專利名稱：具有功率因數(shù)校正的單片鎮(zhèn)流器控制的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本發(fā)明基于并要求于2002年7月22日提交的題為“具有功率因數(shù)校正的單片鎮(zhèn)流器控制”的第60/398,208號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及鎮(zhèn)流器控制器，特別涉及用于具有功率因數(shù)校正的氣體放電燈的鎮(zhèn)流器控制。
2.相關(guān)技術(shù)的說明作為照明系統(tǒng)和氣體放電燈的一部分，鎮(zhèn)流器已得到了多年使用，尤其是作為熒光燈的一部分被使用。因?yàn)闊糌?fù)載是非線性的，所以熒光燈對(duì)為燈供電的電源線造成了負(fù)載控制問題。在加載的電壓達(dá)到啟動(dòng)值之前，通過燈的電流為零，燈在啟動(dòng)值點(diǎn)上開始導(dǎo)通。當(dāng)燈開始導(dǎo)通時(shí)，鎮(zhèn)流器確保由燈分流的電流不會(huì)快速地增加，以此防止毀壞和其它操作問題。
通常提供的一類電子鎮(zhèn)流器包括用于將電源線路提供的交流電流(AC)改變?yōu)橹绷麟娏?DC)的整流器。該整流器的輸出通常連接到逆變器以將上述直流電流改變?yōu)楦哳lAC信號(hào)，典型地為25-60kHz。由于用來為燈提供功率的高頻逆變器的輸出允許使用其額定值遠(yuǎn)小于可能的值的電感，因此減少了電子鎮(zhèn)流器的規(guī)模和成本。
整流器和逆變器之間通常插入有用來調(diào)整燈電路的功率因數(shù)的功率因數(shù)校正電路。理想地，在AC電路內(nèi)的負(fù)載應(yīng)該等效于純電阻以獲得對(duì)該電路的最有效的功率輸送。該功率因數(shù)校正電路通常為開關(guān)電路，其在電容和電路負(fù)載之間傳輸存儲(chǔ)的能量。典型的功率逆變器電路還使用開關(guān)策略(switching scheme)以從低頻率DC輸入產(chǎn)生高頻率AC信號(hào)輸出。在功率因數(shù)校正電路和整流器內(nèi)的開關(guān)能夠用數(shù)字控制器來完成。
通過控制功率逆變器電路內(nèi)的開關(guān)，就能可靠地控制燈的操作參數(shù)，例如啟動(dòng)、亮度水平調(diào)整和調(diào)暗。另外，燈操作參數(shù)能夠被觀察到以提供反饋到控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燈故障和正確操作范圍的檢測(cè)。
常規(guī)電子鎮(zhèn)流器電路的框圖在

圖1中被由電路18表示。功率因數(shù)校正(PFC)電路20接受線路輸入，并提供被調(diào)整的功率到輸出級(jí)22。PFC電路20提供正弦輸入電流到輸出級(jí)22，同時(shí)還提供被調(diào)整的DC總線電壓。輸出級(jí)22從PFC電路20接收被調(diào)整的功率信號(hào)，并提供適當(dāng)?shù)目刂埔杂糜跒闊?6供電。輸出級(jí)22包括組成元件和操作能力以用于燈26的預(yù)熱、點(diǎn)亮和功率調(diào)整。
PFC電路20通常實(shí)現(xiàn)為升壓型轉(zhuǎn)換器，其需要高電壓開關(guān)、電感、二極管、高電壓DC總線電容和相關(guān)的控制電路，以利用所配備的組成元件產(chǎn)生所需的功率信號(hào)。輸出級(jí)22通常由半橋驅(qū)動(dòng)諧振負(fù)載來實(shí)現(xiàn)，以為燈26提供適當(dāng)?shù)墓β省］敵黾?jí)22通常需要兩個(gè)高壓開關(guān)、諧振電感器、諧振電容器、隔直電容器和相關(guān)的控制電路以用于調(diào)整電路諧振和功率傳輸。方框24為這種常規(guī)控制提供了一個(gè)代表框圖。
在如圖1所示的常規(guī)配置中，開關(guān)Mpfc、二極管Dpfc和電感器Lpfc按照升壓型結(jié)構(gòu)連接。該P(yáng)FC的組成元件Lpfc、Mpfc和Dpfc被操作以在初始階段期間(例如在電源接通期間)對(duì)CBus進(jìn)行充電。在被充電后，總線電容器Cbus為半橋諧振輸出級(jí)22提供功率以用于該電路的剩余操作。通過供應(yīng)功率到輸出級(jí)22，總線電容器Cbus被額定用于高電容和高電壓的操作，由此增加了電子鎮(zhèn)流器電路的成本和規(guī)模。另外，由于開關(guān)M1，M2也被額定用于高電壓操作，因此其具有增大的成本和規(guī)模。
如圖1所示的電子鎮(zhèn)流器電路會(huì)發(fā)生許多故障。例如，在輸入電線和燈26的輸出上會(huì)發(fā)生過流的情況。此外，DC總線上會(huì)出現(xiàn)欠壓的情況。對(duì)于燈26而言，可能會(huì)發(fā)生各種故障，包括打火失敗、燈26物理地被去除或當(dāng)燈26接近其使用壽命的終結(jié)。
除了上面提到的缺陷外，基于構(gòu)成上述電路的組成元件的容限(tolerances)，圖1所示的鎮(zhèn)流器電路可具有不同的操作特性。這些組成元件的容限還可能隨時(shí)間而改變，所以很難提供具有良好的PFC特性的健壯的鎮(zhèn)流器控制。
除了上述的不足，圖1所示的鎮(zhèn)流器電路使用3個(gè)控制IC(集成電路)21，23和24?？刂艻C 21在PFC級(jí)20中控制開關(guān)，以準(zhǔn)確地調(diào)制輸入電流從而用于提供良好的功率因數(shù)特性?？刂艻C 23提供對(duì)鎮(zhèn)流器的整體控制，包括提供控制信號(hào)到控制IC 24。控制IC 24為由M1和M2構(gòu)成的半橋提供開關(guān)信號(hào)以調(diào)整傳輸給燈26的功率。利用3個(gè)單獨(dú)控制的IC來控制鎮(zhèn)流器增加了電路的復(fù)雜性和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種靈活的鎮(zhèn)流器控制裝置，該鎮(zhèn)流器控制裝置在單一的IC上具有功率因數(shù)校正和許多電路以及燈保護(hù)。例如，它能夠探測(cè)到欠壓情形，并且鎮(zhèn)流器控制被置于在防止激活鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)器的同時(shí)保持功能性的安全模式。鎮(zhèn)流器控制器不僅提供了用于啟動(dòng)燈的預(yù)熱模式和點(diǎn)火模式，還提供了用于在導(dǎo)通狀態(tài)中對(duì)燈進(jìn)行操作的運(yùn)行模式。
