TWI449468B - 安定器之積體電路控制器 - Google Patents

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Description

安定器之積體電路控制器
本發明係有關於一種安定器，特別是指一種具有預熱/重新預熱燈絲和控制點燈時間，且用於螢光燈管或小型螢光燈管的安定器，其利用電壓回授調整運作頻率和過電壓保護並藉由一外加電容，以進行預先加熱/重新預先加熱燈絲和控制點燈時間。
在民眾日常生活中，螢光燈管為最受廣泛利用的光源，改善螢光燈管的效能將會長久地節省能源。在現今研發中，主要是針對如何增進螢光燈管的安定器的效能與節省能源，且進一步在燈管點燈之前先預熱燈絲，如此將幫助燈絲更輕易產生自由電子，且利用此方式點燈不僅可以降低陰極兩端之點燈電壓，更可提高燈管的使用壽命，所以現今許多電子安定器或積體電路控制器皆加入預熱燈絲的功能，以讓燈管具有更長的使用壽命。但是此種方式導致另一個問題”重新預熱”。重新預熱是指安定器在電源突然跳脫的短暫時間內不只預熱燈絲一次，因為燈絲在此一短暫時間中仍在1000°K左右的高溫，而短暫時間的電源跳脫將讓安定器重設其功能並再一次重新預熱燈絲。如此即會給予燈絲兩次能量，而造成過度預熱，且過度預熱會降低燈管的使用壽命，所以必須避免發生此情況。
由上述設可知，對燈絲而言，進行較佳預熱可以降低陰極兩端的點燈電壓與點燈時間。點燈時間若太久會導致燈管在這段時間內產生高電壓，如此將影響燈管的使用壽命，所以同樣必須避免發生此情況。
對於預熱燈絲的功能而言，大部分傳統電子安定器是並聯一電容於燈管，而作為一啟動電容，以達到在燈管點燈之前先預熱燈絲的目的。但燈 管預熱的時候會因為電容之壓降而產生熾熱電流(glow current)，且熾熱電流亦會降低燈管的使用壽命。
請參閱第一圖，其為具有預熱燈絲功能之傳統電子安定器之串聯諧振電路的電路圖。如圖所示，其藉由一積體電路控制器2達成預熱燈絲功能。一半橋式換流器3係藉由二開關31與32構成，開關31與開關32係受控制於積體電路控制器2所產生之訊號S2與S3，開關31與32依據一電阻12與一電容14所控制之切換頻率而互補地切換導通/截止，而導通與截止各約為50%工作週期。一電感40、一電容41與一螢光燈管50構成一諧振電路，且螢光燈管50係並聯一電容51，其用以作為一啟動電容。一預熱電路1係由一邏輯電路11、電阻12、電容14與一開關15所構成，且開關15串連一電阻13而並聯電阻12。當一切換訊號S1出現時，可藉由控制開關15而並聯電阻13與電阻12，而以高切換頻率控制預熱功能完成。在燈管點燈之前，邏輯電路11會控制預熱時間。此外，利用高啟動頻率可避免在啟動時，產生應力於燈絲，以及降低燈管的點燈電壓。
依據上述之電路，當輸入電壓DC BUS之電源跳脫或使用者在燈管運作期間瞬間切換電源開關時，將讓該積體電路控制器2與該預熱電路1無法執行其功能，並會再一次重新預熱該燈絲，所以必須避免給予燈絲兩次能量而進行多次預熱。同時，在此刻無法控制點燈時間，若燈管50點燈時間太久將會導致燈管50兩端之陰極，在同一時間內會產生一高電壓降，這將對燈絲造成損害並減少燈管的使用壽命。如此亦必須避免上述情況發生。
請參閱第二圖，其為具有預熱功能之另一習用電子安定器的電路圖。如圖所示，一電容61耦接該積體電路控制器2，以用於控制預熱時間；一電容62耦接該積體電路控制器2，以用於控制點燈時間。在此一電路中，必須利用二外加電容用於控制預熱與點燈時間。
基於上述習用技術的問題，本發明之目的係提供一種安定器，其可控制重新預熱與點燈時間，以及利用一電容產生必要訊號，本發明之另一目的是提供高效能且低成本之電路。
本發明之目的之一，在於提供一種安定器之積體電路控制器，其用於控制預熱/重新預熱燈絲以及點燈之時間。
本發明之目的之一，在於提供一種高效能且低成本之安定器的積體電路控制器。
