專利名稱：具有閃爍抑制電路的調(diào)光鎮(zhèn)流器控制ic的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于熒光燈的電子鎮(zhèn)流器，尤其涉及可以防止熒光閃爍的電子鎮(zhèn)流器控制。
背景技術(shù)：
熒光燈的電子鎮(zhèn)流器是眾所周知的，特別是利用切換半橋來操作的那些電子鎮(zhèn)流器。在國際整流器公司的6,008,593號美國專利中說明了這種電子鎮(zhèn)流器。電子鎮(zhèn)流器控制器已經(jīng)發(fā)展到包括調(diào)光功能，特別是充分的線性調(diào)光控制。在國際整流器公司的美國專利號6,008,593中舉例說明了一種類型的調(diào)光控制。
當(dāng)在調(diào)光模式中操作熒光燈時，電子鎮(zhèn)流器在啟動點(diǎn)亮熒光燈期間可能會產(chǎn)生問題。在啟動期間，電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生高壓來點(diǎn)亮熒光燈。在其中選擇低光級并且點(diǎn)亮所述熒光燈的情況下，因?yàn)樗鰺羰紫仍谧畲罅炼燃夵c(diǎn)亮繼而轉(zhuǎn)變到最終的低調(diào)光級所花費(fèi)的時間能被人眼所察覺，所以熒光燈可能出現(xiàn)不需要的閃爍閃爍。為此，防止熒光燈在點(diǎn)亮和運(yùn)行期間閃爍是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過減少從最大亮度到最終低調(diào)光級的轉(zhuǎn)變時間來防止燈閃爍。轉(zhuǎn)變時間的減少使燈直接在需要的調(diào)光級完全且平穩(wěn)地啟動工作。本發(fā)明提供了一種熒光燈的電子鎮(zhèn)流器控制，用于檢測燈的點(diǎn)亮?？刂品椒ㄔ谧钤缈捎脮r間檢測燈的點(diǎn)亮，并且關(guān)閉回路以便在人眼能夠檢測到閃爍之前所述系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)變到最小調(diào)光設(shè)置。當(dāng)在點(diǎn)亮燈期間電流增加時，電路測量相對于上閾值的峰值輸出電流。當(dāng)所述峰值電流超過上閾值時，那么把所述閾值降低到下閾值。當(dāng)燈點(diǎn)亮?xí)r，電流降低到下閾值以下，并且所述電路關(guān)閉調(diào)光回路。由電子鎮(zhèn)流器提供的電流下降到所減少的功率級閾值，用閉合回路控制調(diào)光是有效的。
此外，在調(diào)光級迅速變化期間所述燈可能熄滅。本發(fā)明向電子鎮(zhèn)流器控制器提供了用于調(diào)光變化速率衰減的控制，以便防止燈熄滅。


下面將要借助于附圖非常詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1為依照本發(fā)明例示的具有調(diào)光鎮(zhèn)流器控制器的電子鎮(zhèn)流器的電路圖；圖2為鎮(zhèn)流器輸出級的簡化模型圖；圖3例示了在電子鎮(zhèn)流器中不同燈功率級的輸出級傳遞函數(shù)響應(yīng)圖；圖4為表示作為時間函數(shù)的電子鎮(zhèn)流器輸出級波形圖；圖5為表示燈功率相對于電子鎮(zhèn)流器輸出級的相移的圖；圖6為表示電子燈鎮(zhèn)流器的啟動電路組件的電路圖；圖7為啟動電容器的電壓相對于時間的圖；圖8例示了電子鎮(zhèn)流器控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖9為電子鎮(zhèn)流器控制器操作的狀態(tài)圖；圖10為表示涉及電子鎮(zhèn)流器預(yù)熱操作的組件的部分電路圖；圖11例示了電子鎮(zhèn)流器預(yù)熱操作的一組波形圖；圖12例示了包括燈點(diǎn)亮電路的組件的部分電路圖；圖13例示了在不同操作階段中電子鎮(zhèn)流器的電流圖；圖14為表示作為時間函數(shù)的燈點(diǎn)亮和轉(zhuǎn)變到運(yùn)行模式電壓級的圖；圖15例示了包括電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光電路操作的組件的部分電路圖；圖16例示了電子鎮(zhèn)流器控制器中相位控制操作的一組波形圖；圖17例示了與切換操作有關(guān)的調(diào)光設(shè)置的一組波形圖；
