專利名稱：交流電源反饋控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流電源反饋控制裝置，特別是涉及一種應(yīng)用在真空熒
光顯示器(Vacuum Fluorescent Display, VFD)的交流電源反4赍控制裝置。
背景技術(shù)：
真空熒光顯示器(VFD)常應(yīng)用于小型顯示器，以提供明亮的對(duì)比顯示。 真空熒光顯示器的優(yōu)點(diǎn)包括了較高的亮度、較寬的視角、較寬的操作溫度范 圍、以及較低的制造成本。
真空熒光顯示器中燈絲的型別決定了燈絲的驅(qū)動(dòng)方法，其一般可分為兩 種形式，分別是利用交流電驅(qū)動(dòng)方法以及直流電驅(qū)動(dòng)方法。
在直流電源供給下，欲產(chǎn)生交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)真空熒光顯示器的燈絲， 一般 是使用變壓器并配合電感電容(LC)震蕩，以產(chǎn)生所需的交流弦波信號(hào)；其所 需的頻率部份可借由調(diào)整電感電容值來(lái)達(dá)成，所需的振幅部分可借由改變?cè)?變壓器的匝數(shù)比來(lái)達(dá)成，而所需的位移部分則可借由該變壓器的中心抽頭并 配合齊納(Zener)二極管來(lái)加以設(shè)定。
這種傳統(tǒng)的交流電源控制裝置，雖然電路結(jié)構(gòu)筒單，但缺點(diǎn)是沒(méi)有反饋 控制；因此當(dāng)輸入電壓有變動(dòng)時(shí)，輸出也會(huì)跟著受到影響。
職是之故，申請(qǐng)人鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所產(chǎn)生的缺失，經(jīng)過(guò)悉心試驗(yàn)與研究， 并一本鍥而不舍之精神，終構(gòu)思出本發(fā)明「交流電源反饋控制裝置」，以下 為本發(fā)明的筒要說(shuō)明。

發(fā)明內(nèi)容
因此，有必要構(gòu)思一種應(yīng)用在真空熒光顯示器的交流電源反饋控制裝置， 可以利用簡(jiǎn)易的反饋電路來(lái)控制燈絲所需的交流弦波信號(hào)的工作周期(duty cycle)的大小，進(jìn)而穩(wěn)定其輸出電壓。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明提出一種交流電源反饋控制裝置，包括 一控制器，產(chǎn)生一控制信號(hào)； 一驅(qū)動(dòng)/濾波器，對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一弦 波信號(hào)； 一燈絲，由該弦波信號(hào)所驅(qū)動(dòng)； 一第一峰值檢測(cè)器，檢測(cè)該弦波信 號(hào)的一第一峰值；及一第一比較器及一第二比較器，分別對(duì)該第一峰值與一 第一預(yù)設(shè)電壓及一第二預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，借以調(diào)整該控制信號(hào)。
較佳者，其中該控制器是一脈寬調(diào)制(PWM)控制器或一脈頻調(diào)制(PFM) 控制器的其中之一。
較佳者，其中該驅(qū)動(dòng)/濾波器是由至少一 D類驅(qū)動(dòng)器(Class-D driver)及至 少 一低通濾波器(LPF)所構(gòu)成。
較佳者，其中該燈絲是一真空熒光顯示器(Vacuum Fluorescent Display, VFD)的燈絲。
較佳者，其中該第一峰值是該弦波信號(hào)的波峰(Max. peak)。
較佳者，該交流電源反饋控制裝置進(jìn)一步包括 一第二峰值檢測(cè)器，檢 測(cè)該弦波信號(hào)的一第二峰值；及一第三比較器及一第四比較器，分別對(duì)該第 二峰值與一第三預(yù)設(shè)電壓及一第四預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，借以調(diào)整該控制信號(hào)。
較佳者，其中該第二峰值是該弦波信號(hào)的波谷(Min. peak)。
本發(fā)明得借由下列附圖及詳細(xì)說(shuō)明，俾得更深入之了解


