包括檢測電路，開關(guān)電路和開關(guān)控制電路。開關(guān)電路 用于控制高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)，包括用于變換高壓的高壓開關(guān)電路和用于變換低壓的 低壓開關(guān)電路，低壓側(cè)和高壓側(cè)開關(guān)兩者都是由低壓開關(guān)電路控制的。低壓開關(guān)電路包括 一個(gè)振蕩器，例如壓控振蕩器(VCO)，用來產(chǎn)生高頻脈沖信號(hào)，使得OUT節(jié)點(diǎn)將低頻電源轉(zhuǎn)換 成高頻電源。
[0060] 檢測電路用于檢測半橋的工作狀態(tài)，以及在兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)中的一個(gè)處于關(guān)斷 (不導(dǎo)通)狀態(tài)下切換到導(dǎo)通半橋兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)中的另一個(gè)，每次導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)的兩導(dǎo) 電端電壓差是零或接近零電壓，達(dá)到俗稱的"零電壓開關(guān)"（ZVS)。特別指出，ZVS是指開關(guān)在 等于或接近零電壓差下工作，而不一定是零電壓。
[0061] 為了實(shí)現(xiàn)半橋?qū)ㄏ碌腪VS工作模式，檢測電路將監(jiān)控半橋那側(cè)的輸出節(jié)點(diǎn)以確 定發(fā)生零電壓或接近零的電壓時(shí)刻，使得半導(dǎo)體開關(guān)能準(zhǔn)備導(dǎo)通。
[0062] 在本文所示的示例中，檢測電路用于監(jiān)控OUT節(jié)點(diǎn)電壓，以及觸發(fā)轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)OUT 節(jié)點(diǎn)電壓停止上升或者停止下降時(shí)，用來開啟半導(dǎo)體開關(guān)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。
[0063] 檢測電路包括一個(gè)用于檢測OUT節(jié)點(diǎn)電壓下降至最低點(diǎn)的高壓檢測電路，以及用 于檢測OUT節(jié)點(diǎn)上升至最高點(diǎn)的低壓檢測電路。隨著OUT節(jié)點(diǎn)電壓開始下降，高壓側(cè)開關(guān)是 從開啟到關(guān)閉，檢測電壓下降至最低點(diǎn)將意味著，OUT節(jié)點(diǎn)電壓達(dá)到了準(zhǔn)備開啟低壓側(cè)開關(guān) 的電壓。同樣，隨著OUT節(jié)點(diǎn)電壓開始上升，低壓側(cè)開關(guān)是從開啟到關(guān)閉，檢測電壓上升至頂 點(diǎn)將意味著，OUT節(jié)點(diǎn)電壓達(dá)到了準(zhǔn)備開啟高壓側(cè)開關(guān)的電壓。開關(guān)控制電路用于接收來自 檢測電路的控制信號(hào)，并控制高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)。
[0064]鎮(zhèn)流器控制電路120是由多芯片封裝的集成電路（IC)構(gòu)成實(shí)現(xiàn)的，IC用來驅(qū)動(dòng)包 含兩個(gè)600V功率管MOSFETMLS和MHS半導(dǎo)體開關(guān)器件所組成的半橋。鎮(zhèn)流器控制電路120用 18VCMOS工藝制造，包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，即一個(gè)高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器130和一個(gè)低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器140。 高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)用于控制高壓側(cè)開關(guān)MHS的高壓控制節(jié)點(diǎn)GH，低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器包括一 個(gè)用于控制低壓側(cè)開關(guān)MLS的低壓控制節(jié)點(diǎn)GL。鎮(zhèn)流器控制電路120的OUT節(jié)點(diǎn)是以IC的一 個(gè)接口引腳連接，以便于感測和監(jiān)測半橋輸出節(jié)點(diǎn)OUT的瞬時(shí)電壓，此亦為日光燈的諧振負(fù) 載電路的輸入節(jié)點(diǎn)。
