荧光灯的全数字调光镇流器制造技术

描述了一种灯控制电路，它包括耦合到具有功率器件的数字控制镇流器的功率因数校正器。数字控制镇流器能够向灯供电。所述镇流器受控于耦合在功率器件和数字控制镇流器之间的电流反馈回路控制以及耦合在灯和数字控制镇流器之间的电压反馈回路。另外，提供一种操作灯控制电路的方法，所述电路包含数字控制器、输出级、电流反馈回路和电压反馈回路。工作时，数字控制器从输出级和灯接收电流反馈信号或电压反馈信号。响应所述接收的信号，数字控制器产生数字控制信号并通过输出级根据所述产生的数字控制信号向灯供电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般说来，本专利技术涉及用于为荧光灯和高强度放电灯供电的电路的镇流器，具体地说，涉及具有电压和电流反馈回路的数字镇流器。
技术介绍
镇流器是用来驱动气体放电灯，诸如荧光灯的电路。镇流器通过调整驱动频率来调整灯的电流。可以利用模拟电压-频率转换器来调整驱动频率。模拟镇流器具有大量用来控制各种参数(诸如预热时间、软启动时间、最低和最高驱动频率以及运行频率)的外部电容器和电阻器。某些镇流器电路通过引入数字控制器来减少外部电容器和电阻器的数目。某些数字控制器能够识别被驱动的灯的类型。另一些电路使用数字控制器来与外部控制器进行远程通信。但是这些数字控制器仍旧停留在模拟设计中。利用数字控制器的镇流器还缺少普通模拟镇流器的一些功能。例如，在所描述的某些镇流器中没有智能预热特征。其它数字镇流器没有预热特征或灯故障保护或调光特征。真正具有调光特征的镇流器仍旧使用模拟电路。在某些描述的镇流器中，使用光耦合器，但仍然包括模拟设计。在这些数字镇流器当中某些设计不提供短路或负载故障保护。某些设计具有利用附加的辅助绕组的复杂的预热电路。另外，外部通信涉及高电压线路，这是一种不希望有的特征。汽车用的镇流器，诸如全桥逆变器专用于12V电压用途。另外，它们不描述预热特征。某些设计使用只针对特定目的的数字控制功能，诸如识别镇流器所驱动的灯的类型。这些电路往往既具有数字方面又具有模拟方面，因而，它们不是全数字控制的。专利技术概要简而言之，一般说来，本专利技术的实施例包括灯控制电路，灯控制电路包括功率因数校正器并耦合到数字控制镇流器，数字控制镇流器包括电源装置。数字控制镇流器能够向荧光灯供电。所述镇流器由耦合在电源装置和数字控制镇流器之间的电流反馈回路以及耦合在灯和数字控制镇流器之间的电压反馈回路控制。其他实施例包括操作灯控制电路的方法，所述电路包括数字控制器、输出级、电流反馈回路和电压反馈回路。在所述方法的某些实施例中，数字控制器从相应的反馈回路接收电流反馈信号或电压反馈信号。响应所接收的信号，数字控制器产生数字控制信号并根据所述产生的数字控制信号通过输出级向灯供电。附图的简要说明为了更完全地理解本专利技术和其他特征和优点，现结合附图参照以下描述。附图说明图1图解说明根据本专利技术实施例的灯控制电路；图2图解说明根据本专利技术实施例的灯控制电路；图3图解说明根据本专利技术实施例的数字镇流器；图4图解说明根据本专利技术实施例的数字镇流器；图5图解说明与本专利技术的实施例有关的频率-阻抗特性；图6A-C图解说明根据本专利技术实施例的各种信号；图7图解说明根据本专利技术实施例的数字控制器的一部分；以及图8图解说明根据本专利技术实施例的电流控制方法。详细说明参照图1-8最充分地理解本专利技术的实施例和它们的优点。各附图的类似的号码用于类似的和相应的部分。图1图解说明按照本专利技术实施例的具有数字镇流器的灯控制电路100。灯控制电路100包括耦合到数字镇流器140的功率因数校正电路电路120。数字镇流器140通过输出端150产生数字控制输出电压。通过电流反馈回路160和电压反馈回路180检测输出端150上的输出。反馈回路160和180向后耦合到数字镇流器140。功率因数校正电路电路120的功能包括提供基本上彼此同相的AC输入电压和电流。数字镇流器140可以包括数字控制器、微处理器或微型计算机。数字控制器配置成从电流反馈回路160和电压反馈回路180接收反馈信号，并根据所接收的信号以数字方式控制输出电压和电流。图2图解说明灯控制电路100的实施例。功率因数校正(PFC)电路120包括PFC控制器集成电路IC1、电容器C1-C4、电阻器R1-R8、二极管D1-D7、功率器件Q1和变压器T1。