚进入点火过程的同时将触发一个 400ms 计时，计时完毕后进行判
断，如果仍有过流现象发生，则说明异常状态无法排除，芯片立刻关闭输出，荧光灯点火不成功，
OUT1、OUT2 输出为零；如果没有过流现象发生，则说明异常状态已排除，荧光灯点火成功，电路进入
正常工作状态。
8
________________________________________________________________________
图10 点火模式下过流保护的CPRE电压示意图
如图 10 表示点火过程中 Cpre 上电压的示意图。a 表示正常点火，b 表示在点火过程中有过流发生，
但最终点火成功，c 表示在点火过程中有过流，最终点火不成功。预热电容充电限流保护功能开启，如果
过流现象持续发生，由于负反馈的因素，电容上的电压将会维持一个电压而不继续扫频。
3.5.2
进入正常工作模式后的过流保护
点火结束后荧光灯进入正常工作模式，此时若检测到过流现象的发生过流达到 0.6V 时，此时 Pro 端
上的阈值电压为 0.6V，不再采取电容充电缓慢升频限流保护措施，而是开始计数，一旦计数到 400ms，
若还有过流现象，芯片就直接关闭输出。
3.5.3
窗口比较器检测 （可作荧光灯寿命结束检测和保护）
如图 11 所示为窗口比较器检测保护电路原理图。如图所示，当 LD 脚上的电压处于参考电压 Vldup
（4V）和 Vlddn(1V)之间，芯片有输出，可使荧光灯正常工作；若 LD 脚电压超出参考电压 Vldup 和
Vlddn 的窗口范围，芯片关闭输出。
9
________________________________________________________________________
图11 窗口比较器检测保护电路示意图
VLDUP
VLDDN
3.6
PEND输出信号
IC 提供了一个控制信号（PEND 脚），当预热结束后，PEND 脚输出一个高电平（驱动能力 5mA，标
准的 5V），这个信号可以作为灯丝电流关断电路的触发信号，也可以作为误差放大器的基准电压。
4
技术参数
4.1
极限参数
参数
管脚
符号
电源电压
VCC
VVCC
预热电压
RPRE VRPRE
过流检测输
入电压
单位
-0.3 to 20
-0.3 to VVDC + 0.3V
V
VPRO
-0.3 to VVDC + 0.3V
V
FD
VFD
-0.3 to VVDC + 0.3V
V
窗口比较输
入电压
LD
VLD
-0.3 to VVDC + 0.3V
V
0 to VVCC
V
2000
V
静电保护电
压
OUT1 V
OUT1
,
VOUT2
OUT2
All
VESD
PIN's
备注
V
灯丝检测输
入电压
输出电压
4.2
PRO,
参数值
温度参数
10
MIL-STD 883E, Methode
3015.7
________________________________________________________________________
4.3
符号
描述
数值
单位
RTHJA
Max. thermal resistance junction to ambient
120
°C/W
TJ
Junction temperature
150
°C
TA
Operation temperature range
-40 to 100
°C
TSTG
Storage temperature
-55 to 150
°C
电特性参数
TA = 25°C, VCC = 15V,Rt=50k,Ct=10pF,RPRE=68k,Cpre=47 nF ( unless otherwise specified )
参数
管脚
符号
Power
supply
Operation
range
Voltage
Clamping
VCC
VVCC
Voltage
Current
consumptio
n on
Turn
voltage
Turn of
voltage
Current at
V < Vvccon
Holding
current
after
shut
Internal
regulator
最小值
典型值
最大值
单
位
备注
20
V
After turn-on
VCC
V
VCC
IVCC
1.2
mA
VCC
VVCCON
13.7
V
VCC rising from 0V
VCC
VVCCOFF
11.7
V
VCC falling from 15V
VCC<VVCCON
VCC
IVCCON
150
µA
VCC
IVCCSD
150
µA
Vdd
VVdd
5.1
V
4.9
5
Driver
output
section
MOS mode
14
Output
voltage
(p-p)
BJT mode or MOS mode,
when Chip is shut down.
BJT mode or MOS mode, no
load.
