CN101014221A - 8管脚pfc和镇流器控制ic - Google Patents

8管脚pfc和镇流器控制ic Download PDF

Info

Publication number
CN101014221A
CN101014221A CNA2006101495257A CN200610149525A CN101014221A CN 101014221 A CN101014221 A CN 101014221A CN A2006101495257 A CNA2006101495257 A CN A2006101495257A CN 200610149525 A CN200610149525 A CN 200610149525A CN 101014221 A CN101014221 A CN 101014221A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
pin
voltage
power circuit
voltage level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006101495257A
Other languages
English (en)
Inventor
T·J·里巴里希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies Americas Corp
Original Assignee
International Rectifier Corp USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Rectifier Corp USA filed Critical International Rectifier Corp USA
Publication of CN101014221A publication Critical patent/CN101014221A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • H05B41/298—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • H05B41/298—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2981—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有功率因数校正(PFC)的荧光镇流器控制集成电路(IC)，尤其涉及具有低管脚数和改进的可编程性的镇流器控制IC。本发明还涉及由该IC实现的控制方法。

Description

8管脚PFC和镇流器控制IC
相关申请的交叉引用
[0001]本申请基于2005年3月15日提交的序列号为60/661,809(IR-2943PROV)的美国临时申请和2005年10月12日提交的序列号为60/725,706(IR-2943 PROVII)的美国临时申请并要求其优先权，通过参考结合。
技术领域
[0002]本发明涉及一种具有功率因数校正(PFC)的荧光灯镇流器控制集成电路IC，尤其涉及具有低管脚数和改进的可编程性的镇流器控制IC。本发明还涉及通过IC实现的控制方法。
背景技术
[0003]镇流器控制IC的背景特征在美国专利5,545,955；6,211,623；6,259,614；6,617,805和美国申请序列号为10/875,474(允许的)中说明，所有的这些通过参考结合。
发明内容
[0004]本发明在一个IC中提供PFC、镇流器控制和半桥驱动器。其他特征包括：
·临界传导模式推进型PFC
·内部VBUS检测和调节
·内部PFC过电流保护
·内部PFC过零检测
·内部PFC回路补偿
·适应饱和引燃调节
·内部非-ZVS保护
·可编程预热时间
·可编程预热频率
·可编程运行频率
·VCC上的锁定负向阈值
·固定空载时间(dead-time)(1.5us typ.)
·DC总线欠压复位
·灯插入自动重新启动
·向上/向下故障计数器
·内部自举MOSFET
·Vcc上的内部15.6V齐纳钳位二极管
·微功率启动(200μA)
·锁定抗扰和ESD保护
[0005]公开的IC和方法包括提供不同PFC和镇流器系统功能的高电压检测电路。单个高电压管脚检测PFC过零和过电流。第二高电压管脚检测DC总线电压和半桥电流。可编程镇流器参数包括预热时间、预热频率和运行频率。保护特征包括引燃调节、灯非放电保护(lamp non-strike protection)、灯丝断开、寿命终止、灯的拆卸和自动再触发。将这些高电压控制技术与可编程镇流器参数和完整的故障保护结合在单独的8管脚IC中，使得构件数量大大减少，可制造性增强，并且在可靠性更高的同时保持了镇流器系统的高性能。
[0006]公开的IC和方法的好处包括：
·不需要PFC二次绕组
·不需要PFC电流检测电阻
·不需要PFC补偿电容
·不需要半桥电流检测电阻
·不需要VBUS电压检测电阻网络
·不需要外部自举二极管
·小型8管脚封装
·构件数量大大减少
·可制造性和可靠性增加
·设计时间快
[0007]本发明的其他特征和优点将参考附图从如下的对发明的实施例的详细说明中变得明显。
附图说明
[0008]图1是表示该IC的典型应用的示意图。
[0009]图2是该IC的方框图。
[0010]图3是表示该IC中操作顺序的状态图。
[0011]图4是表示该IC中信号的时序图。
具体实施方式
[0012]功能说明：镇流器控制电路
[0013]镇流器控制电路100包括适当控制所有类型荧光灯的功能。这些功能包括预热频率、预热时间、运行频率、引燃电压调节、灯非放电保护、灯的拆卸或者开路保护、灯替换自动重启动和灯的寿命终止保护。控制电路的模式或“状态”包括：
1)UVLO模式
2)读/置模式
3)预热模式
4)引燃模式
5)运行模式