上述控制器結(jié)合了反饋檢測(cè)并防止DC總線上的低電壓，而且可以檢測(cè)和防止由于燈到了使用壽命的期限而產(chǎn)生的故障。該控制器還可檢測(cè)電流和防止過流的情況。
在上述控制器內(nèi)的功率因數(shù)校正部分操作提供了與輸入電壓同相的正弦線路輸入電流，用于得到從輸入電源的角度看去的高功率因數(shù)。上述功率因數(shù)電路可基于元件的選擇進(jìn)行程序編制，并能夠檢測(cè)和防止許多功率故障。上述功率因數(shù)校正電路還將總諧振失真保持在低的水平，特別是在輸入電壓的零相交(zero-crossing)附近。
上述鎮(zhèn)流器控制被完全集成并能夠驅(qū)動(dòng)所有類型的熒光燈。PFC電路以臨界傳導(dǎo)模式進(jìn)行操作并提供高的功率因數(shù)、低的總諧振失真以及DC總線的調(diào)整。上述鎮(zhèn)流器控制是可編程的，并包括可程序編制的特征，包括可程序編制的預(yù)熱和運(yùn)行頻率，預(yù)熱時(shí)間，空載時(shí)間，過流保護(hù)和壽命結(jié)束保護(hù)。安全和保護(hù)特征包括燈點(diǎn)火失敗的保護(hù)，燈絲故障的保護(hù)，使用壽命結(jié)束的保護(hù)，DC總線在欠壓下的復(fù)位和自動(dòng)重啟。上述控制簡(jiǎn)化了鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)并減少了鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的整體成本。
附圖的簡(jiǎn)要說明通過以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明將會(huì)變得更加容易理解，其中圖1是傳統(tǒng)的具有功率因數(shù)校正的電子鎮(zhèn)流器電路；圖2是顯示本發(fā)明的用于燈操作的元件連接電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器的電路方框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器操作的狀態(tài)機(jī)的視圖；圖5是描述燈的啟動(dòng)操作的電路圖；圖6是顯示在啟動(dòng)順序過程中電容器電壓隨時(shí)間變化的視圖；圖7是描述燈的預(yù)熱操作的電路圖；圖8是描述燈的點(diǎn)火操作的電路圖；圖9是描述功率因數(shù)校正的電路示意圖；圖10顯示具有功率因數(shù)校正的輸入電壓和電流的圖；圖11是描述功率因數(shù)校正控制電路的電路圖；圖12是功率因數(shù)校正控制和電路的示意圖；圖13是用于減少總諧振失真的功率因數(shù)校正控制的操作圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其中示出了常規(guī)的燈鎮(zhèn)流器控制電路18。鎮(zhèn)流器電路18包括兩個(gè)級(jí)，功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)20和燈驅(qū)動(dòng)電路級(jí)22。PFC級(jí)20由集成電路21控制并為功率因數(shù)校正產(chǎn)生控制信號(hào)。鎮(zhèn)流器輸出級(jí)22由半橋驅(qū)動(dòng)器集成電路24控制。驅(qū)動(dòng)器24提供控制信號(hào)給鎮(zhèn)流器輸出級(jí)22內(nèi)的組成元件以驅(qū)動(dòng)該鎮(zhèn)流器提供適當(dāng)?shù)臒粽彰骺刂啤ｒ?qū)動(dòng)器24還從鎮(zhèn)流器控制集成電路23接收信號(hào)。來自鎮(zhèn)流器輸出級(jí)22的狀態(tài)和監(jiān)控信號(hào)被傳送到鎮(zhèn)流器控制23。利用來自鎮(zhèn)流器輸出級(jí)22的反饋信號(hào)，鎮(zhèn)流器控制23導(dǎo)出控制信號(hào)以反饋到驅(qū)動(dòng)器24，從而控制鎮(zhèn)流器級(jí)22。在該常規(guī)結(jié)構(gòu)中，PFC控制、鎮(zhèn)流器控制和半橋驅(qū)動(dòng)器控制以三個(gè)單獨(dú)的集成電路的形式實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明，結(jié)合有功率因數(shù)校正的鎮(zhèn)流器控制器的電路圖通常由電路25表示。電路25具有三個(gè)MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)開關(guān)M1，M2和M3以用于驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)流器控制的各個(gè)級(jí)。開關(guān)M1和M2包括用于驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)流器輸出和控制燈功率的半橋。開關(guān)M3控制用于鎮(zhèn)流器控制電路25的功率因數(shù)校正。PFC電路以臨界導(dǎo)電模式操作以給出具有低的總諧振失真的較高功率因數(shù)。在每一個(gè)開關(guān)周期中，當(dāng)電感電流被釋放到零時(shí)，開關(guān)M3被操作到導(dǎo)通狀態(tài)，由此為PFC電路獲得快速的響應(yīng)和良好的DC總線調(diào)整。集成電路(IC)U1在圖中顯示為國際整流器公司的產(chǎn)品，其詳細(xì)的技術(shù)內(nèi)容見IR-2166數(shù)據(jù)表，該表的內(nèi)容作為參考被整體引入本文。IC U1為燈鎮(zhèn)流器提供了可編程控制，并且能夠通過編程來提供用于預(yù)熱和正常操作的指定頻率。除了電路開關(guān)的空載時(shí)間、過流保護(hù)操作、使用壽命結(jié)束以及故障保護(hù)之外，預(yù)熱時(shí)間也可被編程。IC U1還提供了其它的保護(hù)特征，例如防止燈點(diǎn)火故障的保護(hù)、燈絲失效的保護(hù)、燈使用壽命結(jié)束的保護(hù)、DC總線欠壓復(fù)位操作的保護(hù)以及自動(dòng)重啟功能。