圖1:本發(fā)明所提出的交流電源反饋控制裝置一較佳實(shí)施例的方塊圖。 圖2:圖1的D類驅(qū)動(dòng)器一較佳實(shí)施例的電路圖。 圖3:圖1的第一峰值檢測(cè)器一較佳實(shí)施例的電路圖。 圖4:圖1的第二峰值檢測(cè)器一較佳實(shí)施例的電路圖。 圖5(a) (i):弦波信號(hào)與四個(gè)峰值上下界的示意圖。主要元件附圖標(biāo)記說(shuō)明
1交流電源反饋控制裝置 IO控制器
11、 11， D類驅(qū)動(dòng)器
12、 12， 低通濾波器13燈絲
14第一峰值檢測(cè)器 15第一比較器 16第二比較器 17第二峰值檢測(cè)器 18第三比較器 19第四比較器 VI波峰上界 V2波峰下界 V3波谷上界 V4波谷下界 PI PMOS晶體管 Nl NMOS晶體管 IN輸入端 OUTl命出端 Dl、 D2二極管 Cl、 C2電容 Rl、 R2電阻
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1,其為本發(fā)明所提出的交流電源反饋控制裝置一較佳實(shí)施例 的方塊圖。在圖1中，交流電源反饋控制裝置1是由控制器10、 二個(gè)D類驅(qū) 動(dòng)器11與11，、 二個(gè)低通濾波器12與12，、燈絲13、第一峰值檢測(cè)器14、 第一比較器15與第二比較器16、第二峰值;險(xiǎn)測(cè)器17、以及第三比較器18 與第四比較器19所構(gòu)成。
在交流電源反饋控制裝置1中，控制器10所產(chǎn)生的控制信號(hào)會(huì)被送至D類驅(qū)動(dòng)器ii與ir， d類驅(qū)動(dòng)器ii與ir接著產(chǎn)生二個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)
由低通濾波器12與12，將高頻的部分濾除，產(chǎn)生二個(gè)弦波信號(hào)之后直接驅(qū)動(dòng) 燈絲13。另一方面，為了達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，本發(fā)明采用了第一峰值 檢測(cè)器14與第二峰值檢測(cè)器17來(lái)檢測(cè)所反饋的弦波信號(hào)的峰值；也就是說(shuō)， 利用第一峰值檢測(cè)器14來(lái)檢測(cè)所反饋的弦波信號(hào)的波峰(Max. peak),且利用 第二峰值檢測(cè)器17來(lái)檢測(cè)所反饋的弦波信號(hào)的波谷(Min. peak)。
在元件方塊14 19所構(gòu)成的反饋電路中，第一比較器15的其中一輸入端 可接收用來(lái)當(dāng)作所反饋的弦波信號(hào)的波峰的上界V1，第二比較器16的其中 一輸入端可接收用來(lái)當(dāng)作所反饋的弦波信號(hào)的波峰的下界V2，第三比較器 18的其中一輸入端可接收用來(lái)當(dāng)作所反饋的弦波信號(hào)的波谷的上界V3，第 四比較器19的其中一輸入端可接收用來(lái)當(dāng)作所反饋的弦波信號(hào)的波谷的下 界V4。將第一峰值檢測(cè)器14所檢測(cè)到的所反饋的弦波信號(hào)的波峰與上界VI 和下界V2作比較，且將第二峰值檢測(cè)器17所檢測(cè)到的所反饋的弦波信號(hào)的 波谷與上界V3和下界V4作比較，結(jié)果會(huì)產(chǎn)生四個(gè)反饋信號(hào)，再利用這四個(gè) 反饋信號(hào)來(lái)對(duì)弦波取樣值進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而改變控制器10的工作周期(duty cycle),以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
以下說(shuō)明交流\電源反饋控制裝置1中各元件方塊的較佳制作方案。
在圖1的交流電源反饋控制裝置1之中，控制器10可以是脈寬調(diào)制(PWM) 控制器，也可以是脈頻調(diào)制(PFM)控制器。燈絲13則是指真空熒光顯示器 (Vacuum Fluorescent Display, VFD)的燈絲。
請(qǐng)參閱圖2，其為圖1的D類驅(qū)動(dòng)器一較佳實(shí)施例的電路圖。其中D類 驅(qū)動(dòng)器ll(或11，)是一種由不同時(shí)導(dǎo)通(Non-overlap)控制器、PMOS晶體管Pl 及NMOS晶體管Nl所構(gòu)成的半橋轉(zhuǎn)換器。輸入端IN接收來(lái)自控制器10的 控制信號(hào)，而輸出端OUT則將所產(chǎn)生的高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送至低通濾波器12。