[0065] 低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器 如圖2和圖3所示的低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器適用于開關(guān)或提供節(jié)點(diǎn)GL開關(guān)控制信號(hào)，以此操作半 橋低壓側(cè)開關(guān)MLS及提供電子鎮(zhèn)流器的整體工作。
[0066] 低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)電壓控制振蕩器(V⑶)U12,該振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖CLK信 號(hào)，該時(shí)鐘頻率在IOkHz和IOOkHz之間。VCOU12包括與外部電阻R3連接的引腳節(jié)點(diǎn)RT和與 外部電容C2連接的引腳節(jié)點(diǎn)CPH。
[0067] 兩組下降和上升檢測器和一個(gè)緩沖器U9都連接到CLK線，S卩V⑶的時(shí)鐘輸出。第一 組的下降和上升探測器包括一個(gè)低壓側(cè)下降檢測電路U5和低壓側(cè)上升檢測電路U6。第二組 的下降和上升探測器包括高壓側(cè)下降檢測電路U8和高壓側(cè)上升檢測電路U10。每一個(gè)下降 檢測電路U5，U8用于發(fā)送由下降沿觸發(fā)的脈沖。每一個(gè)上升檢測電路U6，U10用于發(fā)送由上 升沿觸發(fā)的脈沖。引腳節(jié)點(diǎn)CL通過串聯(lián)連接電阻RP1以及緩沖器U9而連接到CLK線，緩沖器 連接在電阻RPl和CLK線之間。
[0068]低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)高壓控制部分和一個(gè)低壓控制部分。高壓側(cè)控制部分是給 高壓驅(qū)動(dòng)器提供控制信號(hào)，通過高壓驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)高壓開關(guān)，包括上升檢測UlO，下降檢測U8， 一串聯(lián)連接電阻RPl和緩沖器U9以及包括半導(dǎo)體開關(guān)MPl和麗1的反相半橋。MPl和麗1是串 聯(lián)連接的MOSFET半導(dǎo)體開關(guān)以構(gòu)成一個(gè)半橋或反相半橋。MPl與麗1之間的互連節(jié)點(diǎn)連接到 引腳節(jié)點(diǎn)CL。引腳節(jié)點(diǎn)CL通過電容CX連接到高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器的引腳節(jié)點(diǎn)CH。引腳節(jié)點(diǎn)CL通過 串聯(lián)連接電阻RPl和緩沖器U9也連接到CLK線。引腳節(jié)點(diǎn)CL是連接在高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器與低壓側(cè) 驅(qū)動(dòng)器之間，在本文也被稱為接口節(jié)點(diǎn)。
[0069]MOSFETMPl的控制端連接到高壓側(cè)上升檢測電路UlO的輸出，使得MPl的接通和斷 開是由高壓側(cè)上升檢測電路UlO決定。該控制端是MPl的柵極端口，而漏極和源極為導(dǎo)電端 口。與麗1互連的MPl導(dǎo)電端是連接到電路電源Vcc，使得當(dāng)MPl導(dǎo)通而麗1關(guān)閉時(shí)MPl與麗1之 間的互連節(jié)點(diǎn)電壓被上拉至Vcc。與MPl不互連的麗1導(dǎo)電端是連接到參考地，使得當(dāng)MPl關(guān)斷 而麗1導(dǎo)通時(shí)MPl與麗1之間互連的節(jié)點(diǎn)電壓被下拉到參考地。節(jié)點(diǎn)VCC電壓是通過一個(gè)齊納 二極管DZl鉗位在16V。二極管D2是從節(jié)點(diǎn)CL到節(jié)點(diǎn)VCC正向連接，另一個(gè)二極管Dl是從節(jié)點(diǎn) CL到低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器的參考地反向連接。
