电子镇流器中具有死区时间的多频率振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于电子镇流器的具有死区时间的多频率振荡器，主要解决预热型荧光灯无预热或预热时间不足，使用寿命短的问题。它包括：基准电流及镜像电路(1)、控制电压产生电路(2)、最小电流产生电路(3)、放电电流控制电路(4)、充电电流控制电路(5)、振荡电路(6)和死区逻辑电路(7)；控制电压产生电路(2)的输出接充电电流控制电路(5)，产生渐变的充电电流，最小电流产生电路(3)产生最小充电电流，通过振荡电路(6)产生频率渐变的时钟信号，振荡电路(6)的输出连接死区逻辑电路(7)，产生具有稳定死区时间的高低端控制信号。本发明专利技术能使预热型荧光灯正常工作，还可延长灯的使用寿命，提高光效。

【技术实现步骤摘要】
电子镇流器中具有死区时间的多频率振荡器
本专利技术属于电子电路
，涉及模拟集成电路，特别是一种多频率振荡器，可应用于预热型荧光灯电子镇流器中。
技术介绍
多频率振荡器广泛应用于预热型荧光灯电子镇流器，通过改变不同时间段内的振荡频率可实现荧光灯的预热、点火及正常发光。根据预热型荧光灯的特点，其正常工作有三个阶段：1、当灯回路在某个较高频率点fph时，在一定时间内给灯丝提供一个大电流进行预热；2、当频率逐渐减小而趋于LCC串联谐振并联负载电路的固有频率点f0时，给荧光灯的两端提供高达600～800V的电压，以使其点亮；3、最后使荧光灯以恒定的工作频率frun，在额定功率下正常发光。图1是传统振荡器的电路图，它包括MOS管M0-M9、开关管MS1和MS2、运算放大器OP、比较器COMP1、电阻R0和电容C。其中，电阻R0、NMOS管M0、运算放大器OP及基准电压源组成V-I转换电路，利用基准电压产生较精确的基准电流IREF；M1和M2组成第一电流镜，M3、M4和M5组成第二电流镜，M6和M7组成第三电流镜，利用上述三个电流镜的镜像关系，产生振荡器的充电电流IC和放电电流ID，给电容C充放电。传统振荡器的工作原理：设初始时电容C上无电荷积累，电容C的端电压为VRAMP，VL为低阈值基准电压，VH为高阈值基准电压，则VRAMP＜VL＜VH，此时比较器COMP1的输出信号CLK为低电平，控制比较器负向端接高阈值基准电压VH，并且控制开关管MS1导通、MS2关断，以充电电流IC给电容C充电，使电容C的端电压VRAMP逐渐升高；当VRAMP＞VH时，比较器COMP1的输出信号CLK变为高电平，控制比较器负向端接低阈值基准电压VL，并且控制开关管MS1导通、MS2关断，以放电电流ID给电容C放电，使电容C的端电压VRAMP逐渐降低；当VRAMP＜VL时，比较器COMP1的输出信号CLK又变为低电平，如此循环而产生振荡信号。由上述分析可见，传统振荡器的充放电电流恒定，故而振荡频率固定，不能预热灯丝，使点火时灯丝端电压过高而损耗，导致荧光灯的工作寿命缩短。为解决上述传统技术的不足，2010年中国专利申请201010179885.8提出的一种“应用于电子镇流器中的多频率振荡器”，是通过可变的充放电电流，实现振荡器频率可调，顺利完成荧光灯的预热和点火，延长了荧光灯的使用寿命，但这种电路又存在如下不足：1、电路结构复杂，不易于集成；2、电路产生的最小工作频率固定，若改变灯丝的电阻特性，则荧光灯的光效变差；3、应用于电子镇流器芯片时，该电路的输出信号需分别经过高端死区产生电路得到高端控制信号和低端死区产生电路得到低端控制信号，而这两个死区产生电路由于受工艺偏差和环境温度的影响不一致，产生的死区时间不稳定。