飞兆半导体公司推出的FMS7401型数字功率控制器(DPC)为实现镇流器控制、电机控制和电池管理功能提供了理想的解决方案。基于FMS7401的简单、低成本、全数字调光电子镇流器能够提供更多的功能。例如荧光灯触发电压监测、无灯检测、灯寿终(EOL)识别及最佳预热时间设置等。

2 FMS7401的内部结构及引脚功能

FMS74采用14引脚PDIP、SOIC和TSSOP封装，引脚排列如图1所示。

FMS7401采用CMOS工艺制作，内置8位微控制器内核、1K字节代码EEPROM、64字节动态随机读写存储器(DRAM)、5通道8位ADC、带死区时间控制的12位PWM定时器、振荡器、增益为16的自动调零放大器及独立放大器、电平可编程比较器、看门狗复位电路及数字滤波器等。其内部结构如图2所示。表1列出FMS7401的引脚功能。

3 FMS7401的主要功能与特点

FMS7401基于数字硬件提供快速PWM和PFM。数字硬件结构含有所有传统微控制器特点，例如EEPROM、RAM、ADC和可编程参考电压等。为了实现快速控制，FMS7401内部还集成了运算放大器和模拟比较器。片内的PLL支持内部数字PWM频率高达64MHz。对于250kHz的PWM频率有8位的分辨率。

FMS7401输出可变频率脉冲，可用作驱动镇流器输出级LC串联谐振网络，对灯丝进行预热。FMS740l监控灯电流，能识别过电流、过电压、过温度、灯触发失败和灯丝断路等故障。

FMS740l的片内振荡器外部无需电阻器和电容器。振荡器有1μs的指令周期时间。对于一般用途的I／O脚，可以多输入唤醒。快速12位PWM定时器提供死区时间控制和半桥输出驱动。5通道8位ADC有1.2lV的内部参考电压，转换时间为21μs。片内有1mA的电流源产生器。FMS7401的可编程读／写具有禁止功能，软件I／O可随意选择。

FM7401支持数据EEPROM、代码EEPROM和初始化寄存器电路内部编程。电路内部编程由4线串行接口组成。为将器件设置成编程模式，系统复位期间10位操作码必须移位进入器件。器件有100000个数据变化，数据保留期间40年。

FMS7401应用电路

下图所示为基于FMS7401的32W荧光灯全数字调光电子镇器电路。110V的AC输入采用倍压整流电路，220V的AC输入采用全桥整流滤波电路。因此，二种AC输入产生的DC总线电压是相同的(约300V)。IC2和IC3分别为高侧MOSFET (V1)和低侧MOSFET(V2)的栅极驱动器。L2和Cres组成LC串联谐振网络，C6、C7、VD6、C8、VS1、R3、VS2和C9等组成：IC1、IC2和IC3的供电电路。

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图7所示为镇流器的驱动频率曲线。在半桥电路启动之后，首先输出预热频率fpre以加热灯丝。预热时间tpre可由IC1根据不同功率和型号的灯管编程设置，不需要任何无源元件。对于GE照明公司的32W BiaxT／E灯管，额定电压是100V，额定电流为0.32A。推荐预热时间tpre=2s。预热时间由IC1软件程序中的等待循环设置。在结束预热阶段后，驱动频率通过增加软件程序中的T1RA值降低。随频率向低处扫描，灯电压增加，并接近灯触发电压电平。当 频率接近输出LC电路的谐振频率时，发生LC串联谐振。在Cres上产生足够高的电压使灯管击穿而点亮。在L2=330μH和Cres=1.5nF下，谐振频率为226kHz。

灯一旦触发，驱动频率降至最低值f_run-low，镇流器进入调光模式。在频率从f_run-low开始向f_run-high线性增加过程中，L2的阻抗逐渐增大，灯电流减小，灯光渐暗。

不同工作模式的频率f和周期T由T1RA寄存器设置如下：

为使驱动频率有125kHz～500kHz的变化范围，IC1的时钟设置在2MHz，死区时间(t_dead)设置在0.1μs。在驱动频率为f_run-low(178kHz)时，灯亮度最大(100％)；当驱动频率升至f_run-high(267kHz)时，灯光最暗。

在故障情况下，IC1输出控制端口被设置到低电平，IC2和IC3的HO脚及LO脚驱动输出被禁止V1和V2截止。

利用FMS7401还可以设计F8T15／8W、F15T8／15W、F32T8／32W和F40T12／40W等不同型号和不同功率的荧光灯的数字调光电子镇流器。