專利名稱：三角波信號的相位同步化方法、及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種，在為了實(shí)施PWM控制等使用三角波信號的多個(gè)電子設(shè)備之間、令三角波信號具備各個(gè)給定的相位差來實(shí)現(xiàn)同步的相位同步化方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，在電氣裝置中，使用相位各不相同的多個(gè)三角波信號，來對多個(gè)控制對象實(shí)施PWM控制(參照特開2000-92851號公報(bào))。在此現(xiàn)有的技術(shù)中，通過令原信號經(jīng)過各個(gè)移相器，獲得相位不同的多個(gè)三角波信號。該移相器，通過寄存器等將原信號數(shù)字地延遲各不相同的時(shí)長(timing)。
由于這種現(xiàn)有的相位不同的多個(gè)三角波信號的產(chǎn)生方法中，必須有移相器，因此其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。另外，在使用三角波信號的各個(gè)設(shè)備分別具有三角波信號的產(chǎn)生電路的系統(tǒng)中，難以將其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種三角波信號的同步化方法及其系統(tǒng)，在用多個(gè)電子設(shè)備分別產(chǎn)生三角波信號的同時(shí)，可以使這些三角波信號分別具有給定的相位差實(shí)現(xiàn)同步。
本發(fā)明的三角波信號的相位同步化方法的特征是使電荷向電容器充放電，來產(chǎn)生在上限電平和下限電平之間變化的從機(jī)用三角波信號，當(dāng)主機(jī)用三角波信號的電平達(dá)到給定電平時(shí)，產(chǎn)生檢測信號，根據(jù)所述檢測信號，將所述電容器的電荷迅速充電或放電，以使所述從機(jī)用三角波信號變?yōu)樗錾舷揠娖交蛳孪揠娖?，將所述從機(jī)用三角波信號同步化為相對所述主機(jī)用三角波信號具有給定相位差。
另外，三角波信號的相位同步化方法的特征是使電荷向第1電容器至第N電容器(N為2以上的整數(shù))充放電，來分別產(chǎn)生在上限電平和下限電平之間變化的第1三角波信號至第N三角波信號，當(dāng)所述第J(J為1至N-1的任一值)三角波信號的電平達(dá)到給定電平時(shí)，使所述第J+1電容器的電荷迅速充電或放電，以達(dá)到所述上限電平或下限電平，將所述第1三角波信號至第N三角波信號，同步化為依次具有給定相位差。
另外本發(fā)明的三角波信號的相位同步化方法的特征是使電荷向第1電容器至第N電容器(N為2以上的整數(shù))充放電，來分別產(chǎn)生在上限電平和下限電平之間變化的第1三角波信號至第N三角波信號，當(dāng)所述第1三角波信號的電平，達(dá)到多個(gè)不同的給定電平中的、對應(yīng)所述第2三角波信號至第N三角波信號而定的給定電平時(shí)，使所述第2電容器至第N電容器的電荷迅速充電或放電，以達(dá)到所述上限電平或下限電平，將所述第2三角波信號至第N三角波信號，同步化為相對所述第1三角波信號分別具有給定相位差。
本發(fā)明的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)的特征是具有第1電子設(shè)備至第N(N為2以上的整數(shù))電子設(shè)備，包含有使電荷向電容器充放電來產(chǎn)生在上限電平和下限電平間變化的三角波信號的三角波信號產(chǎn)生電路，以及，第1相位同步化電路至第N-1相位同步化電路，包含比較檢測電路，其輸入所述N個(gè)電子設(shè)備之中的1個(gè)電子設(shè)備的三角波信號作為主機(jī)用三角波信號，將該主機(jī)用三角波信號的電平和給定閾值進(jìn)行比較，并當(dāng)所述主機(jī)用三角波信號的電平達(dá)到所述給定閾值時(shí)輸出檢測信號；以及，開關(guān)，其用于根據(jù)該比較檢測電路的檢測信號，將用于產(chǎn)生所述主機(jī)用三角波信號的1個(gè)電子設(shè)備之外的電子設(shè)備中的任意一個(gè)電子設(shè)備的三角波信號、作為從機(jī)用三角波信號產(chǎn)生的所述電容器的電荷，迅速地充電或放電，以達(dá)到所述上限電平或下限電平，將所述從機(jī)用三角波信號同步化為相對所述主機(jī)用三角波信號具有給定的相位差。
另外，本發(fā)明的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)的特征是所述第K(K為2至N的任意值)電子設(shè)備的三角波信號，通過所述第K-1同步化電路，同步化為相對所述第K-1電子設(shè)備的三角波信號具有給定相位差，且所述第1電子設(shè)備的三角波信號至第N電子設(shè)備的三角波信號被同步化為依次具有給定相位差。并且，其特征是，所述第1相位同步化電路至第N-1相位同步化電路，被供給通用的閾值作為給定閾值，所述第1電子設(shè)備的三角波信號至第N電子設(shè)備的三角波信號被同步化為依次具有相同相位差。
