專利名稱：直流－交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)及其控制器ic的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從電氣設(shè)備附屬的電源適配器和電池等的直流電源產(chǎn)生用于驅(qū)動負載的交流電壓的直流—交流轉(zhuǎn)換裝置(以下，為逆變器)的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)及其控制器IC。
背景技術(shù)：
作為筆記本電腦的液晶屏、液晶電視顯象機等的液晶顯示器的背光光源，開始使用冷陰極熒光燈(CCFL)。這種CCFL擁有與通常的熱陰極熒光燈幾乎同樣的高效率和長壽命，并且，省略了熱陰極熒光燈所用的白熱絲。
為了讓這種CCFL起動以及工作，必須要用高交流電壓。例如，起動電壓約為1000v，工作電壓約為600v。使用逆變器，通過筆記本電腦和液晶電視顯象機等的直流電源產(chǎn)生該高交流電壓。
以往，作為CCFL用逆變器，一般采用羅雅(Royer)電路。這種羅雅電路由可飽和磁芯變壓器和控制晶體管等構(gòu)成，根據(jù)可飽和磁芯變壓器的非線性磁導(dǎo)率和控制晶體管的非線性電流增益特性而進行自振蕩。羅雅電路自身不需要外部時鐘和驅(qū)動電路。
但是，羅雅電路基本上是恒壓逆變器，在輸入電壓和負載電流變化時不能維持恒定輸出電壓。因此，需要有向羅雅電路供給電能的調(diào)整器。由此，很難使應(yīng)用羅雅電路的逆變器小型化，另外，電能轉(zhuǎn)換效率也較低。
提出了使電能轉(zhuǎn)換效率增高的CCFL用逆變器的方案(參照特開平10-50489號公報)。該逆變器，將第1半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)連接在變壓器的一次線圈上，將已串聯(lián)連接的第2半導(dǎo)體開關(guān)和電容器并聯(lián)連接在變壓器的一次線圈上，并且，將耦合電容器和負載串聯(lián)連接在變壓器的二次線圈上。然后，將變壓器的一次側(cè)電流反饋到控制電路，通過與基準電壓比較形成控制信號，根據(jù)該控制信號開關(guān)控制第1、第2半導(dǎo)體開關(guān)，以便向負載供給給定的交流電能。
另外，提出使用4個半導(dǎo)體開關(guān)的全電橋(H電橋)型的CCFL用逆變器的方案(參照美國專利第6259615號說明書)。這種逆變器，通過串聯(lián)諧振用電容器將H電橋的輸出端連接在變壓器的一次線圈上，將負載連接在變壓器的二次線圈上。在構(gòu)成H電橋的4個半導(dǎo)體開關(guān)中，通過第1組的2個半導(dǎo)體開關(guān)在變壓器的一次線圈上形成第1方向的電流路徑，通過第2組的2個半導(dǎo)體開關(guān)在變壓器的一次線圈形成第2方向的電流路徑。然后，通過將在變壓器的二次線圈流過的電流反饋到控制電路并與基準電壓比較，由被固定的同一脈沖寬度，產(chǎn)生控制該脈沖的相對位置的控制信號，并供給到H電橋的半導(dǎo)體開關(guān)，調(diào)整向負載的供給電能。另外，檢測變壓器的二次線圈的電壓，進行過電壓保護。
隨著筆記本電腦的液晶屏、液晶電視顯像機等的液晶顯示器的大畫面化，越來越將作為背光光源的多個CCFL分散配置。在這種情況下，如果來自多個CCFL的光互相干涉那么就成為閃爍等的原因。為了避免這種閃爍，有必要讓各CCFL同步并同相位發(fā)光。
為此，比如可用分立電路構(gòu)成能輸出大電能的逆變器。并且，可將來自該逆變器的同相位的交流電能供給多個CCFL。
但是，在將1臺逆變器的輸出供給到分散配置的多個CCFL時，需要環(huán)繞高電壓的布線。由于對其它裝置有電磁影響，最好讓CCFL的高電壓布線盡可能短。另外，為了在與變壓器的自感應(yīng)的諧振中有效地利用CCFL的寄生電容，優(yōu)選讓CCFL的布線較短。由于這些原因，優(yōu)選將用于控制各CCFL的逆變器配置在最接近每個CCFL的位置上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在將用于驅(qū)動需要CCFL等的高電壓的多個負載的多個逆變器接近各負載配置的同時，能夠同步并同相位控制該逆變器的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)及其控制器IC。
