專利名稱：電流模式諧振鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鎮(zhèn)流器，且更明確地說涉及一種熒光燈的鎮(zhèn)流器。
背景技術：
熒光燈是日常生活中最普及的光源之一。改進熒光燈的效率將顯著節(jié)省能量。因此，在最近的發(fā)展中，熒光燈的鎮(zhèn)流器的效率和功率節(jié)省的改進是主要關注的問題。圖1展示具有串聯(lián)諧振電路的常規(guī)電子鎮(zhèn)流器。半橋反相器由兩個開關10和20組成。兩個開關10、20在所需的切換頻率上以50％工作周期互補性地接通和斷開。諧振電路包括電感器70、電容器80和熒光燈50。熒光燈50與電容器55并聯(lián)連接。電容器55操作為起動電路。當熒光燈50開啟后，則控制切換頻率以產生所需的燈電壓。此鎮(zhèn)流器電路的缺點是開關10和20引起較高的切換損失。熒光燈的寄生裝置特性(例如，等效電容等)響應于燈的溫度變化和壽命而改變。此外，電感器70的電感和電容器80的電容在鎮(zhèn)流器的批量生產期間變異。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于熒光燈的鎮(zhèn)流器電路。燈與電感器和電容器串聯(lián)連接以便形成諧振電路。第一電路和第二電路耦接到諧振電路以便切換所述諧振電路。此處以第一電路為例，第一電阻器與第一開關串聯(lián)連接以便響應于第一開關的切換電流來產生第一控制信號。當所述第一控制信號低于第一零臨界值時，則第一開關接通。在諧振電路的四分之一諧振周期之后，當?shù)谝豢刂菩盘柕陀诘谝慌R界值時，則第一開關斷開。因此，實現(xiàn)了第一開關的軟切換。第二電路以與第一電路類似的方式操作以實現(xiàn)第二開關的軟切換。
本發(fā)明的目的是提供一種可自動地實現(xiàn)軟切換以便減少切換損失并改進效率的鎮(zhèn)流器。
本發(fā)明的另一目的是開發(fā)一種在效率方面具有較高性能的較低成本電路。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，且并入本說明書中并組成本說明書的一部分。

本發(fā)明的實施例，并與描述內容一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1展示現(xiàn)有技術的常規(guī)的電子鎮(zhèn)流器電路；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的鎮(zhèn)流器電路的示意圖；圖3到圖6分別展示根據(jù)本發(fā)明實施例的鎮(zhèn)流器電路的第一操作階段到第四操作階段；圖7展示根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器電路的復數(shù)個波形圖；圖8展示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的鎮(zhèn)流器電路的第一控制電路；圖9展示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的鎮(zhèn)流器電路的第二控制電路；圖10展示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的反跳電路。
具體實施例方式
圖2展示根據(jù)本發(fā)明實施例的鎮(zhèn)流器電路的示意圖。電感器70與電容器80串聯(lián)連接以形成諧振電路。諧振電路產生正弦波電流以便操作熒光燈(例如，燈50)。包括第一控制電路100、第一開關10、第一二極管11和第一電阻器15的第一電路耦接到諧振電路。包括第二控制電路200、第二開關20、第二二極管21和第二電阻器25的第二電路也耦接到諧振電路。第一開關10耦接到諧振電路以便將第一電壓V30供應到諧振電路。第一開關10由第一切換信號S1控制。耦接到諧振電路的第二電路包括第二開關20，以便將第二電壓V40供應到諧振電路。第二開關20由第二切換信號S2控制。第一電阻器15與第一開關10串聯(lián)連接以便響應于第一開關10的切換電流而產生第一控制信號V1。第一二極管11與第一開關10并聯(lián)連接。第二電阻器25與第二開關20串聯(lián)連接以便響應于第二開關20的切換電流而產生第二控制信號V2。第二二極管21與第二開關20并聯(lián)連接。第一控制電路100產生第一切換信號S1以便響應于第一控制信號V1的波形來接通/斷開第一開關10。第二控制電路200產生第二切換信號S2以便響應于第二控制信號V2的波形來控制第二開關20。