6)故障模式
[0014]对这些状态之间的详细流程图参考图3中的状态图。
[0015]UVLO模式(1)
[0016]欠电压锁定(UVLO)模式是电路(见图2)在VCC提供的电压低于适当开启阈值电压时的状态。在UVLO模式中，PFC和镇流电路都被禁止，仅有最小数目的所需功能是激活的(enabled)。激活的电路包括UVLO电路10自身、重启动逻辑电路12和预热频率读/置电路22。完整的PFC电路被禁止，而PFC门驱动器14输出为关(逻辑“低”)，以确保外部PFCMOSFET MPFC处于规定状态，并且不会突然开启。镇流振荡器16被禁止，且高侧(high-side)门驱动器18输出(HO管脚)为关(逻辑“低”)。
[0017]低侧(low-side)门驱动器20输出(LO管脚)用于作为UVLO模式中的输入管脚，来重启动逻辑电路12和预热频率读/置电路22。在UVLO模式中使用LO管脚作为输入管脚是该电路有用的特征。传统的半桥驱动器电路在UVLO模式中禁止了LO和HO管脚(都为关，逻辑“低”)，来避免外部半桥MOSFET突然开启。如果推拉输出电路结构的上MOSFET MHS为关，那么随后由于半桥的中点不会产生电压，因此下MOSFET MLS是开还是关没有关系。因此，LO管脚可以用于作为UVLO和故障模式中的输入。当灯被移走或被重新插入时，使用LO管脚作为自动重启动的探测输入，并且作为计划预热频率的输入，排除了对实现这些功能的附加管脚的需要。在UVLO模式中使用LO管脚作为输入是该电路的一个有用的特征，这使得整个PFC和镇流电路以简单的8管脚IC封装形式实现。
[0018]在UVLO模式中，电流源与LO管脚连接。该电流通过连接在LO管脚和COM之间的电阻(RFPH)流动。LO管脚处的合成电压由读/置电路22测量，并且用于设置镇流振荡器16的预热频率。重启动电路12还测量在UVLO模式中LO管脚的电压，来确定灯是否在灯共振输出阶段插入。如果灯没有被插入，电阻RFPH将上拉到VCC并且将LO管脚提升到高于重启动阈值电压(典型为10V)，来避免IC脱离UVLO模式。如果灯被插入，电阻RFPH将通过下灯丝连接到COM(见图1，典型应用示意图)，并且将LO管脚处的电压牵引到低于重启动阈值电压。如果LO管脚电压低于重启动阈值，而VCC提供的电压高于UVLO+开启阈值，则该IC将脱离UVLO模式并进入读/置模式。在UVLO模式过程中，电路仅汲取(draw)了少量的“微功耗”电流(典型为200μA)。该微功耗电流与电阻RVCC一起连接在VCC和AC电源整流(rectified)输入电压和UVLO+阈值之间，为完成电子镇流器设置AC电源开启电压。
[0019]读/置模式(2)
[0020]在UVLO模式中，电路在LO管脚处输出电源电流。外部电阻RFPH连接在LO管脚和COM之间。该电流流过电阻RFPH，在LO管脚处产生电压电平。VCC一超过UVLO+阈值，则电路就进入读/置模式，并且读/置电路测量LO管脚处的电压，并设置对应的预热频率。这里用数个测量读/置模式中的LO管脚处的电压，并且将其与数个预定电压电平相比较的比较器来实现。LO管脚电压落入的电压范围决定哪个比较器输出将变成“高”或“低”，这些“高”和“低”逻辑信号用于设置适当的锁定电路，以设置适合的振荡器16在预热过程中的频率。比较器的数量决定了编程结果的数量。例如，32个比较器会可编程地给出预热频率的32个电平的结果。一旦设置了预热频率，随后镇流器控制电路100脱离读/置模式并进入预热模式。
[0021]预热模式(3)
[0022]当VCC超过UVLO+阈值电压，并且预热频率已经设置时，电路进入预热模式。PFC电路()变得有效，PFC管脚在高功率因数的适当的开和关时间振荡，并且调节DC总线电压到固定电平。镇流振荡器16变得有效，且LO门驱动器输出首先开启。在LO的第一开启时间脉冲期间，LO管脚提供(source)门驱动电流(典型为300mA)来开启外部低侧半桥MOSFET MLS。LO管脚处的电压电平被连接在LO管脚和COM之间的齐纳二极管DTPH限制。预热时间读/置电路测量第一LO开启时间脉冲过程中LO管脚处的电压，并且设置对应的镇流器预热时间。类似于预热频率读/置电路22，这也利用数个比较器和电压电平来完成，并且比较器的数量决定编程结果的数量。
[0023]连接到LO管脚的齐纳二极管DTPH的最小齐纳电压应该高于VCC UVLO+阈值，从而使电路脱离UVLO模式。
[0024]在预热时间设置后，HO和LO通常在高于预热频率一固定百分比的初始软启动频率处开始振荡。HO和LO振荡以开和关50％的占空比振荡，并且在LO到HO和HO到LO开关状态之间具有非重叠的空载时间(典型为1.5微秒)。该频率迅速倾斜下降以设定预热频率，并在预热时间过程中保持在预热频率。
[0025]在初始开启时间脉冲过程中，在LO管脚处，预热时间由连接在LO和COM之间的齐纳二极管DTPH被设定在了预热的开始。这使得对应的内部电压电平(VTPH)被设置成与内部倾斜电容器CPH比较。内部电容器CPH倾斜上升(ramp up)，具有镇流振荡器16的每个循环产生一次的小脉冲(典型为100纳秒)。这使得电容器CPH的电压以“步进(stair-step)”形式充电。通过以这种步进形式控制CPH，使很小的电容可以用于CPH。此外，由于在预热模式中振荡器16确定CPH的步进脉冲的频率，因此预热时间取决于预热频率和LO管脚处的外部齐纳二极管。当内部电容电压超过设定预热时间电压电平(VTPH)时，镇流器控制电路脱离预热模式进入引燃模式。
[0026]在预热模式中，非ZVS保护电路24也是有效的，并且检测在半桥中点是否产生硬开关。如果由于灯的拆卸产生非ZVS，则灯丝出故障或者断开电路，例如在产生50个非ZVS之后，该电路将要进入故障模式。非ZVS电路检测使用与半桥的中点连接的附加高电压检测MOSFET的硬开关。这些MOSFET在HO(空载时间开始)关断时开启，并且在LO(空载时间结束)开启时测量VS管脚处的电压。如果该电压非零，则随后这被确定为非ZVS故障事件。