圖18為與電流感測電路相關(guān)的電子鎮(zhèn)流器組件的部分電路圖；圖19例示了在電子鎮(zhèn)流器控制中的電流感測定時的一組波形圖；以及圖20例示了故障檢測和響應(yīng)的一組時序圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明對所控制的調(diào)光電子鎮(zhèn)流器提供了改進(jìn)以便防止燈閃爍。現(xiàn)在參照圖1，把為電子鎮(zhèn)流器的特殊設(shè)置的電路舉例說明為電路50。電子鎮(zhèn)流器根據(jù)輸入設(shè)置和參數(shù)選擇來操作熒光燈100。所述電子鎮(zhèn)流器利用由兩個開關(guān)組成的半橋來操作，所述兩個開關(guān)包括高端開關(guān)Q1和低端開關(guān)Q2。開關(guān)Q1和Q2由電子鎮(zhèn)流器控制IC 60依照由控制IC60上的外部組件提供的輸入命令和參數(shù)設(shè)置來操作。控制IC 60在單個IC內(nèi)提供鎮(zhèn)流器控制和半橋驅(qū)動器，并且能夠在不使用變流器的情況下感測燈的功率?？刂艻C 60提供了閉合回路燈功率控制和預(yù)熱電流控制，所述預(yù)熱時間和電流可由外部組件編程。控制IC 60還提供了燈點(diǎn)亮檢測特以及一個可編程的時間，該可編程的時間用于調(diào)整燈從點(diǎn)亮到調(diào)光設(shè)置級的功率斜線?？刂艻C 60的輸入DIM接收0.5到5伏的DC調(diào)光控制輸入，以便設(shè)置由控制IC 60控制的光級輸出?？刂艻C60可靈活用于各種類型的熒光燈，因此提供最小和最大的燈功率調(diào)整以及可編程的最小頻率，以便調(diào)整所選擇的燈100的操作范圍。從切換半橋中的低端開關(guān)獲得的控制IC 60的輸入CS，確定提供燈100的電流。例如將得自低端開關(guān)Q2的柵—漏極電阻的電壓信號作為電流感測信號?？刂艻C 60被設(shè)計(jì)成與高功率的開關(guān)Q1和Q2一起工作，所述開關(guān)Q1和Q2能夠經(jīng)得住600伏范圍內(nèi)的電壓。由控制IC 60提供的相位控制獲得全部調(diào)光值范圍的幾乎線性的調(diào)光控制，并且獲得具有燈功率感測的閉合回路控制而不需要變流器。當(dāng)使用控制IC 60來代替電子鎮(zhèn)流器控制器提供調(diào)光特性時，閉合回路電流控制有助于實(shí)現(xiàn)那些對現(xiàn)有鎮(zhèn)流器而言可能需要變化的組件的最小改變?？刂艻C 60還實(shí)現(xiàn)了對許多故障檢測的特性，包括無法點(diǎn)亮、燈絲故障、熱過載、在正常操作期間的燈故障和包括欠壓的電源故障。在控制IC 60中還包括自動重啟功能，以便允許在電源為低電壓的情況下再次點(diǎn)亮所述燈。
現(xiàn)在參照圖2和3，把用于熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸出級操作圖的簡化電路例示為為電路80。圖3中的圖表70舉例說明了在不同的操作模式和功率級下模型電路80的傳遞函數(shù)特性。鎮(zhèn)流器輸出級模型化為電感線圈L、電容器C和由燈絲電阻R1-R4以及燈電阻Rlamp組成的電阻網(wǎng)絡(luò)。在預(yù)熱和點(diǎn)亮期間，電路80是高Q串聯(lián)(high-Q series)的LC，在諧振頻率點(diǎn)，其具有從+90°到-90°的強(qiáng)輸入電流到輸入電壓的倒相。由于操作頻率略微在諧振上面和更高，所以在預(yù)熱和點(diǎn)亮模式期間，相位固定在-90°。在調(diào)光或運(yùn)行模式期間，把電路80模型化為一個電感線圈L，與并聯(lián)RC串聯(lián)連接，在高燈功率下具有弱倒相而在低燈功率下具有強(qiáng)倒相。