另外，本發(fā)明的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)的特征是所述第K(K為2至N的任意值)電子設(shè)備的三角波信號，通過所述第K-1同步化電路，被同步化為相對所述第1電子設(shè)備的三角波信號分別具有給定相位差。并且，其特征是，所述第1相位同步化電路至第N-1相位同步化電路，使用多個(gè)不同的閾值之中的1個(gè)閾值作為給定閾值，所述第2電子設(shè)備的三角波信號至第N電子設(shè)備的三角波信號，被同步化為相對所述第1電子設(shè)備的三角波信號、具有與使用的閾值相對應(yīng)的給定相位差。
另外，本發(fā)明的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)的特征是所述第1電子設(shè)備至第N電子設(shè)備，是基于從直流電源向負(fù)載供給交流電能的直流—交流變換裝置。
另外，本發(fā)明的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)的特征是所述比較檢測電路，具有比較器，其對輸入的三角波信號的電平和所述給定閾值進(jìn)行比較；和，變化檢測電路，其當(dāng)該比較器的輸出產(chǎn)生給定的變化時(shí)輸出所述檢測信號。并且，其特征是，所述變化檢測電路是包括電容器和電阻的微分電路。
另外，本發(fā)明的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)的特征是具有基準(zhǔn)電壓電路，其產(chǎn)生成為所述給定閾值的至少1個(gè)閾值電壓、和所述上限電平或下限電平的電壓。并且，其特征是，具有電壓跟隨器，其輸入所述基準(zhǔn)電壓電路的所述上限電平或下限電平的電壓，并輸出該電壓。
通過本發(fā)明，在三角波信號的相位同步化方法及其系統(tǒng)中，能用多個(gè)電子設(shè)備分別產(chǎn)生三角波信號，同時(shí)能使這些三角波信號具有給定的相位差同步。從而，本發(fā)明不需要移相。
另外，即使各個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的三角波信號的頻率，因振蕩電路元件的特性隨機(jī)偏差等存在細(xì)微的差異，也以主機(jī)用三角波信號為基準(zhǔn)，在每個(gè)周期內(nèi)同步化為具有給定的相位差。從而不會(huì)積累頻率的誤差。
另外，用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的同步化機(jī)構(gòu)，能夠用由比較器、變化檢測電路以及開關(guān)構(gòu)成的簡單的相位同步化電路構(gòu)成。因此，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)并且廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)與三角波移相相同的功能。


圖1為有關(guān)本發(fā)明的逆變器的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為用于圖1的控制器IC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3為有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的、逆變器的并行運(yùn)行系統(tǒng)的整體圖。
圖4為有關(guān)圖3的逆變器的并行運(yùn)行的、第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為用于說明圖4的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖6為表示有關(guān)圖3的逆變器的并行運(yùn)行的、第2實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖7為用于說明圖6的動(dòng)作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的三角波信號的相位同步化方法及其系統(tǒng)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在下面的實(shí)施方式中，在使用作為電子設(shè)備的直流—交流變換裝置(以下，稱作逆變器)、將多個(gè)冷陰極熒光燈(CCFL)并行運(yùn)行的情況下，對本發(fā)明進(jìn)行說明。首先，參照圖1、圖2，對該并行運(yùn)行系統(tǒng)中使用的單個(gè)逆變器100及其控制器IC200的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1中，用作為第1開關(guān)的P型MOSFET(以下，稱PMOS)101、和作為第2開關(guān)的N型MOSFET(以下，稱NMOS)102，形成去往變壓器TR的一次繞組105的第1方向的電流路徑。另外，用作為第3開關(guān)的PMOS103、和作為第4開關(guān)的NMOS104，形成去往變壓器TR的一次繞組105的第2方向的電流路徑。這些PMOS101、103和NMOS102、104，分別具有體二極管(bodydiode)(即、back gate diode后—閘極二極管)。通過此體二極管，可流過與本來的電流路徑方向相反的電流。再者，也可以另外設(shè)置實(shí)現(xiàn)與體二極管相同功能的二極管。
