[发明专利]CCFL控制器的触发和开路灯调整

说明书

要求优先权

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求2006年7月6日提交且题为“Striking and Open Lamp Regulation for CCFL Controller”的美国临时专利申请No. 60/806,714、2006年10月4日提交且题为“Compensation for Supply Voltage Variations in a PWM”的美国临时专利申请No.60/849,211、以及2006年10 月4日提交且题为“PWM Duty Cycle Inverse Adjustment Circuit”的美国临时 专利申请No.60/849,254的优先权，其中每一份申请的全部内容通过引用结 合于此。

发明背景

发明领域

此发明涉及用于控制供给荧光灯功率的逆变控制器，更具体地涉及具 有可靠的灯启辉和开路灯电压调整(voltage regulation)的逆变控制器。

相关技术描述

需要光但用来产生光所需的功率有限的多种应用中都使用荧光灯。一 种特定类型的荧光灯是冷阴极荧光灯(CCFL)。CCFL用于通常用于笔记 本计算机、网络浏览器、汽车和工业设备、以及娱乐系统中的液晶显示器 (LCD)的背光或边缘照明。这样的荧光灯需要短时间段的高启动电压(数 量级为700-1,600伏左右)以使灯管里包含的气体离子化以便启辉。在CCFL 中的气体离子化以及CCFL点亮之后，需要较低的电压保持CCFL开启。

CCFL管通常包含诸如氩气、氙气之类的气体以及少量汞。在初始启 辉阶段和等离子体形成之后，电流流过灯管而导致紫外光的产生。紫外光 又照射涂敷在灯管内壁中的磷光材料，产生了可见光。

已知为逆变器的功率转换电路一般用于驱动CCFL。逆变器接受直流 (DC)输入电压并将交流(AC)输出电压提供给CCFL。通过控制流过 CCFL的电流(即灯电流)来控制CCFL的亮度(或光强)。例如，灯电流 可以是幅度调制或脉宽调制的，以控制CCFL的亮度。

一种类型的逆变器包括谐振电路。该逆变器包括使用功率金属氧化物 半导体场效应晶体管(MOSFET)按照半桥式布局或全桥式布局的开关晶 体管来提供直流到交流的转换。通过利用处于谐振频率的驱动信号来开关 MOSFET以在逆变器输出处提供最大功率。为了控制输出电压以及流过灯 的电流，逆变器可改变驱动信号的频率使其向着谐振频率或远离谐振频率。

发明内容

本发明的一个方面是逆变器，该逆变器具有顺序地控制用于使灯启辉 和调整开路灯电压的至少一个驱动信号的占空比扫描以及频率扫描的闭环 反馈回路。在一个实施例中，闭环反馈回路包括检测器电路、控制电压发 生器以及两个电压转换器。检测器电路监控逆变器的输出电压并指示逆变 器的输出电压何时大于预定阈值。当逆变器进入用来使灯启辉的触发模式 (strike mode)时控制电压发生器产生能以预定速率从第一电平向第二电平 变化的控制电压信号。控制电压发生器耦合到检测器电路的输出，并且当 检测器电路的输出指示逆变器电压大于预定阈值时，控制电压信号停止以 预定速率变化。一个电压转换器响应于控制电压信号值的第一范围产生第 一控制输出，另一电压转换器响应于控制电压信号值的第二范围产生第二 控制输出。在一个实施例中，控制电压信号值的第一范围与第二范围不交 迭，以使在启辉尝试期间驱动信号的占空比扫描和频率扫描不同时出现。 在另一实施例中，占空比扫描和频率扫描部分地交迭。可终止占空比扫描 或频率扫描以将逆变器的输出电压调整为期望开路灯电压电平。另外，当 灯启辉时(例如当灯传导超过预定水平的电流时)或当在灯没有启辉的情 况下超时条件出现时，触发模式终止。

在一个实施例中，一种使灯(例如荧光灯)启辉的方法包括顺序地控 制脉宽调制(PWM)控制器中的占空比扫描和频率扫描以将增大的输出电 压提供给灯。例如，该方法以一种新颖的方式控制灯启辉和开路灯电压调 整的两个参数(占空比和频率)。该方法允许在PWM控制器的触发模式 期间的启辉以及开路灯电压调整方案的不停顿操作。