現(xiàn)在參照圖4，在圖90中的時間域中舉例說明了輸入電流的相移。圖90示出了在預(yù)熱和點(diǎn)亮期間、在點(diǎn)亮后的零和-90°之間以及在正常運(yùn)行期間根據(jù)輸入半橋電壓偏移-90°的輸入電流。在控制IC 60的相位控制中，零相移對應(yīng)于最大功率。在圖5的曲線40中繪制了相位調(diào)整與燈功率的對應(yīng)圖。從圖40可以看出，在調(diào)光操作的整個范圍內(nèi)，相位差和燈功率之間的關(guān)系是非常線性的，甚至向下到操作的極限低光級，其中燈的電阻可以按照作為供給電源函數(shù)的數(shù)量級來改變?，F(xiàn)在參照圖6，例示了電路50的一部分組件的電路圖，以便示出欠壓封鎖模式(UVLO)中電子鎮(zhèn)流器的操作。欠壓封鎖提供了用于在欠壓情況下保護(hù)開關(guān)Q1和Q2的預(yù)防措施。典型地，在啟動期間，驅(qū)動電壓上升但不足以正常激活控制IC 60的輸出驅(qū)動器和確保開關(guān)Q1和Q2的正常操作。從而，開關(guān)Q1和Q2的高端和低端輸出驅(qū)動器，分別地，直到控制IC 60在適當(dāng)?shù)碾娫醇墑e下完全起作用才被激活。同時，控制IC 60在引腳VCC上保持小于200微安的超低靜態(tài)電流。電路30包括電子鎮(zhèn)流器輸出級中的電荷泵，由電阻R1、電容器C1和C2以及二極管D1和D2組成。電路30通過使用由控制IC 60連同電荷泵中的電子鎮(zhèn)流器輸出級組件一起所提供的啟動電流，來獲得高效的啟動電源。
啟動電容器C1經(jīng)由電阻R1提供的電流充電，所述電流被控制IC60所分流的啟動電流部分減小。電阻R1被用來提供在一個較低的端電壓級時的最大啟動電流兩倍的電流，從而在更糟的輸入功率條件下獲得適當(dāng)?shù)牟僮鳌Ｔ陔娙萜鰿1上的電壓到達(dá)啟動閾值電壓并且控制IC60的引腳VDC上的電壓大約為5.1伏之后，控制IC 60開啟。如下面更為詳細(xì)地描述，引腳VDC上的電壓狀況就是提供電壓的過低保護(hù)。一旦控制IC 60開啟，驅(qū)動器輸出HO和LO開始振蕩以便驅(qū)動電子鎮(zhèn)流器。當(dāng)驅(qū)動輸出HO和LO開始振蕩時，控制IC 60分到更多電流并且啟動電容器C1由于額外的電流分流開始放電。
現(xiàn)在參照圖7，當(dāng)電容器C1開始放電時，由電荷泵提供的電壓開始提供整流電流以便使電容器C1在控制IC 60的操作閾值電壓之上充電。隨著電壓輸出的增加，該電壓與控制IC 60內(nèi)部的15.6伏的齊納鉗位電路(zener clamp)結(jié)合來充當(dāng)電源電壓。選擇啟動電容器C1和緩沖電容器C2，以便即使在最壞的IC條件下也能提供良好的啟動功能。自舉二極管D3和電源電容器C3有助于向高端驅(qū)動電路提供電源電壓。更可取的是，在第一驅(qū)動器向驅(qū)動器輸出HO輸出脈沖之前，高端電源被充電。因而，由控制IC向切換半橋提供的第一脈沖在驅(qū)動器輸出LO上，以便開始在開關(guān)Q2上驅(qū)動開關(guān)振蕩。在UVLO模式期間，高端和低端驅(qū)動器輸出HO和LO維持在低級，當(dāng)控制IC 60的引腳VCO(圖1)被內(nèi)部提升到5伏時，所述引腳VCO把電子鎮(zhèn)流器的起始頻率重置為所述范圍的高級。此外在啟動期間，在控制IC 60中，引腳CPH內(nèi)部連接到COM，所述COM用來重置預(yù)熱時間以便預(yù)熱燈100的燈絲。
控制IC 60通過在幾種輸入電壓條件下限定輸出驅(qū)動器振蕩，還提供了欠壓保護(hù)。除引腳VCC上的電壓超過啟動閾值之外，檢查控制IC60引腳VDC的電壓等級是在5.1伏以上才允許驅(qū)動器輸出振蕩。連接到整流AC線路輸入的分壓器為電壓過低保護(hù)閾值提供了可編程的電壓級，所述分壓器是由電阻R3和電阻RVDC組成。連接到引腳VDC的分壓器測量到電子鎮(zhèn)流器的整流AC線路輸入電壓，同時為線路電壓級提供編程了的開啟和斷開級。把濾波電容器CVDC連接到引腳VDC以便有助于把波紋電壓減少到適當(dāng)?shù)偷募墑e，同時防止在正常線路情況下到達(dá)例如是3伏的較低的關(guān)閉閾值。電容器CVDC有助于在正常地重置控制IC 60之前，防止在低線路級情況下燈100熄滅。如果出現(xiàn)欠壓的情況，那么DC總線可能下降到某個低閾值以下的電壓級，所述低閾值被用來啟用儲能電路以便保持適當(dāng)?shù)臒綦妷?。欠壓保護(hù)電路允許電子鎮(zhèn)流器在DC總線下降到某個低值之前實(shí)現(xiàn)完全地關(guān)掉燈100，所述低值把控制IC 60重置為預(yù)熱模式以便當(dāng)線路電壓返回到適當(dāng)?shù)闹禃r能夠獲得適當(dāng)?shù)闹匦聠印?br> 現(xiàn)在參照圖8，把控制IC 60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖一般地例示為電路110。如在電路110中所例示，控制IC 60根據(jù)壓控振蕩器提供了振蕩驅(qū)動器輸出HO和LO，所述壓控振蕩器由引腳VCO上提供的信號驅(qū)動。提供預(yù)熱參數(shù)選擇，以及電子鎮(zhèn)流器操作范圍的最小和最大值的輸入。電路110還例示了故障檢測特征，包括欠壓、過熱、過電流等等，該組合提供錯誤信號ERR同時還提供用于關(guān)閉驅(qū)動器輸出HO和LO的特征。
