專利名稱：雙重峰值電流控制的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制在燈點(diǎn)火啟動(dòng)期間通過開關(guān)管的峰值電流的電路 和方法'
背景技術(shù)：
燈點(diǎn)火啟動(dòng)需要足夠高的電壓。當(dāng)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)頻率朝向諧振頻率 偏移時(shí)，會在諧振電容器兩端產(chǎn)生高電壓.如果沒有控制電路，則諧 振電壓和電流不會被限制，并且導(dǎo)致對功率開關(guān)管和鎮(zhèn)流器輸出產(chǎn)生 不安全的影響.
現(xiàn)有的解決方案是僅僅測量通過半橋電路中的下開關(guān)管的電流. 但是，當(dāng)電流扼流團(tuán)飽和一定程度時(shí)，這種單峰值電流檢測方法不能 有效且及時(shí)地限制住振蕩電路中的電流.由此，致使啟動(dòng)電壓過高并 且影響燈的壽命.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種能有效控制啟動(dòng)電壓的方法.即使燈電流扼流團(tuán) 飽和，開關(guān)管中的峰值電流仍能被控制，并且啟動(dòng)電壓保持穩(wěn)定.
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種雙重峰值電流控制電路，用于
控制流過鎮(zhèn)流器中的振蕩電路的功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流.該雙 重峰值電流控制電路包括集成控制電路，用于驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管S1和 S2; RC振蕩網(wǎng)絡(luò)，用于控制驅(qū)動(dòng)頻率，該RC振蕩網(wǎng)絡(luò)連接在集成控制 電路的輸入側(cè)；串聯(lián)在功率開關(guān)管S2與地之間的第一分壓電路，用于 檢測流過功率開關(guān)管S2的峰值電流；以及第一開關(guān)電路，通過觸發(fā)接 通該第一開關(guān)電路來調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，并且該第一開關(guān)電 路的觸發(fā)接通信號由第一分壓電路來提供.該雙重峰值電流控制電路 還包括第二分壓電路和第二開關(guān)電路.該第二分壓電路通過鎮(zhèn)流器中 的功率部分電路與功率開關(guān)管S1串聯(lián)，從而能檢測流過功率開關(guān)管S1 的峰值電流.該笫二開關(guān)電路與第一開關(guān)電路并聯(lián)，通過觸發(fā)接通該 第二開關(guān)電路也可調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，并且該第二開關(guān)電路的觸發(fā)接通信號由第二分壓電路來提供。在根據(jù)本發(fā)明的雙重峰值電流控制電路中，功率開關(guān)管S1和S2由 集成控制電路的兩個(gè)輸出來直接驅(qū)動(dòng)或者間接驅(qū)動(dòng).其中，笫一開關(guān) 電路和第二開關(guān)電路的觸發(fā)接通信號能分別被用來加速產(chǎn)生集成控制電路的輸出的負(fù)邊緣，從而間接斷開功率開關(guān)管S1和S2.或者當(dāng)流過 功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流達(dá)到某個(gè)高水平時(shí)，第一開關(guān)電路和笫 二開關(guān)電路分別被觸發(fā)接通來立即關(guān)斷功率開關(guān)管S1和S2.在一個(gè)半周期中，如果流過功率開關(guān)管S1的峰值電流過大，則第 二開關(guān)電路將被觸發(fā)接通來增加RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電容器C1的充電電流 和放電電流.在另一個(gè)半周期中，如果流過功率開關(guān)管S2的峰值電流 過大，則第一開關(guān)電路將被觸發(fā)接通來增加該電容器C1的充電電流和 放電電流；由此提高集成控制電路的輸出頻率，從而限制流過功率開 關(guān)管S1和S2的峰值電流.在一改進(jìn)方案中，RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻器可被集成到集成控制電 路中。在另一改進(jìn)方案中，第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路可被實(shí)施為信 號開關(guān)管、小信號雙極結(jié)型晶體管或者小信號金屬氣化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管以及可被集成到集成電路中的任何開關(guān)電路.根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種雙重峰值電流控制方法，用 于控制流過鎮(zhèn)流器中的振蕩電路的功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流.