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，IC U1的方框圖通常被描述為方框30。提供本發(fā)明的特征的圖30的各個(gè)部分將根據(jù)它們各自的功能在下面進(jìn)行描述。根據(jù)鎮(zhèn)流器和燈的狀態(tài)，本發(fā)明的控制操作和特征以狀態(tài)機(jī)的操作形式說明。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，其中的狀態(tài)機(jī)圖示出了對(duì)給定的熒光燈的鎮(zhèn)流器控制操作。在狀態(tài)32中，功率被施加到IC U1，其可通過線路連接到鎮(zhèn)流器控制電路25，如圖2所示。電路25還可被提供在鎮(zhèn)流器控制卡上，如2002年12月2日提交的第10/309,359號(hào)美國申請(qǐng)中描述的那樣。在功率被施加到集成電路U1上時(shí)，狀態(tài)機(jī)如圖4所示地移動(dòng)到狀態(tài)33，該狀態(tài)提供了各種初始和啟動(dòng)檢測(cè)以及操作。在狀態(tài)33中，當(dāng)VCC低于IC U1的導(dǎo)通門限時(shí)，欠壓鎖定模式被建立。在該模式下，用于開關(guān)M1和M2的輸出驅(qū)動(dòng)器電路被禁止。在IC U1處于UVLO模式時(shí)，該電路保持非常小的供應(yīng)電流，例如小于400uA。該低供應(yīng)電流允許IC U1在操作開關(guān)M1和M2之前起作用并確認(rèn)各種電路情況。此外，狀態(tài)33顯示了預(yù)熱時(shí)間信號(hào)被無效，并且振蕩器被禁止。一旦VCC達(dá)到適當(dāng)?shù)拈T限，例如11.5伏，并且沒有檢測(cè)到燈故障時(shí)，IC U1離開狀態(tài)33。
一旦電路退出UVLO模式，則IC U1從狀態(tài)33運(yùn)動(dòng)到狀態(tài)34。IC U1在狀態(tài)34中進(jìn)入預(yù)熱模式，該模式下振蕩器被激活以使開關(guān)M1和M2以預(yù)熱頻率進(jìn)行開關(guān)操作。功率因數(shù)校正和過流保護(hù)被啟動(dòng)以防止燈不能放電或燈絲開路等故障情況。一旦預(yù)熱電容器CPH充電至大于例如10伏，IC U1進(jìn)入狀態(tài)35。
在狀態(tài)35中，燈被點(diǎn)火并且電路進(jìn)入運(yùn)行模式。通過開關(guān)M1和M2超過用于預(yù)熱的振蕩頻率的振蕩，燈被驅(qū)動(dòng)到給定的功率電平。用于預(yù)熱的電阻RPH被平緩地?cái)嚅_，并且一旦電容器CPH被充電到大于12伏，則IC U1進(jìn)入到狀態(tài)36。如圖示的狀態(tài)36所示，各種故障保護(hù)被啟動(dòng)，并且功率校正電路以較低的增益運(yùn)行以保持高功率因數(shù)校正，同時(shí)保留低的總諧振失真。在狀態(tài)36中，電阻RPH被完全斷開并且開關(guān)M1和M2以運(yùn)行頻率振蕩以獲得特定的功率輸出。
在點(diǎn)火狀態(tài)35或運(yùn)行模式狀態(tài)36期間發(fā)生故障的情況下，則進(jìn)入故障狀態(tài)37。故障狀態(tài)37為鎮(zhèn)流器電路提供了各種安全和保護(hù)特性。能夠使控制進(jìn)入到故障狀態(tài)37中的故障包括燈不能夠被放電，燈有故障或燈的使用壽命已到期。在故障模式下，由開關(guān)M1和M2構(gòu)成的半橋被關(guān)閉，用于控制該開關(guān)的振蕩器也被關(guān)閉。功率因數(shù)校正開關(guān)M3也被關(guān)閉，并且該電路進(jìn)入到低電流分流(draw)狀態(tài)，例如180uA。故障鎖存器(latch)也被設(shè)置成表達(dá)出(enunciate)故障已經(jīng)發(fā)生的事實(shí)。如果上述故障被校正，例如在功率被循環(huán)(cycle)并且沒有故障發(fā)生或燈被更換后，上述控制返回到狀態(tài)33以啟動(dòng)復(fù)位和重新啟動(dòng)。能夠?qū)е聽顟B(tài)變化的其它故障包括總線電壓下降到低于3.0伏，這使得控制進(jìn)入到狀態(tài)38中的復(fù)位狀態(tài)。此外，如果芯片的供應(yīng)電壓下降到低于9.5伏，或燈電路變?yōu)椴贿B接狀態(tài)(例如在燈被去去除或更換)時(shí)，控制將復(fù)位并在狀態(tài)33中進(jìn)入欠壓模式。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，其中被配置成使用本發(fā)明電路的啟動(dòng)和供應(yīng)特性的電路被表示為電路27。電路27描述了使用了IC U1低的啟動(dòng)電流的有效供應(yīng)電壓，其還具有來自由元件Rsupply、Cvcc、Dcp1和Dcp2構(gòu)成的鎮(zhèn)流器輸出級(jí)的電荷泵(charge pump)。通過供應(yīng)電阻Rsupply的電流減去由IC U1分流的啟動(dòng)電流后對(duì)啟動(dòng)電容器Cvcc進(jìn)行充電。電阻Rsupply被選擇用來為鎮(zhèn)流器設(shè)置線路輸入電壓導(dǎo)通門限。一旦電容器Cvcc上的電容器電壓達(dá)到啟動(dòng)門限并且IC U1的管腳SD的電壓低于4.5伏，則IC U1導(dǎo)通并且通過振蕩輸出HO和LO開始進(jìn)行開關(guān)M1和M2的開關(guān)操作。隨著IC U1的操作電流的增加，電容器Cvcc開始放電。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6，其中示出了電容器Cvcc的啟動(dòng)電壓圖。隨著IC U1被導(dǎo)通，電容器Cvcc開始充電，并且在VCC處的電壓達(dá)到啟動(dòng)門限(例如，11.5伏)之前持續(xù)充電。在此點(diǎn)上，IC U1導(dǎo)通，并且在燈沒有任何故障的情況下開始在預(yù)熱模式的過程當(dāng)中驅(qū)動(dòng)開關(guān)M1和M2。在VCC達(dá)到啟動(dòng)門限時(shí)，開關(guān)M1和M2開始振蕩，由于用于IC U1的操作電流的相應(yīng)地增加，電容器Cvcc開始放電。電荷泵輸出級(jí)將電荷置于電容器Cvcc，其被來自電荷泵的整流的電流充電。電荷泵將電容器充電到IC U1的關(guān)閉門限值之上，如圖6所示。IC U1包含內(nèi)部15.6伏的齊納二極管箝位，其允許上述電荷泵為IC U1供應(yīng)電壓。啟動(dòng)電容器Cvcc和緩沖(snubber)電容器Csnub被選擇以在所有的鎮(zhèn)流器操作情況期間供應(yīng)足夠的電流。自舉二極管Dboot和自舉電容器Cboot包括具有高端驅(qū)動(dòng)器電路的供應(yīng)電壓。
