專利名稱：用于使負(fù)載軟起動的逆變器和逆變器驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變器和逆變器驅(qū)動方法，特別涉及一種用于使負(fù)載軟起動以防止逆變器以錯誤的方式操作的逆變器和逆變器驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
逆變器是一種將直流DC電壓轉(zhuǎn)換為交流AC電壓的電壓提供裝置。逆變器廣泛地用于包括洗衣機(jī)和諸如監(jiān)視器和TV的顯示設(shè)備的家用電器中。特別地，倒相變壓器被廣泛地用作供接通和關(guān)閉放電管的高壓發(fā)生器，該放電管被廣泛地用于逆變器機(jī)架、熒光穩(wěn)定器、監(jiān)視器、筆記本計(jì)算機(jī)等等。
一個(gè)逆變器驅(qū)動電路是必需的，因?yàn)槟孀兤魇墙?jīng)由外部控制方法諸如脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動的。
下面，參考附圖解釋現(xiàn)有技術(shù)的逆變器。
圖1是舉例說明現(xiàn)有技術(shù)的逆變器的電路圖，該逆變器連接到負(fù)載，特別是，用于TFT-LCD的冷陰極熒光燈(CCFL)。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的逆變器包括逆變器驅(qū)動電路10和變壓器20。該逆變器驅(qū)動電路10包括逆變器控制單元11、晶體管Q1和電阻R1。該變壓器將在電源被控制器(未示出)接通之后提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為提供給燈30的交流電壓。該燈30通過接收由該變壓器20提供的交流電壓來工作。燈電流被作為反饋提供給該逆變器控制單元11。該逆變器控制單元11按照來自燈30的該反饋燈電流的電平來控制晶體管Q1，從而控制變壓器20的輸出電壓。
在下文中，該逆變器驅(qū)動電路10是按照其操作解釋的。
首先，該逆變器控制單元11提供具有預(yù)定占空比的脈沖信號給該晶體管Q1的柵極。該燈30的亮度可以通過改變該脈沖信號的占空比來控制。當(dāng)該晶體管Q1被通過提供給晶體管Q1的柵極的該脈沖信號接通的時(shí)候，直流電壓B+被以某個(gè)時(shí)間間隔輸入給該變壓器20。該變壓器20根據(jù)其第一和第二線圈的數(shù)目將該直流電壓B+轉(zhuǎn)換為交流電壓。從該變壓器20輸出的交流電壓被作為反饋提供給該逆變器控制單元11。隨后，該逆變器控制單元11改變要提供給該晶體管Q1的柵極的脈沖信號的脈沖寬度，從而將晶體管的輸出電壓控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。
參考圖2，當(dāng)該逆變器被接通的時(shí)候，需要開始(kick-off)階段去起動燈，在此期間燈電流和燈電壓的最高電平應(yīng)該被提供給燈。為此，該逆變器控制單元11通過改變連接于其的電阻R1的電阻來改變該脈沖信號的頻率，使得在該開始階段期間該變壓器20的高輸出電壓可以提供給燈30。通常地，當(dāng)對于該燈30通常的操作需要600-700V的時(shí)候，在該開始階段期間需要1600-1700V。
總之，在該開始階段期間，來自該變壓器20的高輸出電壓被提供給該燈30，用于起動該燈30，然后來自該燈30的反饋燈電流被提供給逆變器控制單元11?；趤碜栽摕?0的該反饋燈電流，該逆變器控制單元11控制該電阻R1和該晶體管Q1，以給該燈30提供以合適電平的電壓和電流。
但是，現(xiàn)有技術(shù)的逆變器具有如下的問題。
首先，因?yàn)樵陂_始階段期間來自變壓器20的該輸出電壓非常高，該燈電流電平也被提高。由于該提高的燈電流電平，該變壓器20的輸出電壓可以被提高，偏離預(yù)定的范圍。因此，當(dāng)燈30要開啟的時(shí)候，該燈30可能被關(guān)閉。
其次，在開始階段期間，需要將非常高電平的電壓提供給燈30，該變壓器20的DC輸入電壓B+可以具有小于提供給該燈30的高電平AC輸出電壓所需要的電平。其也可能導(dǎo)致該逆變器的誤操作和燈30不必要的關(guān)閉。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明提出了一種逆變器和逆變器驅(qū)動方法，其基本上消除了一個(gè)或多個(gè)由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而引起的問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于使負(fù)載軟起動以防止該逆變器以錯誤的方式操作的逆變器和逆變器驅(qū)動方法。