參照圖9，狀態(tài)圖120例示了電子鎮(zhèn)流器控制IC 60的操作，從開啟提供給電子鎮(zhèn)流器的電源開始。當(dāng)電力開始流向電子鎮(zhèn)流器時，在狀態(tài)121中，控制IC 60處于UVLO模式。在UVLO模式中，當(dāng)由VCC提供電流以便開始對啟動電容器C1充電時，阻止切換半橋操作。把預(yù)熱電容CPH設(shè)置為零伏，并且關(guān)閉由控制IC 60中的VCO提供的振蕩器功能?？刂艻C 60繼續(xù)在狀態(tài)121直到滿足某些條件，所述條件包括例如電源電壓達(dá)到了大于12.5伏的預(yù)先確定閾值，例如總線電源電壓達(dá)到大于5.1伏的值，例如關(guān)閉故障檢測信號小于1.7伏，以便適當(dāng)?shù)乇砻鳠?00的狀態(tài)，以及例如控制IC 60的溫度是適當(dāng)?shù)模碩J小于165℃。
一旦滿足上述條件，控制IC 60進(jìn)入狀態(tài)122并且進(jìn)入預(yù)熱模式操作。在預(yù)熱模式期間，切換半橋被啟動并且開始振蕩以便向燈100的燈絲提供功率。經(jīng)由電壓值VCSPK和VIPH建立的峰值電流控制以防止大電流。當(dāng)不能進(jìn)行調(diào)光特征和過電流故障檢測時，電容器CPH充電并且確定預(yù)熱時間的持續(xù)時間。
例如當(dāng)電容器CPH充電到5.1伏以上時預(yù)熱模式結(jié)束，并且控制IC 60操作轉(zhuǎn)移到狀態(tài)123并且開始點(diǎn)亮模式。在點(diǎn)亮模式期間，在啟動期間所使用的振蕩高頻開始向下滑以便增加提供給燈100的功率。在狀態(tài)123期間，調(diào)光功能處于開路條件以便獲得本發(fā)明的閃爍抑制特征，并且啟用過電流故障檢測。在此，電子鎮(zhèn)流器試圖點(diǎn)亮燈100，其中把VCS增大到VIPH的增加值以上以便能夠以高功率級點(diǎn)亮。一旦電壓VCS增大到VIPH的增加值以上時，VIPH就降低到一個值，在所述值下在運(yùn)行模式中認(rèn)為VCS是正常的。一旦檢測到點(diǎn)亮，VCS就下降到小于在所降低值的VIPH，并且控制IC 60退出點(diǎn)亮模式進(jìn)入正常運(yùn)行模式。
當(dāng)系統(tǒng)正常操作時，在狀態(tài)124中正常運(yùn)行模式或調(diào)光模式是電子鎮(zhèn)流器和燈100操作的正常狀態(tài)。在此狀態(tài)中，操作相位控制把切換半橋驅(qū)動到基于參考相位值的想要的切換速率和功率級?；谳斎胄盘柡蛷某跏紗訝顟B(tài)到期望值的斜線，啟用調(diào)光控制操作并將其設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹怠Ｔ诖四Ｊ街?，啟用所有故障檢測特征，包括過電流方向，并且電子鎮(zhèn)流器正常操作。
在任何啟動狀態(tài)121-124期間，可以檢測故障并且可以保持適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)以便防止損害電子鎮(zhèn)流器和燈100。例如，在啟動期間，電子鎮(zhèn)流器中的輸出級功率故障使電子鎮(zhèn)流器返回到UVLO模式狀態(tài)121。另外，DC總線或AC線路電源故障或供電損失導(dǎo)致返回到狀態(tài)121，其中控制IC 60處于UVLO模式。另外，例如根據(jù)引腳SD的值變得大于2.0伏來確定燈故障或燈不存在，并且控制IC 60返回到狀態(tài)121和UVLO模式。