高端電源在管腳HO上的第一脈沖被傳輸以激活開關(guān)M1之前被充電。為了確保適當(dāng)?shù)母叨穗娫闯潆?，來自輸出?qū)動(dòng)器的第一脈沖在管腳LO上被設(shè)置用來觸發(fā)開關(guān)M2。在欠壓鎖定模式期間，高端和低端驅(qū)動(dòng)器輸出HO和LO都被禁止，并且振蕩器被禁止，同時(shí)預(yù)熱時(shí)間通過將管腳CPH內(nèi)部地連接到管腳COM而被復(fù)位。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7，其中用于操作本發(fā)明所述預(yù)熱電路的圖通常被表示為電路28。預(yù)熱模式被定義為這樣一種狀態(tài)，即，當(dāng)燈絲處于正在被預(yù)熱到它們正確的發(fā)射溫度時(shí)IC U1所處的狀態(tài)。對(duì)燈絲的加熱提供了最大的燈絲壽命并減少了所需的點(diǎn)火電壓。當(dāng)管腳VCC的電源電壓超過UVLO+運(yùn)行門限時(shí)，電路28進(jìn)入預(yù)熱模式。在預(yù)熱模式中，HO和LO以具有50％占空因數(shù)和空載時(shí)間的預(yù)熱頻率開始振蕩，該預(yù)熱頻率由外部定時(shí)電容器CT和內(nèi)部空載時(shí)間電阻器RDT的值設(shè)定。管腳CPH從COM斷開，并且內(nèi)部1uA電流源在管腳CPH上線性地對(duì)外部預(yù)熱定時(shí)電容器Ccph進(jìn)行充電。管腳CS的過流保護(hù)和故障計(jì)數(shù)器在預(yù)熱模式的過程中都被打開。
預(yù)熱頻率由電阻RT和RPH的并聯(lián)組合以及定時(shí)電容器CT來確定。在操作的過程當(dāng)中，電容器CT在VCC的1/3和3/5電壓之間進(jìn)行充電和放電。電容器CT通過電阻RT和RPH的并聯(lián)組合以指數(shù)形式充電，電阻RT和RPH通過開關(guān)S1內(nèi)部連接到VCC(圖8)。電容器CT從電壓VCC的1/3充電至其3/5的時(shí)間為各輸出門驅(qū)動(dòng)器(HO或LO)的導(dǎo)通時(shí)間。一旦電容器CT上的電壓超過VCC的3/5，則開關(guān)S1關(guān)閉，從而將電阻RT和RPH與電壓VCC斷開。然后電容器CT經(jīng)內(nèi)部電阻RDT通過開關(guān)S3以指數(shù)形式放電(圖3)。電容器CT從VCC的3/5放電到其1/3的時(shí)間為輸出門驅(qū)動(dòng)器HO和LO的空載時(shí)間。通過選定電容器CT與內(nèi)部電阻RDT的值可編制用于開關(guān)輸出驅(qū)動(dòng)器的所需空載時(shí)間。一旦電容器CT放電到電壓VCC的1/3之下，開關(guān)S3關(guān)閉，電阻RDT與COM斷開并且開關(guān)S1導(dǎo)通，以將電阻RT和RPH再次連接到電壓VCC。上述頻率一直保持為預(yù)熱頻率，直到管腳CPH上的電壓超過例如10伏，此時(shí)IC U1進(jìn)入點(diǎn)火模式。在預(yù)熱模式期間，過流保護(hù)和故障計(jì)數(shù)器都被開啟。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8，其中根據(jù)本發(fā)明所述點(diǎn)火模式電路通常由電路29表示。點(diǎn)火模式被定義為當(dāng)IC U1處于這樣一種狀態(tài)，即，燈電極上建立高電壓以使燈點(diǎn)亮。當(dāng)管腳CPH被內(nèi)部地連接到開關(guān)S4的門上以將管腳RPH和管腳RT連接從而使電阻RT和RPH并聯(lián)時(shí)，進(jìn)入點(diǎn)火模式。隨著管腳CPH上的電壓超過10伏時(shí)，開關(guān)S4的柵-源電壓開始下降到低于開關(guān)S4的導(dǎo)通門限。隨著管腳CPH繼續(xù)向VCC斜變(ramp)，開關(guān)S4緩慢地關(guān)閉。這就使得電阻RPH平滑地與RT斷開，從而使操作頻率通過點(diǎn)火頻率平滑地從預(yù)熱頻率斜變到達(dá)最終的運(yùn)行頻率。管腳CS的過流門限保護(hù)鎮(zhèn)流器以防止其出現(xiàn)不放電或燈絲開路故障。管腳CS的電壓由通過外部電流檢測(cè)電阻Rcs的下半橋開關(guān)電流確定。這樣，電阻Rcs編制最大允許的峰值點(diǎn)火電流進(jìn)而是鎮(zhèn)流器輸出級(jí)的峰值點(diǎn)火電壓。峰值點(diǎn)火電流不能夠超過開關(guān)M1和M2輸出級(jí)的最大允許的額定電流。如果峰值點(diǎn)火電壓超過了1.3伏的內(nèi)部門限，則內(nèi)部故障計(jì)數(shù)器開始計(jì)算相繼的過流故障。如果過流故障的次數(shù)超過60，則IC U1進(jìn)入故障模式，并且用于開關(guān)M1，M2和M3的門驅(qū)動(dòng)輸出被禁止。
一旦燈被成功地點(diǎn)火，鎮(zhèn)流器進(jìn)入運(yùn)行模式。運(yùn)行模式被定義為在燈弧被建立并且燈被驅(qū)動(dòng)到給定的功率電平時(shí)的IC U1的狀態(tài)。運(yùn)行模式振蕩頻率由連接到具有相同名稱(designation)的管腳的定時(shí)電阻RT和定時(shí)電容器CT確定。
當(dāng)IC U1正操作于運(yùn)行模式時(shí)，燈可能出現(xiàn)燈絲開路或燈被去除的故障。在這些故障情況下，開關(guān)M1和M2內(nèi)可能發(fā)生硬開關(guān)。為了避免上述問題，通過電流檢測(cè)電阻RCS登記故障。在上述故障的任一情形下，電流檢測(cè)電阻RCS上的電壓超過1.3伏的內(nèi)部門限，并且內(nèi)部計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。如果連續(xù)的過流故障個(gè)數(shù)超過60，IC U1會(huì)進(jìn)入故障模式，并且用于開關(guān)M1，M2和M3的門驅(qū)動(dòng)器輸出被禁止。
