放大圖。
[0031 ]圖7B展示了圖7波形圖對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)放大圖。
[0032]其中，10是日光燈，100是電子鎮(zhèn)流器，102是電源，110是半橋電路，112是第一半導(dǎo) 體開關(guān)，14是第二半導(dǎo)體開關(guān)，116是輸出節(jié)點(diǎn)，120是鎮(zhèn)流器控制電路，130是高壓側(cè)驅(qū)動(dòng) 器，140是低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0033]所述的電子鎮(zhèn)流器通常用于驅(qū)動(dòng)電源裝置，例如一個(gè)橋式或半橋式電源開關(guān)裝 置，以產(chǎn)生一個(gè)比輸入電源更高的頻率輸出。一個(gè)典型的橋式或半橋式電源開關(guān)裝置包括 一個(gè)高壓側(cè)開關(guān)和與之串聯(lián)的低壓側(cè)開關(guān)，輸出節(jié)點(diǎn)在高壓側(cè)和低壓側(cè)開關(guān)管的互連處。 開關(guān)管被如此命名，是因?yàn)楦邏簜?cè)開關(guān)管通常被連接到電源軌的高電位側(cè)，而低壓側(cè)開關(guān) 管通常被連接到電源軌的低電位側(cè)。在操作中，電源裝置的輸出將在最大輸出電壓(等于或 接近于最大電源電壓）和最小輸出電壓（等于或接近于電源電壓的最小值）之間周期性擺 動(dòng)。周期性電壓通常是通過高側(cè)開關(guān)管和低側(cè)開關(guān)管交替導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)的。電子鎮(zhèn)流器被廣 泛用于日光燈的工作電路上，同時(shí)對(duì)于需要電源的裝置，設(shè)備或其他產(chǎn)品應(yīng)用也是非常有 用的。
[0034] 如本文所公開，鎮(zhèn)流器控制電路包括一個(gè)第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)，一個(gè) 檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，和一個(gè)判定電路。在運(yùn)行模式或穩(wěn)定狀態(tài)下，由于相應(yīng)事件導(dǎo)致在檢測(cè)節(jié)點(diǎn)上電 壓上升到頂端，判定電路檢測(cè)到這個(gè)電壓(或更確切說電壓變化），將把第一開關(guān)管從關(guān)斷 狀態(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)使第二個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0035] 帶有判定電路的鎮(zhèn)流器，能夠監(jiān)控檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的電壓，并在檢測(cè)到電壓的上升結(jié)束 時(shí)激活第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)，這對(duì)于開關(guān)電源的開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS)或接近零電壓開 關(guān)非常有用。例如，該檢測(cè)節(jié)點(diǎn)可以被用來監(jiān)視電壓，例如，檢測(cè)高側(cè)開關(guān)管輸出端電壓的 上升。輸出端的電壓上升頂端意味著在高側(cè)開關(guān)管的輸出端電壓已達(dá)到最大電壓，接近電 源最大電壓，適合于開啟高壓側(cè)開關(guān)管，將輸出節(jié)點(diǎn)連接到電源的高電位。例如，穩(wěn)定或運(yùn) 行模式工作下，由于一個(gè)諧振負(fù)載，例如日光燈的放電導(dǎo)致在高側(cè)開關(guān)管導(dǎo)通之前電壓上 升。
[0036] 例如，鎮(zhèn)流器控制電路可以包括一個(gè)開關(guān)控制電路，當(dāng)其從判定電路收到一個(gè)電 壓上升完成的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，能夠把第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)從關(guān)斷狀態(tài)切換到開啟狀態(tài)，同時(shí)使低壓 側(cè)開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0037] 判定電路可包括一個(gè)檢測(cè)電路，以檢測(cè)相關(guān)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的電壓上升。當(dāng)某一事件導(dǎo) 致檢測(cè)節(jié)點(diǎn)電壓上升完成，檢測(cè)電路將產(chǎn)生一個(gè)電壓上升完成的觸發(fā)信號(hào)給開關(guān)控制電路 以激活第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)。
