CN101711084B - 多路振荡回路的控制方法及具有多路振荡回路的镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于镇流器领域，提供了一种多路振荡回路的控制方法及具有多路振荡回路的镇流器；多路振荡回路的控制方法包括下述步骤：输出N路PWM控制信号分别控制N路振荡回路；每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；所述N为大于或等于2的正整数。本发明提供的多路振荡回路的控制方法通过调整PWM控制信号的相位，使得每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；进而使得各路振荡回路中产生的电磁干扰波矢量叠加；从而减小了电磁干扰，减小了谐波电流，延长了元器件的使用寿命；提高了镇流器的电气性能。

Description

多路振荡回路的控制方法及具有多路振荡回路的镇流器

技术领域

本发明属于镇流器领域，尤其涉及一种多路振荡回路的控制方法及具有多路振荡回路的镇流器。

背景技术

镇流器在原理上相当于一个振荡发生器，利用振荡产生的高电压来驱动气体光源；现有的包括有多路振荡回路的镇流器中MOS管驱动方式一般有以下几种：模拟电路产生PWM波、集成芯片产生PWM波，然后用模拟电路放大、芯片直接驱动等等，各路的PWM波控制信号在时间顺序、相位顺序上的差别对整个镇流器性能有很大的影响。

由于各路PWM波控制信号没有精确的相位控制功能，一旦供电，整个振荡电路就开始工作，各路PWM波控制信号的产生时间，相位完全一样，各路振荡回路的起振时间和相位也完全一致；导致镇流器产生很大的变化电流，由此产生非常丰富的高次谐波和强度叠加的电磁干扰波，同时叠加的变化电流对镇流器中各元器件的寿命也有着不利的影响。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多路振荡回路的控制方法，旨在解决现有的控制方法输出相位相同的PWM控制信号控制振荡回路导致电磁干扰强，谐波电流大，元器件使用寿命短的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种多路振荡回路的控制方法，所述方法包括下述步骤：

输出N路PWM控制信号分别控制N路振荡回路；

每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；所述N为大于或等于2的正整数。

其中，所述输出N路PWM控制信号分别控制N路振荡回路步骤具体为：

在t时刻，输出第一路PWM控制信号控制第一路振荡回路；

在t+T/N时刻，输出第二路PWM控制信号控制第二路振荡回路；

在t+2T/N时刻，输出第三路PWM控制信号控制第三路振荡回路；

在t+(N-1)T/N时刻，输出第N路PWM控制信号控制第N路振荡回路；

所述T为PWM控制信号的周期。

其中，所述PWM控制信号为周期性的方波信号。

本发明实施例的另一目的还在于提供一种具有多路振荡回路的镇流器，所述镇流器包括：控制模块以及连接至所述控制模块的输出端的N路振荡回路；所述控制模块输出N路PWM控制信号分别控制所述N路振荡回路；每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；所述N为大于或等于2的正整数。

其中，所述控制模块包括：PWM波发生器，用于产生N路PWM控制信号；延时模块，用于对所述PWM波发生器的输出进行延时处理，使得每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N。

其中，所述控制模块输出N路PWM控制信号分别控制所述N路振荡回路具体包括：

在t时刻，所述控制模块输出第一路PWM控制信号控制第一路振荡回路；

在t+T/N时刻，所述控制模块输出第二路PWM控制信号控制第二路振荡回路；

在t+2T/N时刻，所述控制模块输出第三路PWM控制信号控制第三路振荡回路；

在t+(N-1)T/N时刻，所述控制模块输出第N路PWM控制信号控制第N路振荡回路；

所述T为PWM控制信号的周期。

其中，所述PWM控制信号为周期性的方波信号。

其中，所述镇流器中，一路振荡回路包括：半桥驱动模块、二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一MOS管、第二MOS管以及电感；

所述半桥驱动模块的电源端连接至所述控制模块的第一输出端，所述半桥驱动模块的高端输入端连接至所述控制模块的第二输出端，所述半桥驱动模块的低端输入端连接至第一电源的输出，所述半桥驱动模块的低端输入端还通过所述第二电容接地；所述半桥驱动模块的低端反馈端接地；

所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻连接至所述半桥驱动模块的高端栅极驱动输出端，所述第一MOS管的栅极还通过所述第二电阻连接至所述半桥驱动模块的高端浮动电源反馈VS端，所述第一MOS管的源极连接至所述第二MOS管的漏极，所述第一MOS管的漏极连接第二电源，所述第二MOS管的栅极通过所述第三电阻连接至所述半桥驱动模块的低端栅极驱动输出端，所述第二MOS管的栅极还通过所述第四电阻接地，所述第二MOS管的源极接地；