本發明提供一種安定器之積體電路控制器，其包含一電源電路，電源電路耦接電源整流器，以提供積體電路控制器內部之邏輯電路或控制電路所需之電源。一充放電電路耦接一電容，以提供電容充放電路徑，以及耦接一控制電路與一比較電路，當積體電路控制器未有錯誤時電容則進行充電，當燈管運作期間產生錯誤或功率跳脫時電容則進行放電。控制電路控制充放電電路。比較電路耦接充放電電路與一邏輯控制電路，以比較充放電電路所輸出之訊號，以及提供訊號至邏輯控制電路，以決定最高或最低切換頻率，且提供訊號至控制電路，以控制電容之充電時間或放電時間。邏輯控制電路與一頻率補償電路皆耦接一回授控制電路，以接收燈管電壓，且邏輯控制電路耦接比較電路、頻率補償電路、控制電路與一振盪電路。一旦燈管電壓高過邏輯控制電路之門檻電壓時，將會產生一過電壓保護並透過控制電路驅使電容放電。
承接上述，頻率補償電路係耦接邏輯控制電路與振盪電路，且頻率補償電路依據頻率補償電路之門檻電壓與回授控制電路之電壓可設定積體電路控制器之切換頻率，其中切換頻率會隨著回授控制電路之電壓增加而增加，且切換頻率會隨著回授控制電路之電壓降低而降低。振盪電路耦接邏輯控制電路、頻率補償電路、一驅動電路與一適應性零電壓切換電路，振盪電路具有內部最高切換頻率限制與最低切換頻率限制，以及提供最高切換頻率或最低切換頻率至安定器之一半橋式換流器，一旦在燈管運作期間回授控制電路之回授電壓改變或零電壓切換發生時，頻率補償電路或適應性零電壓切換電路會改變切換頻率。適應性零電壓切換電路耦接振盪電路與半橋式換流器。切換頻率會在非零電壓切換發生或回授控制電路之電壓 增加時而增加，並會隨著回授控制電路之電壓降低而降低。驅動電路耦接振盪電路，並耦接半橋式換流器之開關以及一電容，電容提供切換能量以切換開關。
為對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：請參閱第三圖，其為本發明之安定器的電路圖。如圖所示，一燈管50、一電感40與一電容41係串聯為一諧振電路，一電容51並聯燈管50而為一啟動電容。燈管50可為螢光燈管。諧振電路會產生一正弦波電壓以驅動該螢光燈管50運作。一開關31串聯一開關32以形成一半橋式換流器3，並耦接該諧振電路。開關31為一高壓側開關，且耦接功率轉換器之一輸入電壓DC BUS，並受控制於一積體電路控制器20之一高壓側輸出端HO所產生之一切換訊號S2。開關32為一低壓側開關，且耦接至接地，並受控制於積體電路控制器20之一低壓側輸出端LO所產生之一切換訊號S3。
復參閱第三圖，積體電路控制器20之一回授端FB係耦接至一回授控制電路8，以接收一回授訊號81而用於調整切換頻率與燈管50在運作期間的過電壓保護。回授控制電路8係耦接電容41、燈管50與接地，以經由回授端FB提供回授訊號81，其中回授訊號81即表示燈管電壓。一二極體91與一電容9形成一充電泵電路，並耦接至積體電路控制器20之一靴帶端BS與一靴帶接地端HGND，以提供一驅動電路28(如第四圖所示)所需之切換能量，而用於切換高壓側開關31。一電容72耦接至一電容端CAP與一接地端GND以提供一電壓訊號71至積體電路控制器20之內部邏輯電路，其中接地端GND係耦接至接地以提供一電流回程，且所有的訊號會基於接地端GND。積體電路控制器20之一供應端VCC係耦接輸入電壓DC BUS，以提供積體電路控制器20所需之電源。
請參閱第四圖，其為本發明之安定器之積體電路控制器之第一實施例 的方塊圖。如圖所示，一內部偏壓電路21耦接至供應端VCC，以提供積體電路控制器20所需之一必要電源與一參考電壓。一充放電電路22係耦接電容端CAP，以提供電容72充電與放電路徑而達到預熱、點燈、運作時間與重新預熱之功能。最佳預熱燈絲之狀況關係於燈絲分別在室溫與在工作溫度時之兩阻抗之間的阻抗率，其可表示如下：
其中，Th為燈絲之工作溫度，Tc為室溫或參考溫度，Rc為燈絲於室溫下或參考溫度下的阻抗值，Rh為燈絲於工作溫度下的阻抗值，最佳預熱情況為此係數位於4到6之間。