直流電源BAT的電源電壓VCC，通過PMOS101、103和NMOS102、104供給變壓器TR的一次繞組105，其2次繞組106上感應(yīng)有對應(yīng)繞組比的高電壓。該感應(yīng)得到的高電壓被供給冷陰極熒光燈FL，點(diǎn)亮冷陰極熒光燈FL。
電容器111、電容器112，是與電阻117、電阻118一起，檢測出對冷陰極熒光燈FL所施加的電壓，反饋給控制器IC200的元件。電阻114、115，是檢測出流過冷陰極熒光燈FL的電流，反饋給控制器IC200的元件。另外，電容器111是用于使其電容和變壓器TR的感應(yīng)系數(shù)成分產(chǎn)生共振的元件，此共振還有利于冷陰極熒光燈FL的寄生電容。113、116、119、120為二極管。另外，151、152為電源電壓穩(wěn)定用的電容器。
控制器IC200具有多個(gè)輸入輸出管腳。第1管腳1P，為PWM模式和間隔動(dòng)作(以下，稱脈沖串(burst))模式的切換端子。該第1管腳1P上，從外部輸入決定這兩個(gè)模式的切換以及脈沖串模式時(shí)的占空比的占空信號DUTY。第2管腳2P是連接脈沖串模式振蕩器(BOSC)的振蕩頻率設(shè)定用的電容器的電容連接端子。該第2管腳2P上，連接有設(shè)定用電容器131，其上產(chǎn)生脈沖串用三角波信號BCT。
第3管腳3P，為連接PWM模式振蕩器(OSC)的振蕩頻率設(shè)定用的電容器的電容連接端子。此第3管腳3P上，連接有設(shè)定用電容器132，其上產(chǎn)生PWM用三角波信號CT。第4管腳4P，為設(shè)定第3管腳3P的充電電流的設(shè)定電阻連接端子。此第4管腳4P上，連有設(shè)定用電阻133，流有與其電位RT和電阻值相對應(yīng)的電流。第5管腳5P，為接地端子，處于地電位GND。
第6管腳6P，為設(shè)定第3管腳3P的充電電流的設(shè)定電阻連接端子。此第6管腳6P上，連有設(shè)定用電阻134，通過控制器IC200的內(nèi)部電路的控制，此電阻134與設(shè)定用電阻133并聯(lián)連接或者斷開。該第6管腳6P的電位SRT為地電位GND或第4管腳4P的電位RT。第7管腳7P為用于設(shè)定定時(shí)器閂鎖(timer latch)的設(shè)定電容連接端子。該第7管腳7P上，連接有用于決定內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作用的動(dòng)作時(shí)限的電容器135，產(chǎn)生與電容器135的電荷相應(yīng)的電位SCP。
第9管腳9P，為第1誤差放大器用輸入端子。該第9管腳9P上，通過電阻140，輸入與流過冷陰極熒光燈FL中的電流相對應(yīng)的電流檢測信號(以下，稱作檢測電流)IS。該檢測電流IS，被輸入第1誤差放大器中。第8管腳8P，為第1誤差放大器用輸出端子。該第8管腳8P和第9管腳9P之間，連接有電容器136。第8管腳8P的電位為反饋電壓FB，是用于PWM控制的控制電壓。以下各個(gè)電壓若無特別說明，均以地電位為基準(zhǔn)。
第10管腳10P，為第2誤差放大器用輸入端子。該第10管腳10P上，通過電阻139，輸入與施加于冷陰極熒光燈FL的電壓相對應(yīng)的電壓檢測信號(以下，稱作檢測電壓)VS。然后，該檢測電壓VS被輸入第2誤差放大器。第10管腳10P與第8管腳8P之間連接有電容器137。
第11管腳11P，為起動(dòng)以及起動(dòng)時(shí)間設(shè)定端子。此第11管腳11P上，通過電阻143和電容器142，被施加有抑制延遲起動(dòng)信號ST的噪聲的信號STB。第12管腳12P，為連接用于設(shè)定慢起動(dòng)(slow start)時(shí)間的電容的電容連接端子。此第12管腳12P和地之間連接有電容器141，產(chǎn)生起動(dòng)時(shí)逐步上升的慢起動(dòng)用的電壓SS。
第13管腳13P，為同步用端子，當(dāng)與其他控制器IC協(xié)動(dòng)時(shí)，與其連接。第14管腳14P，為內(nèi)部時(shí)鐘輸入輸出端子，當(dāng)與其他控制器IC協(xié)動(dòng)時(shí)，與其連接。
第15管腳15P，為外置FET驅(qū)動(dòng)電路的地端子。第16管腳16P，為輸出NMOS102的柵極驅(qū)動(dòng)信號N1的端子。第17管腳17P，為輸出NMOS104的柵極驅(qū)動(dòng)信號N2的端子。第18管腳18P，為輸出PMOS103的柵極驅(qū)動(dòng)信號P2的端子。第19管腳19P，為輸出PMOS101的柵極驅(qū)動(dòng)信號P1的端子。第20管腳20P，為輸入電源電壓VCC的電源端子。
表示控制器IC200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖2中，OSC模塊201，產(chǎn)生由連接在第3管腳3P上的電容器132和連接在第4管腳上的電阻133、134決定周期的PWM三角波信號CT，并供給PWM比較器214。OSC模塊201，還將與三角波信號CT同步的內(nèi)部時(shí)鐘供給邏輯模塊203。