在狀態(tài)125故障模式中處理在啟動過程的不同階段期間可能出現(xiàn)的故障。當(dāng)控制IC 60處于狀態(tài)122-124中的任何一個時，過熱故障提供轉(zhuǎn)換操作到狀態(tài)125。在狀態(tài)123或124中，當(dāng)感測電流大于給定閾值時提供硬切換故障并且控制轉(zhuǎn)換到狀態(tài)125。在狀態(tài)123中的點(diǎn)亮模式期間，沒能點(diǎn)亮燈也導(dǎo)致轉(zhuǎn)換到狀態(tài)125。在狀態(tài)124中的調(diào)光模式中，檢測過電流故障，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)換到故障模式狀態(tài)125。故障模式狀態(tài)125把電子鎮(zhèn)流器設(shè)置為自動防故障裝置狀態(tài)并且設(shè)置故障鎖存器，所述故障鎖存器是通過燈的移除或功率循環(huán)來重置。在此模式中，關(guān)閉切換半橋，并且在輸出電源級中提供近似為240微安的低靜態(tài)電流輸出。將預(yù)熱電容器放電到零以便重置預(yù)熱時間，而電源電壓保持在近似15.6伏并且關(guān)閉振蕩器。從故障模式狀態(tài)125返回到控制IC操作的UVLO模式狀態(tài)121，以便重新開始起動過程。
參照圖10，預(yù)熱電路圖130給出了預(yù)熱電路和操作的更詳細(xì)的解釋。當(dāng)電壓VCC超過UVLO+閾值并且電壓VDC超過5.1伏時，控制IC 60進(jìn)入預(yù)熱模式。在此預(yù)熱模式中，驅(qū)動器輸出HO和LO開始以大范圍的操作頻率振蕩，其中具有50％的占空度并且內(nèi)部設(shè)置停滯時間近似為2μm。引腳CPH與COM內(nèi)部斷開，并且內(nèi)部1μA電流源對連接在引腳CPH上的外部定時電容器CCPH充電。電容器CCPH線性充電來獲得預(yù)熱持續(xù)時間以便預(yù)熱燈100的燈絲。此外在預(yù)熱期間，內(nèi)部1μA電流源慢慢使引腳VCO上的外部電容器CVCO放電，以便降低加在引腳VCO上的電壓。通過降低引腳VCO上的電壓，振蕩器頻率向諧振方向降低，從而增加了負(fù)載電流。當(dāng)負(fù)載電流流過外部感測電阻RCS時，在引腳CS上測量的、與負(fù)載電流相關(guān)的峰值電壓增加。當(dāng)引腳CS上的峰值電壓超過引腳IPH上的電壓級時，把60μA的內(nèi)部電流源連接到引腳VCO并且電容器CVCO開始放電。這些操作反映在例示了VRCS、ICVCO和VCVCO與時間關(guān)系的圖8的波形圖中。
當(dāng)把60μA的內(nèi)部電流源連接到引腳VCO以便使電容器CVCO充電時，引腳VCO上的電壓增加。當(dāng)引腳VCO上的電壓增加時，頻率增加，這導(dǎo)致負(fù)載電流降低。當(dāng)以引腳CS上的電壓測量的負(fù)載電流降低時，并且當(dāng)所述電壓降到引腳IPH上的電壓以下時，再次斷開60μA電流源。斷開60μA電流源再次導(dǎo)致振蕩頻率降低，從而再次增加負(fù)載電流。在預(yù)熱模式期間此循環(huán)操作繼續(xù)進(jìn)行以便加熱燈100的燈絲。在預(yù)熱時間的持續(xù)時間，通過引腳CS上的電流感測所獲得的反饋，把所調(diào)整的峰值預(yù)熱電流保持為引腳IPH上用戶編程設(shè)置的值。連接到外部電阻RIPH的內(nèi)部電流源為峰值預(yù)熱電流設(shè)置參考電壓。把預(yù)熱時間的持續(xù)時間設(shè)置為電容器CCPH開始充電到5伏以上的時間量。
現(xiàn)在參照圖12，例示了用于電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)亮操作的簡化電路圖140。在電路140中，當(dāng)引腳CPH上的電壓超過5伏時，點(diǎn)亮模式開始。把引腳IPH上提供的電壓從外部電阻RIPH斷開，并且作為替代連接到更高的內(nèi)部閾值1.6伏，以便保持根據(jù)引腳CS上電流感測值的適當(dāng)響應(yīng)(參見圖8)。當(dāng)電容器CVCO通過內(nèi)部1μA電流源141線性放電時，開始點(diǎn)亮頻率斜線。當(dāng)所述頻率朝向高Q鎮(zhèn)流器輸出級的諧振頻率線性降低時，燈電壓和燈電流增加。再參照一下圖13，其示出了提供給燈的增加功率的圖解說明，如由引腳CS上的電流感測電壓測量所反映的那樣。