本發(fā)明的逆變器，包括變壓器，其具有一次線圈和連接負載的至少一個二次線圈；半導(dǎo)體開關(guān)電路，其用于從所述直流電源向所述一次線圈交替在第1方向和第2方向上流過電流；電流檢測電路，其檢測流過所述負載的電流，產(chǎn)生電流檢測信號；振蕩器功能塊，其在連接頻率確定用電容器以及頻率確定用電阻時產(chǎn)生三角波信號以及與該信號同步的時鐘信號；和N個直流—交流轉(zhuǎn)換裝置，其分別具有接收所述三角波信號、所述時鐘信號以及所述電流檢測信號，將PWM控制的開關(guān)驅(qū)動信號供給到所述半導(dǎo)體開關(guān)電路的PWM控制電路。將所述頻率確定用電容器以及所述頻率確定用電阻只連接在所述N個直流—交流轉(zhuǎn)換裝置中的一個直流—交流轉(zhuǎn)換裝置中，從該直流—交流轉(zhuǎn)換裝置的所述振蕩器功能塊產(chǎn)生所述三角波信號以及所述時鐘信號；將從該直流—交流轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的所述三角波信號以及所述時鐘信號供給到其它的直流—交流轉(zhuǎn)換裝置中；在N個直流—交流轉(zhuǎn)換裝置中使用相同的所述三角波信號以及所述時鐘信號，并進行同步且同相位的PWM控制。
本發(fā)明的控制器IC，用于驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)電路、控制向負載供給的交流電能，包括振蕩器功能塊，其在連接頻率確定用電容器以及頻率確定用電阻時產(chǎn)生三角波信號以及與該信號同步的時鐘信號；PWM控制電路，接收所述三角波信號、所述時鐘信號以及檢測流過所述負載的電流檢測信號，用于將被PWM控制的開關(guān)驅(qū)動信號供給到所述半導(dǎo)體開關(guān)電路；第1外部端子，連接所述頻率確定用電容器，并且在產(chǎn)生所述三角波信號時成為其輸出端子，在不產(chǎn)生所述三角波信號時成為來自外部的三角波信號的輸入端子；第2外部端子，其成為連接所述頻率確定用電阻的端子；和第3外部端子，在產(chǎn)生所述時鐘信號時成為其輸出端子，在不產(chǎn)生所述時鐘信號時成為來自外部的時鐘信號的輸入端子。將所述頻率確定用電容器連接在所述第1外部端子上，并且，將頻率確定用電阻連接在所述第2外部端子上時，將所述三角波信號也從所述第1外部端子向外部輸出，將所述時鐘信號從所述第3外部端子向外部輸出，同時將頻率確定用電容器不連接在所述外部端子時，將所述三角波信號從外部輸入到所述第1外部端子上，將所述時鐘信號從外部向所述第3外部端子輸入。
由所述振蕩器功能塊所產(chǎn)生的所述三角波信號以及所述時鐘信號為相同的頻率，進一步在讓所述三角波信號產(chǎn)生的直流—交流轉(zhuǎn)換裝置中產(chǎn)生將所述時鐘信號遞降后的同步信號，將該同步信號供給到其它的直流—交流轉(zhuǎn)換裝置中，由所述N個直流—交流轉(zhuǎn)換裝置共同使用。并且所述同步信號是將所述時鐘信號二分頻并進行遞降后的信號。
所述振蕩器功能塊包括判斷是否連接所述頻率確定用電阻并將該判斷結(jié)果輸出的模式電路、和根據(jù)該模式電路的判斷結(jié)果決定動作或者不動作的振蕩電路。
在所述頻率確定用電容器的連接點上產(chǎn)生所述三角波信號，或者，供給來自其它直流—交流轉(zhuǎn)換裝置的三角波信號。
將所述頻率確定用電阻的電阻值，在起動所述N個直流—交流轉(zhuǎn)換裝置時設(shè)定為一小電阻值，在此之后設(shè)定為更大的電阻值。
所述負載是冷陰極熒光燈。
根據(jù)本發(fā)明，讓用于驅(qū)動需要CCFL等的高電壓的多個負載的多個逆變器分別接近各負載設(shè)置。將頻率確定用電容器以及頻率確定用電阻連接在一個逆變器上，由該逆變器產(chǎn)生三角波信號以及時鐘信號。將該所產(chǎn)生的三角波信號以及時鐘信號供給到其它的逆變器，能夠同步并同相位控制所有負載。
另外，在起動時，由于實際上減小所述頻率確定用電阻的電阻值而提高頻率，所以能夠同時并盡快起動多個負載。
另外，在各逆變器中采用相同的控制器IC，同時將同一功能的給定端子等之間連接，由于只在主控制器IC上進行振蕩動作，所有總體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單。另外，不受所使用負載的數(shù)目制限。


圖1表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式的逆變器的總體構(gòu)成圖。
圖2表示用于圖1的控制器IC的內(nèi)部構(gòu)成圖。
圖3表示有關(guān)本發(fā)明實施方式的逆變器的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的總體圖。