圖3到圖6分別展示根據(jù)本發(fā)明實施例的鎮(zhèn)流器電路的操作階段。當?shù)诙_關20接通(階段T1)時，燈電流IM流經第二電阻器25以產生第二控制信號V2。當燈電流IM減小且第二控制信號V2低于第二臨界值VT2時，則第二開關20斷開。之后，諧振電路的環(huán)電流接通第一二極管11。存儲在諧振電路中的能量對第一電容器30進行反向充電(階段T2)。流經第一電阻器15的燈電流IM產生第一控制信號V1。當?shù)谝豢刂菩盘朧1低于第一零臨界值VZ1時，第一控制電路100啟用第一切換信號S1來接通第一開關10。由于此刻第一二極管11正導通，所以第一開關10便以軟切換接通(階段T3)。在諧振電路的環(huán)電流反向之后，燈電流IM從電容器30流向諧振電路。當燈電流IM減小且控制信號V1低于第一臨界值VT1，則第一開關10斷開。同時，諧振電路的環(huán)電流接通第二二極管21，且諧振電路的能量對第二電容器40進行反向充電(階段T4)。因此，同樣以軟切換接通第二開關20。
圖7展示根據(jù)本發(fā)明的操作階段的復數(shù)個波形圖。當?shù)谝豢刂菩盘朧1低于第一零臨界值VZ1時，則啟用第一切換信號S1。在諧振電路的四分之一諧振周期之后，當?shù)谝豢刂菩盘朧1低于第一臨界值VT1時，則禁用第一切換信號S1。諧振電路的諧振頻率FR由下式給出，fR=12πLC-------------(1)]]>其中L是電感器70的電感，且C是電容器80與燈50的等效電容。
當?shù)诙刂菩盘朧2低于第二零臨界值VZ2時，則啟用第二切換信號S2。同樣，在諧振電路的四分之一諧振周期之后，當?shù)诙刂菩盘朧2低于第二臨界值VT2時，則禁用第二切換信號S2，其中第一零臨界值VZ1的量值等于第二零臨界值VZ2的量值。第一臨界值VT1的量值等于第二臨界值VT2的量值。當?shù)谝婚_關10的切換電流等于第二開關20的切換電流時，則不需要電容器80。
圖7所示的延遲時間TD1經設計用于反跳。延遲時間TD1表示從檢測到第一控制信號V1低于第一零臨界值VZ1到接通第一開關10的延遲時間。延遲時間TD2也用于反跳。延遲時間TD2表示從檢測到第二控制信號V2低于第二零臨界值VZ2到接通第二開關20時的另一延遲。
圖8展示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的第一控制電路100。第一輸入端子耦接到第一電阻器15以便接收第一控制信號V1。第一比較器130具有通過電阻器115耦接到第一輸入端子的負輸入。第一電流源110連接到電阻器115以便移變第一控制信號V1的電平。第一比較器130的正輸入供應有第一零臨界值VZ1。第一比較器130的輸出經耦接以通過第一反跳電路160來啟用觸發(fā)器170。第一反跳電路160確定圖7展示的延遲時間TD1。觸發(fā)器170輸出第一切換信號S1以便驅動第一開關10。第二比較器140具有通過電阻器115耦接到第一輸入端子的負輸入。第二比較器140的正輸入通過由電阻器120和電容器125形成的第一延遲電路連接到第一輸入端子。因此，當?shù)谝豢刂菩盘朧1的量值減小時，第二比較器140將輸出邏輯高信號。第三比較器145具有通過電阻器115耦接到第一輸入端子的負輸入。第三比較器145的正輸入供應有第一臨界值VT1。第二比較器140的輸出和第三比較器145的輸出連接到NAND閘150。NAND閘150的輸出經耦接以通過第二反跳電路165來復位觸發(fā)器170。第二反跳電路165確定圖7展示的延遲時間TD2。因此，第一切換信號S1響應于第一比較器130的輸出而啟用。第一切換信號S1響應于第二比較器140和第三比較器145的輸出而禁用。
圖9展示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的第二控制電路200。第二輸入端子耦接到第二電阻器215以便接收第二控制信號V2。第四比較器230具有通過電阻器215耦接到第二輸入端子的負輸入。第二電流源210連接到電阻器215以便移變第二控制信號V2的電平。第四比較器230的正輸入供應有第二零臨界值VZ2。第四比較器230的輸出連接到OR閘255的輸入。OR閘255的另一輸入由復位信號RST所供應以便在鎮(zhèn)流器的接通周期期間接通第二開關20。OR閘255的輸出經耦接以通過第三反跳電路260來啟用觸發(fā)器270。第三反跳電路260確定圖7展示的延遲時間TD1。觸發(fā)器270輸出第二切換信號S2以便驅動第二開關20。第五比較器240具有通過電阻器215耦接到第二輸入端子的負輸入。第五比較器240的正輸入通過由電阻器220和電容器225形成的第二延遲電路連接到第二輸入端子。因此，當?shù)诙刂菩盘朧2的量值減小時，第五比較器240輸出邏輯高信號。第六比較器245具有通過電阻器215耦接到第二輸入端子的負輸入。