專利名稱：用于燈的逆變器占空比控制方法以及占空比控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及冷陰極熒光燈(CCFL)和外置電極熒光燈(EEFL)，更具體地涉及 用于CCFL和EEFL的逆變器占空比控制方法。
背景技術(shù)：
CCFL是一種內(nèi)充惰性氣體的密封燈管。當給燈管施加交流電壓時，惰性氣體被電 離，產(chǎn)生紫外線。紫外線照射燈管內(nèi)壁涂敷的熒光材料，使其激發(fā)，從而發(fā)出可見光。CCFL 具有高亮度、低功耗、低成本等優(yōu)點，廣泛用于例如顯示設(shè)備、廣告燈箱、辦公自動化設(shè)備和 汽車照明等各種領(lǐng)域。EEFL由密封的玻璃管和玻璃管兩端外部附著的金屬電極構(gòu)成，玻璃管內(nèi)充有惰性 氣體，內(nèi)表面涂有熒光粉層，其外置的金屬電極間產(chǎn)生的電場在玻璃管內(nèi)形成等離子體，從 而使燈管發(fā)光。EEFL具有節(jié)能、使用壽命長、溫度低、發(fā)光均勻等優(yōu)點，因此在工業(yè)和日用照 明等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。CCFL和EEFL工作所需的交流電壓由逆變器和變壓器提供。如圖1所示，逆變器 11接收DC電壓輸入VDC，產(chǎn)生交流電壓νΑα提供給變壓器12。變壓器12將交流電壓Vaci轉(zhuǎn) 換成交流電壓\cz，并輸出該Vac2以驅(qū)動燈13，燈13可以是CCFL或EEFL。在CCFL和EEFL的使用中可能出現(xiàn)短路。例如，人體觸碰燈的熱端(與變壓器相 連的一端)，或者燈與支撐面板的框架短接都可能導(dǎo)致短路。圖2示出了測試短路電流的方 法。燈13的熱端通過模擬電阻(dummy resistor) 21短接到地GND，流經(jīng)模擬電阻21的電 流就是短路電流。通過測量發(fā)現(xiàn)，對于CCFL而言，短路電流較小，其諧振電感(通常是變壓器的漏電 感)較大。當燈的熱端通過模擬電阻短接到地時，短路電流可以被諧振電感限制為一個較 小的值。然而，對于EEFL而言，正常操作狀態(tài)下的燈電流較大，而諧振電感較小。當出現(xiàn)短 路時，短路電流通常比符合安全性要求的短路電流大得多，從而導(dǎo)致器件損壞。因此，需要 一種用于限制EEFL的短路電流以使其滿足安全性要求的方法?，F(xiàn)有技術(shù)在發(fā)生短路之后關(guān)閉逆變器。然而，由于不能在關(guān)閉逆變器之前將短路 電流限制為一個較小的值，電路中的器件仍有被損壞的可能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述一個或多個未解決的問題提出本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生用于控制逆變器輸出的占空比的占空比控制信號的方法， 所述逆變器用于驅(qū)動燈，該方法包括在燈發(fā)生短路時，基于短路參考電壓和反饋燈電流產(chǎn) 生調(diào)節(jié)電壓；以及基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以減小所述逆變器的占空比。本發(fā)明還提供了一種產(chǎn)生用于控制逆變器輸出的占空比的占空比控制信號的占 空比控制器，所述逆變器用于驅(qū)動燈，所述占空比控制器包括調(diào)節(jié)器，用于在燈發(fā)生短路時基于短路參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓；以及占空比設(shè)定器，用于基于調(diào)節(jié)電壓 產(chǎn)生占空比控制信號，從而在發(fā)生短路時減小所述逆變器的占空比。


結(jié)合附圖，根據(jù)對示例性實施例的以下說明，本發(fā)明的總體構(gòu)思的上述和/或其 他方面將變得顯而易見并更易于理解，在附圖中圖1示出了驅(qū)動CCFL或EEFL的裝置示意圖；圖2示出了測試短路電流的方法；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制原理；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制器；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制過程；圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制方法；以及圖5C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制方法。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例，在附圖中示出了這些實施例的示例， 其中類似的附圖標記指代類似的元件。以下對實施例進行說明，以便通過參照附圖來解釋 本發(fā)明的總體構(gòu)思。燈電流的大小與逆變器的輸出電壓的占空比有關(guān)。當占空比較大時，燈電流也較 大；當占空比較小時，燈電流也較小。因此，可以通過控制占空比來控制燈電流，并且在發(fā)生 短路時，通過減小占空比來減小燈電流，從而減小在短路狀態(tài)下流經(jīng)逆變器等器件的電流。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制原理。如圖3所示，逆變器 11接收DC電壓輸入VDC，產(chǎn)生交流電壓νΑα提供給變壓器12。變壓器12將交流電壓Vaci轉(zhuǎn) 換成交流電壓VA。2，并輸出該VA。2以驅(qū)動燈13。占空比控制器31接收來自燈13的反饋燈 電流作為輸入。反饋燈電流可以等于燈13的燈電流，也可以等于燈13的燈電流的一部分。 