OUT1
,
OUT2
V
V
VOUT1,
VOUT2
14
V
V
11
MOS MODE, no load, Vcc =
14V to 25V, Ta= -25 °C to
+85°C
________________________________________________________________________
Output
current
(p-p)
Dead time
Driver
output
section
OUT1
,
OUT2
IOUT1,
IOUT2
190
OUT1
,
OUT2
tDT
1.0
mA
1.5
1.5
OUT1
,
OUT2
V
OUT1
,
OUT2
Output
gulation
steps
Output
OUT1
,
OUT2
OUT1
voltage
Regulation
Output
,
OUT2
OUT1
,
current p-p
OUT2
Deadtime OUT1
of the
,
output
OUT2
Preheat
section
Preheat
OUT1
frequency
,
OUT2
Preheat
OUT1
frequency
,
OUT2
Output
OUT1
Voltage
,
(start-up ) OUT2
BJT MODE, load=100Ω,
Vcc=15V
V
VOUT1,
VOUT2
V
11
Output
current
(p-p)
maximum
µs
Bipolar mode
5
Output
voltage
(p-p)
minimum
Vout p-p > =11V,load at
each Output pin is
acapacitor 1000pF and
resistor 10Ω connected in
series to ground
V
BJT MODE, load=100Ω
Vcc=15V
V
VOUT1,
VOUT2
V
127
Step
41
mV/
step
IOUT1,
IOUT2
200
tDT
2.7
3
3.5
µs
fPRE
66.5
68
69.5
KHz
mA
fPRE
68
KHz
Vstart
9.6
V
12
At minimum output
voltage,using resistive load
to ground,see Fig8
Bipolar mode
________________________________________________________________________
Charge
current
Discharge
current
(ignite)
Voltage
under fault
condition
Output
voltage
Dynamic
current
CPRE
ICPRECH
1.1
µA
CPRE
ICPREDi
7
µA
0
V
CPRE
PEND
PEND
VCPREFAU
LT
VPEND
4.9
IPEND
5
5.1
53
(peck)
V
mA
Cpoff=100nF,Rpoff=10Ω,me
asured 1 sec after POFF
becomes active
Cpoff=100nF,Rpoff=10Ω,cur
rent measured after 20% of
the time constant given by
Rpoff and Cpoff
Oscillator
section
Oscillator
frequency
OUT1
,
OUT2
fosc
20
Oscillator
frequency
OUT1
,
OUT2
fosc
44.3
Oscillator
frequency
OUT1
,
OUT2
fosc
Oscillator
output
current
RT
IRT
20
µA
Oscillator
capacitor
voltage low
CT
VCTL
1
V
Oscillator
capacitor
voltage
high
CT
VCTH
1.5
V
Shut down
level
(ignite)
PRO
VPRO
1
V
Shut down
level
(run)
PRO
VPRO
0.6
Upper limit
of the
window
comparator
LD
VLDUP
45.1
100
kHz
45.9
kHz
Protection
section
3.9
4
13
4.1
V
adjustable with ext.
components
________________________________________________________________________
Lower limit
of the
window
comparator
Clamped
voltage
Sink current
(P-P)
VLDUP
0.9
1
HV
VHV
VDC
V
HV
IHV
1.5
mA
应用参考
BL8307
1N4007 X 4
6
LD
光T5 2X28 应用图
14
1.1
V
BL8307
________________________________________________________________________
调光灯 应用图
7
尺寸
15
________________________________________________________________________
UNITS
DIMENSION
LIMITS
Number of
Pins
Pitch
Top to
Seating Plane
Molded
Package
Thickness
Base to
Seating Plane
Shoulder to
Shoulder
Width
Molded
Package
Width
Overall
Length
Tip to
Seating Plane
Lead
Thickness
Upper Lead
Width
Lower Lead
Width
Overall Row
Spacing
INCHES*
MIN
MILIMETERS
NOM
MAX
MIN
NOM
n
14
14
p
.100
2.54
MAX
A
.140
.155
.170
3.56
3.94
4.32
A2
.115
.130
.145
2.92
3.30
3.68
A1
.015
E
.300
.300
.325
7.62
7.62
8.26
E1
.230
.250
.270
5.84
6.35
6.86.
D
.725
.750
.775
18.42
19.05
19.69
L
.125
.130
.135
3.18
3.30
3.43
c
.008
.012
.015
0.20
0.29
0.38
B1
.040
.058
.065
1.02
1.48
1.65
B
.015
.018
.020
0.38
0.46
0.51
eB
.310
.370
.430
7.87
9.40
10.92
0.38
16