在下面的描述中將部分地闡明本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特點(diǎn)，對于本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員，在檢驗(yàn)以下內(nèi)容時(shí)或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中獲悉，本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特點(diǎn)將部分地變得顯而易見。通過在說明書及其權(quán)利要求以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其他的優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其他的優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此處實(shí)施并廣泛描述的，根據(jù)本發(fā)明的一種逆變器，其包括變壓器，用于將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為AC輸出電壓；逆變器控制單元，用于響應(yīng)來自AC輸出電壓所驅(qū)動負(fù)載的反饋電流，控制來自該變壓器的AC輸出電壓的電平；和開始控制單元，用于在供起動該負(fù)載的開始階段期間調(diào)節(jié)反饋電流。
優(yōu)選地，開始控制單元通過對其加一個(gè)預(yù)定電平的電流來調(diào)節(jié)該反饋電流。
優(yōu)選地，開始階段是0.1-1秒。
優(yōu)選地，逆變器進(jìn)一步包括具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的誤差放大器，該誤差放大器將經(jīng)由反相(-)輸入端接收的反饋電流與經(jīng)由同相(+)輸入端接收的第一參考電壓信號比較，并且輸出第一比較信號；和具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的比較器，該比較器將經(jīng)由同相(+)輸入端子接收的第一比較信號與經(jīng)由反相(-)輸入端接收的第二參考電壓信號比較，并且輸出第二比較信號。
進(jìn)一步優(yōu)選地，在開始階段期間，開始控制單元將預(yù)定的電流電平提供給該誤差放大器的反相(-)輸入端。
進(jìn)一步優(yōu)選地，開始控制單元包括用于控制輸入預(yù)定的電流電平給該誤差放大器的反相(-)輸入端的晶體管，和用于通過輸出輸出控制信號給該晶體管的柵極來控制該晶體管開啟和關(guān)閉的邏輯電路。
甚至進(jìn)一步優(yōu)選地，開始控制單元進(jìn)一步包括參考鋸齒波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生參考鋸齒波形信號；和補(bǔ)償器，用于基于該參考鋸齒波形信號來補(bǔ)償來自該邏輯電路的輸出控制信號的失真。
優(yōu)選地，逆變器控制單元以這樣的方式來控制來自變壓器的AC輸出電壓的電平在開始階段期間，在預(yù)定的最高電平的范圍內(nèi)緩慢地增加要提供給負(fù)載的電流。
優(yōu)選地，該逆變器進(jìn)一步包括連接到該變壓器的晶體管，該晶體管在逆變器控制單元的控制之下確定提供給該變壓器的DC輸入電壓。
進(jìn)一步優(yōu)選地，該逆變器控制單元產(chǎn)生提供給該晶體管的柵極的脈沖信號。
進(jìn)一步優(yōu)選地，該逆變器控制單元通過改變該脈沖信號的頻率來控制來自變壓器的AC輸出電壓的電平。
甚至進(jìn)一步優(yōu)選地，該逆變器控制單元通過改變連接于其的電阻的阻抗來改變該脈沖信號的頻率。
優(yōu)選地，負(fù)載是一個(gè)用作TFT-LCD的背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。