[0038] 判定電路可以監(jiān)視檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的電壓，尤其是電壓變化。在運(yùn)行模式或穩(wěn)定狀態(tài)下， 在檢測(cè)到電壓下降完成后，產(chǎn)生一個(gè)電壓下降完成的觸發(fā)信號(hào)用以使第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)從關(guān)斷 狀態(tài)切換為開啟狀態(tài)，同時(shí)使第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0039] 例如，鎮(zhèn)流器控制電路可包括一個(gè)開關(guān)控制電路，在接收到由判定電路發(fā)出的電 壓下降完成觸發(fā)信號(hào)后，能夠把第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)從關(guān)斷狀態(tài)(簡(jiǎn)稱關(guān)斷）切換為開啟狀態(tài)(簡(jiǎn) 稱開啟），同時(shí)使高壓側(cè)開關(guān)處在截止?fàn)顟B(tài)。
[0040] 為了讓低壓側(cè)開關(guān)管更容易達(dá)到ZVS或接近ZVS開關(guān)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)可用于監(jiān)視低壓側(cè) 開關(guān)管的輸出端電壓，尤其是電壓的下降中。在應(yīng)用中，輸出端的電壓下降完成意味著在低 壓側(cè)開關(guān)管的輸出端的電壓已達(dá)到最小電壓，接近電源軌電壓的最小值，適合于開啟低壓 側(cè)開關(guān)管，通過低壓側(cè)開關(guān)管使輸出節(jié)點(diǎn)連接到電源軌的低電位(它通常是一個(gè)參考地）。 在運(yùn)行模式或穩(wěn)定狀態(tài)下，由于諧振負(fù)載(如日光管）的放電作用使得在低壓側(cè)開關(guān)管導(dǎo)通 之前電壓已在下降。
[0041] 鎮(zhèn)流器控制電路將通過時(shí)鐘脈沖進(jìn)行工作，它定義了一個(gè)鎮(zhèn)流器的開關(guān)頻率。在 一個(gè)實(shí)例中，判定電路和開關(guān)控制電路是在檢測(cè)到一個(gè)時(shí)鐘脈沖的邊緣時(shí)將一個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn) 從開啟狀態(tài)切換為關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)和第二個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)都處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)候， 交替地使第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)和第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)處于開啟狀態(tài)。
[0042] 典型諧振負(fù)載的電壓變化（即電壓上升和電壓下降）通常在大約IOOns至200ns內(nèi) 完成，這個(gè)電壓變化時(shí)間，如電壓上升時(shí)間TdP電壓下降時(shí)間T2,相當(dāng)于的鎮(zhèn)流器開關(guān)時(shí)鐘 脈沖的邊沿躍迀的時(shí)間，在此公開的對(duì)變化電壓的最終電壓的檢測(cè)方案是非常具有優(yōu)勢(shì) 的，它減輕了與傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器控制相關(guān)的問題，因?yàn)殡娫窜壷g的高低電壓差通常是幾百 伏，例如，200至400V。