所述二极管的阳极连接至第一电源，所述二极管的阴极通过所述第一电容连接至所述半桥驱动模块的高端浮动电源反馈端；所述二极管与所述第一电容的连接端还连接至所述半桥驱动模块的高端浮动电源端；

所述电感的一端连接至所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极连接的连接端；所述电感的一端还与所述半桥驱动模块的高端浮动电源反馈端连接，所述电感的另一端通过依次串联连接的第三电容、第四电容接地，所述第三电容与所述第四电容的串联连接端与地端分别连接至荧光灯的两端。

本发明实施例提供的多路振荡回路的控制方法通过调整PWM控制信号的相位，使得每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；进而使得各路振荡回路中产生的电磁干扰波矢量叠加；从而减小了电磁干扰，减小了谐波电流，延长了元器件的使用寿命；提高了镇流器的电气性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的具有两路振荡回路的镇流器的电路图；

图2是现有技术提供的具有三路振荡回路的镇流器产生的电磁干扰波形图；

图3是本发明实施例提供的具有三路振荡回路的镇流器产生的电磁干扰波形图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的多路振荡回路的控制方法通过调整PWM控制信号的相位，使得每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；进而使得各路振荡回路中产生的电磁干扰波矢量叠加；从而减小了电磁干扰，减小了谐波电流，延长了元器件的使用寿命。

本发明实施例提供的多路振荡回路的控制方法包括下述步骤：输出N路PWM控制信号分别控制N路振荡回路；每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；其中，N为大于或等于2的正整数。

在本发明实施例中，输出N路PWM控制信号分别控制N路振荡回路步骤具体为：

在t时刻，输出第一路PWM控制信号控制第一路振荡回路；

在t+T/N时刻，输出第二路PWM控制信号控制第二路振荡回路；

在t+2T/N时刻，输出第三路PWM控制信号控制第三路振荡回路；

在t+(N-1)T/N时刻，输出第N路PWM控制信号控制第N路振荡回路；

其中，T为PWM控制信号的周期。

作为本发明的一个实施例，PWM控制信号为周期性的方波信号。

图1示出了具有两路振荡回路的镇流器的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

具有两路振荡回路的镇流器包括：控制模块10以及连接至控制模块的输出端的第一路振荡回路20以及第二路振荡回路30；控制模块10输出第一PWM控制信号控制第一振荡回路20，控制模块10输出第二PWM控制信号控制第二振荡回路30；控制第一路振荡回路20的第一PWM控制信号与控制第二路振荡回路30的第二PWM控制信号之间的相位差为π。

在本发明实施例中，控制模块10可以为中央处理芯片CPU，可以通过软件设置在t时刻，控制模块10的输出端输出第一PWM控制信号并控制第一路振荡回路20；在t+T/2时刻，控制模块10的输出端输出第二PWM控制信号并控制第二路振荡回路30。

在本发明实施例中，第一路振荡回路20包括：第一半桥驱动模块U1、二极管D1、电容C1、电容C2、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管Q1、MOS管Q2以及电感L1；其中，半桥驱动模块U1的电源端VCC连接至控制模块10的第一输出端，半桥驱动模块U1的高端输入端HIN连接至控制模块10的第二输出端，半桥驱动模块U1的低端输入端LIN连接至第一电源VCC1，半桥驱动模块U1的低端输入端LIN还通过电容C2接地；半桥驱动模块U1的低端反馈端COM接地；MOS管Q1的栅极通过电阻R1连接至半桥驱动模块U1的高端栅极驱动输出端HO，MOS管Q1的栅极还通过电阻R2连接至半桥驱动模块U1的VS端，MOS管Q1的源极连接至MOS管Q2的漏极，MOS管Q1的漏极连接第二电源DC400，MOS管Q2的栅极通过电阻R3连接至半桥驱动模块U1的低端栅极驱动输出端LO，MOS管Q2的栅极还通过电阻R4接地，MOS管Q2的源极接地；二极管D1的阳极连接至第一电源VCC1，二极管D1的阴极通过电容C1连接至半桥驱动模块U1的高端浮动电源反馈端VS；二极管D1与电容C1的连接端还连接至半桥驱动模块U1的高端浮动电源端VB；电感L1的一端连接至MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极连接的连接端；电感L1的一端还与半桥驱动模块U1的高端浮动电源反馈端VS连接，电感L1的另一端通过依次串联连接的电容C4、电容C5接地，电容C4与电容C5的串联连接端与地端分别连接至第一荧光灯A的两端。这里的第一半桥驱动模块U1可以采用型号为IR2111S的驱动芯片，或者采用其他型号的同类驱动芯片，HIN端即高端输入端，LIN端即低端输入端，COM端即低端反馈端，HO端即高端栅极驱动输出端，VS端即高端浮动电源反馈端，LO端即低端栅极驱动输出端，VB端即高端浮动电源端。