在本發(fā)明的另一方面中，逆變器驅(qū)動方法包括將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為AC輸出電壓；在用于起動負(fù)載的開始階段期間，調(diào)節(jié)來自AC輸出電壓所驅(qū)動的負(fù)載的反饋電流；以及按照調(diào)節(jié)的反饋電流來控制轉(zhuǎn)換的AC輸出電壓的電平。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)反饋電流包括將預(yù)定電平的電流加到來自該負(fù)載的該反饋電流。
優(yōu)選地，該開始階段是0.1-1秒。
優(yōu)選地，控制轉(zhuǎn)換的AC輸出電壓的電平包括在開始階段期間，在小于預(yù)定的最高電平的范圍內(nèi)緩慢地增加提供給負(fù)載的電流。
優(yōu)選地，控制轉(zhuǎn)換的AC輸出電壓的電平是通過使用脈寬調(diào)制(PWM)方法來執(zhí)行的。
應(yīng)該明白，本發(fā)明的上文的概述和下面的詳細(xì)說明是示范性和說明性的，并意欲對如權(quán)利要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


本申請書結(jié)合有附圖以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且附圖構(gòu)成本申請書的一部分。附圖舉例說明了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書一起起解釋本發(fā)明原理的作用。在附圖中圖1是舉例說明現(xiàn)有技術(shù)逆變器的電路圖；圖2是用于解釋現(xiàn)有技術(shù)逆變器的操作波形的圖；圖3是舉例說明按照本發(fā)明的逆變器的電路圖；和圖4是用于解釋按照本發(fā)明的逆變器的操作波形的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)地介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其例子在附圖中舉例說明。在任何可能的情況，在全部附圖中，相同的附圖標(biāo)記將表示相同或相似的部分。
圖3是舉例說明按照本發(fā)明的逆變器的電路圖，圖4是用于解釋按照本發(fā)明的逆變器的操作波形的圖。
參考圖3，按照本發(fā)明的該逆變器包括變壓器200，其具有接收DC輸入電壓的第一線圈和提供AC輸出電壓給連接于其的燈300的第二線圈；和連接到該變壓器200的第一線圈的逆變器驅(qū)動電路100，用于按照來自燈300的反饋電流來控制來自該變壓器200的第二線圈的AC輸出電壓。
本發(fā)明的逆變器驅(qū)動電路100包括晶體管Q1、誤差放大器(EA)130、比較器(COMP)120、逆變器控制單元110和開始控制單元。
晶體管Q1在該逆變器控制單元110的控制之下確定對變壓器200的第一線圈的DC輸入電壓的供應(yīng)。
誤差放大器130通過反相(-)輸入端和同相(+)輸入端分別接收來自燈300的反饋電流和第一參考電壓信號，將該反饋電流與該第一參考電壓比較，并且輸出第一比較信號。
比較器120通過同相(+)輸入端和反相(-)輸入端分別接收來自誤差放大器130的第一比較信號和第二參考電壓信號，將第一比較信號與第二參考電壓比較，并且輸出第二比較信號。
逆變器控制單元110接收來自該比較器120的第二比較信號，并控制該晶體管Q1，以基于該第二比較信號來控制來自變壓器200第二線圈的AC輸出電壓，從而驅(qū)動燈300并控制該燈300的亮度。
在起動燈300所需的開始階段期間，開始控制單元140將預(yù)定電平的電流添加到來自燈300的該反饋電流。該開始控制單元140包括用于控制輸入預(yù)定電平的電流給誤差放大器130的反相(-)輸入端子的晶體管Q2，和用于控制該晶體管Q2的邏輯電路141。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，來自控制該晶體管Q2的該邏輯電路141的輸出信號輸入到補(bǔ)償器143?；谟蓞⒖间忼X波形發(fā)生器142產(chǎn)生的參考鋸齒波形信號，補(bǔ)償器143補(bǔ)償來自該邏輯電路141的輸出信號的任何失真。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用作負(fù)載的燈300是通常用作TFT-LCD背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。但是，本發(fā)明的逆變器可以被應(yīng)用于其他的電氣設(shè)備，諸如熒光燈、洗衣機(jī)等等。
下面是按照本發(fā)明的逆變器操作的詳細(xì)解釋。