[0043]例如，鎮(zhèn)流器控制電路包含第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)用于發(fā)送一個(gè)開關(guān)信號(hào)去控制第一半導(dǎo) 體開關(guān)管，和第二個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)用于發(fā)送一個(gè)開關(guān)信號(hào)去控制第二個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管，一個(gè)檢 測(cè)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)判定電路用于確定在檢測(cè)節(jié)點(diǎn)電壓變化，一個(gè)開關(guān)控制電路，用于在穩(wěn)定狀 態(tài)或運(yùn)行模式下，向第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)和第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送開關(guān)信號(hào)以分別操作第一半導(dǎo)體開 關(guān)管和第二半導(dǎo)體開關(guān)管；當(dāng)?shù)谝缓偷诙_關(guān)節(jié)點(diǎn)都處于關(guān)閉狀態(tài)，并在檢測(cè)到檢測(cè)節(jié)點(diǎn) 有一個(gè)電壓上升完成或一個(gè)電壓下降完成的一個(gè)對(duì)應(yīng)條件時(shí)，此處的開關(guān)控制電路產(chǎn)生并 發(fā)送一個(gè)開啟信號(hào)給第一開關(guān)節(jié)點(diǎn)或產(chǎn)生并發(fā)送一個(gè)開啟信號(hào)給第二開關(guān)節(jié)點(diǎn)。
[0044]開啟信號(hào)對(duì)于促進(jìn)ZVS(零電壓開關(guān))是非常有用的，因?yàn)樵跈z測(cè)節(jié)點(diǎn)處的電壓上 升完成意味著檢測(cè)節(jié)點(diǎn)已達(dá)到其最大電壓，可以接通高壓側(cè)開關(guān)。此可以理解為，當(dāng)檢測(cè)節(jié) 點(diǎn)已達(dá)到其最大電壓，高壓側(cè)開關(guān)導(dǎo)電端的電壓差即為最小。同樣地，在檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的電壓下 降底部意味著檢測(cè)節(jié)點(diǎn)上的電壓已達(dá)到其最小電壓，可以開啟低壓側(cè)開關(guān)。當(dāng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)已 達(dá)到其最小電壓或參考接地電壓，橫跨在低壓側(cè)開關(guān)導(dǎo)電端的電壓差將為最小值。
[0045] 該電子鎮(zhèn)流器包括一個(gè)電源裝置，如本文公開的任何有關(guān)鎮(zhèn)流器控制電路。
[0046] 在圖1至4所示的照明裝置包括一個(gè)日光燈10和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)日光燈10的電子鎮(zhèn) 流器100。電子鎮(zhèn)流器100是用于控制日光燈10的全部工作，同時(shí)包括一個(gè)半橋110和鎮(zhèn)流器 控制電路120用于驅(qū)動(dòng)半橋110。
[0047] 半橋110連接到電源102,并且包括第一半導(dǎo)體開關(guān)MHS和與之串聯(lián)的第二半導(dǎo)體 開關(guān)MLS、兩者的公共連接輸出節(jié)點(diǎn)"OUT"。電源102是主電源的整流輸出電壓Vpp。由于操作 該半橋電源是直流(DC)電源，連接到電源的高電位側(cè)的半導(dǎo)體開關(guān)被稱為"高壓側(cè)開關(guān)"， 而連接到低電位側(cè)的半導(dǎo)體開關(guān)被稱為"低壓側(cè)開關(guān)"。
[0048] 鎮(zhèn)流器控制電路120包括開關(guān)控制電路和判定電路。開關(guān)控制電路用于驅(qū)動(dòng)半橋 110,在穩(wěn)定狀態(tài)下，由此半橋的高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)交替地導(dǎo)通，使得當(dāng)一個(gè)開關(guān)接 通時(shí)，另一個(gè)開關(guān)將被關(guān)閉，反之亦然。判定電路是操作開關(guān)的控制電路，使得兩個(gè)開關(guān)在 同一時(shí)間的穩(wěn)定狀態(tài)工作下只有一個(gè)導(dǎo)通，以減輕高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)都被導(dǎo)通的不 利條件。
[0049] 鎮(zhèn)流器控制電路120在穩(wěn)定狀態(tài)下的開關(guān)操作，使得在半橋110的輸出節(jié)點(diǎn)OUT電 壓將在電源電壓和參考地之間以最佳合適的日光燈的額定或正常發(fā)光的頻率擺動(dòng)。當(dāng)日光 燈額定工作或正常發(fā)光時(shí)，所述鎮(zhèn)流器控制電路120可以說是在穩(wěn)定狀態(tài)下工作或處于"運(yùn) 行模式"。