圖4表示有關(guān)圖3的逆變器的并行運轉(zhuǎn)部分的構(gòu)成圖。
圖5表示OSC功能塊中的模式電路的構(gòu)成例圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對在本發(fā)明的逆變器并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)中使用的、從直流電源產(chǎn)生用于驅(qū)動負載的交流電壓的逆變器及其控制器IC的實施方式進行說明。
圖1表示有關(guān)采用絕緣變壓器、全電橋的開關(guān)電路進行PWM控制的本發(fā)明的第1實施方式的逆變器100的總體構(gòu)成圖。圖2表示用于該逆變器的控制器IC(也就是說，逆變器控制用IC)200的內(nèi)部構(gòu)成圖。
在圖1中，由作為第1開關(guān)的P型MOSFET(以下，PMOS)101與作為第2開關(guān)的N型MOSFET(以下，NMOS)102，形成到變壓器TR的一次線圈105的第1方向的電流路徑。另外，由作為第3開關(guān)的PMOS103與作為第4開關(guān)的NMOS104，形成到變壓器TR的一次線圈105的第2方向的電流路徑。這些PMOS101、103，NMOS102、104分別具有體二極管(即，背柵二極管)。通過該體二極管，可以流過與原來的電流路徑相反方向的電流。另外，也可以另外設(shè)置與體二極管實現(xiàn)相同功能的二極管。
通過PMOS101、103與NMOS102、104將直流電源BAT的電源電壓VCC供給到變壓器TR的一次線圈105上，在其二次線圈106上感應(yīng)出與線圈比對應(yīng)的高電壓。將該感應(yīng)的高電壓供給到冷陰極熒光燈FL，冷陰極熒光燈FL發(fā)光。
電容器111、電容器112與電阻117、電阻118一起檢測在冷陰極熒光燈FL上施加的電壓，并反饋到控制器IC200。電阻114、電阻115檢測在冷陰極熒光燈FL上流過電流，并反饋到控制器IC200中。另外，電容器111用于根據(jù)其電容與變壓器TR的電感成分共振，冷陰極熒光燈FL的寄生電容也參與該共振。113、116、119、120為二極管。另外，151、152為穩(wěn)定電源電壓用的電容器。
控制器IC200有多個輸入輸出管腳。第1管腳1P為PWM模式與間歇動作(以下，脈沖串)模式的切換端子。在該第1管腳1P中，從外部輸入占空比信號DUTY，其決定這些模式的切換以及脈沖串模式時的占空比。第2管腳2P為電容連接端子，其連接脈沖串模式振蕩器(BOSC)的振蕩頻率確定用的電容器。在該第2管腳2P上，連接設(shè)定用電容器131，在此產(chǎn)生脈沖串用三角波信號BCT。
第3管腳3P為連接PWM模式振蕩器(OSC)的振蕩頻率確定用電容器的電容連接端子。在該第3管腳3P上，連接設(shè)定用電容器132，在此產(chǎn)生PWM用三角波信號CT。第4管腳4P為連接設(shè)定第3管腳3P的充電電流的設(shè)定電阻連接端子。在該第4管腳4P上，連接設(shè)定用電阻133，流過與其電位RT和電阻值對應(yīng)的電流。第5管腳5P為接地端子，為地電位GND。
第6管腳6P為連接設(shè)定第3管腳3P的充電電流的設(shè)定電阻連接端子。在該第6管腳6P上，連接設(shè)定用電阻134，根據(jù)控制器IC200的內(nèi)部電路的控制，將該電阻134與設(shè)定用電阻133并聯(lián)連接，或者斷開。該第6管腳6P的電位SRT為地電位GND或者第4管腳4P的電位RT。第7管腳7P為設(shè)定計時器鎖存的設(shè)定電容連接端子。在該第7管腳7P上，連接用于設(shè)定內(nèi)部的保護動作用的動作時限的電容器135，產(chǎn)生對應(yīng)于電容器135的電荷的電位SCP。
第9管腳9P為第1誤差放大器用輸入端子。在該第9管腳9P上，通過電阻140，輸入與在冷陰極熒光燈FL上流過的電流對應(yīng)的電流檢測信號(以下，檢測電流)IS。將該檢測電流IS輸入到第1誤差放大器中。第8管腳8P為第1誤差放大器用輸出端子。在該第8管腳8P與第9管腳9P之間連接電容器136。第8管腳8P的電位為反饋電壓FB，成為用于PWM控制的控制電壓。以下，如果沒有特別聲明，各電壓都以地電位作為基準。
第10管腳10P為第2誤差放大器用輸入端子。在該第10管腳10P上，通過電阻139，根據(jù)在冷陰極熒光燈FL上施加的電壓輸入電壓檢測信號(以下，檢測電壓)VS。而且，將該檢測電壓VS輸入到第2誤差放大器上。在第10管腳10P與第8管腳8P之間連接電容器137。