在本文中，“燈電流”指經(jīng)由燈13的熱端流入的電流。在正常工作狀態(tài)下(即燈點亮之后的正常工作期間)，短路信號無效。占空比控制 器基于反饋燈電流調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的占空比，從而將燈電流保持為正常工作電流。在燈發(fā)生短路時，短路信號有效，占空比控制器基于反饋燈電流減小逆變器輸出 電壓的占空比，以減小燈電流，從而減小流經(jīng)逆變器等器件的電流。優(yōu)選地，在檢測到短路之后，占空比控制器31可以在經(jīng)過預(yù)定時間段之后關(guān)閉逆 變器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以采用本領(lǐng)域已知的多種方法檢測短路以提供短路 信號，例如可以檢測燈13的燈電壓，當其小于預(yù)定閾值時，確定發(fā)生短路，并且使短路信號 有效。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制器31。如圖4所示，占空比 控制器31包括調(diào)節(jié)器41、占空比設(shè)定器42、切換裝置43。優(yōu)選地，占空比控制器31還包括 定時器44。調(diào)節(jié)器41的第一輸入接收反饋燈電流，第二輸入經(jīng)由切換裝置43連接到正常參考電壓Vl或短路參考電壓V2，輸出連接到占空比設(shè)定器42。切換裝置43在短路信號的控 制下將正常參考電壓Vl或短路參考電壓V2連接到調(diào)節(jié)器41的第二輸入。當短路信號無效 時，切換裝置43將正常參考電壓Vl連接到調(diào)節(jié)器41的第二輸入，當短路信號有效時，切換 裝置43將短路參考電壓V2連接到調(diào)節(jié)器41的第二輸入。其中，正常參考電壓Vl對應(yīng)于 反饋燈電流的正常閾值，短路參考電壓V2對應(yīng)于反饋燈電流的預(yù)設(shè)的短路閾值，Vl > V2。調(diào)節(jié)器41基于反饋燈電流和正?；蚨搪穮⒖茧妷?取決于燈處于正常工作狀態(tài) 還是短路狀態(tài))產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓Vadj。在正常工作狀態(tài)下，當反饋燈電流高于正常閾值時，調(diào) 節(jié)電壓減小，當反饋電流低于正常閾值時，調(diào)節(jié)電壓增大；在短路狀態(tài)下，當反饋燈電流高 于短路閾值時，調(diào)節(jié)電壓減小，當反饋電流低于短路閾值時，調(diào)節(jié)電壓增大。占空比設(shè)定器42根據(jù)調(diào)節(jié)器41輸出的調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以控制逆 變器的占空比。在正常工作狀態(tài)下，當反饋燈電流高于正常閾值時，調(diào)節(jié)電壓減小，占空比 設(shè)定器產(chǎn)生使占空比減小的占空比控制信號，從而減小燈電流；當反饋電流低于正常閾值 時，調(diào)節(jié)電壓增大，占空比設(shè)定器產(chǎn)生使占空比增大的占空比控制信號，從而增大燈電流。 以此方式，將燈電流保持為正常工作電流。在短路狀態(tài)下，當反饋燈電流高于短路閾值時，調(diào)節(jié)電壓減小，占空比設(shè)定器產(chǎn)生 使占空比減小的占空比控制信號，從而減小燈電流；當反饋電流低于短路閾值時，調(diào)節(jié)電壓 增大，占空比設(shè)定器產(chǎn)生使占空比增大的占空比控制信號，從而增大燈電流。由于在短路狀 態(tài)下，調(diào)節(jié)器41基于短路參考電壓V2產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，因此占空比控制信號使得逆變器的占 空比小于正常工作狀態(tài)下的占空比，從而使短路狀態(tài)下的燈電流小于正常工作狀態(tài)下的燈 電流。定時器44接收短路信號，并且在短路信號有效時經(jīng)過預(yù)定時間段之后輸出關(guān)閉 信號，以關(guān)閉逆變器?？梢砸远喾N方式實現(xiàn)調(diào)節(jié)器41，例如，其可以包含運算放大器，用于將反饋燈電流 所對應(yīng)的電壓與正常或短路參考電壓(取決于燈處于正常工作狀態(tài)還是短路狀態(tài))相比 較，以輸出調(diào)節(jié)電壓?？梢圆捎枚喾N方式實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比設(shè)定器42。例如，占空比設(shè)定 器42可以包括比較器421，其第一輸入連接到調(diào)節(jié)器41的輸出，第二輸入連接到三角波。 比較器421將調(diào)節(jié)器41的輸出電壓與三角波信號的電壓進行比較，所得到的二值比較信號 即為占空比控制信號。下面參考圖5A描述根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制過程。如圖5所示，在正常工 作狀態(tài)下，短路信號無效，占空比控制器31基于正常參考電壓Vl和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電 壓，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，將反饋燈電流保持為與正常參考電壓Vl相對應(yīng)的 正常閾值。在時刻tl發(fā)生短路，短路信號有效，占空比控制器31基于短路參考電壓和反饋燈 電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，將反饋燈電流減小為與短路參考 電壓V2相對應(yīng)的短路閾值。