本發(fā)明的電路具有的另外特征是它能夠潛在地防止在DC總線電壓變的非常小時(shí)發(fā)生的損壞情形。如果DC總線電壓下降，例如，因?yàn)樽儼?brown-out)線路的情形或過載情形，燈的諧振輸出級(jí)能夠以接近或低于諧振頻率進(jìn)行操作。該操作能夠在具有開關(guān)M1和M2的半橋產(chǎn)生硬開關(guān)，從而可能會(huì)使開關(guān)M1和M2損壞。此外，DC總線的電壓可減少到燈弧不能夠被維持的點(diǎn)，并且燈將熄滅。為了防止鎮(zhèn)流器電路發(fā)生上述類型的故障，管腳VBUS(如圖2、3所示)提供了3.0伏欠壓門限。如果管腳VBUS的電壓下降到低于3.0伏。VCC經(jīng)內(nèi)部開關(guān)通過UVLO電壓門限被放電，并且所有用于開關(guān)M1，M2和M3的門驅(qū)動(dòng)器被禁止，也就是說，其被鎖存到低電平。
本發(fā)明的這種欠壓復(fù)位特性允許燈鎮(zhèn)流器具有最小的額定輸入電壓。一旦AC線路輸入電壓下降到低于鎮(zhèn)流器的額定輸入電壓，則DC總線電壓下降到這樣的電平，即，管腳VBUS的電壓下降到內(nèi)部3.0伏門限電平以下。一旦AC輸入線路電壓被恢復(fù)到最小額定輸入電壓，則上拉電阻RSUPPLY重新建立電壓VCC以允許鎮(zhèn)流器再次導(dǎo)通。該用于鎮(zhèn)流器的適當(dāng)導(dǎo)通點(diǎn)是當(dāng)AC線路輸入電壓高到足夠使得電壓VCC超過UVLO+的點(diǎn)(如圖6所示)。
電阻RSUPPLY被選擇出來以特定的最小額定鎮(zhèn)流器輸入電壓導(dǎo)通燈鎮(zhèn)流器。功率因數(shù)校正電路也被設(shè)計(jì)成，當(dāng)輸入線電壓低于最小特定鎮(zhèn)流器輸入電壓定額的時(shí)候，在DC總線電壓減少之前允許鎮(zhèn)流器操作。由上述因素提供的滯后現(xiàn)象(hysteresis)使得上述鎮(zhèn)流器利索地導(dǎo)通或關(guān)閉。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9，其中升壓型功率因數(shù)校正電路通常用電路40表示。通常需要使電子鎮(zhèn)流器從AC輸入線路電壓來看具有純電阻性的負(fù)載。該電路作為純電阻性負(fù)載的程度由輸入電壓和輸入電流之間的相移來測(cè)量。當(dāng)輸入電流波形匹配正弦輸入電壓的形狀時(shí)，可以獲得良好的功率因數(shù)結(jié)果。輸入電壓和輸入電流之間的相角的余弦被定義為功率因數(shù)。輸入電流波形匹配輸入電壓形狀的程度由總諧振失真確定。1.0的功率因數(shù)與零相移一致，或與純電阻性負(fù)載一致。0％的總諧振失真表示沒有波形失真的純正弦波。因此，鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)試圖通過獲得高功率因數(shù)和低諧振失真來優(yōu)化這些特征。合并到IC U1的功率校正電路根據(jù)上述AC線路輸入電壓修改AC線路輸入電流，以產(chǎn)生高的功率因數(shù)和低的總諧振失真。電路40是升壓型功率校正電路，其以臨界傳導(dǎo)模式操作以允許電感LPFC在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)放電到零。
開關(guān)MPFC被切換以在升壓型轉(zhuǎn)換器電路40內(nèi)達(dá)到功率校正的目的。開關(guān)MPFC典型地以遠(yuǎn)高于輸入線路頻率(典型地是50-60HZ)的頻率進(jìn)行開關(guān)，例如100KHZ。在每一個(gè)開關(guān)周期中，開關(guān)MPFC被關(guān)閉直到電感LPFC放電到零電流，在該點(diǎn)開關(guān)MPFC再次被導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)臨界傳導(dǎo)操作。當(dāng)開關(guān)MPFC導(dǎo)通時(shí)，電感LPFC被連接到經(jīng)整流的線路輸入之間，從而使電感LPFC中的電流線性地充電。在開關(guān)MPFC被關(guān)閉時(shí)，電感LPFC通過二極管DPFC連接到上述經(jīng)整流的線路輸入和DC總線電容CBUS之間。然后在電感LPFC內(nèi)存儲(chǔ)的電流流進(jìn)電容CBUS。隨著開關(guān)MPFC以高頻率進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)閉，電容CBUS的電壓充電到達(dá)特定的電壓。通過不斷地監(jiān)控DC電壓和相應(yīng)地調(diào)整開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間，IC U1內(nèi)的電路的反饋環(huán)路調(diào)整電壓到特定的固定值。為了增加DC總線電壓，開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間被增加，反之亦然。這種負(fù)反饋控制用低環(huán)路速度和低環(huán)路增益來實(shí)現(xiàn)，以使得平均電感電流平滑地跟隨低頻率線路輸入電壓以獲得高功率因數(shù)和低的總諧振失真。因此，開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間看起來在線電壓的幾個(gè)周期之上是固定的(如圖13所示)。利用由電感電流放電到零確定的固定導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，就可以得到這樣一種系統(tǒng)，其中，開關(guān)頻率自由運(yùn)行并且持續(xù)地改變，這種改變是從上述AC輸入線路電壓的接近零相交的高頻率到AC輸入線路電壓的峰值處的較低的頻率的改變。
這種關(guān)系如圖10所示，其中正弦線路輸入電壓用實(shí)線表示。通過電感LPFC的電流是三角形的，并具有與該正弦線路輸入電壓一致的峰值。光滑的正弦線路輸入電流如虛線所示。在圖10中，顯示了輸入線路電壓的半個(gè)周期，其具有顯示為正弦形狀的線路輸入電流，并且具有如線路輸入電壓同樣的頻率。