第11管腳11P為起動以及起動時間設(shè)定端子。在該第11管腳11P上，通過電阻143和電容器142，施加用于延遲起動信號ST、抑制噪聲的信號STB。第12管腳12P為連接用于設(shè)定低速起動時間的電容的電容連接端子。在該第12管腳12P與地之間連接電容器141，在起動時產(chǎn)生緩緩上升低速起動用的電壓SS。
第13管腳13P為同步用端子，在與其它的控制器IC協(xié)同工作時與該端子連接。第14管腳14P為內(nèi)部時鐘輸入輸出端子，在與其它的控制器IC協(xié)同工作時與該端子連接。
第15管腳15P為外接FET驅(qū)動電路的地端子。第16管腳16P為輸出NMOS102的柵極驅(qū)動信號N1的端子。第17管腳17P為輸出NMOS104的柵極驅(qū)動信號N2的端子。第18管腳18P為輸出PMOS103的柵極驅(qū)動信號P2的端子。第19管腳19P為輸出PMOS101的柵極驅(qū)動信號P1的端子。第20管腳20P為輸入電源電壓VCC的電源端子。
在表示控制器IC200的內(nèi)部構(gòu)成的圖2中，OSC功能塊201，產(chǎn)生由連接在第3管腳3P上的電容器132與連接在第4管腳4P上的電阻133、134確定周期的PWM三角波信號CT，并供給到PWM比較器214中。另外，OSC功能塊201將與三角波信號CT同步的內(nèi)部時鐘供給到邏輯功能塊203中。
BOSC功能塊202為脈沖串用三角波信號振蕩電路，產(chǎn)生由在第2管腳2P上連接的電容器131確定的脈沖串用三角波信號BCT。將脈沖串用三角波信號BCT的頻率設(shè)定為比PWM三角波信號CT的頻率低很多(BCT頻率＜CT頻率)。通過比較器221將供給到第1管腳1P的模擬量(直流電壓)的占空比信號DUTY與脈沖串用三角波信號BCT進行比較。該比較器221的比較輸出通過OR電路239驅(qū)動NPN晶體管(以下，NPN)234。另外，在將數(shù)字(PWM形式)的占空比信號DUTY供給到第1管腳1P時，在第2管腳2P上連接電阻，從BOSC功能塊202產(chǎn)生脈沖串用給定電壓。
邏輯功能塊203，輸入PWM控制信號等，因此以給定的邏輯生成開關(guān)驅(qū)動信號。輸出功能塊204根據(jù)邏輯功能塊203的開關(guān)驅(qū)動信號，生成柵極驅(qū)動信號P1、P2、N1、N2，并施加到PMOS 101、103、NMOS102、104的柵極上。
低速起動功能塊205，輸入起動信號ST，如果通過電容器142、電阻143緩緩上升的電壓STB作為向比較器217的輸入超過其基準電壓Vref6，那么根據(jù)比較器217的輸出起動。比較器217的輸出可以驅(qū)動邏輯功能塊203。另外，249是反相電路。根據(jù)比較器217的輸出，通過OR電路243復(fù)位觸發(fā)(FF)電路242。如果將起動功能塊205起動，那么低速起動電壓SS就緩緩上升，并作為比較輸入而輸入到PWM比較器214。因此，在起動時，根據(jù)低速起動電壓SS進行PWM控制。
另外，在起動時，比較器216在輸入電壓超過基準電壓Vref5時，通過OR電路247，截止NMOS246。由此，切斷電阻134，改變PWM用三角波信號CT的頻率。另外，將比較器213的輸出也輸入到OR電路247。
第1誤差放大器211，將與冷陰極熒光燈FL的電流成比例的檢測電流IS與基準電壓Vref2(例如，1.25v)進行比較，根據(jù)對應(yīng)于該誤差的輸出控制在恒流源I1上連接的NPN235。該NPN235的集電極被連接在第8管腳8P上，該連接點(即，第8管腳8P)的電位成為反饋電位FB，作為比較輸入被輸入到PWM比較器214中。
在PWM比較器214中，將三角波信號CT與反饋電壓FB或者低速起動電壓SS中的較低一方的電壓進行比較，產(chǎn)生PWM控制信號，并通過AND電路248供給到邏輯功能塊203中。在起動結(jié)束后的穩(wěn)定狀態(tài)中，將三角波信號CT與反饋電壓FB進行比較，按照使設(shè)定的電流流過冷陰極熒光燈FL那樣進行自動控制。
另外，由于在第8管腳8P與第9管腳9P之間連接電容器136，所以反饋電壓FB平滑增加或者平滑減小。因此，PWM控制沒有沖擊，可以很順利地進行。
第2誤差放大器212，將與冷陰極熒光燈FL的電壓成比例的檢測電壓VS與基準電壓Vref3(例如，1.25v)進行比較，根據(jù)對應(yīng)于該誤差的輸出控制將雙集電極的一方連接在恒流源I1上的雙集電極構(gòu)造的NPN238。由于該NPN238的集電極仍然連接在第8管腳8P上，由檢測電壓VS也控制反饋電壓FB。因此，比較器212以及NPN238構(gòu)成控制反饋信號FB的反饋信號控制電路。