請(qǐng)參閱圖3,其為圖1的第一峰值檢測(cè)器一較佳實(shí)施例的電路圖。其中 第一峰值檢測(cè)器14由二極管Dl、電容C1及電阻R1所構(gòu)成。輸入端IN接 收弦波信號(hào)，而輸出端OUT則將所檢測(cè)到的弦波信號(hào)的峰值同時(shí)傳送至第一 比較器15與第二比較器16進(jìn)行比較。
請(qǐng)參閱圖4，其為圖1的第二峰值檢測(cè)器一較佳實(shí)施例的電路圖。其中第二峰值檢測(cè)器17是由二極管D2、電容C2及電阻R2所構(gòu)成。輸入端IN 接收弦波信號(hào)，而輸出端OUT則將所檢測(cè)到的弦波信號(hào)的峰谷同時(shí)傳送至第 三比較器18與第四比較器19進(jìn)行比較。
以下說(shuō)明所測(cè)得四個(gè)反饋信號(hào)的各種組合所對(duì)應(yīng)的調(diào)制方式。要說(shuō)明的 是，依序利用四位數(shù)的組合「XXXXJ來(lái)依序代表第一、第二、第三及第四 比較器的比較結(jié)果，其中「 H代表峰值小于界值，「 0 J代表峰值大于界值。
(a) 反饋信號(hào)為「0000」
代表波峰同時(shí)大于波峰上界V1與波峰下界V2，且波谷同時(shí)大于波谷上 界V3與波谷下界V4;其表示整個(gè)弦波信號(hào)往上偏移，因此調(diào)制方式為減少 偏移量(decrease offset),其對(duì)應(yīng)圖示為圖5(a)。
(b) 反饋信號(hào)為「0010」
代表波峰同時(shí)大于波峰上界VI與波峰下界V2，但波谷介于波谷上界 V3與波谷下界V4之間；其表示整個(gè)弦波信號(hào)往上偏移或是整個(gè)弦波信號(hào)的 振蕩過(guò)大，因此調(diào)制方式為減少偏移量或是縮減(shrink)振幅，其對(duì)應(yīng)圖示為 圖5(b)。
(c) 反4赍信號(hào)為「0011 J
代表波峰同時(shí)大于波峰上界V1與波峰下界V2，但波谷同時(shí)小于波谷上 界V3與波谷下界V4;其表示整個(gè)弦波信號(hào)的振蕩過(guò)大，因此調(diào)制方式為縮 減振幅，其對(duì)應(yīng)圖示為圖5(c)。
(d) 反饋信號(hào)為「 1000 J
代表波峰介于波峰上界VI與波峰下界V2之間，且波谷同時(shí)大于波谷上 界V3與波谷下界V4;其表示整個(gè)弦波信號(hào)往上偏移或是整個(gè)弦波信號(hào)的振 蕩過(guò)小，因此調(diào)制方式為減少偏移量或是擴(kuò)增(expand)振幅，其對(duì)應(yīng)圖示為 圖5(d)。
(e) 反饋信號(hào)為「 1010 J
代表波峰介于波峰上界VI與波峰下界V2之間，且波谷介于波谷上界 V3與波谷下界V4之間；其表示整個(gè)弦波信號(hào)皆處于所設(shè)定的范圍內(nèi)，因此 無(wú)須進(jìn)行調(diào)制，其對(duì)應(yīng)圖示為圖5(e)。(f) 反々赍信號(hào)為r ioil J
代表波峰介于波峰上界VI與波峰下界V2之間，但波谷同時(shí)小于波谷上 界V3與波谷下界V4;其表示整個(gè)弦波信號(hào)往下偏移或是整個(gè)弦波信號(hào)的振 蕩過(guò)大，因此調(diào)制方式為增加偏移量(increaseoffset)或是縮減振幅，其對(duì)應(yīng)圖 示為圖5(f)。
(g) 反饋信號(hào)為「 1100 J
代表波峰同時(shí)小于波峰上界V1與波峰下界V2，且波谷同時(shí)大于波谷上 界V3與波谷下界V4;其表示整個(gè)弦波信號(hào)的振蕩過(guò)小，因此調(diào)制方式為擴(kuò) 增振幅，其對(duì)應(yīng)圖示為圖5(g)。
(h) 反饋信號(hào)為r 1110 J
代表波峰同時(shí)小于波峰上界VI與波峰下界V2,但波谷介于波谷上界 V3與波谷下界V4之間；其表示整個(gè)弦波信號(hào)往下偏移或是整個(gè)弦波信號(hào)的 振蕩過(guò)小，因此調(diào)制方式為增加偏移量或是擴(kuò)增振幅，其對(duì)應(yīng)圖示為圖5(h)。
(i) 反饋信號(hào)為J
代表波峰同時(shí)小于波峰上界V1與波峰下界V2，且波谷同時(shí)小于波谷上 界V3與波谷下界V4;其表示整個(gè)弦波信號(hào)往下偏移，因此調(diào)制方式為增加 偏移，其對(duì)應(yīng)圖示為圖5(i)。