當(dāng)所示線路輸入電壓是低電平也就是接近于零相交時(shí)，通過電感LPFC的電流在被充電很少量時(shí)就迅速地放電，以產(chǎn)生高的頻率。在輸入電壓是高電平也就是接近于正弦形狀的峰值時(shí)，通過電感LPFC的電流充電到較高的量，導(dǎo)致相應(yīng)較長的放電時(shí)間和較低的開關(guān)頻率。通過電感LPFC的三角形電感電流通過濾波器被平滑以產(chǎn)生正弦線路輸入電流，如圖10中虛線10所示。
現(xiàn)在參照?qǐng)D11，在圖11中，功率因數(shù)校正控制電路通常用電路40表示。圖11中的功率因數(shù)校正控制電路中顯示有包含在IC U1中的電路的四個(gè)連接。管腳VBUS通過由電阻RVBUS1和電阻RVBUS構(gòu)成的外部電阻電壓驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)DC總線電壓。管腳COMP獲得用于開關(guān)MPFC的可選擇的導(dǎo)通時(shí)間和反饋環(huán)路的速度。上述特征通過元件齊納二極管DCOMP和電容CCOMP的規(guī)模來選擇。管腳ZX探測(cè)通過電感LPFC的電感電流的零相交(其代表電感LPFC被完全放電)。如圖11所示，電感LPFC具有次級(jí)繞組用于確定零相交，其與電阻RZX耦合連接。管腳PFC為開關(guān)MPFC通過電阻RPFC提供門驅(qū)動(dòng)器輸出。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12，其中根據(jù)本發(fā)明的功率校正控制的內(nèi)部圖通常被表示為電路44。管腳VBUS用4.0伏的參考電壓調(diào)整以調(diào)整施加到開關(guān)MPFC的開關(guān)頻率進(jìn)而調(diào)整DC總線電壓。上述反饋環(huán)路通過運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)操作，其匯集和發(fā)出電流到被連接到管腳COMP的外部電容。管腳COMP引起的電壓設(shè)置門限以用于為內(nèi)部定時(shí)電容器CT充電。管腳COMP的電壓因此編制開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間。在鎮(zhèn)流器操作的預(yù)熱和點(diǎn)火模式的過程當(dāng)中，OTA的增益被設(shè)置到高電平以快速地增加DC總線電壓電平和最小化在點(diǎn)火過程當(dāng)中的DC總線上的瞬變(transients)。在運(yùn)行模式的過程當(dāng)中，OTA的增益被減少到低電平以獲得具有低的總諧振失真的高功率因數(shù)。
開關(guān)MPFC的切斷時(shí)間由電感LPFC的電流放電到零所需的時(shí)間來確定。該零電流電平通過連接到管腳ZX的電感LPFC的次級(jí)繞組探測(cè)到(如圖11所示)。超出參照在管腳ZX上的內(nèi)部2.0伏的正工作緣用信號(hào)表示關(guān)閉的開始。在電感LPFC釋放其電流到零時(shí)，管腳ZX上的下降到低于1.7伏的電平的負(fù)工作緣會(huì)發(fā)生，其用信號(hào)表示關(guān)閉時(shí)間的結(jié)束，開關(guān)MPFC再次被導(dǎo)通。鎮(zhèn)流器控制操作在正常的運(yùn)行模式時(shí)，開關(guān)周期不確定地重復(fù)其自身。PFC控制可因?yàn)樘綔y(cè)到的故障、DC總線過壓或欠壓情況，或如果在管腳ZX上未出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)換而被禁止。如果在管腳ZX上的負(fù)轉(zhuǎn)換沒有發(fā)生，開關(guān)MPFC將會(huì)保持關(guān)閉，直到監(jiān)控設(shè)備定時(shí)器(如電路44所示)在由管腳COMP上接收到的電壓確定的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間內(nèi)強(qiáng)制開關(guān)MPFC導(dǎo)通為止。上述監(jiān)控設(shè)備定時(shí)器每400微秒不確定地發(fā)出脈沖，直到管腳ZX的校正的正和負(fù)工作信號(hào)被探測(cè)到，并且恢復(fù)正常的PFC控制操作。
在線路輸入電壓的整個(gè)周期上的開關(guān)MPFC的固定導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生峰值電感電流，該電流本質(zhì)地跟隨上述線路輸入電壓的正弦形狀。被平滑的平均線路輸入電流與上述線路輸入電壓同相以獲得高的功率因數(shù)。然而，總的諧振失真和電流的單個(gè)高諧振仍然可能非常高。上述高的失真最主要是因?yàn)榻咏诰€路輸入電壓的零相交的線路電流的交越失真而導(dǎo)致的。為了將上述諧振降低到國際標(biāo)準(zhǔn)可接受的水平并符合通用的市場(chǎng)需求，附加的導(dǎo)通時(shí)間調(diào)制電路配置有PFC控制。隨著上述線路輸入電壓達(dá)到零相交，該電路動(dòng)態(tài)地增加開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間。對(duì)開關(guān)MPFC的導(dǎo)通調(diào)制如圖13所示。通過動(dòng)態(tài)地增加開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間，通過電感LPFC的峰值電流緩慢地增加以接近于上述線路輸入電壓的零相交點(diǎn)。被平滑的線路輸入電流經(jīng)由該技術(shù)而經(jīng)歷相應(yīng)的輕微增長。通過允許通過電感LPFC的峰值電流輕微地增長，上述線路輸入電流的交越失真量被減少了，以此將總諧振失真和較高的諧振降低至所需的或可接受的電平。
再次參照?qǐng)D12，功率因數(shù)校正控制電路44為DC總線提供了過壓保護(hù)。如果在VBUS的電壓超過被內(nèi)部地設(shè)置為例如4.3伏的門限，開關(guān)MPFC的輸出被禁止或被鎖存到低電平狀態(tài)。一旦DC總線電壓降低以使得管腳VBUS上的電壓低于內(nèi)部門限值4.0伏，則監(jiān)控設(shè)備定時(shí)器脈沖被強(qiáng)迫施加到管腳PFC上并且正常的PFC操作恢復(fù)。