BOSC模塊202，為脈沖串用三角波信號振蕩電路，產(chǎn)生由連接在第2管腳2P上的電容器131決定的脈沖串用三角波信號BCT。脈沖串用三角波信號BCT的頻率，設(shè)定得比PWM三角波信號CT的頻率低很多(BCT頻率＜CT頻率)。用比較器221對供給第1管腳1P的模擬(直流電壓)的占空信號DUTY和脈沖串用三角波信號BCT進(jìn)行比較。通過或電路239，用該比較器221的比較輸出驅(qū)動(dòng)NPP晶體管(以下，稱作NPN)234。再者，當(dāng)?shù)?管腳1P上被供有數(shù)字(PWM形式)的占空信號DUTY時(shí)，將電阻連接在第2管腳2P上并從BOSC模塊202中產(chǎn)生脈沖串用給定電壓。
邏輯模塊203，輸入PWM控制信號等，按照給定的邏輯生成開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號。輸出模塊204，按照來自邏輯模塊203的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號，生成柵極驅(qū)動(dòng)信號P1、P2、N1、N2，并施加給PMOS101、103和NMOS102、104的柵極。
慢起動(dòng)模塊205，輸入起動(dòng)信號ST，若通過電容器142、電阻143緩慢上升的電壓STB、即對比較器217的輸入，超過其基準(zhǔn)電壓Vref6，則由比較器217的輸出起動(dòng)。令比較器217的輸出，能夠驅(qū)動(dòng)邏輯模塊203。再者，249為反相電路。另外，由比較器217的輸出，通過或電路243復(fù)位觸發(fā)器(FF)電路242。慢起動(dòng)模塊205起動(dòng)后，慢起動(dòng)電壓SS逐步上升，并作為比較輸入被輸入到PWM比較器214中。從而，在起動(dòng)時(shí)，PWM控制，根據(jù)慢起動(dòng)電壓SS進(jìn)行。
再者起動(dòng)時(shí)，比較器216在輸入超過基準(zhǔn)電壓Vref5的時(shí)刻，通過或電路247，截止NMOS246。由此，斷開電阻134，并改變PWM用三角波信號CT的頻率。另外，在或電路247中，還輸入比較器213的輸出。
第1誤差放大器211，對與冷陰極熒光燈FL的電流成比例的檢測電流IS、和基準(zhǔn)電壓Vref2(例如、1.25v)進(jìn)行比較，并通過與此誤差相對應(yīng)的輸出，控制連接在恒流源I1上的NPN235。該NPN235的集電極，連接在第8管腳8P上，此連接點(diǎn)(即、第8管腳8P)的電位為反饋電壓FB，作為比較輸入被輸入到PWM比較器214中。
PWM比較器214中，對三角波信號、和反饋電壓FB或慢起動(dòng)電壓SS的較低一方的電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生PWM控制信號，并通過與電路248供給邏輯模塊203。起動(dòng)結(jié)束后的穩(wěn)定狀態(tài)中，比較三角波信號CT和反饋電壓FB，并自動(dòng)控制以使冷陰極熒光燈FL中流有設(shè)定的電流。
再者，由于在第8管腳8P和第9管腳9P之間，連接有電容器136，因此反饋電壓FB平滑地增加或減少。從而，PWM控制可以無沖擊(shock)地平穩(wěn)進(jìn)行。
第2誤差放大器212，對與冷陰極熒光燈FL的電壓成比例的檢測電壓VS、和基準(zhǔn)電壓Vref3(例如、1.25v)進(jìn)行比較，并通過與該誤差相對應(yīng)的輸出，對雙集電極的一方連接在恒流源I1上的雙集電極結(jié)構(gòu)的NPN238進(jìn)行控制。由于該NPN238的集電極還連接在第8管腳8P上，因此反饋電壓FB也被檢測電壓VS控制。從而，比較器212以及NPN238，構(gòu)成控制反饋信號FB的反饋信號控制電路。
再者，若反饋電壓FB超過基準(zhǔn)電壓Vref1(例如，3v)，PNP晶體管(以下，稱PNP)231導(dǎo)通，限制反饋電壓FB的過上升。
比較器215，將由電阻240、241分壓電源電壓VCC后的電壓、和基準(zhǔn)電壓Vref7(例如，2.2v)進(jìn)行比較，在電源電壓VCC達(dá)到給定值的時(shí)刻將其輸出反相，并通過或電路243復(fù)位FF電路242。
比較器218，將慢起動(dòng)電壓SS與基準(zhǔn)電壓Vref8(例如，2.2v)進(jìn)行比較，若電壓SS變大，則通過與電路244以及或電路239導(dǎo)通NPN234。通過NPN234的導(dǎo)通，二極管232通過電流源I2被反偏置，其結(jié)果可進(jìn)行第1誤差放大器211的正常動(dòng)作。從而，NPN234、二極管232以及電流源I2，構(gòu)成切換脈沖串控制和脈寬控制的控制模式切換電路。再者，二極管237以及PNP236，用于限制過電壓。