在上述(a) (i)的各種情況中，由于是以采用脈寬調(diào)制(PWM)控制器10來(lái) 作說(shuō)明，因此例子中所提到的縮減(shrink)或擴(kuò)增(expand)可對(duì)應(yīng)至控制信號(hào) 的工作周期增減；對(duì)于熟習(xí)本項(xiàng)技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)，可以輕易地推知，當(dāng)采用 脈頻調(diào)制(PFM)控制器時(shí)，則所提到的縮減(shrink)或擴(kuò)增(expand)須改為對(duì)應(yīng) 控制信號(hào)的頻率增減。
值得一提的是，若弦波信號(hào)皆在接地值(ground)以上，且波谷電壓皆接近 地電平(ground level)時(shí)，則可省略掉第二峰值檢測(cè)器17以及第三比較器18 與第四比較器19,只使用第一峰值檢測(cè)器14與第一比較器15與第二比較器 16來(lái)檢測(cè)波峰即可。
綜上所述，本發(fā)明所提出的交流電源反饋控制裝置的反饋控制采用四個(gè) 比較器來(lái)達(dá)成，分別監(jiān)控輸出波形的波峰與波谷，產(chǎn)生4個(gè)反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后能夠穩(wěn)定輸出，從而改善現(xiàn)有技術(shù)中使用變壓器但無(wú)反饋控制的缺點(diǎn)，
達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。其優(yōu)點(diǎn)至少包括
(1) 反饋電路簡(jiǎn)單，成本低且容易實(shí)現(xiàn)；
(2) 可簡(jiǎn)易設(shè)定所需波形的大小及位移，適合多種真空熒光顯示器的面板:
(3) 可使用于輸入電源不穩(wěn)定的情況，例如車用市場(chǎng)等；及
(4) 若負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，亦能實(shí)時(shí)修正輸出波形。
本發(fā)明得由熟悉本技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如權(quán)利 要求所欲保護(hù)者。
權(quán)利要求
1.一種交流電源反饋控制裝置，包括一控制器，產(chǎn)生一控制信號(hào)；一驅(qū)動(dòng)/濾波器，對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一弦波信號(hào)；一燈絲，由該弦波信號(hào)所驅(qū)動(dòng)；一第一峰值檢測(cè)器，檢測(cè)該弦波信號(hào)的一第一峰值；及一第一比較器及一第二比較器，分別對(duì)該第一峰值與一第一預(yù)設(shè)電壓及一第二預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，用以調(diào)整該控制信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于，該控制器 是一脈寬調(diào)制控制器及一脈頻調(diào)制控制器的其中之一 。
3. 如權(quán)利要求1所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)/ 濾波器是由至少一 D類驅(qū)動(dòng)器及至少一低通濾波器所構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于，該燈絲是 一真空熒光顯示器的燈絲。
5. 如權(quán)利要求1所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于，該第一峰 值是該弦波信號(hào)的波峰。
6. 如權(quán)利要求1所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一第二峰值檢測(cè)器，檢測(cè)該弦波信號(hào)的一第二峰值；及一第三比較器及一第四比較器，分別對(duì)該第二峰值與一第三預(yù)設(shè)電壓及 一第四預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，用以調(diào)整該控制信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求6所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于，該第二峰 值是該弦波信號(hào)的波谷。