重新預熱功能是指當電源於一短暫時間跳脫並回復時，而再一次預熱燈絲，在此期間燈絲的溫度仍在工作溫度下，約為1000°K。燈絲的溫度於電源跳脫的短暫時間內並無法降低至室溫，所以若積體電路控制器20再一次執行預熱功能時，將會給予燈絲兩次能量，如此將影響燈管50之使用壽命，其中燈絲溫度與阻抗之間的關係可表示如下：Rt =Rc [1+α (Th -Tc )+β(Th -Tc )2 ]------------------------------------(2)
其中，Rt為燈絲於溫度t下的阻抗值，Rc為燈絲在室溫下或參考溫度下的阻抗值，α為阻抗溫度係數，Tc為室溫或參考溫度，β為放大係數以及Th為工作溫度，對於金屬導體而言，β可被忽略不計，所以此式可重寫為如下所示：Rt =Rc [1+α (Th -Tc )]------------------------------------------------(3)
因此，對於燈絲而言，阻抗值會隨著工作溫度Th增加而增加，並隨著工作溫度Th降低而降低。所以，若控制電容72之放電斜率而匹配燈絲溫度降低之斜率，即可控制重新預熱時間並可提供一合適能量至燈絲，以避免於短時間內電源跳脫時，而發生過度預熱之情形。
復參閱第四圖，電容72受控制於充放電電路22。當積體電路控制器20未具有錯誤或未有任何故障訊號被觸發時，一控制電路23會產生一訊號 221並輸出至充放電電路22，以控制充放電電路22對電容72進行充電。充放電電路22係耦接一比較電路24與控制電路23，並透過電容端CAP耦接電容72。當積體電路控制器20未具有錯誤時，電容72會進行充電，且電容72之電壓會逐漸地增加。當任一故障訊號被觸發或者電源跳脫時，電容72會放電，且電容72之電壓會以相當於燈絲溫度降低之一斜率而逐漸降低。
承接上述，比較電路24耦接於充放電電路22與一邏輯控制電路26之間，比較電路24自充放電電路22接收一電壓訊號222，以依據比較電路24之一門檻電壓與電容72之電壓決定預熱時間與點燈模式。一旦充放電電路22對電容72充電時，電壓訊號71會逐漸增加，而電壓訊號222則相當於電壓訊號71。
當電壓訊號222低於一第一門檻電壓(Vprh)(如第五圖所示)時，比較電路24將會產生一預熱訊號(PRH)241並傳輸至邏輯控制電路26，以控制一振盪電路25產生一具最高頻率(fmax)(如第五圖所示)之振盪訊號251，而用於控制一驅動電路28驅動半橋式換流器3(如第三圖所示)。振盪訊號251決定安定器之積體電路控制器20的切換頻率。一旦預熱訊號241產生時，積體電路控制器20即操作於一預熱模式下。當電壓訊號222低於第一門檻電壓(Vprh)時，預熱訊號241可為”低電壓訊號”；當電壓訊號222高於第一門檻電壓(Vprh)時，預熱訊號241可為”高電壓訊號”。
當電壓訊號222持續增加而超過第一門檻電壓(Vprh)，且低於一第二門檻電壓(Vign)(如第五圖所示)時，比較電路24將會產生一點燈訊號(IGN)242並傳輸至邏輯控制電路26，以控制振盪電路25，且振盪電路25會逐漸減少頻率直到積體電路控制器20所限制之一最低頻率(fmin)為止(如第五圖所示)。一旦點燈訊號242產生時，積體電路控制器20會操作於一點燈模式，且燈管必須完成點燈。當點燈訊號242產生時，若燈管50(如第二圖所示)點燈失敗，或者點燈訊號242消失後，而燈管50點燈太久，積體電路控制器20會進入一故障模式，以用於一點燈失敗保護。當電 壓訊號222位於第一門檻電壓(Vprh)與第二門檻電壓(Vign)之間時，點燈訊號242可為”低電壓訊號”；當電壓訊號222超過第二門檻電壓(Vign)時，點燈訊號242可為”高電壓訊號”。當電壓訊號222高於第二門檻電壓(Vign)且點燈訊號242消失時，積體電路控制器20會操作於一運作模式，且頻率為最低頻率(fmin)。上述，第一門檻電壓(Vprh)低於第二門檻電壓(Vign)，最低頻率(fmin)係低於最高頻率(fmax)。
