[发明专利]电子镇流器中具有死区时间的多频率振荡器

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种多频率振荡器，可应用于预热型荧光灯电子镇流器中。

背景技术

多频率振荡器广泛应用于预热型荧光灯电子镇流器，通过改变不同时间段内的振荡频率可实现荧光灯的预热、点火及正常发光。根据预热型荧光灯的特点，其正常工作有三个阶段：1、当灯回路在某个较高频率点f_ph时，在一定时间内给灯丝提供一个大电流进行预热；2、当频率逐渐减小而趋于LCC串联谐振并联负载电路的固有频率点f₀时，给荧光灯的两端提供高达600～800V的电压，以使其点亮；3、最后使荧光灯以恒定的工作频率f_run，在额定功率下正常发光。

图1是传统振荡器的电路图，它包括MOS管M0-M9、开关管MS1和MS2、运算放大器OP、比较器COMP1、电阻R0和电容C。其中，电阻R0、NMOS管M0、运算放大器OP及基准电压源组成V-I转换电路，利用基准电压产生较精确的基准电流I_REF；M1和M2组成第一电流镜，M3、M4和M5组成第二电流镜，M6和M7组成第三电流镜，利用上述三个电流镜的镜像关系，产生振荡器的充电电流I_C和放电电流I_D，给电容C充放电。

传统振荡器的工作原理：设初始时电容C上无电荷积累，电容C的端电压为V_RAMP，V_L为低阈值基准电压，V_H为高阈值基准电压，则V_RAMP＜V_L＜V_H，此时比较器COMP1的输出信号CLK为低电平，控制比较器负向端接高阈值基准电压V_H，并且控制开关管MS1导通、MS2关断，以充电电流I_C给电容C充电，使电容C的端电压V_RAMP逐渐升高；当V_RAMP＞V_H时，比较器COMP1的输出信号CLK变为高电平，控制比较器负向端接低阈值基准电压V_L，并且控制开关管MS1导通、MS2关断，以放电电流I_D给电容C放电，使电容C的端电压V_RAMP逐渐降低；当V_RAMP＜V_L时，比较器COMP1的输出信号CLK又变为低电平，如此循环而产生振荡信号。

由上述分析可见，传统振荡器的充放电电流恒定，故而振荡频率固定，不能预热灯丝，使点火时灯丝端电压过高而损耗，导致荧光灯的工作寿命缩短。

为解决上述传统技术的不足，2010年中国专利申请201010179885.8提出的一种“应用于电子镇流器中的多频率振荡器”，是通过可变的充放电电流，实现振荡器频率可调，顺利完成荧光灯的预热和点火，延长了荧光灯的使用寿命，但这种电路又存在如下不足：

1、电路结构复杂，不易于集成；

2、电路产生的最小工作频率固定，若改变灯丝的电阻特性，则荧光灯的光效变差；

3、应用于电子镇流器芯片时，该电路的输出信号需分别经过高端死区产生电路得到高端控制信号和低端死区产生电路得到低端控制信号，而这两个死区产生电路由于受工艺偏差和环境温度的影响不一致，产生的死区时间不稳定。若死区时间过小，导致外接逆变器电路中开关管导通时不能满足零电压转换的条件，从而增加热损耗，甚至损坏开关管。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足，提出一种应用于电子镇流器的具有死区时间的多频率振荡器，以简化电路结构，延长荧光灯的使用寿命，提高荧光灯的光效，获得具有稳定死区时间的高低端控制信号，从而提高电子镇流器的应用灵活性。

实现本发明的目的的技术关键是：通过调节充电电流和控制充电电流变化的速度，实现频率扫描和预热时间可调，完成荧光灯的预热、点火和正常发光，延长荧光灯的使用寿命；通过调节最小充电电流实现最小工作频率可调，以提高荧光灯的光效；通过死区逻辑电路，得到具有稳定死区时间的高低端控制信号。其整个振荡器包括：基准电流产生及镜像电路、控制电压产生电路、最小电流产生电路、充电电流控制电路、放电电流控制电路、振荡电路和死区逻辑电路，中：

基准电流产生及镜像电路的输出端并联连接有控制电压产生电路和充电电流控制电路，该控制电压产生电路的输出端与充电电流控制电路的输入端连接，用于产生逐渐变化的充电电流；