另外，如果反饋電壓FB超過基準電壓Vref1(例如，3v)，那么PNP晶體管(以下，PNP)231導(dǎo)通，限制反饋電壓FB的過上升。
比較器215，將電源電壓VCC由電阻240、241分壓后的電壓與基準電壓Vref7(例如，2.2v)進行比較，在電源電壓VCC達到給定值的時刻，將其輸出反相，通過OR電路243復(fù)位FF電路242。
比較器218，將低速起動電壓SS和基準電壓Vref8(例如，2.2v)進行比較，如果電壓SS變大，那么通過AND電路244以及OR電路239導(dǎo)通NPN234。由于NPN234的導(dǎo)通，二極管232通過電流源I2被逆偏置，結(jié)果可能進行第1誤差放大器211的通常動作。因此，NPN234、二極管232以及電流源I2，構(gòu)成切換脈沖串控制和脈沖寬度控制的控制模式切換電路。另外，二極管237以及PNP236用于過電壓限制。
比較器219，如果通過第2誤差放大器212將在恒電流源I3上連接雙集電極的另一方的NPN238導(dǎo)通，那么其集電極的電壓就比基準電壓Vref9(例如，3.0v)低，將比較輸出反相。比較器220，將反饋電壓FB與基準電壓Vref10(例如，3.0v)進行比較，如果反饋電壓FB變高，那么將比較輸出反相。將比較器219、220的輸出以及比較器218的輸出的反相信號通過OR電路245施加到計時器功能塊206上，測量給定時間并輸出。根據(jù)該計時器功能塊206的輸出，設(shè)置FF 242，根據(jù)該FF電路242的Q輸出停止邏輯功能塊203的動作。
接著，參照圖3、圖4以及圖5對按上所述構(gòu)成的逆變器的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成及其動作進行說明。圖3表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式的逆變器的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的總體圖。圖4是有關(guān)圖3的逆變器的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的部分的構(gòu)成圖，表示并行運轉(zhuǎn)的各逆變器間的相互連接關(guān)系的說明用的回路圖。圖5表示OSC功能塊中的模式電路的構(gòu)成例圖。
如圖3，將多個逆變器100A～100N分別設(shè)置在每個液晶顯示器中配置的多個冷陰極熒光燈FLA～FLN的附近，并進行并行運轉(zhuǎn)。當然，也可以讓1個逆變器對應(yīng)2個以上的冷陰極熒光燈。這時，圖1的變壓器TR的二次線圈為多個，分別從二次線圈供電到冷陰極熒光燈FL中?；蛘撸瑢⒍嘞到y(tǒng)的PWM控制電路部設(shè)置在圖1的控制器IC200中，也可以輸出多系統(tǒng)的PWM驅(qū)動信號。
在圖4中，各逆變器100A～100N的控制器IC200A～200N的所有的內(nèi)部構(gòu)成都相同。以下，對作為代表的控制器IC200A進行說明。
OSC功能塊20I包括振蕩電路201-1和模式電路201-2。振蕩電路201-1應(yīng)該輸出PWM用三角波信號CT，將第1信號線連接在外部端子3P上，另外，將第2信號線連接在外部端子4P上。另外，振蕩電路201-1應(yīng)該輸出與PWM用三角波信號CT同步的同一頻率的時鐘信號S1(即，CLK)，將第3信號線連接在邏輯電路203的外部端子14P上。進一步，在振蕩電路201-1中，供給模式電路201-2的模式輸出Vmode，根據(jù)該模式輸出Vmode的H電平/L電平控制振蕩的動作/不動作。
模式電路201-2與振蕩電路201-1的第2信號線相同都連接在外部端子4P上。并且，模式電路201-2的模式輸出Vmode，在將頻率確定用電阻133以及起動電阻134連接在外部端子4P的情況下為H電平，反之則為L電平。將模式輸出Vmode供給到振蕩電路201-1以及邏輯功能塊203中。
邏輯功能塊203接收時鐘信號CLK，在模式輸出Vmode為H電平時，形成將時鐘信號CLK進行2分頻的遞降的同步信號S2(即，TG)，并輸出到外部端子13P。但是，在模式輸出Vmode為L電平時，不形成同步信號TG。另外，這時，將來自外部的時鐘信號CLK以及同步信號TG同時供給到邏輯功能塊203中。因此，在邏輯功能塊203可進行必要的邏輯動作。
比較器216，將外部端子11P的電位STB與基準電壓Vref5進行比較，直到電位STB與基準電壓Vref5相等時讓NMOS246導(dǎo)通，將外部端子6P固定為地電位。在此之后，如果電位STB超過基準電壓Vref5，那么讓NMOS246截止。