在本发明实施例中，第二振荡回路30与第一路振荡回路20采用相同的设计原理，其包括：第二半桥驱动模块U2、二极管D2、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，MOS管Q3、MOS管Q4以及电感L2；第二半桥驱动模块U2的电源端VCC连接至控制模块10的第三输出端，第二半桥驱动模块U2的高端输入端HIN连接至控制模块10的第四输出端，第二半桥驱动模块U2的低端输入端LIN连接至第一电源VCC1，第二半桥驱动模块U2的低端输入端LIN还通过电容C6接地；第二半桥驱动模块U2的低端反馈端COM接地；MOS管Q4的栅极通过电阻R6连接至第二半桥驱动模块U2的高端栅极驱动输出端HO，MOS管Q4的栅极还通过电阻R7连接至第二半桥驱动模块U2的高端浮动电源反馈端VS，MOS管Q4的源极连接至MOS管Q3的漏极，MOS管Q4的漏极连接至第二电源DC400，MOS管Q3的栅极通过电阻R5连接至第二半桥驱动模块U2的低端栅极驱动输出端LO，MOS管Q3的栅极还通过电阻R8接地，MOS管Q3的源极接地；二极管D2的阳极连接至第一电源VCC1，二极管D2的阴极通过电容C7连接至第二半桥驱动模块U2的高端浮动电源反馈端VS；二极管D2与电容C7的连接端还连接至第二半桥驱动模块U2的高端浮动电源端VB；电感L2的一端连接至MOS管Q4的源极与MOS管Q3的漏极连接的连接端；电感L2的一端还与第二半桥驱动模块U2的高端浮动电源反馈端VS连接，电感L2的另一端通过依次串联连接的电容C8、电容C9接地，所述电容C8与所述电容C9的串联连接端与地端分别连接至第二荧光灯B的两端。第二半桥驱动模块U2也可以采用型号为IR2111S的驱动芯片，或者采用其他型号的同类驱动芯片。

结合图1所示的具体电路结构可以看出，本发明所应用的具体电路中可采用相同结构的电路，每一路振荡回路可以包括：半桥驱动模块(指代上述图1中的U1或U2)、二极管(指代上述图1中的D1或D2)、第一电容(指代上述图1中的C1或C7)、第二电容(指代上述图1中的C2或C6)、第三电容(指代上述图1中的C4或C8)、第四电容(指代上述图1中的C5或C9)、第一电阻(指代上述图1中的R1或R6)、第二电阻(指代上述图1中的R2或R7)、第三电阻(指代上述图1中的R3或R5)、第四电阻(指代上述图1中的R4或R8)、第一MOS管(指代上述图1中的Q1或Q4)、第二MOS管(指代上述图1中的Q2或Q3)以及电感(指代上述图1中的L1或L2)；具体连接关系可参见图1所示。其中，MOS管还可以采用其他类型的开关管。

基于上述具体电路的实施例，控制模块10输出PWM控制信号，到达第二半桥驱动模块U2的第二PWM控制信号落后于到达第一半桥驱动模块U1的第一PWM控制信号半个周期；第一PWM控制信号经过第一半桥驱动模块U1放大后驱动MOS管Q1和MOS管Q2交替工作，第一振荡回路20开始振荡，点亮第一荧光灯A；第二PWM控制信号经过第二半桥驱动模块U2放大后驱动MOS管Q3和MOS管Q4交替工作，第二振荡回路30开始振荡，点第二亮荧光灯B。

此外，在电源充足的条件下，还可以实现一个镇流器带N路振荡电路，每一路振荡电路可以采用图1所示的电路结构；具有N路振荡回路的镇流器包括：控制模块以及连接至控制模块的输出端的N路振荡回路；控制模块输出N路PWM控制信号分别控制所述N路振荡回路；每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；N为大于或等于2的正整数。而这里的控制模块可以包括：PWM波发生器，用于产生N路PWM控制信号；以及延时模块，用于对PWM波发生器的输出进行延时处理，使得每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N。