[0027]引燃模式(4)
[0028]在内部预热定时电容器CPH第一次超过设定预热时间电压电平(VTPH)时，电路进入引燃模式。随后，CPH迅速向COM放电，并且随后以与预热模式中相同的“步进”方式开始再次充电。在第二次充电时间过程中，镇流振荡器16的频率开始以预定的比率从预热频率倾斜下降到最终的运行频率。这将造成横跨荧光灯L的电压增加，同时频率向共振灯输出阶段的共振频率降低。当灯的电压达到所需要的灯的引燃电压时，灯将会引燃。该频率将继续倾斜下降，直到达到最终的运行频率。
[0029]如果灯没被点燃，灯的电压和电感存储电流(见电流检测电路28)将继续增加，直到电感饱和。当出现饱和时，di/dt电路26将检测电感电流斜坡上的陡峭的上升，并随后将频率增加预定的量，来减少LO和HO的开启时间。LO和HO的开启时间的减少将引起对应的外部MOSFETMHS、MLS早于每个周期关断。这将降低电感放电达到的电流峰值，因此它仅仅低于饱和水平(level)。频率将持续在这一水平，以在引燃模式时间期间将电感电流保持在仅仅低于饱和。
[0030]将电感电流调节成仅低于饱和水平形成了适应的引燃调节控制电路()。该电路将最大电感电流调节成仅低于饱和水平，而不管使用的电感的温度和/或尺寸或者类型，并且排除了对典型应用在传统的镇流器控制方法中的精确的电流检测电阻的需求。将该电感电流调节成仅低于饱和水平还将造成在引燃时间期间跨越灯的电压被调节成固定电平。这种引燃调节特征显著增加了灯的引燃的可靠性。这在低温下或者在引燃旧灯时尤其有用，并且因此可以通过在灯被替换之前允许产生更多次的引燃来增加灯的寿命。
[0031]使用连接到半桥电路的中点(VS管脚)的高压感测MOSFET来检测电感电流。在HO开启时的NS期间，半桥电路的中点上拉到DC总线电压，并且高压感测MOSFET被关断并锁定在高电压。在LO开启期间，高压MOSFET被开启，来测量跨越外部较低半桥MOSFET MLS的RDSon上的电压。由于该电路检测di/dt，因此它不受RDSon值的影响，各个MOSFET的RDSon值都不同，并且根据温度变化。
[0032]当内部CPH电容器第二次倾斜上升至设定的预热时间电压电平时，电路脱离引燃模式并进入运行模式。
[0033]运行模式(5)
[0034]在预热模式之后，且当内部CPH电容第二次倾斜上升至VTPH时，这表示引燃模式结束，电路进入运行模式。
[0035]如果灯L在引燃模式期间成功引燃，随后频率将继续倾斜降低到最终运行频率。该运行频率利用连接在VCC和COM之间的齐纳二极管DFRUN被编程。通过齐纳二极管DFRUN设置在VCC的最终电压电平为定时电容CT设定了倾斜阈值。在LO和HO的每个开关周期，该定时电容利用电流源被线性充电到VCC。CT从COM充电到VCC所花的时间，减去小的固定空载时间延迟(典型为1.5微秒)，决定了LO和HO的开启时间。当CT达到VCC时，CT立即放电到COM并且再次倾斜充电。结果是在CT上形成“锯齿”电压波形，并且各个开启时间斜坡在LO和HO门驱动输出之间交替反复(toggled)(见图4，镇流振荡器时序图)。
[0036]在运行模式期间，引燃调节电路被禁止，并且如果产生大于di/dt的最大值的数个结果(典型为50个结果)，则该电路将进入故障模式。
[0037]如果在引燃模式期间灯没能引燃，则在引燃模式期间di/dt电路通过将频率保持在固定水平而将电感电流调节到刚好低于饱和。由于引燃调节电路在运行模式中被禁止，因此频率将开始再次降低到接近最终运行频率。这会造成电感再次饱和，并且会被di/dt电路26检测。在由di/dt电路26检测数个饱和结果(典型为50个)之后，镇流电路将进入故障模式，并且在大电流和高电压破坏电路元件或者妨碍某人进行灯的维护之前安全地关闭电路。
[0038]如果在引燃模式期间灯成功引燃，则在电路进入运行模式时，频率将会已经倾斜降低到最终运行频率。
[0039]在运行模式期间，DC总线欠电压保护电路被激活。如果DC总线下降到低于不安全的水平，则电路将检测到这一情况，并且VCC放电到低于UVLO-来安全地关断镇流电路。寿命终止(EOL)负向锁定阈值(VCCEOL-)在VCC管脚处也被激活。如果在灯中出现寿命终止，则可能出现灯电压的不对称的变化。这种变化将被包括QEOL的外部电路检测到，并且将VCC拉到低于VCCEOL-(典型为10V)。在运行模式中，当VCC降低到低于VCCEOL-时，电路将安全地锁定关断。
[0040]传统的解决办法仅在非锁定但是在其之间具有滞后现象的VCC中使用“开”和“关”UVLO阈值。随后，如果出现故障，则另一个管脚用于检测灯中的寿命终止状况并且锁定关断电路。在锁定的VCC处增加第三阈值，其介于UVLO+和UVLO-阈值之间，并且仅在运行模式中被激活，该寿命终止保护可以在VCC管脚处实现，并且为寿命终止增加的管脚可以去除。
[0041]如果在运行模式期间出现寿命终止状况，并且VCC通过外部寿命终止检测电路中的QEOL被下拉到VCCEOL-，则镇流电路将进入故障模式，并且安全锁定关断，并且仅汲取VCC的微功耗电流。外部供应电阻RVCC会将VCC拉升到外部齐纳二极管电压(DFRUN)，并且该电路将保持在故障模式。如果由于灯的拆卸而使LO管脚处的电压拉升到高于重启动阈值(VRESTART+)，或者VCC被降低到低于较低的UVLO-阈值(典型为6V)，那么锁定将被重置并且整个电路将进入UVLO模式。
[0042]当LO管脚处的电压低于VRESTART-阈值(灯被重新插入)并且VCC大于UVLO+阈值(典型为11.5V)时，则电路将会进入读/置模式，并且继续根据状态图象正常一样再次运行进入预热、引燃和运行该灯。
[0043]在运行模式期间，非零电压开关(非-ZVS)保护24也被激活。如果在运行模式期间由于灯的拆卸故障或者断开灯丝故障而出现非-ZVS状态，那么类似于预热模式，非-ZVS保护电路将检测半桥中点(VS管脚)处的硬开关结果。在数个(典型为50个)硬开关结果之后，镇流电路将进入故障模式并且安全地锁定关断镇流电路。
[0044]故障模式(6)