[0050] 為了便于開關(guān)操作來產(chǎn)生電壓擺動(dòng)，開關(guān)控制電路需要產(chǎn)生高頻開關(guān)信號(hào)來操作 半橋，因此電源電壓102中頻率較低的電源電壓Vpp被變換成高頻率的輸出電壓Vciut。
[0051 ]適用于日光燈最佳穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的示例頻率范圍是在20kHz至50kHz之間，盡管在IOkHz至IOOkHz范圍的頻率也在使用。術(shù)語"高頻"或"更高頻率"在本文中是指在IOkHz至 IOOkHz范圍內(nèi)的頻率，與之相對(duì)的低頻或較低頻率即是在50Hz或60Hz之間。當(dāng)然，日光燈工 作的最優(yōu)頻率可能偶爾改變或者根據(jù)各種燈規(guī)格更新而不喪失其通用性?？梢岳斫獾氖?， 本文描述的電子鎮(zhèn)流器可以適用于其他類型的照明裝置中工作，例如LED燈或鹵素?zé)簦?喪失其通用性。
[0052] 該示例半橋110包括第一半導(dǎo)體開關(guān)112(MHS)和第二半導(dǎo)體開關(guān)IH(MLS)，它們 串聯(lián)并連接到為AC電源供給整流輸出的直流電源102。輸出節(jié)點(diǎn)OUT116是在第一和第二半 導(dǎo)體開關(guān)之間的互連或連接上。
[0053] 該半橋?qū)㈦娫措妷?02通過開關(guān)控制由低頻輸入轉(zhuǎn)換到高頻輸出，這樣輸出節(jié)點(diǎn) 電壓將在高電壓與低電壓之間以開關(guān)頻率擺動(dòng)。該轉(zhuǎn)換頻率是通過在第二半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)閉 時(shí)打開第一半導(dǎo)體開關(guān)，和在第一半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)閉時(shí)打開第二半導(dǎo)體開關(guān)，并在這兩者間 以開關(guān)頻率交替轉(zhuǎn)換而完成的。
[0054] 半導(dǎo)體開關(guān)112和114都是具有一個(gè)帶有控制端口的三端口器件，在工作時(shí)該控制 端控制另外兩個(gè)端口之間的阻抗，控制端為"開"的狀態(tài)下另外兩個(gè)端口之間的阻抗非常低 或可被忽略，而在控制端為"關(guān)"的狀態(tài)下，另外兩個(gè)端口之間的阻抗極為高或不導(dǎo)電。由于 另外兩個(gè)端口用于電流傳導(dǎo)，它們?cè)诒疚闹幸脖环Q為"傳導(dǎo)"或半導(dǎo)體開關(guān)的"導(dǎo)電"端。
[0055] 當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通，并且第二半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)閉時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)電壓等于連接到 第一半導(dǎo)體開關(guān)的電源電壓，此稱為電壓一。另一方面，在第一半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷，并且第二 半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)電壓等于連接到第二半導(dǎo)體開關(guān)的電源，此稱為電壓二。將半 橋在這兩個(gè)狀態(tài)間循環(huán)切換，輸出節(jié)點(diǎn)的電壓將以開關(guān)頻率在電壓一和電壓二之間擺動(dòng)， 從而在輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生方形或矩形高頻周期電壓脈沖。
[0056] 對(duì)于電子鎮(zhèn)流器，功率MOSFET可能是最常見和廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體開關(guān)器件，IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和雙極晶體管也是常用的。
[0057] 我們希望避免兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)在同時(shí)導(dǎo)通的情況，因?yàn)檫@會(huì)引起高達(dá)20A的脈沖 電流。
[0058] 為了日光燈以正弦交流電流波形達(dá)到高效率和長(zhǎng)壽命，日光燈的諧振負(fù)載電路組 成部分包括一個(gè)諧振電感Lr，將其與并聯(lián)的日光燈與諧振電容Cr，電容Cm、Csl串聯(lián)。當(dāng)階梯形 或方形周期電壓脈沖作用于輸出節(jié)點(diǎn)116,此負(fù)載電路將在日光燈產(chǎn)生正弦電流波形。
[0059] 整流器控制電路120 圖2至圖4的鎮(zhèn)流器控制電路圖120