該 方法包括以下步驟通過集成控制電路驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管S1和S2;連接 在集成控制電路的榆入側(cè)的RC振蕩網(wǎng)絡(luò)控制驅(qū)動(dòng)頻率；串聯(lián)在功率開 關(guān)管S2與地之間的第一分壓電路檢測流過功率開關(guān)管S2的峰值電流； 以及第一分壓電路給第一開關(guān)電路提供觸發(fā)接通信號，通過觸發(fā)接通 該第一開關(guān)電路來調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，從而控制流過功率開 關(guān)管S2的峰值電流。該方法還包括通過鎮(zhèn)流器中的功率部分電路與 功率開關(guān)管S1串聯(lián)的第二分壓電路檢測流過功率開關(guān)管S1的峰值電 流；與第一開關(guān)電路并聯(lián)有第二開關(guān)電路，由第二分壓電路給第二開 關(guān)電路提供觸發(fā)接通信號，通過觸發(fā)接通該笫二開關(guān)電路也可調(diào)節(jié)RC 4蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，從而控制流過功率開關(guān)管Sl的峰值電流.本發(fā)明的雙重峰值電流控制電路比單獨(dú)峰值電流控制電路更有 效，特別是在其中^率部分電路可能遭受非線性影響的實(shí)際應(yīng)用中更有效。


圖1示出用于電子鎮(zhèn)流器的本發(fā)明電路.具體實(shí)施方式
在本發(fā)明中，通過增加用于檢測流過功率開關(guān)管si的峰值電流的分壓電路來同時(shí)實(shí)現(xiàn)對流過振蕩電路中的功率開關(guān)管Sl和S2的峰值 電流的有效控制.困1示出實(shí)現(xiàn)雙重峰值電流控制的本發(fā)明電路.在圖1中，示出兩個(gè)功率開關(guān)管S1和S2，這兩個(gè)功率開關(guān)管由集 成控制電路U1的兩個(gè)輸出0UT1和0UT2直接或者間接驅(qū)動(dòng).驅(qū)動(dòng)功率 開關(guān)管Sl和S2的頻率通過連接到集成控制電路Ul的輸入RT的電阻 器的值和連接到集成控制電路Ul的輸入CT的電容器的值來確定.輸 入RT與地之間的有效電阻值能通過信號開關(guān)管S3和S4來調(diào)節(jié).信號 開關(guān)管S3和S4能由用于檢測流過功率開關(guān)管Sl和S2的電流II和12 的峰值電流的分壓電路的一部分來觸發(fā)接通.在每半個(gè)周期，電流II通過功率部分電路并且通過電阻器R9來 檢測；在另一半周期，電流12通過功率部分電路并且通過電阻器R6 來檢測。功率部分電路包括隔直電容器、諧振電容器、燈負(fù)栽以及用 來限制電流II和12的電流扼流困.假設(shè)，如果峰值電流保持為大約Icp，則將產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膯?dòng)電壓. 當(dāng)電流II和12隨著開關(guān)管驅(qū)動(dòng)頻率的偏移增加到直至Icp時(shí)，電阻 器R9 ^R6兩端的電壓分別為Icp*R9和Icp*R6.電阻器R4和R5的 串聯(lián)電路與電阻器R6并聯(lián)，從而通過電阻器R5所分得的電壓來為信 號開關(guān)管S4提供觸發(fā)接通信號.電阻器R7和R8的串聯(lián)電路與電阻器 R6并聯(lián)，從而通過電阻器R8所分得的電壓來為信號開關(guān)管S3提供觸 發(fā)接通信號.可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)分壓電路的電阻來確保電壓 Icp豐R9傘R8/(R7+R8)和電壓Icp*R6*R5/(R4+R5)分別等于信號開關(guān)管 S3和S4的接通閾值.在這種情況下，在一個(gè)半周期中，如果電流II的峰值電流大于 Icp，則信號開關(guān)管S3將被觸發(fā)接通來增加電容器C1的充電電流和放 電電流。電容器Cl是集成控制電路U1的振蕩電容器.在另一個(gè)半周期中，類似地，如果電流12的峰值電流大于Icp，則信號開關(guān)管S4 將被觸發(fā)接通來增加電容器C1的充電電流和放電電流。因此，這個(gè)周 期將更短，這意味著輸出0UT1和0UT2的頻率將增加.增加的頻率限 制了電流II和12的峰值電流，從而來限制啟動(dòng)電壓.當(dāng)電流II和12 的峰值電流低于頻率增加的Icp時(shí)，信號開關(guān)管S3和S4保持閉合， 并且振蕩頻率將再次下降，從而導(dǎo)致電流II和12增加.因此，這是 閉合的負(fù)反饋控制環(huán)，該閉合的負(fù)反饋控制環(huán)將啟動(dòng)電壓保持在所限 定的范圍內(nèi).因此，當(dāng)電流II和12的峰值電流達(dá)到某個(gè)高水平時(shí)， 信號開關(guān)管S3和S4分別被觸發(fā)來將振蕩器的充電電流和放電電流拉 到更高水平，從而提高驅(qū)動(dòng)頻率，進(jìn)而限制電流II和12的增加.