比較器217，將外部端子11P的電位STB與基準電壓Vref6進行比較，在電位STB超過基準電壓Vref6的期間，系統(tǒng)·接通控制器IC200A。相反，在電位STB低于基準電壓Vref6的期間，系統(tǒng)·截止控制器IC200A。另外，將基準電壓Vref6設(shè)定為比基準電壓Vref5小的值。
在按上述構(gòu)成的控制器IC200A～200N中，外部端子3P、外部端子11P、外部端子13P、外部端子14P分別互相連接。
如果控制器IC200A成為主控制器，那么在控制器IC200A的外部端子3P與地之間連接頻率確定用電容器132，在其外部端子4P與地之間連接頻率確定用電阻133，在其外部端子4P與外部端子6P之間連接起動電阻134。進一步在其外部端子11P與地之間連接電容器142，同時連接電阻143并供給起動信號ST。在為副控制器IC的控制器IC200B～200N中，不連接上述電阻133、134以及電容器132。
圖5表示模式電路201-2的內(nèi)部構(gòu)成例的圖。在圖5中，按照圖示那樣連接PNPQ1、Q2、Q6～Q9，NPN Q3～Q5、Q10～Q13，電容器C1，恒電流源141～143，輸出電阻RL，以及模式輸出檢測設(shè)定用電阻201-3(電阻值為R2)。另外，將比較電壓Vm1施加在NPN Q3的基極上，將比較電壓Vm2施加在NPN Q9的基極上。
在將頻率確定用電阻133連接在外部端子4P上時，模式輸出Vmode為H電平。另外，由于通常將起動電阻134與頻率確定用電阻133一起連接在外部端子4P上，所以省略對起動電阻134的說明。下同。
另外，在頻率確定用電阻133不連接在外部端子4P上時，模式輸出Vmode為L電平。為了得到該模式輸出Vmode，這些電阻值R2、比較電壓Vm1、比較電壓Vm2根據(jù)與外部端子4P連接的頻率確定用電阻133的電阻值R1的關(guān)系而設(shè)定。
如果表示具體例，那么在連接頻率確定用電阻133時，按照比較電壓Vm2＜{(電阻值R2/電阻值R1)×比較電壓Vm1}的關(guān)系分別設(shè)定電阻值和電壓值，模式輸出Vmode變?yōu)镠電平。在不連接頻率確定用電阻133時，由于電阻值R1變?yōu)闊o限大∞，上式的不等號變?yōu)榉捶较?，模式輸出Vmode變?yōu)長電平。
對按上述那樣構(gòu)成的逆變器的并行運轉(zhuǎn)的動作進行說明。
如果將起動信號ST設(shè)置為H電平，那么各控制器IC200A～200N的外部端子11P的電位STB根據(jù)由電容器142、電阻143設(shè)定的時間常數(shù)從而上升。如果電位STB超過基準電壓Vref6，那么比較器217的輸出從H電平反相為L電平，各控制器IC200A～200N系統(tǒng)·接通。通過該系統(tǒng)·接通，將電源電壓供給到控制器IC的所有電路、功能塊中。另外，在系統(tǒng)·截止時，將電源電壓供給到用于起動的比較器217中，將電源電壓不供給其它電路、功能塊。也就是說，進入待機狀態(tài)。
通過系統(tǒng)·接通主控制器IC200A的模式電路201-2產(chǎn)生H電平的模式輸出Vmode。主控制器IC200A的振蕩電路201-1產(chǎn)生由頻率確定用電容器132以及頻率確定用電阻133、起動電阻134設(shè)定的起動時用的較高頻率的PWM用三角波信號CT和時鐘信號CLK。另外，在邏輯功能塊203中，根據(jù)時鐘信號CLK產(chǎn)生同步信號TG。
副控制器IC200B～200N與主控制器IC200A幾乎同時系統(tǒng)·接通。由于將頻率確定用電阻133和起動電阻134不連接在副控制器IC200B～200N的外部端子4P上，所以自身不能產(chǎn)生PWM用三角波信號CT、時鐘信號CLK以及同步信號TG。
將由主控制器IC200A產(chǎn)生的PWM用三角波信號CT、時鐘信號CLK以及同步信號TG供給到每個互相連接的副控制器IC200B～200N中。在副控制器IC200B～200N中，根據(jù)從主控制器IC200A供給的PWM用三角波信號CT、時鐘信號CLK以及同步信號TG，形成PWM控制信號。
由此，由于副逆變器與具有主控制器IC200A的主逆變器同步動作，故所有的逆變器同步并同相位動作。并且，將各個逆變器接近分散配置的CCFL(液晶顯示屏的背光光源)設(shè)置。
因此，由于多個CCFL同步發(fā)光，所以能夠防止光互相干涉產(chǎn)生閃爍。另外，由于各逆變器與各CCFL被鄰接設(shè)置，所以能夠減少纏繞高電壓的布線對其它裝置的影響。另外，也能夠在與變壓器的電感的諧振中有效地利用CCFL的寄生電容。