[0045]如果出现数个非-ZVS结果，则镇流电路将从预热模式进入故障模式。如果出现数个非-ZVS或di/dt结果，或者VCC小于VCCEOL-，则该镇流电路将从运行模式进入故障模式。当电路在故障模式时，镇流器16和PFC26振荡器被锁定关断，并且门驱动输出HO和PFC都被置成“关断”(逻辑低)。该电路保持在这种锁定状态，同时在VCC仅消耗微功耗电流(典型为200μA)。如果灯被替换，则LO门驱动器输出断开电路，并且变成检测灯是否调换的输入。如果LO管脚被拉到高于VRESTART+(灯拆卸)，或者VCC被降低到低于UVLO-(AC电源电压被切断或者中断)，则故障锁定将被重置，并且镇流电路将脱离故障模式而进入UVLO模式。
[0046]优点
1)只用8管脚完成荧光PFC+镇流控制电路。
2)在半桥被禁止(UVLO或故障模式)的期间还使用低侧门驱动输出(LO管脚)作为输入管脚。在高侧门驱动输出(HO管脚)被关断(逻辑‘低’)时，这在半桥结构中是可能的。如果HO被关断，则LO可以被开启或关断。在这期间保持HO关断将避免在半桥中产生击穿。
3)在半桥被禁止时，使用低侧门驱动输出(LO管脚)作为输入管脚来检测灯是否正确插入到输出级。
4)在半桥被禁止期间，使用低侧门驱动输出(LO管脚)作为输入管脚来测量管脚上的用于编程期望的镇流参数(例如，预热频率)的电压电平。连接到外部电阻内部电流源设置电压电平。
5)在用于编程期望的镇流参数(例如，预热时间)的接通时间脉冲期间，读取低侧门驱动输出(LO管脚)的电压电平。齐纳二极管用于在开启时间脉冲期间编程电压振幅。
6)使用VCC处的电压电平来编程期望的镇流参数(例如，运行频率)。使用齐纳二极管来编程VCC处的电压振幅。
7)检测电感饱和度，并且调整LO和/或HO门驱动输出的接通时间，以将电感电流调节成刚好在饱和点之下。对电流斜率(di/dt)的测量被用于检测电感饱和度。电感电流斜率的变化将会体现出电感的饱和度，并且能够用于减少接通时间，从而将电流峰值减少到低于饱和水平。动态地检测饱和度并调节成刚好低于饱和水平将保持跨越灯的安全的引燃电压，而与电感公差和温度无关。
8)在高侧MOSFET开启期间通过半桥中点(VS管脚)测量DC总线电压电平。内部电压分配器连接在VS管脚和COM之间。在高侧的半桥MOSFET开启(HO开启，逻辑“高”)时，VS管脚将会连接到DC总线(通过高侧MOSFET)，并且电压分配器将提供DC总线的比率测量(典型为100∶1)。这样的测量由PFC电路使用，来调节DC总线保持在固定电平，而不需要附加的管脚或者外部电压分配器。
9)在低侧MOSFET开启期间，测量通过半桥中点(VS管脚)的低侧半桥MOSFET中的电流。在低侧MOSFET开启期间，内部高电压MOSFET开启，来测量低侧MOSFET的漏极处的电压电平，该电压电平使得负荷电流流过低侧MOSFET的开启电阻(RDSon)。内部高电压MOSFET在所有其它时间都关断，来阻止高电压损坏低侧检测电路。这种电流测量可以用于电感饱和度的di/dt检测，或者用于通常目的的过流保护。
10)测量半桥中点(VS管脚)处的电压，来检测出现的零电压切换。在HO关断时，内部高电压MOSFET开启。在空载时间延迟之后并且在LO开启时进行测量，来确定中点处的电压是否已经在低侧打开之前转到COM。如果电压大于零，则这将被视为非-ZVS故障状态，并且电路将被禁止。
11)使用非-ZVS来检测灯的拆卸、一个或多个灯丝断开、电路断开或者错误灯故障状态。如果这些故障状态产生，则半桥将在非-ZVS状态(硬开关)下工作。非-ZVS检测电路检测这种状态并将镇流器禁止。
12)使用故障计数器检测在禁止镇流电路之前产生的故障结果的数量。使用故障计数器使电路更加免受由于多种原因，例如镇流器的AC电源输入的电压尖脉冲而产生的异步噪音。不使用故障计数器，该噪音可以造成镇流器错误地关断。
13)包括在VCC的在UVLO+/-阈值之间的附加锁定阈值利用外部电路允许镇流器被锁定成关断。在这样的实施中，该锁定阈值仅在运行模式期间激活，并且用于检测灯的寿命终止(EOL)。
14)新的PFC补偿电路。
15)新的PFC过零检测电路。
16)新的PFC过流感测电路。
[0047]尽管已经根据其特定实施例对本发明进行了说明，但是对本领域技术人员来说，很多其它变化和修改以及其它应用都是显而易见的。因此，本发明不局限于这里具体公开的范围。

Claims (50)

1、一种用于控制功率电路的集成电路(IC)，该功率电路将功率传送给包括荧光灯的负载电路，其包括：
镇流器控制和驱动电路，其为功率电路提供驱动信号，接收来自所述功率电路的电流和电压检测信号，并且通过修改所述驱动信号来响应电流电压检测信号。
2、根据权利要求1所述的IC，还包括用于控制PFC电路以调节提供给所述功率电路的DC总线电压的功率因数校正(PFC)控制电路。
3、根据权利要求1所述的IC，其中所述IC具有多个操作模式，并且在所述操作模式中选择来响应所述电流和电压检测信号。
4、根据权利要求3所述的IC，其中所述IC具有UVLO、读/置、预热、引燃、运行和故障操作模式。
5、根据权利要求1所述的IC，其中所述IC具有不多于8个管脚。
6、根据权利要求1所述的IC，其中所述驱动电路具有低侧门驱动器输出管脚，其在功率电路被禁止时用作输入管脚。
7、根据权利要求6所述的IC，其中所述功率电路在所述IC的UVLO模式或者故障模式期间被禁止。
8、根据权利要求6所述的IC，其中所述低侧门驱动器输出管脚在功率电路被禁止时用作输入管脚，来检测灯是否正确地插入到输出级。
9、根据权利要求6所述的IC，其中所述低侧门驱动器输出管脚在功率电路被禁止时用于作为输入管脚，来测量该管脚处的用来编程期望的镇流器参数的电压电平。
10、根据权利要求9所述的IC，其中所述管脚用于编程预热频率。
11、根据权利要求9所述的IC，其中连接到外部电阻的所述内部电流源设置所述管脚上的电压电平。
12、根据权利要求6所述的IC，其中所述低侧门驱动器输出管脚的电压电平在用来编程期望的镇流器参数的接通时间脉冲期间设置。