優(yōu)選地，當短路信號有效時，定時器44開始計時，并且在時刻t2關(guān)閉逆變器，反饋 燈電流變?yōu)榱?。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制方法，用于在發(fā)生短路時減小燈電流，從而減小流經(jīng)逆變器等器件的電流。該方法開始于步驟501。在步驟502，在發(fā)生短路 時，基于短路參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓。在步驟503，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比 控制信號，以減小占空比，從而減小燈電流以及流經(jīng)逆變器等器件的電流。該方法在步驟 504結(jié)束。圖5C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的占空比控制方法。與參考圖5B所述的方法相比， 該方法還能夠在正常工作狀態(tài)下將燈電流保持為正常工作電流。該方法開始于步驟511。 在步驟512，基于正常參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制 信號，以控制逆變器的占空比，從而將燈電流保持為正常工作電流。在步驟513，判斷是否發(fā) 生短路。如果未發(fā)生短路，則方法返回步驟512。如果發(fā)生短路，則在步驟514，基于短路參 考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以減小占空比，從 而減小燈電流以及流經(jīng)逆變器等器件的電流。該方法在步驟515處結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的實施例，正常參考電壓高于短路參考電壓。在正常工作狀態(tài)下，當反 饋燈電流高于正常閾值時，調(diào)節(jié)電壓減小，當反饋電流低于正常閾值時，調(diào)節(jié)電壓增大。在 短路狀態(tài)下，當反饋燈電流高于短路閾值時，調(diào)節(jié)電壓減小，當反饋電流低于短路閾值時， 調(diào)節(jié)電壓增大。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當調(diào)節(jié)電壓增大時，產(chǎn)生使占空比增大的占空比控制信號， 當調(diào)節(jié)電壓減小時，產(chǎn)生使占空比減小的占空比控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，檢測燈電壓，當燈電壓低于預(yù)定閾值時，確定發(fā)生短路。優(yōu) 選地，在發(fā)生短路之后，經(jīng)過預(yù)定時間段后關(guān)閉逆變器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，反饋燈電流等于燈電流或燈電流的一部分。根據(jù)本發(fā)明的實施例，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號包括將調(diào)節(jié)電壓與三角 波電壓信號相比較，以產(chǎn)生作為占空比控制信號的二值比較信號。本發(fā)明的占空比控制方法可以在發(fā)生短路之后迅速減小流經(jīng)逆變器等器件的電 流，避免過大的短路電流對器件造成損壞。本發(fā)明的占空比控制器可通用于CCFL和EEFL， 其不但能夠在正常工作狀態(tài)下起到穩(wěn)定燈電流的作用，而且可以在發(fā)生短路時防止器件損 壞。上面的描述僅用于說明本發(fā)明的實施方式，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理的 任何修改或局部替換，均應(yīng)落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種產(chǎn)生用于控制逆變器輸出的占空比的占空比控制信號的方法，所述逆變器用于驅(qū)動燈，該方法包括在燈發(fā)生短路時，基于短路參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓；以及基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以減小所述逆變器的占空比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在正常工作狀態(tài)下，基于正常參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓；以及 基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以控制所述逆變器的占空比，從而將燈電流保持 為正常工作電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中 正常參考電壓高于短路參考電壓；在正常工作狀態(tài)下，當反饋燈電流高于與正常參考電壓相對應(yīng)的正常閾值時，減小調(diào) 節(jié)電壓，當反饋燈電流低于正常閾值時，增大調(diào)節(jié)電壓；在短路狀態(tài)下，當反饋燈電流高于與短路參考電壓相對應(yīng)的短路閾值時，減小調(diào)節(jié)電 壓，當反饋燈電流低于短路閾值時，增大調(diào)節(jié)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中當調(diào)節(jié)電壓增大時，產(chǎn)生使占空比增大的占空比控制信號； 當調(diào)節(jié)電壓減小時，產(chǎn)生使占空比減小的占空比控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當燈電壓低于預(yù)定閾值時，確定發(fā)生短路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在發(fā)生短路之后，經(jīng)過預(yù)定時間段后關(guān)閉逆變器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中反饋燈電流等于燈電流或燈電流的一部分，燈電 流是經(jīng)由燈的熱端流入的電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號包括將調(diào)節(jié)電壓與三角波電壓信號相比較，以產(chǎn)生作為占空比控制信號的二值比較信號。
