该电路围绕IR51H420镇流器驱动混合电路构建,其中包含IR2151镇流器驱动IC和两个500伏2型HEXFET,采用半桥配置。当输入120伏交流线路电压(AC1 - N)时,电压被整流并加倍,提供约300伏的总线电压;当输入220伏交流线路电压(AC1 - AC2)时,电压被整流但不加倍,同样提供约300伏的总线电压。启动电阻R2的大小设置为能够提供足够电流启动IR51H420中的振荡器,但又不足以使并联钳位器调节并维持恒定振荡。在此约束下,电阻R2的功耗足够低,1/4瓦的电阻即可满足要求。由电容C10和二极管D5、D6组成的电荷泵电路,用于在IR51H420开始振荡时,为Vcc提供电流以提高电压,使并联钳位器进行调节。如果从电路中移除灯泡,电荷泵电容C10将不再有电流路径,这会导致IR51H420的Vcc电压开始下降。当IR51H420的Vcc电压降至负欠压锁定阈值以下时,振荡器停止切换。此时电压将再次开始上升,当电压达到正欠压锁定阈值时,IC再次开始振荡。如果电路中未安装灯泡,电荷泵电路将没有电流供应路径,Vcc电压将再次降至负欠压锁定阈值以下。电路将无限期地重复此序列,直到电源被移除或灯泡重新插入电路。如果灯泡重新插入电路,灯泡将点亮。
为了保证灯泡长寿命并实现软启动,必须对阴极进行预热,使其热电阻约为冷电阻值的三到四倍。这通过使用三步启动序列来实现,这三步对应三个振荡器频率设置。振荡器首先以远高于由电感L1和电容C9形成的LC电路谐振点的频率启动,以确保施加在灯泡两端的初始电压低于击穿电压。第二步频率低于第一步,选择该频率是为了在预热时间内提供足够大的电流来加热阴极,同时保持灯泡两端的电压低于击穿电压。第三步是将振荡器调整到最终运行频率。此时,灯泡两端的电压变得足够大以产生电弧,电路的谐振点下移,灯泡中的电流由电感L1限制。
频率转换通过切换用于设置振荡器频率的不同电容来实现。电容通过MOSFET短路来切换,MOSFET在不同时间开启。预热频率由以下公式确定:
f_ph = (C5 + C6) / (1.4 × R6 × C5 × C6)
预热时间由R3和C3形成的RC组合以及齐纳二极管D1的电压确定。当C3两端的电压达到齐纳二极管D1的电压加上Q1的开启阈值时,电容C6被短路,频率切换到最终运行频率。最终运行频率由以下公式给出:
f_run = 1 / (1.4 × R6 × C5)
物料清单中显示的最终元件值是为了驱动一个冷阴极电阻为4欧姆的13瓦紧凑型荧光灯而选择的。如果使用具有不同阴极电阻的灯泡,则需要更改预热频率选择的元件值。镇流器电路在25°C至105°C的不同温度下运行,其工作特性几乎没有变化。