13、根据权利要求12所述的IC，其中所述电压电平用于设置预热时间。
14、根据权利要求12所述的IC，还包括用于在接通时间脉冲期间编程所述电压电平的齐纳二极管。
15、根据权利要求1所述的IC，其中所述IC的VCC管脚上的电压电平用于编程期望的镇流器参数。
16、根据权利要求15所述的IC，其中所述VCC管脚上电压电平用于编程运行频率。
17、根据权利要求15所述的IC，还包括用于编程VCC管脚处的电压振幅的齐纳二极管。
18、根据权利要求1所述的IC，其中所述控制电路检测所述功率电路中的电感的饱和度，并且调整驱动器输出的接通时间，以将电感电流调节成刚好在饱和点之下。
19、根据权利要求18所述的IC，其中所述控制电路测量电流斜率(di/dt)，来检测电感饱和度。
20、根据权利要求1所述的IC，其中所述电路在高侧MOSFET开启期间，通过所述功率电路的半桥中点(VS管脚)测量DC总线电压电平，由PFC电路使用以调节DC总线至固定电平而不需要附加的管脚或者外部电压分配器。
21、根据权利要求1所述的IC，其中所述电路在其低侧MOSFET开启期间通过半桥中点(VS管脚)来测量所述功率电路的低侧半桥MOSFET中的电流。
22、根据权利要求1所述的IC，其中所述电路测量所述功率电路的半桥中点(VS管脚)处的电压，来检测出现的零电压切换。
23、根据权利要求22所述的IC，其中非-ZVS状态指示灯的拆卸、一个或多个灯丝断开、电路断开或者错误的灯故障状态，并且非-ZVS检测电路检测这种状态并将镇流器禁止。
24、根据权利要求1所述的IC，其中设置所述IC在VCC管脚处的锁定阈值，其在一对欠压锁定(UVLO+/-)阈值之间，以利用外部电路允许镇流器被锁定成关断。
25、根据权利要求24所述的IC，其中所述锁定阈值仅在所述IC的运行模式期间激活，并且表示灯的寿命终止(EOL)。
26、一种用集成电路(IC)中用于控制功率电路来将功率传送给包括荧光灯的负载电路的方法，其步骤包括：
提供镇流器控制和驱动电路，其为功率电路提供驱动信号，接收来自所述功率电路的电流和电压检测信号，并且通过修改所述驱动信号来响应电流电压检测信号。
27、根据权利要求26所述的方法，还包括使用功率因数校正(PFC)控制电路控制PFC电路，来调节提供给所述功率电路的DC总线电压。
28、根据权利要求26所述的方法，其中所述IC具有多个操作模式，并且在所述操作模式中选择来响应所述电流和电压检测信号。
29、根据权利要求28所述的方法，其中所述IC具有UVLO、读/置、预热、引燃、运行和故障操作模式。
30、根据权利要求26所述的方法，其中用于实现所述方法的所述IC具有不多于8个管脚。
31、根据权利要求26所述的方法，其中所述驱动电路具有在功率电路被禁止时用于作为输入管脚的低侧门驱动器输出管脚。
32、根据权利要求31所述的方法，其中所述功率电路在所述IC的UVLO模式或者故障模式期间被禁止。
33、根据权利要求31所述的方法，其中所述低侧门驱动输出管脚在功率电路被禁止时用于作为输入管脚，来检测灯是否正确插入到输出级。
34、根据权利要求31所述的方法，其中所述低侧门驱动输出管脚在功率电路被禁止时用于作为输入管脚，来测量该管脚处的用于编程期望的镇流器参数的电压电平。
35、根据权利要求34所述的方法，其中所述管脚用于编程预热频率。
36、根据权利要求34所述的方法，其中连接到外部电阻的内部电流源设置所述管脚上的电压电平。
37、根据权利要求31所述的方法，其中所述低侧门驱动输出管脚的电压电平在用来编程期望的镇流器参数的接通时间脉冲期间设置。
38、根据权利要求37所述的方法，其中所述电压电平用于设置预热时间。
39、根据权利要求37所述的方法，其中所述齐纳二极管用于在接通时间脉冲期间编程所述电压电平。
40、根据权利要求26所述的方法，其中所述IC的VCC管脚上的电压电平用于编程期望的镇流器参数。
41、根据权利要求40所述的方法，其中所述VCC管脚上电压电平用于编程运行频率。
42、根据权利要求40所述的方法，其中所述齐纳二极管用于编程VCC管脚处的电压振幅。
43、根据权利要求26所述的方法，其中所述控制电路检测所述功率电路中的电感饱和度，并且调整驱动器输出的接通时间，以将电感电流调节成刚好在饱和点之下。
44、根据权利要求43所述的方法，其中所述控制电路测量电流斜率(di/dt)，以检测电感饱和度。
45、根据权利要求26所述的方法，其中所述电路在高侧MOSFET开启期间，通过所述功率电路的半桥中点(VS管脚)来测量DC总线电压电平，由PFC电路使用以调节DC总线至固定电平而不需要附加的管脚或者外部电压分配器。
46、根据权利要求26所述的方法，其中所述电路在其低侧MOSFET开启期间通过半桥中点(VS管脚)测量所述功率电路的低侧半桥MOSFET中的电流。
47、根据权利要求26所述的方法，其中所述电路测量所述功率电路的半桥中点(VS管脚)处的电压，来检测出现的零电压切换。
48、根据权利要求47所述的方法，其中非-ZVS状态指示灯的拆卸、一个或多个灯丝断开、电路断开或者错误的灯故障状态，并且非-ZVS检测电路检测这种状态并将镇流器禁止。
49、根据权利要求26所述的方法，其中设置所述IC的VCC管脚处的锁定阈值，其在一对欠压锁定(UVLO+/-)阈值之间，以利用外部电路允许镇流器被锁定成关断。
50、根据权利要求49所述的方法，其中所述锁定阈值仅在所述IC的运行模式期间激活，并且表示灯的寿命终止(EOL)。
CNA2006101495257A 2005-10-12 2006-10-12 8管脚pfc和镇流器控制ic Pending CN101014221A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72570605P 2005-10-12 2005-10-12
US60/725,706 2005-10-12
US11/548,807 US8164272B2 (en) 2005-03-15 2006-10-12 8-pin PFC and ballast control IC