若雙集電極的另一方連接在恒流源I3上的NPN238由第2誤差放大器212被導(dǎo)通，則比較器219，令該集電極的電壓低于基準(zhǔn)電壓Vref9(例如、3.0v)，并反相比較輸出。比較器220，將反饋電壓FB與基準(zhǔn)電壓Vref10(例如、3.0v)進(jìn)行比較，若反饋電壓FB較高，則反相比較輸出。將比較器219、220的輸出以及比較器218的輸出的反相信號，通過或電路245施加在計(jì)時(shí)器模塊206上，計(jì)測給定時(shí)間并輸出。根據(jù)該計(jì)時(shí)器模塊206的輸出，將FF242置位，并由此FF電路242的Q輸出停止邏輯模塊203的動(dòng)作。
通過如上構(gòu)成的逆變器控制的CCFL，作為筆記本電腦的液晶監(jiān)視器、液晶電視接收機(jī)等的液晶顯示器的背光光源來使用。最近，伴隨液晶顯示器的大畫面化，將多個(gè)CCFL分散配置來作為背光光源越來越普遍。
此時(shí)，要將1臺逆變器的輸出分散供給配置的多個(gè)CCFL，就得四處布置高電壓的布線。由于對CCFL的高電壓的布線，會(huì)對其他的裝置帶來電磁影響，因此最好令其距離盡可能短。另外，為了在與變壓器的電感的共振中有效利用CCFL的寄生電容，也希望對CCFL的布線短。根據(jù)這些理由，希望將用于控制各個(gè)CCFL的逆變器，盡可能靠近各個(gè)CCFL配置。
圖3為多個(gè)逆變器的并行運(yùn)行系統(tǒng)的整體圖。如圖3所示，多個(gè)逆變器100A～100C并行運(yùn)行。逆變器100A～100C，分別設(shè)置得與配置在液晶顯示器各處的多個(gè)冷陰極熒光燈FLA～FLC接近。
該圖3中，雖然表示了冷陰極熒光燈為3個(gè)的示例，但當(dāng)然可以有任意個(gè)。另外，也可用1個(gè)逆變器對應(yīng)2個(gè)以上的冷陰極熒光燈。此時(shí)，令圖1的變壓器TR的二次繞組為多個(gè)，從各個(gè)二次繞組給冷陰極熒光燈FL供電?；蛘?，可在圖1的控制器IC200中設(shè)置多個(gè)系統(tǒng)的PWM控制電路部，輸出多個(gè)系統(tǒng)的PWM驅(qū)動(dòng)信號。
然后，在調(diào)整背光光源時(shí)實(shí)施脈沖串調(diào)光。在該脈沖串調(diào)光時(shí)，最好將多個(gè)逆變器的使用狀況平均化，并減小與電源對應(yīng)的負(fù)載變化。因此，必須由各個(gè)逆變器使用于脈沖串調(diào)光的脈沖串用三角波信號BCT的各相位以給定相位不同。
參照圖4～圖7，對此目的下的三角波信號BCT的相位同步方法以及相位同步系統(tǒng)進(jìn)行說明。圖4，是表示使作為電子設(shè)備的逆變器的各個(gè)脈沖串用三角波信號BCT具有給定的相位差同步化的、第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的圖。圖5為用于說明圖4的時(shí)序圖。
圖4中，控制器IC200A～200C，為用圖2詳細(xì)說明的控制器IC。這些控制器IC200A～200C，產(chǎn)生分別設(shè)計(jì)為相同頻率的脈沖串用三角波信號BCT(BCTa～BCTc)。該脈沖串用三角波信號BCTa～BCTc，在各個(gè)控制器IC的內(nèi)部被利用的同時(shí)，還通過外部端子2P取出到外部。再者，連接在外部端子2P上的電容器131A～131C，是通過對其充放電產(chǎn)生三角波的元件，雖然如圖所示設(shè)置于控制器IC200A～200C的外部，但也可設(shè)置于控制器IC200A～200C的內(nèi)部。
該脈沖串用三角波信號BCTa～BCTc，雖然設(shè)計(jì)成頻率相同，但也會(huì)因使用的元件的特性的隨機(jī)偏差等、其頻率分別具有細(xì)微的差異。從而，無法以保持住給定的相位差的狀態(tài)持續(xù)振蕩出三角波信號BCTa～BCTc。
基準(zhǔn)電壓電路10，根據(jù)電源電壓VCC，產(chǎn)生閾值電壓Vth和三角波信號BCT的下限電平電壓V1。閾值電壓Vth被供給各個(gè)相位同步化電路PH1、PH2，另一方面下限電平電壓V1被通過緩沖電路BF供給各個(gè)相位同步化電路PH1、PH2。該基準(zhǔn)電壓電路10，可最簡單地由電阻分壓電路構(gòu)成。另外，在提高其電壓精度時(shí)，也可用恒壓電路來構(gòu)成基準(zhǔn)電壓電路10。
緩沖電路BF，是輸出電壓與輸入的電壓相同，其輸出阻抗極小的電路。因此，由電壓跟隨器構(gòu)成。另外，根據(jù)這種功能，也可用電容大到一定程度的電容器來代替緩沖電路BF。這些基準(zhǔn)電壓電路10或緩沖電路BF，可與任意的相位同步化電路PH1、PH2一起構(gòu)成。即，可在相位同步化電路中，插入基準(zhǔn)電壓電路10或緩沖電路BF。
相位同步化電路PH1，具備將主機(jī)用控制器IC200A的三角波信號BCTa輸入到同相輸入端子(+)、且將閾值電壓Vth輸入到反相輸入端子(-)的比較器CP1；由用于對該比較器CP1的輸出進(jìn)行微分的電容器C1·電阻R1構(gòu)成的微分電路；以及，通過該微分電路的微分輸出(以下，稱作檢測信號)DP1導(dǎo)通的開關(guān)Q1。由于開關(guān)Q1，可在輸出微分電路的檢測信號DP1的期間導(dǎo)通，因此使用圖示的這種N型MOS晶體管或NPN晶體管等。