復參閱第四圖，邏輯控制電路26與一頻率補償電路27係經由回授端FB耦接至回授控制電路8(如第三圖所示)，以接收回授控制電路8之回授訊號81，且邏輯控制電路26亦耦接控制電路23、比較電路24與振盪電路25。一旦預熱訊號241從比較電路24產生時，邏輯控制電路26會產生一最高頻率訊號261並傳輸至振盪電路25，以控制振盪電路25經由驅動電路28以最高頻率切換半橋式換流器3(如第三圖所示)。當點燈訊號242從比較電路24產生時，邏輯控制電路26將會產生一頻率掃描訊號262至振盪電路25，以逐步降低切換頻率直到切換頻率為最低頻率為止。當回授訊號81高於一邏輯控制電路26之一第三門檻電壓時，邏輯控制電路26將進行一過電壓保護，且邏輯控制電路26會產生一過電壓保護訊號(OVP)263與一控制訊號231，用於禁能振盪電路25以及經由控制電路23控制充放電電路22讓電容72放電。振盪電路25分別依據最高頻率訊號261與頻率掃描訊號262產生具一最高頻率限制與一最低頻率限制之振盪訊號251，以控制驅動電路28。
復參閱第四圖，頻率補償電路27係耦接邏輯控制電路26與振盪電路25。回授訊號81進入頻率補償電路27會分割為一第四門檻電壓(V4)與一第五門檻電壓(V5)，其中第四門檻電壓(V4)與第五門檻電壓(V5)分別為低門檻電壓與高門檻電壓。頻率補償電路27產生一補償訊號271至振盪電路25，以調整切換頻率。振盪電路25依據補償訊號271產生振盪訊號251，以控制驅動電路28。切換頻率會隨著回授訊號81增加而增加至最高頻率(fmax)，且切換頻率會隨著回授訊號81降低而降低至最低頻率(fmin)。第 三門檻電壓(V3)高於第四門檻電壓(V4)與第五門檻電壓(V5)，且第四門檻電壓(V4)低於第五門檻電壓(V5)。
復參閱第四圖，驅動電路28耦接振盪電路25，並為半橋式換流器3(如第三圖所示)提供高壓側驅動與低壓側驅動，並提供高壓侧所需之能量。驅動電路28接收振盪訊號251，以產生切換訊號S2與S3，用於分別經由高壓側輸出端HO與低壓側輸出端LO控制高壓側開關31與低壓側開關32(如第三圖所示)。電容9(如第三圖所示)係經由靴帶端BS與靴帶接地端HGND耦接驅動電路28，以提供高壓側開關31所需之能量。
復參閱第四圖，一適應性零電壓切換(ZVS)電路29係經由靴帶接地端HGND耦接半橋式換流器3之高壓側開關31與低壓側開關32(如第三圖所示)，若一非零電壓切換發生於燈管運作的期間，適應性零電壓切換電路29則會偵測到此非零電壓切換。該非零電壓切換是指當低壓側開關32導通時，半橋式換流器3之高壓側開關31與低壓側開關32的電壓不是零電壓，所以適應性零電壓切換電路29係耦接半橋式換流器3，以用於在低壓側開關32導通時，偵測高壓側開關31與低壓側開關32之電壓。一旦非零電壓切換發生時，適應性零電壓切換電路29會產生一非零電壓訊號291至振盪電路25，以控制振盪電路25增加切換頻率直到回復至零電壓切換為止。
請參閱第五圖，其為本發明之積體電路控制器之波形圖。一併參閱第三、四圖，其中，Vcap為跨在電容72(如第四圖所示)上之電壓，電源為電源導通時的電源訊號，PRH為預熱訊號241(如第四圖所示)，IGN為點燈訊號242(如第四圖所示)，fsw為切換頻率，以及燈絲溫度為燈管運作期間的燈絲溫度。當電源導通時，充放電電路22(如第四圖所示)會讓電容72充電，且電容72之電壓會逐漸增加。當電容72之電壓Vcap低於比較電路24(如第四圖所示)之第一門檻電壓(Vprh)時，比較電路24會產生預熱訊號(PRH)241，以進入預熱模式，且預熱時間表示為t1。預熱時間(t1)的期間內，切換頻率操作於最高頻率(fmax)，且燈絲溫度會逐漸增加至操作溫度Th。