電子鎮(zhèn)流器的切換頻率繼續(xù)降低直到燈100點(diǎn)亮或到達(dá)電流限制，到達(dá)電流限制會導(dǎo)致一故障，所述故障使控制IC 60進(jìn)入故障模式。由1.6伏閾值和通過小電阻連接到引腳CS的外部電流感測電阻RCS來確定峰值電流限制。此閾值設(shè)置用于鎮(zhèn)流器輸出級的最大理想的峰值點(diǎn)亮電流以及最大峰值點(diǎn)亮電壓。選擇電壓閾值和電流感測電阻RCS以便防止峰值點(diǎn)亮電流超過輸出級開關(guān)Q1和Q2的額定電流。另外，選擇所述值以便防止共振電感線圈(圖1和圖2)在操作電子鎮(zhèn)流器期間的任何時間飽和。
當(dāng)把電子鎮(zhèn)流器控制IC 60設(shè)置為低讞光級時，可以在燈點(diǎn)亮期間產(chǎn)生穿過燈的閃爍。此閃爍可以是由于在調(diào)光從點(diǎn)亮后的最高亮度級轉(zhuǎn)換到低亮度調(diào)光設(shè)置有一個時間而出現(xiàn)的。為了防止此閃爍，點(diǎn)亮檢測電路測量引腳CS上的電壓并且將其與引腳IPH上的電壓相比較。在點(diǎn)亮期間，當(dāng)頻率向下斜線下降以便增加提供給燈的電流和電壓時，控制IC 60中的電路把引腳IPH上的電壓增加到超過在預(yù)熱模式期間設(shè)置的電壓值的大約20％。隨著引腳CS上的電壓增加，最后將超過引腳IPH上的增加20％的電壓。在那點(diǎn)上，引腳IPH上的電壓減少到預(yù)熱設(shè)置點(diǎn)電壓以上大約10％，在此點(diǎn)使點(diǎn)亮檢測電路有效。圖13例示了與引腳IPH上典型值相關(guān)的、引腳CS上的電壓，具有所表明的額外的20％或10％。
一旦燈100點(diǎn)亮，由于包括燈100的負(fù)載電路特性的改變，引腳CS上的電壓降到引腳IPH上的電壓之下。一旦引腳CS上的電壓降低到引腳IPH上的電壓以下，控制IC 60進(jìn)入調(diào)光模式并且使相位控制回路在閉合回路模式中有效。在點(diǎn)亮期間，使引腳CS上的電壓上升到引腳IPH上的電壓以上，增加了20％以便點(diǎn)亮檢測電路可以正常地起作用。一旦所述燈點(diǎn)亮，引腳CS上的電壓降低到增加10％的引腳IPH上的電壓以下，并且控制IC 60正常地進(jìn)入調(diào)光模式。
當(dāng)進(jìn)入調(diào)光模式時，控制IC 60在相位控制模式中利用閉合回路控制來操作以便根據(jù)引腳DIM上的控制輸入來調(diào)整負(fù)載電流的相位。利用VCO的相位控制依照控制輸入來修改燈功率以便獲得適當(dāng)?shù)恼{(diào)光級，同時保持高效率。如果控制輸入產(chǎn)生迅速顯著的變化，那么由于其物理屬性所述相位控制回路可以比燈能夠更快速地響應(yīng)所述輸入。這些迅速控制變化的結(jié)果可能使VCO過沖，導(dǎo)致頻率降至最小設(shè)置值以下，從而使燈熄滅。
為了防止此問題，由控制IC 60來控制速率，調(diào)光設(shè)置可能以所述速率變化。當(dāng)控制IC 60進(jìn)入調(diào)光模式時，把引腳DIM內(nèi)部連接到引腳CPH以便使連接到引腳CPH的電容器CCPH放電。當(dāng)電壓VCPH降低到輸入控制設(shè)置級時，連接到引腳DIM的電阻RDIM控制電容器CCPH的放電速率。據(jù)此，可編程地控制從最大亮度到輸入調(diào)光設(shè)置級的變化速率?？梢赃x擇短時間常數(shù)的電阻RDIM以便使剛好在點(diǎn)亮之后通過燈的可見閃爍量最小化。作為選擇，可以選擇長時間常數(shù)的RDIM以便使燈100的亮度向下平穩(wěn)地斜線下降到輸入調(diào)光設(shè)置級。據(jù)此，引腳CPH上的電容器CCPH通過設(shè)置預(yù)熱時間、轉(zhuǎn)變到調(diào)光模式的變化速率來提供多個功能，并且在調(diào)光期間提供引腳DIM上的過濾功能以便增加高頻噪聲抗擾性。通過提供一個電容器來提供所有這些功能，顯著地減少了組件數(shù)量。圖14例示了從點(diǎn)亮功率級移動到調(diào)光設(shè)置級的變化速率。
