[發明專利]一種用于控制熒光燈負載電路的電子鎮流器及其控制方法

有效

• 申請號: 200910265595.2
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101778523A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 王小明;陳聰;康明利;李民立
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: H05B41/295
• 分類號: H05B41/295;H05B41/36
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及集成電路，尤其涉及一種用于控制熒光燈負載電路的電子鎮流 器及其控制方法。

背景技術

眾所周知，電子鎮流器是一種用于控制熒光燈正常啟動和穩定工作的設備，一 般，電子鎮流器控制驅動熒光燈負載電路工作的示意圖可如圖1所示，電子鎮流器 10’包括主控制模塊1’(即電子鎮流器芯片)、第一功率開關管M1、第二功率開 關管M2和續流電容C2，熒光燈負載電路2包括電感L、第一隔直電容C1、第二 隔直電容C3和燈管等效電阻Rlamp，主控制模塊1’輸出一高控制信號HO和一低 控制信號LO，以控制驅動第一功率開關管M1和第二功率開關管M2交替導通； 電子鎮流器工作時，高控制信號HO的電平VHO、低控制信號LO的電平VLO以 及A點處的電壓VA的波形圖如圖2所示：

(1)當電平VHO為高電平，電平VLO為低電平時，第一功率開關管M1導 通，第二功率開關管M2關閉，此時電源Vcc通過第一功率開關管M1向熒光燈負 載電路2供電，續流電容C2兩端的電壓為高電平；

(2)當電平VHO由高變低，電平VLO還未變高時，第一功率開關管M1和 第二功率開關管M2均關閉，續流電容C2通過第二隔直電容C3-電感L-(第一 隔直電容C1、燈管等效電阻Rlamp)的回路放電，直至電平VLO變高；

(3)當電平VHO為低電平，電平VLO為高電平時，第一功率開關管M1關 閉，第二功率開關管M2導通，此時電流的流向是接地端經由熒光燈負載電路2向 第二隔直電容C3充電，續流電容C2兩端的電壓為低電平；

(4)當電平VLO由高變低，電平VHO還未變高時，第一功率開關管M1和 第二功率開關管M2均關閉，電流通過(第一隔直電容C1、燈管等效電阻Rlamp) -電感L-第二隔直電容C3的回路給續流電容C2充電，直至電平VHO變高。

當電平VHO和電平VLO同時為低電平時，此段時間稱為死區時間 (Tdeadtime)，死區時間的作用是保證電平VHO和電平VLO不能同時為高電平， 因為若出現這樣的情況，第一功率開關管M1和第二功率開關管M2將同時導通， 會有巨大電流通過第一功率開關管M1和第二功率開關管M2，造成第一功率開關 管M1和第二功率開關管M2的發熱，從而影響其使用壽命，甚至燒壞，因此，顯 然，死區時間是保護電路的一種必要手段。

通常死區時間的大小是由主控制模塊1’內部電路決定的，在固定死區時間的情 況下，續流電容C2不同的放(充)電速度會對電路產生不同的影響。圖3為在續 流電容C2的不同放電速度情況下的各點電壓變化示意圖：

(1)放電速度較慢：電壓VA沿曲線A的軌跡變化，當電平VLO出現高電 平，第二功率開關管M2導通時，電壓VA不為零，此時，有較大的電流流過第二 功率開關管M2；

(2)放電速度適中：電壓VA沿曲線B的軌跡變化，當電平VLO出現高電 平，第二功率開關管M2導通時，電壓VA恰好變為零，即ZVS(零電壓開關)狀 態，此時，理論上沒有電流流過第二功率開關管M2；

(3)放電速度較快：電壓VA沿曲線C的軌跡變化，當電平VLO出現高電 平，第二功率開關管M2導通時，電壓VA在之前的某個時刻已經為零，也是ZVS 狀態，此時，理論上也沒有電流流過第二功率開關管M2；

(4)充電的過程和放電的過程相似，故不再重復。

很顯然的，上述情況(1)中，由于在一個周期中，將出現大電流流過第一功 率開關管M1或者第二功率開關管M2，此時第一功率開關管M1、第二功率開關 管M2非常容易發熱損壞，因此，不希望出現這種情況。在實際應用中，續流電容 C2、電感L、第一隔直電容C1、第二隔直電容C3和燈管等效電阻Rlamp的大小 都會對續流電容C2的放(充)電速度產生影響，因此，假定選取這些元件的參數 為合適值。

由圖1可知，經過第二隔直電容C3，B點處形成交流電壓，從經典電路理論 可以知道，由電感L、第一隔直電容C1、燈管等效電阻Rlamp構成的熒光燈負載 電路2對一定頻率的交流電源具有不同性質的電抗，可以分為感抗，容抗和阻抗三 種類型，這個電抗特性由電感L、第一隔直電容C1、燈管等效電阻Rlamp的大小 以及交流電源的頻率共同決定，熒光燈負載電路2的電抗特性不同，則對續流電容 C2的放(充)電速度的影響也不同，圖4為在熒光燈負載電路2不同的電抗特性 下的各點電壓和電流的相位圖：