PFC控制器IC1以及数字控制器IC2和栅极驱动器IC3的运行功率可以由升压电感器T1的次级绕组提供。如上面所描述的，功率因数校正电路电路120的功能包括在AC输入端产生交流电流，其中所述电压和所述电流基本上同相。有许多已知的配置成完成这个任务的电路。因此，将不详细描述功率因数校正电路电路120的特定布局。任何布局的功率因数校正电路均拟包括在本专利技术的范围内。直流链路耦合到数字镇流器140。数字镇流器140包括集成电路IC2，IC2可以是数字控制器、微型计算机或微处理器。IC2可以是例如来自Fairchild Semiconductor(公司)的单片控制器FMS7401。在某些实施例中，数字控制器IC2可以包括数字控制块，所述数字控制块包含具有空载时间的控制块频率可变双输出PWM；模数转换器；模拟和数字多路复用输入/输出端口；内部EEROM；快速ROM；以及RAM存储器。下面将详细描述IC2的功能。IC2耦合到功率器件驱动器IC3。在图2的实施例中，IC2的输出引脚10、11和13分别耦合到IC3的输入引脚12、10和9。在其他实施例中，输入和输出引脚可以以不同的方法耦合。IC3耦合到包含功率器件Q2和Q3的输出级。功率器件Q2和Q3串联耦合在直流链路(即高压干线)和地之间。功率器件Q2和Q3可以是双极结型晶体管或任何类型的MOS-FET或绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件。在双极晶体管功率器件的实施例中驱动器IC3耦合到双极晶体管的基极。在MOS-FET功率器件的实施例中，IC3耦合到MOS-FET功率器件的栅极。灯控制电路100在位于功率器件Q2和Q3之间的输出端150上产生输出信号。输出端150耦合到电感L1。电感L1可以耦合到灯200的一个端子。灯200可以是以下类型的灯中的任何一个冷阴极灯、荧光灯、高压放电灯、金属卤化物灯、高强度放电灯和充气灯或任何其它具有非线性电流-电压特性的灯。灯200的端子可以具有两个端口。在某些灯中有耦合在两个端口之间的灯丝或阴极，如图2所示。电容器C7与灯200并联耦合在灯200的第一端子和第二端子之间。电容器C7和电感LI形成谐振回路。可以这样选择电容器C7的电容和电感L1的电感，使得它们的谐振回路的谐振频率小于灯控制电路100的工作频率。在某些实施例中，功率器件Q2和Q3由矩形驱动信号驱动，在输出端150上产生具有矩形信号形状的输出电压。电感器LI和电容器C7的谐振回路具有它自己的动态特性并一般把矩形信号形状平滑为基本上正弦的信号。电流反馈回路160包括电阻器R14。R14与功率器件Q2和Q3串联耦合。因此，功率器件Q2和Q3的电流也流过R14，在R14两端产生电压。因此，以R14两端的电压的形式来检测输出级电流。在过载、过流或短路情况下，输出电流和相应地功率器件Q2和Q3两端的电流超过预定的电平。相应地，电阻器R14的电压也超过预定的电平。电阻器R14的电压通过包含电容器C5和电阻器R13的滤波器耦合到数字控制器IC2的输入引脚1和4。在其他实施例中，R14和IC2之间的耦合的细节可以不同。超过预定电平的电阻器R14电压用作数字控制器IC2的反馈信号。作为响应，数字控制器IC2控制输出端150上的灯控制电路100的输出电流。通过这个机制，电流反馈回路160做到在过载、过流或短路的情况下为灯200提供保护。电压反馈回路180包括电阻器R16。电阻器R16耦合到灯200的第二端子。因此，电阻器R16检测灯200的第二端子上的电压。这个灯电压可以由于各种各样的原因而改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灯控制电路包括：　　　　功率因数校正器；　　　　数字控制镇流器，它包括功率器件并耦合到所述功率因数校正器，所述镇流器可以用来向灯供电；　　　　电流反馈回路，它耦合在所述功率器件中的至少一个和所述数字控制镇流器之间；以及　　　　电压反馈回路，它耦合在所述灯和所述数字控制镇流器之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：IH区，
申请(专利权)人：美国快捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]