當(dāng)提供驅(qū)動燈300的控制信號的時(shí)候，該逆變器控制單元110通過給晶體管Q1的柵極提供某一占空比的脈沖信號來使該晶體管Q1導(dǎo)通，從而使該DC輸出電壓B+提供給該變壓器200的第一線圈。響應(yīng)通過該第一線圈的DC輸入電壓B+，該變壓器200將AC輸出電壓經(jīng)由其第二線圈傳送給燈300，由此驅(qū)動燈300。用于驅(qū)動該燈300的燈電流被作為反饋電流輸入給該誤差放大器130的反相(-)輸入端。該誤差放大器130將來自燈300的反饋電流與經(jīng)由其同相(+)輸入端輸入的參考電壓信號相比較，并且輸出第一比較信號。該第一比較信號被輸入給比較器120的同相(+)輸入端。然后，該比較器120將第一比較信號與經(jīng)由其反相(-)輸入端輸入的參考電壓信號比較，并且輸出第二比較信號。該第二比較信號被輸入到逆變器控制單元110。該逆變器控制單元110基于第二比較信號通過改變電阻R1的電阻，改變要提供給晶體管Q1柵極的該脈沖信號的占空比。以這種方式，該逆變器控制單元110將從該變壓器200的第二線圈輸出的該AC輸出電壓的電平控制在預(yù)定的范圍之內(nèi)。
如圖4所示，開始階段對于起動該燈300是需要的，在其期間應(yīng)該將高電壓提供給燈300。假設(shè)600-700V的電壓被提供用于該燈300的常規(guī)的操作，那么用于其初始起動應(yīng)當(dāng)加以1600-1700V。
如果開始階段小于0.1秒，則示出的初始顯示如同閃現(xiàn)。另一方面，如果該開始階段大于1秒，用戶可以感覺到顯示器緩慢地點(diǎn)亮，其也是不希望的。因此，優(yōu)選地，該開始階段是0.1-1秒。
在開始階段期間，逆變器控制單元110通過改變電阻R1的電阻來改變該脈沖信號的占空比，從而增加要提供給燈300的AC輸出電壓。同時(shí)，開始控制單元140將預(yù)定電平的電流加給來自燈300要輸入到誤差放大器130的反相(-)輸入端的反饋電流。
更詳細(xì)地解釋，在該開始階段期間，邏輯電路141斷開晶體管Q2，以使該預(yù)定電平的電流提供給該誤差放大器130的反相(-)輸入端。按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，來自該邏輯電路141的輸出控制信號的失真是由補(bǔ)償器143基于來自參考鋸齒波形發(fā)生器142的參考鋸齒波形信號來補(bǔ)償?shù)摹?br> 以這樣的方式，逆變器控制單元110識別到過電流被施加到了該燈300，因?yàn)楸葋碜栽摕?00的實(shí)際反饋電流更高電平的電流被輸入到誤差放大器130。據(jù)此，該逆變器控制單元110通過改變要提供給晶體管Q1柵極的該脈沖信號的占空比，來控制來自該變壓器200的AC輸出電壓，以這樣一種方法使得恰當(dāng)電平的電流可以被提供給燈300。從而，逆變器控制單元在小于預(yù)定的最高電平的范圍內(nèi)緩慢地增加燈電流。
如上所述，按照本發(fā)明的該逆變器和逆變器驅(qū)動方法用于使燈軟起動，以防止逆變器以錯誤的方式操作。
可以在本發(fā)明中作出各種各樣的修改和變化而不脫離本發(fā)明的精神或者范圍，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明意欲覆蓋進(jìn)入所附的權(quán)利要求和其等效的范圍之內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種使負(fù)載軟起動的逆變器，該逆變器包括變壓器，用于將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓；逆變器控制單元，用于響應(yīng)來自交流輸出電壓所驅(qū)動的負(fù)載的反饋電流，控制來自該變壓器的交流輸出電壓的電平；和開始控制單元，用于在起動該負(fù)載的開始階段期間調(diào)節(jié)該反饋電流。
2.如權(quán)利要求1所述的逆變器，其中該開始控制單元通過對其添加預(yù)定電平的電流來調(diào)節(jié)該反饋電流。
3.如權(quán)利要求1所述的逆變器，其中該開始階段是0.1-1秒。
4.如權(quán)利要求1所述的逆變器，進(jìn)一步包括具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的誤差放大器，該誤差放大器將經(jīng)由反相(-)輸入端接收的反饋電流與經(jīng)由同相(+)輸入端接收的第一參考電壓信號相比較，并且輸出第一比較信號；和具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的比較器，該比較器將經(jīng)由同相(+)輸入端接收的第一比較信號與經(jīng)由反相(-)輸入端接收的第二參考電壓信號相比較，并且輸出第二比較信號。