如果在集成控制電路U1中集成電阻器R1、 R2以及信號開關(guān)管S3 和S4，則這種雙重峰值電流控制電路也能良好工作.
信號開關(guān)管S3和S4的觸發(fā)接通信號能分別被用來加速產(chǎn)生輸出 0UT1和0UT2的負(fù)邊緣，以間接斷開功率開關(guān)管Sl和S2.這種雙重峰 值電流控制電路也能良好地工作.作為第二結(jié)論，當(dāng)電流I1和I2的 峰值電流達(dá)到某個(gè)高水平時(shí)，信號開關(guān)管S3和S4分別被觸發(fā)來立即 關(guān)斷功率開關(guān)管S1和S2，以限制電流I1和I2的增加.
信號開關(guān)管S3和S4也能采用任何類型的模擬部件來代替，諸如 采用小信號BJT (小信號雙極結(jié)型晶體管)、小信號M0SFET (小信號 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等等.
這種雙重峰值電流控制電路也能被用于全數(shù)字振蕩器中. 盡管參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行了以上描述，但是顯然本發(fā)明不是局限于 此，而是在隨附的權(quán)利要求所公開的范圍之內(nèi)能以多種方式進(jìn)行修 改。
權(quán)利要求
1.一種雙重峰值電流控制電路，用于控制流過鎮(zhèn)流器中的振蕩電路的功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流，該雙重峰值電流控制電路包括集成控制電路(U1)，用于驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管S1和S2；RC振蕩網(wǎng)絡(luò)，用于控制驅(qū)動(dòng)頻率，該RC振蕩網(wǎng)絡(luò)連接在集成控制電路(U1)的輸入側(cè)；串聯(lián)在功率開關(guān)管S2與地之間的第一分壓電路(R4，R5，R6)，用于檢測流過功率開關(guān)管S2的峰值電流；以及第一開關(guān)電路(S4)，通過觸發(fā)接通該第一開關(guān)電路(S4)來調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，并且該第一開關(guān)電路(S4)的觸發(fā)接通信號由第一分壓電路(R4，R5，R6)來提供；其特征在于，該雙重峰值電流控制電路還包括第二分壓電路(R7，R8，R9)和第二開關(guān)電路(S3)；該第二分壓電路(R7，R8，R9)通過鎮(zhèn)流器中的功率部分電路與功率開關(guān)管S1串聯(lián)，從而能檢測流過功率開關(guān)管S1的峰值電流；該第二開關(guān)電路(S3)與第一開關(guān)電路(S4)并聯(lián)，通過觸發(fā)接通該第二開關(guān)電路(S3)能調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，并且該第二開關(guān)電路(S3)的觸發(fā)接通信號由第二分壓電路(R7，R8，R9)來提供。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙重峰值電流控制電路，其特征在于， 所述功率開關(guān)管S1和S2由集成控制電路(U1 )的兩個(gè)輸出(0UT1， 0UT2) 來直接驅(qū)動(dòng)或者間接驅(qū)動(dòng).
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙重峰值電流控制電路，其特征在于， 第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3)的觸發(fā)接通信號能分別被 用來加速產(chǎn)生集成控制電路(Ul)的輸出(0UT1， 0UT2)的負(fù)邊緣， 從而間接斷開功率開關(guān)管S1和S2;或者當(dāng)流過功率開關(guān)管S1和S2的峰 值電流達(dá)到某個(gè)高水平時(shí)，第一開關(guān)電路(S4 )和第二開關(guān)電路(S3 ) 分別被觸發(fā)接通來立即關(guān)斷功率開關(guān)管S1和S2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙重峰值電流控制電路，其特征在于， 在一個(gè)半周期中，如果流過功率開關(guān)管S1的峰值電流過大，則第二開 關(guān)電路(S3)將被觸發(fā)接通來增加RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電容器C1的充電電 流和放電電流；在另一個(gè)半周期中，如果流過功率開關(guān)管S2的峰值電流過大，則第一開關(guān)電路(S4)將被觸發(fā)接通來增加該電容器C1的充 電電流和放電電流；由此提高集成控制電路(Ul)的輸出頻率，從而 限制流過功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流.
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的雙重峰值電流控制電路，其特征 在于，所述RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻器能被集成到集成控制電路(Ul)中.
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的雙重峰值電流控制電路，其特征 在于，所述第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3)能被實(shí)施為信 號開關(guān)管、小信號雙極結(jié)型晶體管或者小信號金屬氣化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管以及能被集成到集成電路中的任何開關(guān)電路.