此開關(guān)Q1，連接在緩沖電路BF的輸出端、和第1從機(jī)用控制器IC200B的外部端子2P之間。通過開關(guān)Q1的導(dǎo)通，電容器131B的電荷迅速被放電，使得其電壓變?yōu)橄孪揠妷篤1。
再者，設(shè)置三角波信號BCT的上限電平電壓Vh電壓源，可在開關(guān)Q1導(dǎo)通時(shí)將電容器的電荷快速充電至上限電平電壓Vh。此時(shí)，以上限電平電壓Vh為基準(zhǔn)同步化。
相位同步化電路PH2，結(jié)構(gòu)與相位同步化電路PH1相同。只不過，比較器CP2的正相輸入端子(+)中，輸入第1從機(jī)用控制器IC200B的三角波信號BCTb。另外，開關(guān)Q2，連接在緩沖電路BF的輸出端和第2從機(jī)用控制器200C的外部端子2P之間。通過開關(guān)Q2的導(dǎo)通，電容器131C的電荷迅速被放電，使其電壓變?yōu)橄孪揠妷篤1。
再有，在設(shè)有第3從機(jī)用控制器IC200D(未圖示)時(shí)，第2從機(jī)用控制器IC200C的三角波信號BCTc，被同樣提供給具有相同功能的相位同步化電路PH3(未圖示)。即，可以根據(jù)需要設(shè)置任意臺控制器IC。
再者，這些基準(zhǔn)電壓電路10、緩沖電路BF、相位同步化電路PH1、PH2，任意逆變器、例如包含主機(jī)用控制器IC200A的逆變器100A內(nèi)均設(shè)有。
參照圖5的時(shí)序圖，對如此構(gòu)成的第1實(shí)施方式中的、圖4的三角波信號BCT的相位同步系統(tǒng)的動(dòng)作，進(jìn)行說明。
各個(gè)控制器IC200A～200C，被施加電源后，分別開始三角波信號BCTa～BCTc的振蕩。主機(jī)用控制器IC200A的三角波信號BCTa，如圖5所示，在時(shí)刻t1從下限電平V1開始上升，以給定的周期振蕩。由于三角波信號BCTa為主信號，因此與其他的三角波信號BCTb、BCTc無關(guān)地、自由振蕩。
三角波信號BCTa，在時(shí)刻t2到達(dá)閾值Vth后，比較器CP1的輸出從L電平變?yōu)镠電平。微分對該H電平的變化得到的檢測信號DP1，被供給開關(guān)Q1，開關(guān)Q1導(dǎo)通。通過開關(guān)Q1的導(dǎo)通，電容器131B中蓄積的電荷，在變?yōu)橄孪揠娖诫妷篤1之前被瞬時(shí)放電。從而，第1從機(jī)用控制器IC200B的三角波信號BCTb，無論在該時(shí)刻t2為何種相位，都形成從時(shí)刻t2開始上升的三角波信號。三角波信號BCTb成為從三角波信號BCTa只延遲給定的相位差θ的信號。
另外，三角波信號BCTb，在時(shí)刻t3到達(dá)閾值Vth后，比較器CP2的輸出從L電平變?yōu)镠電平。微分該H電平的變化得到的檢測信號DP2，被提供給開關(guān)Q2，開關(guān)Q2導(dǎo)通。通過開關(guān)Q2的導(dǎo)通，電容器131C中蓄積的電荷，在變?yōu)橄孪揠娖诫妷篤1之前被瞬時(shí)放電。從而，第2從機(jī)用控制器IC200C的三角波信號BCTc，無論在該時(shí)刻t3為何種相位，都形成從時(shí)刻t3開始上升的三角波信號。由此，三角波信號BCTc，從三角波信號BCTb再只延遲給定的相位差θ。
這種動(dòng)作，也在時(shí)刻t4、時(shí)刻t5、時(shí)刻t6同樣重復(fù)實(shí)施。從而，三角波信號BCTa～BCTc，以主機(jī)用三角波信號BCTa為基準(zhǔn)，被同步化為在每個(gè)周期中具有給定的相位差θ。從而，即使由振蕩電路元件的特性的隨機(jī)偏差而其頻率分別存在細(xì)微的差別，三角波信號BCTa～BCTc也不會(huì)積累頻率的誤差。
因此，全部的控制器IC200A～200C、進(jìn)而全部的逆變器，可維持給定的相位差θ，來進(jìn)行脈沖串調(diào)光。
另外，用于實(shí)現(xiàn)該目的的模塊，能夠用由帶微分電路的比較器和開關(guān)構(gòu)成的簡單的相位同步化電路PH1、PH2實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明中，以簡單的結(jié)構(gòu)且廉價(jià)、實(shí)質(zhì)地實(shí)施三角波的移相。
再有，由于使從主機(jī)用控制器IC200A向第1從機(jī)用控制器IC200B、再向第2從機(jī)用控制器IC依次具有給定相位差θ，因此能夠?qū)?yīng)任意數(shù)量的三角波信號。
圖6，是表示使作為電子設(shè)備的逆變器的各個(gè)脈沖串用三角波信號BCT具有給定的相位差同步化的、第2實(shí)施方式的構(gòu)成例的圖。圖7為用于說明圖6的時(shí)序圖。
圖6中，與第1實(shí)施方式的圖4相比，在基準(zhǔn)電壓電路10輸出多個(gè)閾值電壓Vth1、Vth2這點(diǎn)上，以這多個(gè)閾值電壓Vth1、Vth2為基準(zhǔn)電壓、如圖所示那樣選擇性地供給各個(gè)相位同步化電路PH1～PH3這點(diǎn)上，主機(jī)用控制器IC的三角波信號BCTa被作為比較電壓供給全部的相位同步化電路PH1～PH3這點(diǎn)上，有所不同。