若死区时间过小，导致外接逆变器电路中开关管导通时不能满足零电压转换的条件，从而增加热损耗，甚至损坏开关管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述现有技术的不足，提出一种应用于电子镇流器的具有死区时间的多频率振荡器，以简化电路结构，延长荧光灯的使用寿命，提高荧光灯的光效，获得具有稳定死区时间的高低端控制信号，从而提高电子镇流器的应用灵活性。实现本专利技术的目的的技术关键是：通过调节充电电流和控制充电电流变化的速度，实现频率扫描和预热时间可调，完成荧光灯的预热、点火和正常发光，延长荧光灯的使用寿命；通过调节最小充电电流实现最小工作频率可调，以提高荧光灯的光效；通过死区逻辑电路，得到具有稳定死区时间的高低端控制信号。其整个振荡器包括：基准电流产生及镜像电路、控制电压产生电路、最小电流产生电路、充电电流控制电路、放电电流控制电路、振荡电路和死区逻辑电路，中：基准电流产生及镜像电路的输出端并联连接有控制电压产生电路和充电电流控制电路，该控制电压产生电路的输出端与充电电流控制电路的输入端连接，用于产生逐渐变化的充电电流；基准电流产生及镜像电路和振荡电路之间接有最小电流产生电路，用于产生最小充电电流；振荡电路的输出端连接有死区逻辑电路，用于输出具有稳定死区时间的高低端控制信号。上述多频率振荡器，其中所述的控制电压产生电路，包括：两个MOS开关管MS1和MS2、两个PMOS管M2和M3以及迟滞比较器SMIT，两个PMOS管M2和M3分别构成第一电流源IC1和第二电流源IC2，第一电流源IC1通过第一MOS开关管MS1与外接电容CC连接，第二电流源IC2通过第二MOS开关管MS2与外接电容CC连接，该外接电容同时连接到迟滞比较器SMIT的输入端，迟滞比较器SMIT的输出控制两个MOS开关管MS1和MS2的导通和关断。上述控制电压产生电路，PMOS管M2的宽长比W/L与PMOS管M3的宽长比W1/L1的比值为1/8，故第二电流源IC2的电流是第一电流源IC1电流的8倍。上述多频率振荡器，其中所述的最小电流产生电路，包括：外接电阻RM、运算放大器OP2、NMOS管MM1以及两个PMOS管MM2和MM3，该运算放大器OP2和NMOS管MM1与外接电阻RM组成电压-电流转化电路，用于产生与外接电阻RM和基准电压VREFM成函数关系的最小充电电流，PMOS管MM2和MM3组成电流镜，最小充电电流通过该电流镜输出到振荡电路。上述多频率振荡器，其中所述的充电电流控制电路，包括：比较器COMP2、MOS开关管MS3、或门OR2以及PMOS管M5，该PMOS管M5构成第三电流源I1，并通过MOS开关管MS3与充放电电容C连接，比较器COMP2的负向输入端和正向输入端分别与充放电电容C和控制电压产生电路的输出连接，或门OR2的输入端分别与比较器COMP2的输出端和振荡电路的输出连接，或门OR2的输出控制MOS开关管MS3的导通和关断，产生逐渐变化的充电电流。上述多频率振荡器，其中所述的死区逻辑电路，包括：D触发器、两个或非门NOR1和NOR2，该D触发器接成二分频结构，即D触发器的反向输出端XQ接到输入端D，时钟信号输入端接振荡电路的输出信号CLK，该第一或非门NOR1和第二或非门NOR2的输入端同时接到振荡电路的输出信号CLK，第一或非门NOR1的另一输入端接D触发器的正向输出端Q，得到低端控制信号LL，第二或非门NOR2的另一输入端接D触发器的反向输出端XQ，得到高端控制信号LH。本专利技术的优点是：1.本专利技术由于在基准电流产生及镜像电路和充电电流控制电路之间接控制电压产生电路，产生与基准电流和外接电容有关的控制电压，使充电电流控制电路产生逐渐变化的充电电流，使振荡器的频率逐渐变化，能满足荧光灯的预热、点火和正常发光的工作需求，此外，还可实现对预热时间的调节，延长荧光灯寿命。2.本专利技术由于在基准电流产生及镜像电路和充电电流控制电路之间接最小电流产生电路，产生与基准电压和外接电阻成函数关系的最小充电电流，进而实现对最小工作频率的控制，获得最佳的光效。