US11/548,807 2006-10-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101014221A true CN101014221A (zh) 2007-08-08

Family

ID=37401117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101495257A Pending CN101014221A (zh) 2005-10-12 2006-10-12 8管脚pfc和镇流器控制ic

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8164272B2 (zh)
EP (1) EP1776000A3 (zh)
JP (1) JP2007109661A (zh)
KR (1) KR100829239B1 (zh)
CN (1) CN101014221A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102273326B (zh) * 2009-01-09 2016-04-13 特里多尼克有限两合公司 用于驱动发光装置的方法及电路
TWI611725B (zh) * 2015-09-14 2018-01-11 用於發光二極體照明系統中的電流調節的系統和方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008061559A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer entladungslampe mit vorheizbaren elektroden
KR100891115B1 (ko) * 2007-04-26 2009-03-30 삼성전자주식회사 포화가 방지된 역률 개선 방법 및 장치
US7528558B2 (en) * 2007-05-11 2009-05-05 Osram Sylvania, Inc. Ballast with ignition voltage control
US7459867B1 (en) * 2007-05-11 2008-12-02 Osram Sylvania Inc. Program start ballast
EP2124510B1 (de) 2008-05-16 2013-01-02 Infineon Technologies Austria AG Verfahren zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe und Lampenvorschaltgerät
US8358078B2 (en) * 2008-06-09 2013-01-22 Technical Consumer Products, Inc. Fluorescent lamp dimmer with multi-function integrated circuit
US8063588B1 (en) 2008-08-14 2011-11-22 International Rectifier Corporation Single-input control circuit for programming electronic ballast parameters
DE102009030106B4 (de) * 2009-06-22 2015-07-30 Minebea Co., Ltd. Verfahren zur Ansteuerung von Gasentladungslampen
FI121561B (fi) 2009-06-30 2010-12-31 Helvar Oy Ab Elektronisen liitäntälaitteen toimintojen säätäminen ja mittaaminen
DE102012204118A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Tridonic Gmbh & Co. Kg Betrieb von Leuchtmitteln
US11675587B2 (en) 2015-12-03 2023-06-13 Forrest L. Pierson Enhanced protection of processors from a buffer overflow attack
WO2022026497A1 (en) * 2020-07-30 2022-02-03 Pierson Forrest L An enhanced processor data transport mechanism
US10978869B2 (en) * 2016-08-23 2021-04-13 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated USB type-C load switch ESD protection
US10103629B2 (en) * 2017-02-14 2018-10-16 Nxp B.V. High side driver without dedicated supply in high voltage applications
US11121541B2 (en) 2019-02-27 2021-09-14 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Solution to safely protect a boost converter from a short circuit to ground