承接上述，當電容72之電壓(Vcap)持續增加且低於比較電路24之第二門檻電壓(Vign)時，比較電路24會產生點燈訊號(IGN)242，以進入點燈模式，且點燈時間表示為t2，切換頻率於點燈時間(t2)內會降低直到降低至最低頻率(fmin)為止。當電容72之電壓(Vcap)高於第二門檻電壓(Vign)時，即指燈管50在(如第三圖所示)在運作時間(t3)期間內操作於運作模式，切換頻率在此段時間(t3)期間內為最低頻率(fmin)，除非發生非零電壓。
承接上述，當電源在一短暫時間(t4)內跳脫時，燈絲溫度將會降低而相當於電容72之電壓，且振盪電路25將會禁能。當電源跳脫時，若電容72之電壓放電斜率相當於燈絲溫度降低，則可以在電源回復後，依據電容72之電壓獲得燈絲的狀態並控制重新預熱時間或重新點燈時間，其中重新預熱時間與重新點燈時間分別表示為t1’與t2’。切換頻率在重新預熱時間(t1’)期間內仍為最高頻率(fmax)，切換頻率並在重新點燈時間(t2’)期間內降低直至最低頻率(fmin)為止。當電源在時間(t6)完全截止時，電容72之電壓(Vcap)會放電至歸零，以進入燈管的下一操作週期。
請參閱第六圖，其為本發明之零電壓切換的波形圖。若非零電壓切換產生，則適應性零電壓切換電路29(如第四圖所示)將會調整切換頻率直到回復零電壓切換為止，並維持該切換頻率。
請參閱第七圖，其為本發明之比較邏輯與頻率補償之波形圖。圖中所示之VFB為回授端FB(如第四圖所示)之回授電壓，其為回授訊號81(如第四圖所示)。VFC為回授電壓經過頻率補償電路27(如第四圖所示)所分割出之電壓。如前面所述，回授端FB具有兩功能，分別為過電壓保護以及調整切換頻率，而用於邏輯控制電路26與頻率補償電路27(如第四圖所示)。回授端FB具有三個門檻電壓，一為邏輯控制電路26用於過電壓保護之門檻電壓(V3)，其他為頻率補償電路27用於調整以及設定切換頻率之門檻電壓(V4)與(V5)。
承接上述，一旦該回授訊號81超過邏輯控制電路26之第三門檻電壓(V3)時，將會發生過電壓保護，且積體電路控制器20(如第三圖所示)將會進入故障模式。回授訊號81進入頻率補償電路27後，將會分割為第四門檻電壓(V4)與第五門檻電壓(V5)，以用於切換頻率補償，且頻率補償電路27亦可依據位於第四門檻電壓(V4)與第五門檻電壓(V5)之間的回授電壓以及利用振盪電路25之最高頻率與最低頻率設定切換頻率。
請參閱第八圖，其為本發明之安定器之實驗結果的曲線圖。如圖所示，功率輸出、光輸出以及切換頻率之間的關係曲線呈現出如同鐘形，亦即光輸出與功率輸出不會隨著切換頻率增加而增加，且具有一最大值。最大值之右侧為一穩定工作區域，諧振安定器通常運作在此區域內，最大值之左側為一非穩定工作區域，由於此工作區域容易消除燈管50(如第三圖所示)的電弧，所以安定器應該避免運作在此區域範圍內。
請參閱第九圖，其為本發明之具有燈管操作點之諧振槽波特圖(Bode plot)。如圖所示，切換頻率開始於較高之頻率，並逐漸降低直至對燈管點燈為止，切換頻率在頻率降低期間必須通過諧振電路之高Q區(High-Q)，以提供對燈管點燈所需的能量。燈管點燈之後，切換頻率會降低至所要求之頻率並會讓諧振電路操作於低Q區(Low-Q)，以穩定燈管之電弧。
請參閱十圖，其為本發明之積體電路控制器之第二實施例的電路圖。如圖所示，此實施例之積體電路控制器20’之大部份內部電路係同於第一實施例之積體電路控制器20，所以在此不再贅述。第一實施例之積體電路控制器20與本實施例之積體電路控制器20’主要不同之處在於第一實施例的積體電路控制器20的開關31與32分別由金屬氧化半導體場效電晶體(MOSFET)281與282取代並設置於積體電路控制器20’內。金屬氧化半導體場效電晶體281係耦接一高壓侧輸出端HV，其耦接輸入電壓DC BUS(如第三圖所示)，且金屬氧化半導體場效電晶體282係耦接一接地端AGND，其耦接至接地。金屬氧化半導體場效電晶體281與282係串聯並耦接至驅動電路，以用於最小化安定器之電路板面積。