[0070] 在穩(wěn)定狀態(tài)中，高壓側(cè)上升檢測電路UlO在檢測到CLK線從低到高向上過渡時(shí)將產(chǎn) 生一個(gè)觸發(fā)脈沖用來開啟MPl，從而上拉節(jié)點(diǎn)CL電壓至接近Vcc。另一方面，高壓側(cè)下降檢測 電路U9在檢測到CLK線由高變低向下過渡時(shí)生成一個(gè)觸發(fā)脈沖來開啟MNl，從而下拉節(jié)點(diǎn)CL 電壓非常接近低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器的參考接地。
[0071] 低壓側(cè)控制部分包括一個(gè)上升檢測U6,下降檢測U5,連接到U5和U6輸出的鎖存器 U3以及連接到鎖存器U3輸出的緩沖器U2，由鎖存器的輸出到達(dá)節(jié)點(diǎn)GL時(shí)將信號(hào)放大以驅(qū)動(dòng) MLSW6的節(jié)點(diǎn)1和點(diǎn)2分別連接到CLK線和上升檢測電路UlO的輸出。上升檢測U6的輸入節(jié)點(diǎn) 是連接到節(jié)點(diǎn)CL用于監(jiān)控節(jié)點(diǎn)CL的電壓變化。
[0072] 通過上述的連接，檢測電路U6在沒有施加消隱信號(hào)時(shí)，當(dāng)檢測到節(jié)點(diǎn)CL電壓上升， 低壓側(cè)上升檢測電路U6將生成一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)CLK線是低壓或上升檢測電路UlO輸出為低 電平時(shí)，上升檢測電路U6的輸出無效。觸發(fā)信號(hào)將開啟MLS。
[0073] 低壓側(cè)下降檢測電路U5用于當(dāng)檢測到標(biāo)志著CLK脈沖從高電平過渡到低電平的下 降電壓時(shí)，產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)來關(guān)閉低壓側(cè)開關(guān)。
[0074] 在穩(wěn)態(tài)操作中，在檢測到CLK線從高電平到低電平向下過渡時(shí)，低壓下降檢測電路 U5將發(fā)送一個(gè)觸發(fā)脈沖Π)到鎖存器U3,并且鎖存器U3將在接收到Π)觸發(fā)脈沖時(shí)關(guān)閉MLS。另 一方面，低壓上升檢測電路U6將在檢測到CLK從低電平到高電平變化時(shí)發(fā)送一個(gè)觸發(fā)脈沖 RD到鎖存器U3。
[0075] 高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器 如圖2和圖4中所示的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)通過緩沖器U13連接到高壓控制節(jié)點(diǎn)的反 轉(zhuǎn)觸發(fā)器U14。反轉(zhuǎn)觸發(fā)器U14的輸入節(jié)點(diǎn)通過緩沖器U17連接到節(jié)點(diǎn)CH。節(jié)點(diǎn)CH經(jīng)正向連接 的二極管D4連接到節(jié)點(diǎn)VB。節(jié)點(diǎn)OUT經(jīng)正向連接的二極管D3連接到節(jié)點(diǎn)CH。節(jié)點(diǎn)VB是經(jīng)由比 較器U19連接到反轉(zhuǎn)觸發(fā)器U14至另一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)R2,偏置電壓源V3串聯(lián)連接到節(jié)點(diǎn)VB與比 較器Ul9的負(fù)輸入端之間。U19的正輸入端連接到節(jié)點(diǎn)CH。節(jié)點(diǎn)VB連接到電壓比較器U18的負(fù) 輸入端，電壓比較器U18的輸出端連接到反轉(zhuǎn)觸發(fā)器U14的另一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)R3。電壓比較器 U18的正極端連接到一個(gè)電壓源V2。偏置電壓V2在該電路例子中設(shè)定為12V。反轉(zhuǎn)觸發(fā)器U14 的輸出節(jié)點(diǎn)通過串聯(lián)連接反相器U16和電阻RP2連接到節(jié)點(diǎn)CH，RP2是連接到節(jié)點(diǎn)CH與U16之 間。反轉(zhuǎn)觸發(fā)器U14的輸出節(jié)點(diǎn)也經(jīng)由一個(gè)"最大導(dǎo)通時(shí)間"模塊連接到U14的輸入節(jié)點(diǎn)R1。 高壓驅(qū)動(dòng)器的參考地是在OUT節(jié)點(diǎn)，這意味著高壓驅(qū)動(dòng)器的參考地遵循節(jié)點(diǎn)OUT的電壓。高 壓驅(qū)動(dòng)器用于提供高壓控制節(jié)點(diǎn)GH開關(guān)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)高壓開關(guān)MHS。