第六比較器245的正輸入供應有第二臨界值VT2。第五比較器240的輸出和第六比較器245的輸出連接到NAND閘250。NAND閘250的輸出經耦接以通過第四反跳電路265來復位觸發(fā)器270。第四反跳電路265確定圖7展示的延遲時間TD2。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的反跳電路160、165、260、265的實施例。在此實施例中，第三電流源310和電容器325確定當輸入IN變成邏輯低之后而輸出OUT變成邏輯低時之間的延遲時間。第四電流源315和電容器325確定當輸入IN變成邏輯高之后而輸出OUT變成邏輯高時之間的延遲時間。因此，圖9展示第二切換信號S2響應于第四比較器230的輸出和復位信號RST而啟用。第二切換信號S2響應于第五比較器240和第六比較器245的輸出而禁用。
雖然已參看本發(fā)明的優(yōu)選實施例特定展示并描述了本發(fā)明，但所屬領域的技術人員將了解，可在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下在其中作出形式和細節(jié)上的各種變化，本發(fā)明精神和范圍由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種鎮(zhèn)流器電路，其特征在于包括一諧振電路，其由一電感器與一電容器的串聯(lián)連接而形成用以操作一燈；一第一開關，其耦接到所述諧振電路以供應第一電壓到所述諧振電路，其中所述第一開關由一第一切換信號控制；一第二開關，其耦接到所述諧振電路以供應第二電壓到所述諧振電路，其中所述第二開關由一第二切換信號控制；一第一電阻器，其與所述第一開關串聯(lián)連接以響應于所述第一開關的切換電流而產生一第一控制信號；一第二電阻器，其與所述第二開關串聯(lián)連接以響應于所述第二開關的切換電流而產生一第二控制信號；一第一控制電路，其響應于所述第一控制信號來產生所述第一切換信號用于控制所述第一開關；以及一第二控制電路，其響應于所述第二控制信號來產生所述第二切換信號用于控制所述第二開關。
2.根據(jù)權利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于當所述第一控制信號低于一第一零臨界值時，啟用所述第一切換信號，且在所述諧振電路的四分之一諧振周期之后，當所述第一控制信號低于一第一臨界值時，禁用所述第一切換信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于當所述第二控制信號低于一第二零臨界值時，啟用所述第二切換信號，且在所述諧振電路的四分之一諧振周期之后，當所述第二控制信號低于一第二臨界值時，禁用所述第二切換信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于所述第一零臨界值的量值等于所述第二零臨界值的量值，且所述第一臨界值的量值等于所述第二臨界值的量值。
5.根據(jù)權利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于所述第一控制電路包括一第一輸入端子，其耦接到所述第一電阻器；一第一比較器，其具有耦接到所述第一輸入端子的一輸入，且所述第一比較器的另一輸入供應有一第一零臨界值；一第二比較器，其具有耦接到所述第一輸入端子的一輸入，且所述第二比較器的另一輸入通過一第一延遲電路連接到所述第一輸入端子；以及一第三比較器，其具有耦接到所述第一輸入端子的一輸入，且所述第三比較器的另一輸入供應有一第一臨界值，其中所述第一切換信號響應于所述第一比較器的一輸出而啟用，且所述第一切換信號響應于所述第二比較器和所述第三比較器的輸出而禁用。
6.根據(jù)權利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于所述第二控制電路包括一第二輸入端子，其耦接到所述第二電阻器；一第四比較器，其具有耦接到所述第二輸入端子的一輸入，且所述第四比較器的另一輸入供應有一第二零臨界值；一第五比較器，其具有耦接到所述第二輸入端子的一輸入，且所述第五比較器的另一輸入通過一第二延遲電路連接到所述第二輸入端子；以及一第六比較器，其具有耦接到所述第二輸入端子的一輸入，且所述第六比較器的另一輸入供應有一第二臨界值，其中所述第二切換信號響應于所述第四比較器的輸出而啟用，且所述第二切換信號響應于所述第五比較器和所述第六比較器的輸出而禁用。
7.根據(jù)權利要求5所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于所述第一控制電路進一步包括一第一反跳電路，其經耦接以啟用所述第一切換信號；以及一第二反跳電路，其經耦接以禁用所述第一切換信號。