直到外部端子11P的電位STB達到基準電壓Vref5時，NMOS246才導(dǎo)通，將起動電阻134并聯(lián)連接在頻率確定用電阻133上。因此，PWM用三角波信號CT、時鐘信號CLK等產(chǎn)生比通常頻率高的頻率。由此，在起動中，由于逆變器電路的輸出頻率變高，所以在CCFL的發(fā)光中有效。
外部端子11P的電位STB增大，如果超過基準電壓Vref5，那么比較器216的輸出從H電平反相為L電平，NMOS246截止，進入正常運轉(zhuǎn)。從起動信號ST上升到H電平開始到進入正常運轉(zhuǎn)為止的時間，考慮到零散，優(yōu)選設(shè)定為比所有的CCFL發(fā)光的時間長。在正常運轉(zhuǎn)中，PWM用三角波信號CT、時鐘信號CLK等只是為正常頻率，多個逆變器同步運轉(zhuǎn)并沒有變。
另外，在以上的實施方式中，相互連接所有的控制器IC200A～200N的外部端子11P以便同時起動以及停止所有的控制器IC、也就是所有的逆變器。除此之外，也可以按照將起動信號ST供給到每個控制器IC以及組化的控制器IC組那樣，分別起動/停止逆變器。在這種情況下，逆變器的同步運轉(zhuǎn)能夠無障礙地進行。
另外，在以上的實施方式中，時鐘信號CLK具有與PWM用三角波信號CT同步的相同頻率。但是，除此之外，時鐘信號CLK也可以具有與PWM用三角波信號CT同步的一半的頻率。在這種情況下，由于時鐘信號CLK為與在上述實施方式中的同步信號相同的信號，所以在各控制器IC200A～200N中，將該時鐘信號CLK二倍頻，形成與PWM用三角波信號CT同步的相同頻率的新的時鐘信號。根據(jù)該方法，能夠減少控制器IC的外部端子的數(shù)目，另外，也能夠減少控制器IC間的相互連接的線數(shù)。
工業(yè)上的利用可能性如上所述，有關(guān)本發(fā)明的直流—交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)及其控制器IC在從低直流電壓需要高交流電壓，作為液晶顯示裝置的背光光源用的設(shè)備中有用。
權(quán)利要求
1.一種直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括變壓器，其具有一次線圈和連接負載的至少一個二次線圈；半導(dǎo)體開關(guān)電路，其用于從所述直流電源向所述一次線圈交替在第1方向和第2方向上流過電流；電流檢測電路，其檢測流過所述負載的電流，產(chǎn)生電流檢測信號；振蕩器功能塊，其在連接頻率確定用電容器以及頻率確定用電阻時產(chǎn)生三角波信號以及與該信號同步的時鐘信號；和N個直流-交流轉(zhuǎn)換裝置，其分別具有接收所述三角波信號、所述時鐘信號以及所述電流檢測信號，將PWM控制的開關(guān)驅(qū)動信號供給到所述半導(dǎo)體開關(guān)電路的PWM控制電路；將所述頻率確定用電容器以及所述頻率確定用電阻只連接在所述N個直流-交流轉(zhuǎn)換裝置中的一個直流-交流轉(zhuǎn)換裝置中，從該直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的所述振蕩器功能塊產(chǎn)生所述三角波信號以及所述時鐘信號；將從該直流-交流轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的所述三角波信號以及所述時鐘信號供給到其它的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置中；在N個直流-交流轉(zhuǎn)換裝置中使用相同的所述三角波信號以及所述時鐘信號，并進行同步且同相位的PWM控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，由所述振蕩器功能塊所產(chǎn)生的所述三角波信號以及所述時鐘信號為相同的頻率，進一步在讓所述三角波信號產(chǎn)生的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置中產(chǎn)生將所述時鐘信號遞降后的同步信號，將該同步信號供給到其它的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置中，由所述N個直流-交流轉(zhuǎn)換裝置共同使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述同步信號是將所述時鐘信號二分頻并進行遞降后的