具有N路振荡回路的镇流器可以通过下面的方法来推算各路PWM控制信号之间的时间顺序：

在t时刻，控制模块输出第一路PWM控制信号控制第一路振荡回路；

在t+T/N时刻，控制模块输出第二路PWM控制信号控制第二路振荡回路；

在t+2T/N时刻，控制模块输出第三路PWM控制信号控制第三路振荡回路；

在t+(N-1)T/N时刻，控制模块输出第N路PWM控制信号控制第N路振荡回路；T为PWM控制信号的周期。其中，PWM控制信号可以为周期性的方波信号。

为了更进一步说明本发明实施例提供的具有N路振荡回路的镇流器与现有技术相比存在优势，现以具有三路振荡回路的镇流器为例，并结合图2所示的现有技术中镇流器产生的电磁干扰波形图以及图3所示的本发明实施例中镇流器产生的电磁干扰波形图详述如下：

如图2所示，现有技术中，令分别控制三路振荡回路的三个PWM控制信号的相位相同，每一路振荡回路都具有相同的功率P，则每一路振荡回路在测试点S的电磁干扰的电场强度都为1；若三路振荡回路同时开始工作，控制三路振荡回路的三个PWM控制信号的相位一致，则在测试点S测得的电磁干扰的电场强度为3，即波形E所显示的。

如图3所示，在本发明实施例提供的镇流器中，令控制三路振荡回路的三个PWM控制信号在时间上相差2T/3，相位上相差2π/3，每一路振荡回路都具有相同的功率P，对于一个振荡回路，测试点S处可测得的电磁干扰的电场强度为1，三路振荡回路同时开始工作后，三路PWM控制信号的相位相互错开，在在测试点S测得的电磁干扰的电场强度的矢量和为0。另外，若针对镇流器的谐波电流进行测试，则与现有技术相比，本发明实施例提供的镇流器使得谐波电流减少了50％；若针对镇流器中滤波电容的纹波电流进行测试，则与现有技术相比，本发明实施例提供的镇流器使得纹波电流减少了50％。

综上所述，本发明所提供的具有N路振荡回路的镇流器通过输出N路PWM控制信号分别控制N路振荡回路，每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；各路振荡回路中产生的电磁干扰波矢量叠加后使得电磁干扰波的空间强度降低为0，减小了电磁干扰；谐波电流减少了50％，纹波电流减少了50％；延长了元器件的使用寿命，提高了镇流器的电气性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有多路振荡回路的镇流器，其特征在于，所述镇流器包括：

控制模块以及连接至所述控制模块的输出端的N路振荡回路；

所述控制模块输出N路PWM控制信号分别控制所述N路振荡回路；

每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N；所述N为大于或等于2的正整数；

所述镇流器中，一路振荡回路包括：半桥驱动模块、二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一MOS管、第二MOS管以及电感；

所述半桥驱动模块的电源端连接至所述控制模块的第一输出端，所述半桥驱动模块的高端输入端连接至所述控制模块的第二输出端，所述半桥驱动模块的低端输入端连接至第一电源的输出，所述半桥驱动模块的低端输入端还通过所述第二电容接地；所述半桥驱动模块的低端反馈端接地；

所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻连接至所述半桥驱动模块的高端栅极驱动输出端，所述第一MOS管的栅极还通过所述第二电阻连接至所述半桥驱动模块的高端浮动电源反馈端，所述第一MOS管的源极连接至所述第二MOS管的漏极，所述第一MOS管的漏极连接第二电源，所述第二MOS管的栅极通过所述第三电阻连接至所述半桥驱动模块的低端栅极驱动输出端，所述第二MOS管的栅极还通过所述第四电阻接地，所述第二MOS管的源极接地；

所述二极管的阳极连接至第一电源，所述二极管的阴极通过所述第一电容连接至所述半桥驱动模块的高端浮动电源反馈端；所述二极管与所述第一电容的连接端还连接至所述半桥驱动模块的高端浮动电源端；

所述电感的一端连接至所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极连接的连接端；所述电感的一端还与所述半桥驱动模块的高端浮动电源反馈端连接，所述电感的另一端通过依次串联连接的第三电容、第四电容接地，所述第三电容与所述第四电容的串联连接端与地端分别连接至荧光灯的两端。

2.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述控制模块包括：

PWM波发生器，用于产生N路PWM控制信号；

延时模块，用于对所述PWM波发生器的输出进行延时处理，使得每两路相邻PWM控制信号之间的相位差为2π/N。

3.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述控制模块输出N路PWM控制信号分别控制所述N路振荡回路具体包括：

在t时刻，所述控制模块输出第一路PWM控制信号控制第一路振荡回路；

在t+T/N时刻，所述控制模块输出第二路PWM控制信号控制第二路振荡回路；

在t+2T/N时刻，所述控制模块输出第三路PWM控制信号控制第三路振荡回路；

在t+(N-1)T/N时刻，所述控制模块输出第N路PWM控制信号控制第N路振荡回路；

所述T为PWM控制信号的周期。

4.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述PWM控制信号为周期性的方波信号。

Images