在上述線路輸入電壓降低時(shí)，電路44還提供欠壓復(fù)位保護(hù)。為了保持DC總線上電壓的穩(wěn)定，由于中斷或變暗的情形而導(dǎo)致通過上述PFC反饋環(huán)路的電壓減少使得開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間增加。如果開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間增加過高，電感LPFC的峰值電流能夠超出電感LPFC的飽和電流。電感LPFC能夠飽和建立非常高的峰值電流和高的di/dt水平。
為了防止上述飽和的發(fā)生，開關(guān)MPFC的最大導(dǎo)通時(shí)間通過利用外部齊納二極管DCOMP對(duì)管腳COMP的最大電壓進(jìn)行限制而被限制。隨著上述線路輸入電壓的減少，管腳COMP的電壓，進(jìn)而是開關(guān)MPFC的導(dǎo)通時(shí)間最終得到了限制。PFC控制不再提供足夠的電流以保持DC總線的電壓，其被固定用于由燈分出的給定負(fù)載功率，并且DC總線的電壓會(huì)開始下降。
隨著上述線路輸入電壓的繼續(xù)減少，管腳VBUS的電壓最終降低到低于例如3.0伏的內(nèi)部門限。在管腳VBUS的電壓降低到低于該門限電平時(shí)，VCC通過內(nèi)部開關(guān)向地放電，以使得VCC的電壓處于或低于UVLO-。在VCC達(dá)到該電平時(shí)，IC U1改變狀態(tài)到UVLO模式，并且用于開關(guān)M1，M2和M3的輸出驅(qū)動(dòng)器(如圖3中電路30所示)被禁止或被鎖定到低電平狀態(tài)。
連接到VCC的啟動(dòng)供應(yīng)電阻Rsupply與IC U1使用的微安啟動(dòng)電流一起建立用于導(dǎo)通給定的適當(dāng)線路輸入電壓的電壓。線路輸入導(dǎo)通電壓被確定以使得上述鎮(zhèn)流器以高于欠壓關(guān)閉電平的線路電壓輸入電平導(dǎo)通。通過設(shè)置不同的線路輸入導(dǎo)通電壓和欠壓關(guān)閉電平，上述鎮(zhèn)流器提供可操作的滯后以用于導(dǎo)通和關(guān)閉狀態(tài)之間的平滑過渡。通過選擇管腳VCC上的Rsupply的阻抗值和連接到管腳COMP的齊納二極管DCOMP的電壓電平，可以正確地設(shè)置用于鎮(zhèn)流器的導(dǎo)通和關(guān)閉門限的線路輸入電壓電平。利用這些門限，當(dāng)管腳VBUS的電壓小于示例如3.0伏的內(nèi)部門限時(shí)，鎮(zhèn)流器將會(huì)關(guān)閉，通過對(duì)供應(yīng)電阻Rsupply的選擇，鎮(zhèn)流器將以較高的線路輸入電壓再次導(dǎo)通。這種滯后使得鎮(zhèn)流器具有平滑的復(fù)位，并避免了燈的閃爍、DC總線反跳，或如果該DC總線電壓變得非常小時(shí)燈的熄滅。
圖2所示的IC U1是將三個(gè)分立的IC封裝結(jié)合成一個(gè)單元的16引腳封裝。用這種方案可以實(shí)現(xiàn)很多有益的效果，包括降低制造成本和伴隨的測(cè)試以及鑒定過程只需用于一塊IC而不是三塊。利用該方案，僅有一個(gè)供應(yīng)電壓VCC被使用而不是使用三個(gè)電壓，此舉伴隨著需用來配置三個(gè)IC配置結(jié)構(gòu)的外部組件的減少。此外，簡(jiǎn)化的PFC狀態(tài)消除了當(dāng)前用來對(duì)AC線路電壓進(jìn)行檢測(cè)的外部組件的需要。例如，通過使用簡(jiǎn)化的PFC部分，昂貴的電流檢測(cè)電阻不再需要，同時(shí)保護(hù)電阻和電荷泵組件也被去除。
參照?qǐng)D11和圖12，簡(jiǎn)化的PFC電路在IC U1上僅使用四個(gè)管腳。它不需要來自PFC開關(guān)的電流檢測(cè)輸入。在管腳COMP上出現(xiàn)的放大器誤差環(huán)路增益能夠具有高或低的增益以用于不同的操作情形，如上所述。當(dāng)上述線路電壓達(dá)到零相交點(diǎn)時(shí)，上述PFC開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間被增加，以減少交越失真。PFC開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間由檢測(cè)VBUS管腳上的總線電壓的誤差放大器來確定。PFC開關(guān)的關(guān)閉時(shí)間用通過ZX管腳上的輸入端的電感LPFC上的電流來確定。在上述電路初始化時(shí)，上述誤差環(huán)路放大器增益被設(shè)置成高，以允許DC總線電壓迅速地增加。在燈被點(diǎn)火后，該增益還是高的，以使得相關(guān)的高電流沖擊僅在DC總線電壓產(chǎn)生小的瞬變。
在單一集成電路上形成的鎮(zhèn)流器控制減少了制造和設(shè)計(jì)成本，同時(shí)提供了健壯的操作。功率因數(shù)校正和鎮(zhèn)流器控制一起被提供，并依賴于上述鎮(zhèn)流器控制器的操作狀態(tài)具有可變化的增益。上述PRF部分在特定的故障模式內(nèi)被禁止以保護(hù)該P(yáng)FC部分和電子鎮(zhèn)流器。電路、供應(yīng)電壓、組件和傳感設(shè)計(jì)操作的減少有助于簡(jiǎn)化所有的設(shè)計(jì)，同時(shí)獲得具有優(yōu)秀可靠性的高性能。
盡管本發(fā)明是關(guān)于具體的實(shí)施方案被描述的，但是各種改變和修改以及其它的使用對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不是由本文公開的內(nèi)容來限制而是由所附權(quán)利要求書來限制。
權(quán)利要求
1.一種用于電子鎮(zhèn)流器控制的集成電路，包括半橋控制電路，用于驅(qū)動(dòng)所述電子鎮(zhèn)流器內(nèi)的功率半橋；鎮(zhèn)流器控制電路，其連接至所述半橋控制電路，并可操作地為所述半橋控制電路提供信號(hào)以控制所述半橋控制電路的操作；輸入，其連接至所述鎮(zhèn)流器控制電路，用于表征提供給所述電子鎮(zhèn)流器的功率的狀態(tài)和電子鎮(zhèn)流器負(fù)載的狀態(tài)的至少之一；所述鎮(zhèn)流器控制電路基于所述輸入對(duì)所述半橋控制電路進(jìn)行控制；功率因數(shù)控制電路，其連接至所述鎮(zhèn)流器控制電路，并可操作調(diào)整鎮(zhèn)流器功率以為所述鎮(zhèn)流器獲得增強(qiáng)的功率因數(shù)校正。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，還包括故障檢測(cè)電路，其用于檢測(cè)故障并根據(jù)檢測(cè)到的故障做出相應(yīng)反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述功率因數(shù)控制電路包括升壓型功率轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求3所述的集成電路，其特征在于，所述功率因數(shù)控制電路在臨界傳導(dǎo)模式下操作。