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的雙重峰值電流控制電路，其特征 在于，該雙重峰值電流控制電路能被用于全數(shù)字振蕩器中.
8. —種雙重峰值電流控制方法，用于控制流過鎮(zhèn)流器中的振蕩電 路的功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流，該方法包括以下步驟通過集成控制電路(Ul)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管S1和S2;連接在集成控制電路(Ul)的輸入側(cè)的RC振蕩網(wǎng)絡(luò)控制驅(qū)動(dòng)頻率；串聯(lián)在功率開關(guān)管S2與地之間的第一分壓電路(R4, R5， R6)檢 測流過功率開關(guān)管S2的峰值電流；以及第一分壓電路(R4， R5， R6)給笫一開關(guān)電路(S4)提供觸發(fā)接 通信號，通過觸發(fā)接通該第一開關(guān)電路(S4)來調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的 電阻值，從而控制流過功率開關(guān)管S2的峰值電流；其特征在于，該方法還包括通過鎮(zhèn)流器中的功率部分電路與功率開關(guān)管S1串 聯(lián)的第二分壓電路(R7， R8， R9)檢測流過功率開關(guān)管S1的峰值電流； 與第一開關(guān)電路(S4)并聯(lián)有第二開關(guān)電路(S3),由笫二分壓電路 (R7， R8， R9)給第二開關(guān)電路(S3)提供觸發(fā)接通信號，通過觸發(fā) 接通該第二開關(guān)電^ (S3)能調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值，從而控制 流過功率開關(guān)管S1的峰值電流，
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙重峰值電流控制方法，其特征在于， 所述功率開關(guān)管S1和S2由集成控制電路(U1)的兩個(gè)榆出(0UT1，0UT2) 來直接驅(qū)動(dòng)或者間接驅(qū)動(dòng).
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙重峰值電流控制方法，其特征在于， 第一開關(guān)電路(S4)和笫二開關(guān)電路(S3)的觸發(fā)接通信號能分別被用來加速產(chǎn)生集成控制電路(Ul)的輸出(0UT1， OUT2)的負(fù)邊緣， 從而間接斷開功率開關(guān)管S1和S2;或者當(dāng)流過功率開關(guān)管S1和SZ的峰 值電流達(dá)到某個(gè)高水平時(shí)，第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3) 分別被觸發(fā)接通來立即關(guān)斷功率開關(guān)管S1和S2.
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的雙重峰值電流控制方法，其特征在于， 在一個(gè)半周期中，如果流過功率開關(guān)管S1的峰值電流過大，則第二開 關(guān)電路(S3)將被觸發(fā)接通來增加RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電容器C1的充電電 流和放電電流；在另一個(gè)半周期中，如果流過功率開關(guān)管S2的峰值電 流過大，則第一開關(guān)電路(S4)將被觸發(fā)接通來增加該電容器C1的充 電電流和放電電流；由此提高集成控制電路(Ul)的榆出頻率，從而 限制流過功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流.
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的雙重峰值電流控制方法，其特 征在于，所述RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻器能被集成到集成控制電路(Ul) 中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的雙重峰值電流控制方法，其特 征在于，所述第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3)能被實(shí)施為 信號開關(guān)管、小信號雙極結(jié)型晶體管或者小信號金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管以及能被集成到集成電路中的任何開關(guān)電路.
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的雙重峰值電流控制方法，其特 征在于，在全數(shù)字振蕩器中能采用該雙重峰值電流控制方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙重峰值電流控制電路和方法。在本發(fā)明中，通過集成控制電路(U1)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管S1和S2；連接在集成控制電路(U1)的輸入側(cè)的RC振蕩網(wǎng)絡(luò)控制驅(qū)動(dòng)頻率；通過第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3)來調(diào)節(jié)RC振蕩網(wǎng)絡(luò)中的電阻值；并且用于檢測通過功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流的分壓電路給第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3)提供觸發(fā)接通信號；通過觸發(fā)接通第一開關(guān)電路(S4)和第二開關(guān)電路(S3)來控制驅(qū)動(dòng)頻率，進(jìn)而限制流過功率開關(guān)管S1和S2的峰值電流。本發(fā)明的雙重峰值電流控制電路比單獨(dú)峰值電流控制電路更有效，特別是在其中功率部分電路可能遭受非線性影響的實(shí)際應(yīng)用中更有效。
文檔編號H05B41/285GK101409971SQ200710162238
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者M·赫克曼, 薛燕順 申請人:奧斯蘭姆有限公司