請參閱第十一圖，其為本發明之積體電路控制器之第三實施例的電路圖。如圖所示，此實施例之積體電路控制器20”之大部份內部電路與第二實施例之積體電路控制器20’相同，所以在此不再贅述。第二實施例之積體電路控制器20”與積體電路控制器20’主要不同之處在於，一時序控制電路243取代電容72與充放電電路22，以用於預熱、電燈與運作時間之控制，其功能同於本發明之前所述之功能，因此控制電路23係耦接時序控制電路243，並控制時序控制電路243。時序控制電路243依據一時序/計數電路(圖未示)，而具有一內部預熱時間t1與點燈時間t2，以提供預熱訊號241與點燈訊號242至邏輯控制電路26，而用於預熱與點燈模式之控制。
本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1‧‧‧預熱電路
2‧‧‧積體電路控制器
3‧‧‧半橋式換流器
11‧‧‧邏輯電路
12‧‧‧電阻
13‧‧‧電阻
14‧‧‧電容
15‧‧‧開關
20‧‧‧積體電路控制器
20’‧‧‧積體電路控制器
20”‧‧‧積體電路控制器
21‧‧‧內部偏壓電路
22‧‧‧充放電電路
23‧‧‧控制電路
24‧‧‧比較電路
25‧‧‧振盪電路
26‧‧‧邏輯控制電路
27‧‧‧頻率補償電路
28‧‧‧驅動電路
29‧‧‧適應性零電壓切換電路
31‧‧‧高壓側開關
32‧‧‧低壓側開關
40‧‧‧電感
41‧‧‧電容
50‧‧‧燈管
51‧‧‧電容
60‧‧‧電容
61‧‧‧電容
71‧‧‧電壓訊號
72‧‧‧電容
81‧‧‧回授訊號
221‧‧‧訊號
222‧‧‧電壓訊號
231‧‧‧控制訊號
241‧‧‧預熱訊號
242‧‧‧點燈訊號
243‧‧‧時序控制電路
251‧‧‧振盪訊號
261‧‧‧最高頻率訊號
262‧‧‧頻率掃描訊號
263‧‧‧過電壓保護訊號
271‧‧‧補償訊號
281‧‧‧金屬氧化半導體場效電晶體
282‧‧‧金屬氧化半導體場效電晶體
291‧‧‧非零電壓訊號
AGND‧‧‧接地端
BS‧‧‧靴帶端
CAP‧‧‧電容端
DC BUS‧‧‧輸入電壓
FB‧‧‧回授端
fmax‧‧‧最高頻率
fmin‧‧‧最低頻率
fsw‧‧‧切換頻率
GND‧‧‧接地端
HGND‧‧‧靴帶接地端
High-Q‧‧‧高Q
Low-Q‧‧‧低Q
HO‧‧‧高壓側輸出端
HV‧‧‧高壓側輸出端
IGN‧‧‧點燈訊號
LO‧‧‧低壓側輸出端
PRH‧‧‧預熱訊號
S1‧‧‧切換訊號
S2‧‧‧切換訊號
S3‧‧‧切換訊號
V3‧‧‧第三門檻電壓
V4‧‧‧第四門檻電壓
V5‧‧‧第五門檻電壓
Vcap‧‧‧電容電壓
Vign‧‧‧第二門檻電壓
Vprh‧‧‧第一門檻電壓
VCC‧‧‧供應端
VFB‧‧‧回授電壓
VFC‧‧‧回授電壓
t1‧‧‧預熱時間
t2‧‧‧點燈時間
第一圖為一習知電子安定器之電路圖；第二圖為另一習知電子安定器之電路圖；第三圖為本發明之安定器的電路圖；第四圖為本發明之安定器之積體電路控制器之第一實施例之電路圖；第五圖為本發明之安定器之積體電路控制器的波形圖；第六圖為本發明之零電壓切換的波形圖；第七圖為本發明之比較邏輯與頻率補償之波形圖；第八圖為本發明之安定器之實驗結果的曲線圖；第九圖為本發明之具有燈管運作點之諧振槽波特圖；第十圖為本發明之安定器之積體電路控制器之第二實施例的電路圖；以及 第十一圖為本發明之安定器之積體電路控制器之第三實施例的電路圖。
20．．．積體電路控制器
21．．．內部偏壓電路
22．．．充放電電路
221．．．控制訊號
222．．．電壓訊號
23．．．控制電路
231．．．控制訊號
24．．．比較電路
241．．．預熱訊號
242．．．點燈訊號
25．．．振盪電路
251．．．振盪訊號
26．．．邏輯控制電路
261．．．最高頻率訊號
262．．．頻率掃描訊號
263．．．過電壓保護訊號
27．．．頻率補償電路
271．．．補償訊號
28．．．驅動電路
29．．．適應性零電壓切換電路
291．．．非零電壓訊號
71．．．電壓訊號
72．．．電容