8.根據(jù)權利要求6所述的鎮(zhèn)流器電路，其特征在于所述第二控制電路進一步包括一第三反跳電路，其經耦接以啟用所述第二切換信號；以及一第四反跳電路，其經耦接以禁用所述第二切換信號。
9.一種鎮(zhèn)流器，其特征在于包括一諧振電路，其通過一電容器與一電感器的串聯(lián)連接而形成用以操作一燈；一第一開關，其耦接到所述諧振電路，其中所述第一開關由一第一切換信號控制；一第二開關，其耦接到所述諧振電路，其中所述第二開關由一第二切換信號控制；一第一電阻器，其與所述第一開關串聯(lián)連接以響應于所述第一開關的切換電流而產生一第一控制信號；一第二電阻器，其與所述第二開關串聯(lián)連接以響應于所述第二開關的切換電流而產生一第二控制信號；一第一控制電路，其響應于所述第一控制信號來產生所述第一切換信號用于控制所述第一開關；以及一第二控制電路，其響應于所述第二控制信號來產生所述第二切換信號用于控制所述第二開關。
10.根據(jù)權利要求9所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于當所述第一控制信號低于一第一零臨界值時，啟用所述第一切換信號，且在所述諧振電路的四分之一諧振周期之后，當所述第一控制信號低于一第一臨界值時，禁用所述第一切換信號；其中當所述第二控制信號低于一第二零臨界值時，啟用所述第二切換信號，且在所述諧振電路的四分之一諧振周期之后，當所述第二控制信號低于一第二臨界值時，禁用所述第二切換信號。
11.根據(jù)權利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第一零臨界值的量值等于所述第二零臨界值的量值，且所述第一臨界值的量值等于所述第二臨界值的量值。
12.根據(jù)權利要求9所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第一控制電路包括一第一輸入端子，其耦接到所述第一電阻器；一第一比較器，其具有耦接到所述第一輸入端子的一輸入，且所述第一比較器的另一輸入供應有一第一零臨界值；一第二比較器，其具有耦接到所述第一輸入端子的一輸入，且所述第二比較器的另一輸入通過一第一延遲電路連接到所述第一輸入端子；以及一第三比較器，其具有耦接到所述第一輸入端子的一輸入，且所述第三比較器的另一輸入供應有一第一臨界值，其中所述第一切換信號響應于所述第一比較器的一輸出而啟用，且所述第一切換信號響應于所述第二比較器和所述第三比較器的輸出而禁用。
13.根據(jù)權利要求9所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第二控制電路包括一第二輸入端子，其耦接到所述第二電阻器；一第四比較器，其具有耦接到所述第二輸入端子的一輸入，且所述第四比較器的另一輸入供應有一第二零臨界值；一第五比較器，其具有耦接到所述第二輸入端子的一輸入，且所述第五比較器的另一輸入通過一第二延遲電路連接到所述第二輸入端子；以及一第六比較器，其具有耦接到所述第二輸入端子的一輸入，且所述第六比較器的另一輸入供應有一第二臨界值，其中所述第二切換信號響應于所述第四比較器的一輸出而啟用，且所述第二切換信號響應于所述第五比較器和所述第六比較器的輸出而禁用。
14.根據(jù)權利要求12所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第一控制電路進一步包括一第一反跳電路，其經耦接以啟用所述第一切換信號；以及一第二反跳電路，其經耦接以禁用所述第一切換信號。
15.根據(jù)權利要求13所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第二控制電路進一步包括一第三反跳電路，其經耦接以啟用所述第二切換信號；以及一第四反跳電路，其經耦接以禁用所述第二切換信號。
全文摘要
本發(fā)明一種電流模式諧振鎮(zhèn)流器，是一種用于熒光燈的較低成本鎮(zhèn)流器電路，通過電感器與電容器的串聯(lián)連接形成一諧振電路用以操作熒光燈。第一電路和第二電路相耦接以切換諧振電路。以第一電路為例，第一電阻器與第一開關串聯(lián)連接以便響應于第一開關的切換電流來產生第一控制信號。當?shù)谝豢刂菩盘柕陀诘谝涣闩R界值時，則第一開關接通，且在諧振電路的四分之一諧振周期之后，當?shù)谝豢刂菩盘柕陀诘谝慌R界值時，則第一開關斷開。因此，實現(xiàn)了第一開關的軟切換。
文檔編號H05B41/233GK1972548SQ20061017056
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權日2006年9月28日
發(fā)明者林甲森, 楊大勇 申請人:崇貿科技股份有限公司