8. —種交流電源反饋控制裝置，包括 一控制器，產(chǎn)生一控制信號(hào)；一第一驅(qū)動(dòng)/濾波器，對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一第一弦波信號(hào)； 一燈絲，由該第一弦波信號(hào)所驅(qū)動(dòng)；一第二驅(qū)動(dòng)/濾波器，對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一第二弦波信號(hào)；一第一峰值檢測(cè)器，檢測(cè)所述弦波信號(hào)的一第一峰值；及一第一比較器及一第二比較器，分別對(duì)該第一峰值與一第一預(yù)設(shè)電壓及 一第二預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，用以調(diào)整該控制信號(hào)。
9. 一種交流電源反^t赍控制裝置，包括 一控制器，產(chǎn)生一控制信號(hào)；一第一驅(qū)動(dòng)器，接收該控制信號(hào)以產(chǎn)生一第一高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 一第一濾波器，對(duì)該第一高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一第一弦波信號(hào)；一燈絲，由該第一弦波信號(hào)所驅(qū)動(dòng)；一第二驅(qū)動(dòng)器，接收該控制信號(hào)以產(chǎn)生一第二高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 一第二濾波器，對(duì)該第二高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生一第二弦波信一第 一峰值檢測(cè)器，檢測(cè)所述弦波信號(hào)的一第 一峰值；一第一比較器及一第二比較器，分別對(duì)該第一峰值與一第一預(yù)設(shè)電壓及 一第二預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，借以調(diào)整該控制信號(hào)；一第二峰值檢測(cè)器，檢測(cè)所述弦波信號(hào)的一第二峰值；及一第三比較器及一第四比較器，分別對(duì)該第二峰值與一第三預(yù)設(shè)電壓及 一第四預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，借以調(diào)整該控制信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求9所述的交流電源反饋控制裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)器皆由一D類驅(qū)動(dòng)器所構(gòu)成；及/或 所述濾波器皆由 一低通濾波器所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是一種應(yīng)用在真空熒光顯示器(Vacuum Fluorescent Display，VFD)的交流電源反饋控制裝置，利用脈寬調(diào)制(PWM)控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)D類驅(qū)動(dòng)器(Class-D driver)，經(jīng)過(guò)低通濾波器(LPF)之后產(chǎn)生燈絲所需的弦波電壓，同時(shí)利用簡(jiǎn)易的反饋裝置檢測(cè)所反饋的燈絲輸出電壓，借以控制及調(diào)整該脈寬調(diào)制控制器的工作周期(duty cycle)的大小。
文檔編號(hào)G09G3/22GK101556761SQ20081008930
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者葉晨光 申請(qǐng)人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司