GB2612554A (en) * 2020-07-30 2023-05-03 L Pierson Forrest An enhanced processor data transport mechanism
CN115242106A (zh) * 2022-07-29 2022-10-25 无锡惠芯半导体有限公司 高频mosfet半桥智能功率模块

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2632110B1 (fr) * 1988-05-27 1990-10-12 Bendix Electronics Sa Procede et dispositif de programmation d'une memoire du type prom et memoire en faisant application
US5315214A (en) * 1992-06-10 1994-05-24 Metcal, Inc. Dimmable high power factor high-efficiency electronic ballast controller integrated circuit with automatic ambient over-temperature shutdown
US5545955A (en) 1994-03-04 1996-08-13 International Rectifier Corporation MOS gate driver for ballast circuits
US5539338A (en) * 1994-12-01 1996-07-23 Analog Devices, Inc. Input or output selectable circuit pin
JP3491719B2 (ja) * 1995-12-14 2004-01-26 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路
KR100321964B1 (ko) 1998-01-05 2002-02-02 인터내셔널 렉터파이어 코퍼레이션 전집적 안정기 집적회로
JP3600976B2 (ja) 1998-07-14 2004-12-15 三菱電機株式会社 放電灯点灯装置
US6285138B1 (en) * 1998-12-09 2001-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for lighting fluorescent lamp
US5999421A (en) 1999-03-31 1999-12-07 Liu; Kwang H. Dual-channel power system with an eight-pin PWM control chip
DE10032846A1 (de) 1999-07-12 2001-01-25 Int Rectifier Corp Leistungsfaktor-Korrektursteuerschaltung
JP2004512635A (ja) * 2000-10-20 2004-04-22 インターナショナル・レクチファイヤー・コーポレーション 力率補正付き安定器制御ｉｃ
EP1227706B1 (en) * 2001-01-24 2012-11-28 City University of Hong Kong Novel circuit designs and control techniques for high frequency electronic ballasts for high intensity discharge lamps
US6504321B2 (en) * 2001-02-06 2003-01-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Universal hardware/software feedback control for high-frequency signals
US6784624B2 (en) 2001-12-19 2004-08-31 Nicholas Buonocunto Electronic ballast system having emergency lighting provisions
TWI300650B (en) * 2003-04-24 2008-09-01 Int Rectifier Corp Fault protected self-oscillating driver
US7348735B2 (en) 2003-05-01 2008-03-25 Inventive Holdings Llc Lamp driver
US7154232B2 (en) 2003-06-24 2006-12-26 International Rectifier Corporation Ballast control IC with multi-function feedback sense
US7372215B2 (en) * 2004-02-19 2008-05-13 International Rectifier Corporation Lamp ballast for circuit driving multiple parallel lamps
US7067987B2 (en) 2004-03-26 2006-06-27 Argent Electric, Inc. Electronic ballast with closed loop control using composite current and voltage feedback and method thereof
DE102004016945A1 (de) * 2004-04-06 2005-10-27 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH EVG mit Regelschaltung und Störgrößenaufschaltung