81．．．回授訊號

Claims (27)

  1. 一種安定器之積體電路控制器，其包含：一振盪電路，產生一振盪訊號；一驅動電路，耦接該振盪電路，並接收該振盪訊號，而控制該安定器之複數開關，該振盪訊號決定該安定器之該積體電路控制器的切換頻率；一充放電電路，耦接一電容，並驅使該電容充電或放電，該電容之一放電斜率匹配於一燈管之一燈絲溫度降低的一斜率；一控制電路，耦接該充放電電路，並控制該充放電電路，以驅使該電容充電或放電；一比較電路，耦接該充放電電路，並接收該電容之一電壓訊號且包含一第一門檻電壓，該比較電路比較該第一門檻電壓與該電容之該電壓訊號，以控制時序與提供一預熱訊號；以及一邏輯控制電路，耦接並控制該控制電路，並耦接該比較電路，用以接收該比較電路之該預熱訊號，以預熱該燈管之一燈絲與控制該振盪電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該比較電路於該電容之該電壓訊號低於該第一門檻電壓時，產生該預熱訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該比較電路於該電容之該電壓訊號高於該第一門檻電壓時，禁能該預熱訊號，以停止預熱該燈絲。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該邏輯控制電路依據該預熱訊號控制該振盪電路，產生具一最高頻率限制之該振盪訊號，控制該切換頻率操作於一最高頻率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該比較電路具有一第二門檻電壓，該比較電路比較該第二門檻電壓與該電容之該電壓訊號，該電容之該電壓訊號高於該第一門檻電壓並低於該第二門檻電壓 時，該比較電路提供一點燈訊號，該邏輯控制電路接收該點燈訊號，以對該燈管點燈。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之積體電路控制器，其中該第一門檻電壓低於該第二門檻電壓。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之積體電路控制器，其中該邏輯控制電路依據該點燈訊號，控制該振盪電路產生具有一最低頻率限制之該振盪訊號，以降低該切換頻率直到該切換頻率降低為一最低頻率為止。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之積體電路控制器，其中該電容之該電壓訊號高於該第二門檻電壓時，該點燈訊號為禁能，且該切換頻率操作於該最低頻率。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之積體電路控制器，其中該燈管點燈失敗時，在該點燈訊號消失後，啟動一點燈失敗保護。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該邏輯控制電路具一門檻電壓並接收該安定器之一回授控制電路之一回授訊號，用以一過電壓保護，該回授訊號高於該邏輯控制電路之該門檻電壓時，該邏輯控制電路禁能該振盪電路並控制該控制電路驅使該電容放電。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，更包含：一頻率補償電路，具有一低門檻電壓與一高門檻電壓，並耦接該安定器之一回授控制電路，以接收一回授訊號，並依據該回授訊號、該低門檻電壓與該高門檻電壓控制該振盪電路，決定該切換頻率與一頻率補償。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之積體電路控制器，其中該頻率補償電路分割該回授訊號而位於該低門檻電壓與該高門檻電壓之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，更包含：一適應性零電壓切換電路，耦接該複數開關，該複數開關之一低壓側開關導通時，該適應性零電壓切換電路偵測該複數開關之電壓，該複數開關之電壓不為零且該低壓側開關導通時，該適應性零電壓切 換電路控制該振盪電路，以調整該切換頻率直到該複數開關之電壓歸零為止。