5.如權(quán)利要求4所述的逆變器，其中在開始階段期間，開始控制單元將預(yù)定的電流電平提供給該誤差放大器的反相(-)輸入端。
6.如權(quán)利要求5所述的逆變器，其中該開始控制單元包括用于控制輸入預(yù)定的電流電平給誤差放大器的反相(-)輸入端的晶體管，和用于通過輸出輸出控制信號到該晶體管的柵極來控制該晶體管開啟和關(guān)閉的邏輯電路。
7.如權(quán)利要求6所述的逆變器，其中該開始控制單元進(jìn)一步包括參考鋸齒波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生參考鋸齒波形信號；和補(bǔ)償器，用于基于該參考鋸齒波形信號補(bǔ)償來自該邏輯電路的輸出控制信號的失真。
8.如權(quán)利要求1所述的逆變器，其中逆變器控制單元以這樣的方式來控制來自變壓器的交流輸出電壓的電平，使得在開始階段期間，提供給負(fù)載的電流在小于預(yù)定的最高電平的范圍內(nèi)緩慢地增加。
9.如權(quán)利要求1所述的逆變器，進(jìn)一步包括連接到變壓器的晶體管，該晶體管在逆變器控制單元的控制之下確定對該變壓器的DC輸入電壓的供應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的逆變器，其中該逆變器控制單元產(chǎn)生將提供給該晶體管的柵極的脈沖信號。
11.如權(quán)利要求10所述的逆變器，其中該逆變器控制單元通過改變脈沖信號的頻率來控制來自變壓器的交流輸出電壓的電平。
12.如權(quán)利要求11所述的逆變器，其中該逆變器控制單元通過改變連接于其的電阻的阻抗來改變該脈沖信號的頻率。
13.如權(quán)利要求1所述的逆變器，其中負(fù)載是用作TFT-LCD的背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。
14.一種使負(fù)載軟起動的逆變器驅(qū)動方法，該方法包括將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓；在起動該負(fù)載的開始階段期間，調(diào)節(jié)來自由交流輸出電壓所驅(qū)動的負(fù)載的反饋電流；和根據(jù)調(diào)節(jié)的反饋電流來控制轉(zhuǎn)換的交流輸出電壓的電平。
15.如權(quán)利要求14所述的逆變器驅(qū)動方法，其中調(diào)節(jié)反饋電流的方法包括將預(yù)定電平的電流添加給來自該負(fù)載的反饋電流。
16.如權(quán)利要求14所述的逆變器驅(qū)動方法，其中該開始階段是0.1-1秒。
17.如權(quán)利要求14所述的逆變器驅(qū)動方法，其中控制轉(zhuǎn)換的交流輸出電壓的電平包括在開始階段期間，在小于預(yù)定的最高電平的范圍內(nèi)緩慢地增加提供給該負(fù)載的電流。
18.如權(quán)利要求14所述的逆變器驅(qū)動方法，其中控制轉(zhuǎn)換的交流輸出電壓的電平是通過使用脈寬調(diào)制(PWM)方法來實(shí)現(xiàn)的。
19.如權(quán)利要求14所述的逆變器驅(qū)動方法，其中該負(fù)載是用作TFT-LCD的背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種逆變器和逆變器驅(qū)動方法，其通過在小于預(yù)定的最高電平的范圍內(nèi)緩慢地增加燈電流來使負(fù)載緩慢起動，從而防止逆變器以錯誤的方式操作。按照本發(fā)明的逆變器包括用于將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為AC輸出電壓的變壓器；逆變器控制單元，用于響應(yīng)來自AC輸出電壓所驅(qū)動的負(fù)載的反饋電流，控制來自該變壓器的AC輸出電壓的電平；和開始控制單元，用于在起動該負(fù)載的開始階段期間調(diào)節(jié)該反饋電流。
文檔編號H05B41/14GK1777009SQ20051011340
公開日2006年5月24日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月4日
發(fā)明者高光美 申請人:Lg電子株式會社