US7301288B2 (en) * 2004-04-08 2007-11-27 International Rectifier Corporation LED buck regulator control IC

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102273326B (zh) * 2009-01-09 2016-04-13 特里多尼克有限两合公司 用于驱动发光装置的方法及电路
TWI611725B (zh) * 2015-09-14 2018-01-11 用於發光二極體照明系統中的電流調節的系統和方法
US9872347B2 (en) 2015-09-14 2018-01-16 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US9883556B2 (en) 2015-09-14 2018-01-30 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US10244593B2 (en) 2015-09-14 2019-03-26 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US10244592B2 (en) 2015-09-14 2019-03-26 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US10285228B2 (en) 2015-09-14 2019-05-07 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US10595369B2 (en) 2015-09-14 2020-03-17 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US10779373B2 (en) 2015-09-14 2020-09-15 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US10806003B2 (en) 2015-09-14 2020-10-13 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems
US11336177B2 (en) 2015-09-14 2022-05-17 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for current regulation in light-emitting-diode lighting systems

Also Published As

Publication number Publication date
US8164272B2 (en) 2012-04-24
EP1776000A3 (en) 2008-05-28
KR20070040742A (ko) 2007-04-17
US20070108915A1 (en) 2007-05-17
KR100829239B1 (ko) 2008-05-14
JP2007109661A (ja) 2007-04-26
EP1776000A2 (en) 2007-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101014221A (zh) 8管脚pfc和镇流器控制ic
JP4064401B2 (ja) 適応性制御回路
EP1327184B9 (en) Ballast control ic with power factor correction
EP0838129B1 (en) Electronic ballast
US7436127B2 (en) Ballast control circuit
KR100321964B1 (ko) 전집적 안정기 집적회로
US7408307B2 (en) Ballast dimming control IC
US6525492B2 (en) Ballast control IC with minimal internal and external components
CN100392546C (zh) 具有功率因数校正的单片镇流器控制
CN101427610A (zh) 汽车的高强度放电灯镇流器电路
KR20070009679A (ko) Ｐｆｃ 및 안정기 제어 ｉｃ
JP2007521615A (ja) 多機能フィードバック検知付きバラスト制御ｉｃ
JP2005533362A (ja) 適合性バラスト制御用集積回路
US7557515B2 (en) Simplified ballast control circuit
US7656096B2 (en) Hybrid ballast control circuit in a simplified package
US20070164684A1 (en) IC-based low cost reliable electronic ballast with multiple striking attempts and end of lamp life protection
TW200414270A (en) Adaptive CFL control circuit
JP2008166290A (ja) 単純化されたパッケージにおける混成安定器制御回路
CN101500365A (zh) 简化封装中的混合式镇流器控制电路
JP2006092806A (ja) 単純化されたパッケージにおける混成安定器制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20070808