[0076] 工作模式 電子鎮(zhèn)流器在多種模式下工作，例如在圖5和圖6所示的欠壓鎖定（"UVL0"）模式，預(yù)熱 模式和運(yùn)行模式。
[0077] UVLO模式 在上電過程中，電壓VPP總線斷電或電源故障時(shí)，電子鎮(zhèn)流器將進(jìn)入欠壓鎖定(UVLO)模 式，該電路電源電壓Vcc是低于關(guān)斷閾值，本例使用10V。在此模式下輸入和輸出引腳RT， CPH，GL和CL被拉到參考地Vss?？傠娏骱膿p小于50uA。在正常情況下，啟動(dòng)電阻Rl將拉動(dòng)供應(yīng) 電壓Vcc。一旦電源電壓已達(dá)到開啟閾值，本例使用12V，電子鎮(zhèn)流器將進(jìn)入預(yù)熱模式。當(dāng)這 種情況發(fā)生時(shí)，電子鎮(zhèn)流器具有足夠的電壓來驅(qū)動(dòng)MOSFETMLS并執(zhí)行其他基本功能。電路 電源電壓Vcc將通過由一個(gè)齊納二極管DZl所構(gòu)成的并聯(lián)穩(wěn)壓器鉗位在16V。
[0078]預(yù)熱模式 在預(yù)熱模式下，引腳RT首先調(diào)節(jié)到5V，預(yù)熱電流Iph(IuA)供應(yīng)至ljU12的引腳CPH。預(yù)熱頻 率Fph和運(yùn)行頻率Frun是由連接到引腳RT的電阻R3確定的。預(yù)熱時(shí)間Tph由連接到引腳CPH的 電容器C2確定的，如下：
當(dāng)VCOU12產(chǎn)生振蕩，節(jié)點(diǎn)CL和低壓側(cè)開關(guān)MLS將開始開關(guān)橾作。然而，由于高壓側(cè)開關(guān)MHS仍然關(guān)閉，節(jié)點(diǎn)OUT目前還沒有開關(guān)電壓輸出。在預(yù)熱模式時(shí)，OUT通過低壓側(cè)開關(guān)MLS被 拉到參考地。高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器的高壓電源電壓VB通過高壓啟動(dòng)電阻R2和連接電容器Cx上拉。 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，高壓的啟動(dòng)電阻R2可以斷開，高壓電源電壓可以完全依靠開關(guān)電容Cx 回復(fù)上升到開啟閾值(12V)。
[0079]運(yùn)行模式或穩(wěn)態(tài)工作模式 一旦高壓驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入運(yùn)行模式，半橋?qū)?dòng)電壓開關(guān)操作以產(chǎn)生電壓擺動(dòng)。其結(jié)果是， 節(jié)點(diǎn)OUT將在電壓Vpp總線和參考地之間振蕩，此電容式電荷栗將工作在最大功率。電子鎮(zhèn) 流器的電容式電荷栗提供主要電源給供高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器和低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器工作之用。例如，在 輸出上升中，電荷將被輸送到低側(cè)儲(chǔ)存電容Cl，在輸出下降中，電荷將被輸送到高壓儲(chǔ)存電 容C3X1和C3在該電路例子中大約是在IOOnF的數(shù)值范圍。
[0080]圖5和圖6是描繪高壓側(cè)和低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器操作的狀態(tài)圖。平均充電電流Ichrc主要由 開關(guān)頻率，電容Cx和電壓Vpp總線確定，如下： Ichrg ~ fsffCxVpp 平均充電電流設(shè)置為大于低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器的工作電流。充電栗的轉(zhuǎn)換效率(從總線到電 容)取決于一系列的因素，并且可以大于90%。限制輸出的上升和下降斜率可以減少功率消 耗，此相當(dāng)于是減少Cx