再有，相位同步化電路PH3中，將閾值電壓Vth2輸入到比較器CP3的同相輸入(+)中，將三角波信號BCTa輸入到反相輸入端子(-)中。這樣，在相位同步化電路PH3中，在三角波信號BCTa從高電壓降低達(dá)到閾值電壓Vth2的時(shí)刻，開關(guān)Q3變?yōu)閷?dǎo)通。
參照圖7的時(shí)序圖，對有關(guān)這樣構(gòu)成的第2實(shí)施方式中的、圖6的三角波信號BCT的相位同步系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
各個(gè)控制器IC200A～200D，被施加電源后，開始各個(gè)三角波BCTa～BCTd的振蕩。主機(jī)用控制器IC200A的三角波信號BCTa，如圖7所示，在時(shí)刻t1從下限電平V1開始上升，以給定的周期振蕩。由于三角波信號BCTa為主信號，因此與其他的三角波信號BCTb～BCTd無關(guān)地、自由振蕩。
三角波信號BCTa，在時(shí)刻t2達(dá)到閾值Vth1后，比較器CP1的輸出從L電平變?yōu)镠電平。微分該對H電平的變化得到的檢測信號DP1被供給開關(guān)Q1，開關(guān)Q1導(dǎo)通。通過開關(guān)Q1的導(dǎo)通，電容器131B中蓄積的電荷在變?yōu)橄孪揠娖诫妷篤1之前被瞬時(shí)放電。從而，無論來自第1從機(jī)用控制器IC200B的三角波信號BCTb在該時(shí)刻t2上為何種相位，都變?yōu)閺臅r(shí)刻t2開始上升的三角波信號。三角波信號BCTb成為從三角波信號BCTa只延遲給定的相位差θ1的信號。
另外，三角波信號BCTa，在時(shí)刻t3到達(dá)閾值Vth2后，比較器CP2的輸出從L電平變?yōu)镠電平。從而同樣，無論來自第2從機(jī)用控制器IC200C的三角波信號BCTc在該時(shí)刻t3上為何種相位，都變?yōu)閺臅r(shí)刻t3開始上升的三角波信號。這樣，三角波信號BCTc成為從三角波信號BCTb開始再只延遲給定的相位差θ2的信號。
還有，在三角波信號BCTa從高電壓降低達(dá)到閾值電壓Vth2的時(shí)刻t4，比較器CP3的輸出從L電平變?yōu)镠電平。微分該對H電平的變化得到的檢測信號DP3被供給開關(guān)Q3，開關(guān)Q3導(dǎo)通。這樣，無論來自第3從機(jī)用控制器IC200D的三角波信號BCTd，在該時(shí)刻t4為何種相位，都變?yōu)閺臅r(shí)刻t4開始上升的三角波信號。三角波信號BCTd成為從三角波信號BCTc開始只延遲給定的相位差θ3的信號。
這種動(dòng)作，在時(shí)刻t5、時(shí)刻t6、時(shí)刻t7、時(shí)刻t8，也同樣反復(fù)進(jìn)行。從而，三角波信號BCTa～BCTd，以主機(jī)用三角波信號BCTa為基準(zhǔn)，在每個(gè)周期中，被同步化為具備給定的相位差θ1、θ1+θ2、θ1+θ2+θ3。因此，即使三角波信號BCTa～BCTd因振蕩電路元件的特性的隨機(jī)偏差等而其頻率分別存在細(xì)微的差別，也能無障礙地維持同步。
這樣，在該第2實(shí)施方式中，也與第1實(shí)施方式同樣，不會(huì)積累頻率的誤差，并能將所有的控制器IC200A～200D、進(jìn)而將全部逆變器維持給定的相位差θ(θ1、θ1+θ2、θ1+θ2+θ3)來進(jìn)行脈沖串調(diào)光。
再有，通過產(chǎn)生多個(gè)閾值電壓Vth1、Vth2作為基準(zhǔn)電壓，并從主機(jī)用控制器IC200A向所有從機(jī)用控制器IC200B～200D提供三角波信號BCTa作為比較電壓；以及，通過將一部分的相位同步化電路(圖6中為PH3)的比較器的基準(zhǔn)電壓Vth和比較電壓BCTa的輸入端子，與其他的相位同步化電路的比較器的這些端子相反，能夠產(chǎn)生具備1周期內(nèi)的任意相位差的三角波信號。
(工業(yè)上的可利用性)如上所述，有關(guān)本發(fā)明的三角波信號的相位同步化方法及其系統(tǒng)，適用于并行運(yùn)行逆變器的系統(tǒng)。特別是，適用于使用多個(gè)熒光燈用作液晶顯示裝置的背光用光源。
權(quán)利要求
1.一種三角波信號的相位同步化方法，其特征在于使電荷向電容器充放電，來產(chǎn)生在上限電平和下限電平之間變化的從機(jī)用三角波信號，當(dāng)主機(jī)用三角波信號的電平達(dá)到給定電平時(shí)，產(chǎn)生檢測信號，根據(jù)所述檢測信號，將所述電容器的電荷迅速充電或放電，以使所述從機(jī)用三角波信號變?yōu)樗錾舷揠娖交蛳孪揠娖?，將所述從機(jī)用三角波信號，同步化為相對所述主機(jī)用三角波信號具有給定相位差。
2.一種三角波信號的相位同步化方法，其特征在于使電荷向第1電容器至第N電容器(N為2以上的整數(shù))充放電，來分別產(chǎn)生在上限電平和下限電平之間變化的第1三角波信號至第N三角波信號，當(dāng)所述第J(J為1至N-1的任一值)三角波信號的電平達(dá)到給定電平時(shí)，使所述第J+1電容器的電荷迅速充電或放電，以達(dá)到所述上限電平或下限電平，將所述第1三角波信號至第N三角波信號，同步化為依次具有給定相位差。