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之積體電路控制器，其中該適應性零電壓切換電路於該低壓側開關導通時，偵測該複數開關之一高壓側開關與該低壓側開關之電壓。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之積體電路控制器，其中該適應性零電壓切換電路於該複數開關之電壓不為零而發生一非零電壓切換時，調整該切換頻率。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，更包含：一內部偏壓電路，耦接一輸入電壓，以提供電源。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該複數開關分別為一低壓側開關與一高壓側開關，以作為一半橋式換流器。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路控制器，其中該複數開關內建於該積體電路控制器。
  19. 一種安定器之積體電路控制器，其包含：一充放電電路，耦接一電容，並驅使該電容充電或放電，該電容之一放電斜率匹配於一燈管之一燈絲溫度降低的一斜率；一控制電路，耦接該充放電電路，並控制該充放電電路驅使該電容充電或放電；一比較電路，耦接該充放電電路，並接收該電容之一電壓訊號，且具有一第一門檻電壓，該比較電路比較該第一門檻電壓與該電容之該電壓訊號，以控制時序與提供一預熱訊號；以及一邏輯控制電路，耦接並控制該控制電路，且耦接該比較電路，並接收該預熱訊號，以預熱該燈管之一燈絲。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之積體電路控制器，其中該比較電路於該電容之該電壓訊號低於該第一門檻電壓時，產生該預熱訊號。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之積體電路控制器，其中該比較電路於該 電容之該電壓訊號高於該第一門檻電壓時，禁能該預熱訊號，以停止預熱該燈絲。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之積體電路控制器，其中該比較電路具有一第二門檻電壓，該比較電路比較該第二門檻電壓與該電容之該電壓訊號，該電容之該電壓訊號高於該第一門檻電壓並低於該第二門檻電壓時，該比較電路提供一點燈訊號，且該邏輯控制電路接收該點燈訊號而對該燈管點燈。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之積體電路控制器，其中該第一門檻電壓係低於該第二門檻電壓。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之積體電路控制器，其中該電容之該電壓訊號高於該第二門檻電壓時，該點燈訊號為禁能。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之積體電路控制器，其中該燈管點燈失敗時，在該點燈訊號消失後，啟動一失敗點燈保護。
  26. 如申請專利範圍第19項所述之積體電路控制器，其中該邏輯控制電路具有一門檻電壓並接收該安定器之一回授控制電路的一回授訊號，用以一過電壓保護，該回授訊號高於該邏輯控制電路之該門檻電壓時，該邏輯控制電路控制該控制電路驅使該電容放電。
  27. 如申請專利範圍第19項所述之積體電路控制器，更包含：一內部偏壓電路，耦接一輸入電壓，以提供電源。
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