5.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述功率因數(shù)控制電路具有用以獲得快速響應(yīng)的高增益和用于優(yōu)化功率因數(shù)校正的低增益。
6.如權(quán)利要求1所述的集成電路，還包括位于所述功率因數(shù)控制電路內(nèi)的開關(guān)，在所述輸入功率的電壓達(dá)到零時(shí)，所述開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間增加。
7.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于所述半橋控制電路包括用于高端和低端半橋開關(guān)的輸出；并且所述低端輸出以所述集成電路的公共電壓為基準(zhǔn)。
8.一種用于控制電子鎮(zhèn)流器的方法，包括檢測(cè)輸入電壓的零相交；隨著所述輸入電壓達(dá)到所述零相交，增加導(dǎo)通時(shí)間以為功率因數(shù)校正提供減少的交越失真；增加功率因數(shù)校正環(huán)路的增益以獲得快速響應(yīng)；降低功率因數(shù)校正環(huán)路的增益以優(yōu)化鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)；以及通過激活位于升壓型功率因數(shù)校正電路內(nèi)的開關(guān)來控制感應(yīng)器。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括當(dāng)檢測(cè)到所述電子鎮(zhèn)流器內(nèi)的故障時(shí)禁止所述功率因數(shù)校正電路。
10.一種用于控制為燈供電的電子鎮(zhèn)流器的控制電路，所述控制電路具有多種狀態(tài)，包括欠壓控制狀態(tài)，用于禁止所述電子鎮(zhèn)流器；預(yù)熱控制狀態(tài)，用于以第一頻率開關(guān)所述電子鎮(zhèn)流器內(nèi)的半橋，并為功率因數(shù)校正提供快速響應(yīng)時(shí)間；點(diǎn)火斜變控制狀態(tài)，用于在所述半橋以第二頻率進(jìn)行開關(guān)的情況下啟動(dòng)連接到所述電子鎮(zhèn)流器的燈；運(yùn)行控制狀態(tài)，在該狀態(tài)中，功率因數(shù)校正在帶有經(jīng)優(yōu)化的功率因數(shù)校正的低增益下進(jìn)行操作；以及故障控制狀態(tài)，用于基于一套故障標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)所述電子鎮(zhèn)流器。
11.一種集成為電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)校正電路，所述功率因數(shù)校正電路包括輸入電壓檢測(cè)部分，用于檢測(cè)輸入到所述電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓；電感電流檢測(cè)部分，用于檢測(cè)電感的零電流相交；可變?cè)鲆婵刂撇糠?，其連接至所述輸入電壓檢測(cè)部分，并可操作以在所述功率因數(shù)校正電路內(nèi)提供可變閉環(huán)反饋增益；補(bǔ)償指示裝置，其連接至所述可變?cè)鲆婵刂撇糠?，用于影響所述可變?cè)鲆婵刂撇糠值拈]環(huán)增益；輸出部分，其連接至所述可變?cè)鲆婵刂撇糠趾退鲭姼袡z測(cè)部分，用于驅(qū)動(dòng)功率因數(shù)校正開關(guān)，所述輸出部分的導(dǎo)通時(shí)間與所述輸入電壓、所述閉環(huán)增益和所述零電流相交相關(guān)。
12.如權(quán)利要求10所述的電路，還包括故障信號(hào)輸入，其用于在檢測(cè)到故障時(shí)禁止所述輸出部分。
13.如權(quán)利要求11所述的電路，其特征在于，所述電路輸出連接至與所述電感相連并控制其充電和放電的開關(guān)。
14.一種單片集成鎮(zhèn)流器控制裝置，包括半橋驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)半橋開關(guān)裝置；控制電路，其連接至所述半橋驅(qū)動(dòng)器，用于控制所述半橋驅(qū)動(dòng)器電路；及功率因數(shù)校正電路，其連接至所述控制電路，并可操作控制輸入功率以提高鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)。
全文摘要
一種集成電路提供了用于熒光燈的、具有功率因數(shù)校正的完整的電子鎮(zhèn)流器控制。該集成電路包含簡(jiǎn)化的功率因數(shù)校正(PFC)電路以減少元件的數(shù)量和供應(yīng)電壓需求，從而在減少制造成本的同時(shí)具有可靠的控制。該P(yáng)FC電路具有能夠以高增益進(jìn)行快速響應(yīng)和以低增益優(yōu)化功率因數(shù)控制的可變?cè)鲆?。在輸入線路電壓接近零時(shí)，用于PFC開關(guān)的增加的導(dǎo)通時(shí)間動(dòng)態(tài)地降低交越失真，以此降低總的諧振失真。該集成電路集合有多種故障保護(hù)，包括DC總線欠壓、過流、使用壽命終結(jié)故障、點(diǎn)火和燈絲故障保護(hù)。該IC提供輸入以用于可編程地控制許多功能，包括預(yù)熱頻率和時(shí)間、運(yùn)行頻率和空載時(shí)間。該簡(jiǎn)化的集成電路用簡(jiǎn)單的封裝提供出低成本的和綜合的電子鎮(zhèn)流器控制。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1672109SQ03817691
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者托馬斯·J·里巴里希 申請(qǐng)人:國際整流器公司