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述振蕩器功能塊包括判斷是否連接所述頻率確定用電阻并將該判斷結(jié)果輸出的模式電路、和根據(jù)該模式電路的判斷結(jié)果決定動作或者不動作的振蕩電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，在所述頻率確定用電容器的連接點上產(chǎn)生所述三角波信號，或者，供給來自其它直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的三角波信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，將所述頻率確定用電阻的電阻值，在起動所述N個直流-交流轉(zhuǎn)換裝置時設(shè)定為一小電阻值，在此之后設(shè)定為更大的電阻值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流-交流轉(zhuǎn)換裝置的并行運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述負載是冷陰極熒光燈。
8.一種控制器IC，用于驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)電路、控制向負載供給的交流電能，其特征在于，包括振蕩器功能塊，其在連接頻率確定用電容器以及頻率確定用電阻時產(chǎn)生三角波信號以及與該信號同步的時鐘信號；PWM控制電路，接收所述三角波信號、所述時鐘信號以及檢測流過所述負載的電流檢測信號，用于將被PWM控制的開關(guān)驅(qū)動信號供給到所述半導(dǎo)體開關(guān)電路；第1外部端子，連接所述頻率確定用電容器，并且在產(chǎn)生所述三角波信號時成為其輸出端子，在不產(chǎn)生所述三角波信號時成為來自外部的三角波信號的輸入端子；第2外部端子，其成為連接所述頻率確定用電阻的端子；和第3外部端子，在產(chǎn)生所述時鐘信號時成為其輸出端子，在不產(chǎn)生所述時鐘信號時成為來自外部的時鐘信號的輸入端子；將所述頻率確定用電容器連接在所述第1外部端子上，并且，將頻率確定用電阻連接在所述第2外部端子上時，將所述三角波信號也從所述第1外部端子向外部輸出，將所述時鐘信號從所述第3外部端子向外部輸出，同時將頻率確定用電容器不連接在所述外部端子時，將所述三角波信號從外部輸入到所述第1外部端子上，將所述時鐘信號從外部向所述第3外部端子輸入。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器IC，其特征在于，進一步設(shè)置第4外部端子；在該第4外部端子與所述第2外部端子之間的外部同時連接所述頻率確定用電阻和用于設(shè)定所述負載起動時的頻率的起動電阻；按照在內(nèi)部通過開關(guān)起動時將所述起動電阻并聯(lián)連接在所述頻率確定用電阻上那樣對第4外部端子進行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的控制器IC，其特征在于，進一步設(shè)置第5外部端子；由所述振蕩器功能塊產(chǎn)生的所述三角波信號以及所述時鐘信號為相同的頻率；在由所述振蕩器功能塊產(chǎn)生所述三角波信號時，讓所述時鐘信號產(chǎn)生遞降的所述同步信號，并通過所述第5外部端子也向外部輸出；在由所述振蕩器功能塊不產(chǎn)生所述三角波信號時，從外部將遞降所述時鐘信號的同步信號輸入到所述外部端子中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器IC，其特征在于，所述振蕩器功能塊包括判斷是否連接所述頻率確定用電阻并輸出該判斷結(jié)果的模式電路、和根據(jù)該模式電路的判斷結(jié)果決定動作或者不動作的振蕩電路。
全文摘要
將用于驅(qū)動需要CCFL等的高電壓的多個負載的多個逆變器接近各負載設(shè)置，且同步并同相位進行控制。將頻率確定用電容器以及頻率確定用電阻連接在一個逆變器上，讓該逆變器產(chǎn)生三角波信號以及時鐘信號。將所產(chǎn)生的三角波信號以及時鐘信號供給到其它的逆變器中，將所有的負載同步并同相位控制。另外，在起動時，由于實際上減小頻率確定用電阻的電阻值將使頻率增大，所以能夠同時并盡快起動多個負載。
文檔編號H05B41/392GK1669206SQ03816449
公開日2005年9月14日 申請日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者福本憲一 申請人:羅姆股份有限公司