3.本专利技术由于放电电流控制电路产生恒定的放电电流，通过振荡电路输出恒定的放电时间信号，利用死区逻辑电路得到具有恒定死区时间的高低端控制信号，对工艺偏差和环境温度不敏感。附图说明图1是传统振荡器电路图；图2是本专利技术多频振荡器的电路框图；图3是本专利技术多频振荡器的电路原理图；图4是本专利技术振荡器的频率与控制电压之间的关系图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子镇流器中具有死区时间的多频率振荡器电路，包括：基准电流产生及镜像电路(1)、放电电流控制电路(4)和振荡电路(6)，特征在于：基准电流产生及镜像电路(1)的输出端并联连接有控制电压产生电路(2)、充电电流控制电路(5)和最小电流产生电路(3)，该控制电压产生电路(2)的输出端与充电电流控制电路(5)的输入端连接，用于产生逐渐变化的充电电流；基准电流产生及镜像电路(1)和振荡电路(6)之间接有最小电流产生电路(3)，用于产生最小充电电流；该最小电流产生电路(3)，包括：外接电阻RM、运算放大器OP2、NMOS管MM1以及两个PMOS管MM2和MM3，该运算放大器OP2和NMOS管MM1与外接电阻RM组成电压‑电流转化电路，用于产生与外接电阻RM和基准电压VREFM成函数关系的最小充电电流，PMOS管MM2和MM3组成电流镜，最小充电电流通过该电流镜输出到振荡电路(6)；振荡电路(6)的输出端连接有死区逻辑电路(7)，用于输出具有稳定死区时间的高低端控制信号；该死区逻辑电路(7)包括：D触发器、两个或非门NOR1和NOR2，该D触发器接成二分频结构，即D触发器的反向输出端XQ接到输入端D，时钟信号输入端接振荡电路(6)的输出信号CLK，第一或非门NOR1和第二或非门NOR2的输入端同时接到振荡电路(6)的输出信号CLK，第一或非门NOR1的另一输入端接D触发器的正向输出端Q，得到低端控制信号LL，第二或非门NOR2的另一输入端接D触发器的反向输出端XQ，得到高端控制信号LH。...

【技术特征摘要】
1.一种电子镇流器中具有死区时间的多频率振荡器电路，包括：基准电流产生及镜像电路(1)、放电电流控制电路(4)和振荡电路(6)，特征在于：基准电流产生及镜像电路(1)的输出端并联连接有控制电压产生电路(2)、充电电流控制电路(5)和最小电流产生电路(3)，该控制电压产生电路(2)的输出端与充电电流控制电路(5)的输入端连接，用于产生逐渐变化的充电电流；基准电流产生及镜像电路(1)和振荡电路(6)之间接有最小电流产生电路(3)，用于产生最小充电电流；该最小电流产生电路(3)，包括：外接电阻RM、运算放大器OP2、NMOS管MM1以及两个PMOS管MM2和MM3，该运算放大器OP2和NMOS管MM1与外接电阻RM组成电压-电流转化电路，用于产生与外接电阻RM和基准电压VREFM成函数关系的最小充电电流，PMOS管MM2和MM3组成电流镜，最小充电电流通过该电流镜输出到振荡电路(6)；振荡电路(6)的输出端连接有死区逻辑电路(7)，用于输出具有稳定死区时间的高低端控制信号；该死区逻辑电路(7)包括：D触发器、两个或非门NOR1和NOR2，该D触发器接成二分频结构，即D触发器的反向输出端XQ接到输入端D，时钟信号输入端接振荡电路(6)的输出信号CLK，第一或非门NOR1和第二或非门NOR2的输入端同时接到振荡电路(6)的输出信号CLK，第一或非门NOR1的另一输入端接D触发器的正向输出端Q，得到低端控制信号LL，第二或非门NOR2的另一输入端接D触发器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓花，
申请(专利权)人：王晓花，
类型：发明
国别省市：江苏,32