當(dāng)控制IC 60進(jìn)入調(diào)光模式時，執(zhí)行閉合回路相位控制以便調(diào)整燈功率。檢測輸出級電流的相位并且將其與參考相位進(jìn)行比較產(chǎn)生誤差值。誤差值被用來修改VCO的操作以便修改頻率，并且改變相位以便把誤差值強(qiáng)制為零?，F(xiàn)在參照圖15，在調(diào)光模式期間把內(nèi)部15微安電流源連接到引腳VCO，以便使電容器CVCO放電并且降低頻率直到相位控制可以鎖定相位。一旦實(shí)現(xiàn)相位鎖定，相位檢測器向開路漏極PMOS開關(guān)151輸出短脈沖以便通過內(nèi)部電阻RFB使電容器CVCO充電。一會兒參照圖16，每當(dāng)出現(xiàn)誤差脈沖時，就產(chǎn)生用VERR表示的脈沖。此脈動動作略微影響在VCO輸入的積分器，以便保持用參考相位鎖定的輸出級電流的相位。
引腳DIM上的范圍為從0.5到5伏的輸入調(diào)光控制提供了用于模擬燈功率控制的調(diào)光接口。5伏DC對應(yīng)于最小相移，產(chǎn)生最大燈功率。提供調(diào)光接口的輸出作為引腳MIN上的電壓，把所述引腳MIN上的電壓與內(nèi)部定時電容器CT(圖8)上的電壓相比較，以便產(chǎn)生獨(dú)立頻率的數(shù)字參考相位。
現(xiàn)在參照圖17，例示了設(shè)計(jì)的電阻、定時電容上的電壓和參考相位之間關(guān)系圖。電容器CT從1伏到5.1伏的充電時間確定輸出門驅(qū)動器HO和LO的接通時間，并且對應(yīng)于負(fù)載電流中的可能的-180°相移，不存在切換停滯時間。對于零到-90°的調(diào)光范圍，使用引腳MIN和MAX把引腳MIN上的電壓限制在1伏和3伏之間。引腳MAX上的外部電阻RMAX設(shè)定最小相移參考，或最大燈功率，其對應(yīng)于引腳DIM上的5伏輸入調(diào)光設(shè)置級。引腳MIN上的外部電阻RMIN設(shè)置最大相移或最小燈功率，其對應(yīng)于引腳DIM上的0.5伏的低級調(diào)光范圍。
現(xiàn)在參照圖18，電路圖180例示了與電流感測電路相關(guān)的電子鎮(zhèn)流器的部分電路圖。在調(diào)光模式期間，電流感測電路檢測在硬切換期間可能出現(xiàn)的過電流情況，以及檢測過零區(qū)間以便測量總負(fù)載電流的相位。在驅(qū)動信號LO升高之后，數(shù)字電流感測消隱電路使來自過零區(qū)間檢測比較器的感測信號消失400納秒，以便拒絕在開啟低端開關(guān)Q2時可能出現(xiàn)的任何切換噪聲。如圖19中所表明，當(dāng)相對應(yīng)最大燈功率進(jìn)行最小相移操作時，400納秒的內(nèi)部閃爍時間略微減小了調(diào)光范圍。選擇引腳MAX上的外部編程電阻RMAX以便根據(jù)消隱時間向最小相移值提供安全限度。當(dāng)電流感測電阻RCS兩端的電壓下降到-0.7伏以下時，串聯(lián)電阻R1限制從引腳CS中流出的電流量。引腳CS上的濾波電容器可以用來減少可能存在于鎮(zhèn)流器系統(tǒng)中其它可能的異步噪聲源干擾。
現(xiàn)在參照圖20，例示了硬切換檢測的時序圖。在調(diào)光模式期間，禁止在預(yù)熱和點(diǎn)亮期間有效的峰值電流調(diào)節(jié)電路。如果在由開關(guān)Q1和Q2組成的切換半橋的輸出出現(xiàn)非零的電壓切換，那么將產(chǎn)生高電流峰值。燈絲故障、燈壽命終止、燈移除或停滯時間比所要求的交換時間短，所有這些都會導(dǎo)致硬切換。據(jù)此，如果在調(diào)光模式期間的任何時候引腳CS上的峰值電壓超過1.6伏，那么控制IC 60進(jìn)入故障模式，并且關(guān)閉高端和低端驅(qū)動器輸出HO和LO?？梢酝ㄟ^使VCC上的電源電壓在10.9伏以下循環(huán)或通過檢測引腳SD上的電源電壓大于2.0伏來重置故障模式。如圖9中的狀態(tài)圖120所例示的，控制IC 60返回到預(yù)熱模式。
盡管其中已經(jīng)相對于本發(fā)明的特別實(shí)施例描述了本發(fā)明，不過許多其它變化和修改及其它使用對那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。