9.一種產(chǎn)生用于控制逆變器輸出的占空比的占空比控制信號的占空比控制器，所述逆 變器用于驅(qū)動燈，所述占空比控制器包括調(diào)節(jié)器，用于在燈發(fā)生短路時基于短路參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓；以及 占空比設(shè)定器，用于基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，從而在發(fā)生短路時減小所述 逆變器的占空比。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的占空比控制器，其中在正常工作狀態(tài)下，調(diào)節(jié)器基于正常參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，占空比設(shè) 定器基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以控制所述逆變器的占空比，從而將燈電流保持 為正常工作電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的占空比控制器，其中 正常參考電壓高于短路參考電壓；在正常工作狀態(tài)下，當反饋燈電流高于與正常參考電壓相對應(yīng)的正常閾值時，調(diào)節(jié)器 減小調(diào)節(jié)電壓，當反饋電流低于正常閾值時，調(diào)節(jié)器增大調(diào)節(jié)電壓；在短路狀態(tài)下，當反饋燈電流高于與短路參考電壓相對應(yīng)的短路閾值時，調(diào)節(jié)器減小 調(diào)節(jié)電壓，當反饋電流低于短路閾值時，調(diào)節(jié)器增大調(diào)節(jié)電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的占空比控制器，其中占空比設(shè)定器在調(diào)節(jié)電壓增大時，產(chǎn)生使占空比增大的占空比控制信號，當調(diào)節(jié)電壓 減小時，產(chǎn)生使占空比減小的占空比控制信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的占空比控制器，還包括定時器，用于在發(fā)生短路之后，經(jīng)過 預(yù)定時間段后關(guān)閉逆變器。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的占空比控制器，其中反饋燈電流等于燈電流或燈電流的一 部分，燈電流是經(jīng)由燈的熱端流入的電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的占空比控制器，其中調(diào)節(jié)器包括第一輸入和第二輸入，第一輸入連接到反饋燈電流，第二輸入經(jīng)由切換裝 置連接到正常參考電壓或短路參考電壓，所述切換裝置受短路信號控制；以及在正常工作狀態(tài)下，調(diào)節(jié)器的第二輸入經(jīng)由切換裝置連接到正常參考電壓，在發(fā)生短 路時，調(diào)節(jié)器的第二輸入經(jīng)由切換裝置連接到短路參考電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的占空比控制器，其中調(diào)節(jié)器包括運算放大器。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的占空比控制器，其中占空比設(shè)定器包括比較器，用于將調(diào)節(jié) 電壓與三角波電壓信號相比較，以產(chǎn)生作為占空比控制信號的二值比較信號。全文摘要
本發(fā)明提供了一種控制產(chǎn)生用于控制逆變器輸出的占空比的占空比控制信號的方法，所述逆變器用于驅(qū)動諸如CCFL或EEFL燈，該方法能夠在燈發(fā)生短路時減小流經(jīng)逆變器等器件的電流。該方法包括在正常工作狀態(tài)下，基于正常參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以將占空比保持在正常工作值；在發(fā)生短路時，基于短路參考電壓和反饋燈電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓，基于調(diào)節(jié)電壓產(chǎn)生占空比控制信號，以減小占空比。本發(fā)明還提供了用于實現(xiàn)該方法的占空比控制器。
文檔編號H05B41/36GK101925245SQ20101027999
公開日2010年12月22日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者任遠程, 劉白仁, 孫順根, 張軍明, 杜磊, 楊先慶 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司