[发明专利]电子镇流器中的双极晶体管的驱动调节方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够驱动用于电子镇流器和电子变压器的半桥拓扑中的双极晶体管的方法与装置。

背景技术

荧光灯以及高强度气体放电灯具有发光效率高、寿命长和功率范围广等诸多优点，因此，在目前的照明领域中占有重要地位。在荧光灯和高强度气体放电灯点亮过程中，电子束穿过气体媒介时产生光。而这种灯的点亮都需要使用镇流器。由于电子镇流器效率高、体积小、控制灵活，所以已经越来越多地取代了传统的电感式镇流器。

如何驱动用于电子镇流器和电子变压器的半桥拓扑中的双极晶体管，使其在任何工作频率下保持软切换状态，对于降低电源电流和功率消耗具有重要意义。在现有技术中，解决这一问题的方法是，检测半桥的中部电压的上升沿，并将其与某个内部信号进行比较以判断切换双极晶体管的驱动是否太强或太弱，从而保持这些晶体管处于软切换状态。然后，调整晶体管的驱动电流电平以获得对晶体管的适当驱动。但是，这种控制逻辑仅仅在正常操作期间是有用的，而在预热期间和点火期间不可用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以利用ASIC来驱动在电子镇流器或电子变压器的半桥中使用的切换双极晶体管的驱动调节方法与装置，使其在任何工作频率下保持软切换状态。为了实现这一目的，本发明所采取的技术方案如下。

按照本发明的第一方面，提供一种电子镇流器中双极晶体管的驱动调节方法，包括：检测步骤，用于检测晶体管半桥中点的电压；参考时间信号发生步骤，用于根据时钟发生器发出的同步信号产生参考时间信号；时间间隔产生步骤，用于在每一个开关周期比较晶体管半桥中点电压的上升沿与上桥臂晶体管驱动信号的上升沿，以产生本周期的实际时间间隔；比较步骤，用于将实际时间间隔与参考时间信号进行比较，来确定驱动信号的脉冲宽度；调节步骤，如果实际时间间隔大于参考时间信号，则相对于上一开关周期的驱动信号延长本周期的驱动信号；如果实际时间间隔小于参考时间信号，则相对于上一开关周期的驱动信号缩短本周期的驱动信号。

可选地是，在所述时间间隔产生步骤中，在每一个开关周期比较晶体管半桥中点电压的下降沿与上桥臂晶体管驱动信号的上升沿，以产生本周期的实际时间间隔。

优选地是，所述参考时间间隔为2μs。

按照本发明的第二方面，提供一种电子镇流器中双极晶体管的驱动调节装置，包括：检测单元，用于检测晶体管半桥臂中点的电压，并将该电压幅值变换为控制电路可接受的电压信号；时钟发生器单元，用于产生控制晶体管的开关频率的频率信号，同时产生与该频率信号同步以及若干倍频的控制信号；参考时间发生器单元，用于根据时钟发生器提供的信号产生一个参考时间间隔信号给予逻辑判断与控制单元作为驱动判断的参考值；脉宽调制单元，用于根据由时钟发生器单元产生的频率和逻辑判断与控制单元提供的控制信号产生交替脉宽可调的驱动信号，并供给晶体管驱动单元；晶体管驱动单元，用于将脉宽控制单元产生的驱动信号进行电压和电流的变换以驱动半桥电路上的晶体管；逻辑判断与控制单元，用于根据检测单元、参考时间发生器单元、时钟发生器单元的信号和内部的逻辑产生一个控制信号，并提供给脉宽调制单元来调节晶体管的驱动信号，使驱动信号能满足晶体管在不同的条件和状态下的要求。

优选地是，所述检测单元为电阻分压器；所述时钟发生器单元由受控的RC振荡器和门电路构成；所述参考时间发生器单元为单稳态触发器，所述参考时间间隔为2μs；所述晶体管驱动单元为驱动脉冲变压器，所述晶体管驱动单元不改变驱动信号的时序；所述逻辑判断与控制单元还能控制时钟发生器单元产生不同的开关频率信号以适应电子镇流器在荧光灯的预热、点火、正常工作、甚至调光状态下的要求；所述逻辑判断与控制单还能根据输入的各种信号判断电子镇流器的各种异常状态，从而关闭脉宽调制单元，实现保护功能。

按照本发明技术方案的控制方法与控制装置足够灵活，可以在镇流器的整个工作期间驱动切换双极晶体管。该控制方法有助于降低控制ASIC的功率消耗和电源电流。

附图说明

下面将结合附图对本发明做具体说明，其中

图1示出了一个电子镇流器的功率回路；

图2是按照本发明的电子镇流器中双极晶体管的驱动调节装置的结构框图；

图3是按照本发明的电子镇流器中的双极晶体管的驱动调节过程的时序图。

具体实施方式

如图1所示，给出了一个电子镇流器的功率回路，晶体管VT1、VT2，谐振电感L1，谐振点火电容C2，半桥电容C3、C4以及负载La(即荧光灯)组成一个经典的电子镇流器半桥谐振电路。