3.一種三角波信號的相位同步化化方法，其特征在于使電荷向第1電容器至第N電容器(N為2以上的整數(shù))充放電，來分別產(chǎn)生在上限電平和下限電平之間變化的第1三角波信號至第N三角波信號，當(dāng)所述第1三角波信號的電平，達(dá)到多個(gè)不同的給定電平中的、對應(yīng)所述第2三角波信號至第N三角波信號而定的給定電平時(shí)，使所述第2電容器至第N電容器的電荷迅速充電或放電，以達(dá)到所述上限電平或下限電平，將所述第2三角波信號至第N三角波信號，同步化為相對所述第1三角波信號分別具有給定相位差。
4.一種三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于具有第1電子設(shè)備至第N(N為2以上的整數(shù))電子設(shè)備，包含有使電荷向電容器充放電來產(chǎn)生在上限電平和下限電平間變化的三角波信號的三角波信號產(chǎn)生電路，以及，第1相位同步化電路至第N-1相位同步化電路，包含比較檢測電路，其輸入所述N個(gè)電子設(shè)備之中的1個(gè)電子設(shè)備的三角波信號作為主機(jī)用三角波信號，將該主機(jī)用三角波信號的電平和給定閾值進(jìn)行比較，并當(dāng)所述主機(jī)用三角波信號的電平達(dá)到所述給定閾值時(shí)輸出檢測信號；以及，開關(guān)，其用于根據(jù)該比較檢測電路的檢測信號，將用于產(chǎn)生所述主機(jī)用三角波信號的1個(gè)電子設(shè)備之外的電子設(shè)備中的任意一個(gè)電子設(shè)備的三角波信號、作為從機(jī)用三角波信號產(chǎn)生的所述電容器的電荷，迅速地充電或放電，以達(dá)到所述上限電平或下限電平，將所述從機(jī)用三角波信號，同步化為相對所述主機(jī)用三角波信號具有給定的相位差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述第K(K為2至N的任意值)電子設(shè)備的三角波信號，通過所述第K-1同步化電路，同步化為相對所述第K-1電子設(shè)備的三角波信號具有給定相位差，且所述第1電子設(shè)備的三角波信號至第N電子設(shè)備的三角波信號被同步化為依次具有給定相位差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述第1相位同步化電路至第N-1相位同步化電路，被供給通用的閾值作為給定閾值，所述第1電子設(shè)備的三角波信號至第N電子設(shè)備的三角波信號被同步化為依次具有相同相位差。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述第K(K為2至N的任意值)電子設(shè)備的三角波信號，通過所述第K-1同步化電路，被同步化為相對所述第1電子設(shè)備的三角波信號分別具有給定相位差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述第1相位同步化電路至第N-1相位同步化電路，使用多個(gè)不同的閾值之中的1個(gè)閾值作為給定閾值，所述第2電子設(shè)備的三角波信號至第N電子設(shè)備的三角波信號，被同步化為相對所述第1電子設(shè)備的三角波信號、具有與使用的閾值相對應(yīng)的給定相位差。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述第1電子設(shè)備至第N電子設(shè)備，是基于從直流電源向負(fù)載供給交流電能的直流-交流變換裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述比較檢測電路，具有比較器，其對輸入的三角波信號的電平和所述給定閾值進(jìn)行比較；和，變化檢測電路，其當(dāng)該比較器的輸出產(chǎn)生給定的變化時(shí)輸出所述檢測信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于所述變化檢測電路，是包括電容器和電阻的微分電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于具有基準(zhǔn)電壓電路，其產(chǎn)生成為所述給定閾值的至少1個(gè)閾值電壓、和所述上限電平或下限電平的電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的三角波信號的相位同步化系統(tǒng)，其特征在于具有電壓跟隨器，其輸入所述基準(zhǔn)電壓電路的所述上限電平或下限電平的電壓，并輸出該電壓。
全文摘要
在多個(gè)電子設(shè)備中，使向電容器充放電來產(chǎn)生在上限電平和下限電平間變化的三角波信號。然后，當(dāng)作為主信號的三角波信號的電平達(dá)到給定閾值時(shí)產(chǎn)生檢測信號。根據(jù)此檢測信號，使電容器的電荷迅速放電以使作為從信號的三角波信號變?yōu)橄孪揠娖?。這樣，將從機(jī)用三角波信號，同步為相對主機(jī)用三角波信號具有給定相位差。
文檔編號H03L7/00GK1736028SQ0382589
公開日2006年2月15日 申請日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月4日
發(fā)明者福本憲一 申請人:羅姆股份有限公司