因此優(yōu)選地是，本發(fā)明并不受這里的特定公開所限制，而是僅由隨附的權(quán)利要求所限制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制電子鎮(zhèn)流器的集成電路，包括電流感測電路，用于獲得由所述電子鎮(zhèn)流器提供的電流的電流測量；電流參考，用于與由所述電流感測電路獲得的電流測量相比較；在電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)亮階段期間建立的第一增加電流參考，用于允許以比由所述電流參考確定的更高電流級點(diǎn)亮；以及第二增加電流參考，用于在點(diǎn)亮之后建立一個閾值，所述電流測量降到該閾值下面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，進(jìn)一步包括輸入控制信號，與設(shè)置電子鎮(zhèn)流器的功率級相關(guān)；以及起始功率級，與電子鎮(zhèn)流器中的點(diǎn)亮相關(guān)，并且大于控制輸入功率級設(shè)置，借此在點(diǎn)亮之后所述功率級從起始功率級調(diào)整到控制輸入功率級。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路，還包括變化速率電路，用于控制功率級從起始功率級到控制輸入功率級的調(diào)整。
4.一種用于熒光燈的電子鎮(zhèn)流器，包括電流感測電路，用于提供與電子鎮(zhèn)流器輸出電流相關(guān)的電流感測信號；參考信號，用于與所述電流感測信號相比較，以便提供在指定閾值上的電子鎮(zhèn)流器的輸出電流的表示，所述指定閾值與所述參考信號相關(guān)；參考信號調(diào)整電路，用于修改所述參考信號值借此修改由電流感測信號確定的電子鎮(zhèn)流器輸出電流的閾值；以及所述參考信號在點(diǎn)亮期間被修改以便獲得更高閾值和相應(yīng)的更高的電子鎮(zhèn)流器輸出電流值，從而以更高功率級進(jìn)行點(diǎn)亮。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，還包括控制輸入信號，用于設(shè)置所述電子鎮(zhèn)流器的輸出功率級；以及與點(diǎn)亮相關(guān)的起始功率級設(shè)置，所述起始功率設(shè)置大于控制輸入功率級設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子鎮(zhèn)流器，還包括變化速率控制電路，用于依照特殊的變化速率把電子鎮(zhèn)流器功率級從起始功率級調(diào)整到控制輸入功率級。
7.一種用于在具有電子鎮(zhèn)流器的燈點(diǎn)亮期間抑制閃爍的方法，包括測量電子鎮(zhèn)流器的輸出電流；設(shè)置與燈點(diǎn)亮相關(guān)的電子鎮(zhèn)流器功率級的閾值；把所述電子鎮(zhèn)流器的電流級輸出增加到所述閾值級以上的值；在所述燈出現(xiàn)點(diǎn)亮后，把所述閾值級減小到小于電子鎮(zhèn)流器的功率輸出級的值；并且點(diǎn)亮所述燈并且把電子鎮(zhèn)流器的功率輸出級減小到所降低的閾值以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括把電子鎮(zhèn)流器的功率級輸出減少到與控制輸入設(shè)置相關(guān)的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括當(dāng)功率級從點(diǎn)亮功率級調(diào)整到與控制輸入設(shè)置相關(guān)聯(lián)的功率級時，控制調(diào)整電子鎮(zhèn)流器功率級的調(diào)整變化速率。
全文摘要
一種調(diào)光電子鎮(zhèn)流器控制器，通過以高功率級點(diǎn)亮熒光燈，然后把功率輸出級減少到適當(dāng)?shù)恼{(diào)光設(shè)置級來提供閃爍抑制。所述電子鎮(zhèn)流器包括一個集成電路，所述集成電路使用閉合回路相位控制和電壓控制振蕩器(VCO)來控制半橋的切換頻率，隨后控制傳輸給熒光燈的功率。檢測通過半橋的電流來提供閉合回路控制。電流檢測信號被用來在點(diǎn)亮熒光燈期間提供電子鎮(zhèn)流器中的高功率級，并且作為相位檢測器來用于相位控制。變化速率控制電路控制在功率級設(shè)置之間的調(diào)整速度，尤其在點(diǎn)亮熒光燈期間的調(diào)整速度。電子鎮(zhèn)流器向?qū)捑€性調(diào)光范圍提供了故障檢測和閃爍抑制。
文檔編號H05B41/392GK1739073SQ200480002337
公開日2006年2月22日 申請日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月16日
發(fā)明者T·里巴里希 申請人:國際整流器公司