專利名稱：帶有前饋補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換器控制器、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別是涉及一種控制顯示裝置背光電源的轉(zhuǎn)換器控制器及其控制方法。
背景技術(shù)：
放電燈，如冷陰極熒光燈(CCFL)，廣泛應(yīng)用于便攜式電腦、電視機(jī)等裝置的液晶顯示屏(LCD)中作為背景光源。CCFL由一DC/AC轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)，該轉(zhuǎn)換器將直流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)，并將輸入電壓轉(zhuǎn)換至CCFL所需的較高電壓。通常，使用一個(gè)控制器來調(diào)節(jié)輸入電壓的變化，以控制CCFL的電流。調(diào)節(jié)輸入電壓的其中一個(gè)方法是使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)，其中CCFL的電流通過反饋回路中的一個(gè)PWM控制信號(hào)來調(diào)制。
美國(guó)專利第6,876,157號(hào)揭示了一種采用PWM技術(shù)來調(diào)節(jié)CCFL輸入電壓變化的CCFL轉(zhuǎn)換器控制器。一個(gè)表示CCFL電流的反饋信號(hào)輸入到誤差放大器的一個(gè)輸入端，誤差放大器的另一個(gè)輸入端接收一個(gè)表示CCFL參考亮度的信號(hào)。誤差放大器對(duì)反饋信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行比較后輸出一個(gè)誤差放大信號(hào)。一個(gè)補(bǔ)償電容器連接在誤差放大器的輸出端和接地端之間，并且基于誤差放大器的輸出產(chǎn)生一個(gè)PWM控制電壓信號(hào)來控制PWM電路。為控制CCFL的電流，誤差信號(hào)會(huì)隨輸入電壓的變化而變化。當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，誤差信號(hào)的值降低；當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，誤差信號(hào)的值升高。因此，誤差放大器需要對(duì)補(bǔ)償電容器進(jìn)行充放電，也就是說，控制器需要一段時(shí)間對(duì)瞬時(shí)變化的輸入電壓進(jìn)行響應(yīng)，故該控制器調(diào)節(jié)輸入電壓變化的速度較慢，不能在輸入電壓變化的瞬時(shí)對(duì)CCFL電流進(jìn)行控制。此外，由于誤差信號(hào)會(huì)隨輸入電壓的變化而變化，誤差信號(hào)對(duì)補(bǔ)償電容器充放電的時(shí)間也會(huì)變化。因此，當(dāng)使用低頻PWM調(diào)光信號(hào)調(diào)節(jié)CCFL亮度時(shí)，PWM電路輸出的PWM信號(hào)的占空比也隨之變化，從而影響CCFL的亮度。
另一種CCFL轉(zhuǎn)換器控制器采用對(duì)CCFL的輸入電壓進(jìn)行前饋補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)來調(diào)節(jié)CCFL的電流。這種控制器包括一個(gè)誤差放大器，用來接收與輸入電壓成反比的電流偏差信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)輸入電壓的前饋補(bǔ)償。然而，在集成電路中很難控制電流偏差與輸入電壓成精確比例，也就是說，不能對(duì)輸入電壓進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償，因此，該種控制器前饋補(bǔ)償性能不佳。此外，電路也將變得復(fù)雜，從而增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種帶有前饋補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換器控制器，該控制器能對(duì)給負(fù)載供電的電源進(jìn)行準(zhǔn)確的前饋補(bǔ)償，在電源變化的瞬時(shí)對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行控制。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種對(duì)給負(fù)載供電的電源進(jìn)行準(zhǔn)確前饋補(bǔ)償?shù)姆椒?，從而避免?fù)載電流隨電源的變化而變化。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器包括串聯(lián)連接的誤差放大器、脈沖信號(hào)產(chǎn)生器和驅(qū)動(dòng)器；及連接在給負(fù)載供電的電源和接地端之間的振蕩器。振蕩器輸出一個(gè)振幅與所述電源大小相關(guān)的振蕩信號(hào)。誤差放大器接收一個(gè)參考信號(hào)和一個(gè)表示負(fù)載電流的反饋信號(hào)并輸出一個(gè)誤差信號(hào)。所述誤差信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第一輸入端，所述振蕩器的振蕩信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第二輸入端。脈沖信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述誤差信號(hào)和振蕩信號(hào)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)器，所述振蕩信號(hào)的振幅控制所述脈沖信號(hào)的占空比，從而實(shí)現(xiàn)所述電源的前饋補(bǔ)償。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，所述振蕩信號(hào)的振幅與所述電源大小成正比。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，所述轉(zhuǎn)換器控制器還包括連接在所述電源和接地端之間的時(shí)間組件。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，所述時(shí)間組件包括串聯(lián)連接的電阻器和電容器，該電阻器和電容器之間的接點(diǎn)連接至所述振蕩器的輸出端。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，所述振蕩信號(hào)是具有固定頻率的鋸齒波。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，所述轉(zhuǎn)換器控制器還包括一個(gè)連接在所述誤差放大器的輸出端和接地端之間的補(bǔ)償電容器。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，所述電源為直流電壓源。
本發(fā)明還提供一種帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換電路，其連接至為所述負(fù)載供電的電源，并將該電源轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的信號(hào)；和控制所述電源轉(zhuǎn)換電路的控制器，包括串聯(lián)連接的誤差放大器、脈沖信號(hào)產(chǎn)生器及驅(qū)動(dòng)器，連接在所述電源和接地端之間的振蕩器，誤差放大器接收一個(gè)參考信號(hào)和一個(gè)表示負(fù)載電流的反饋信號(hào)，并根據(jù)該參考信號(hào)和反饋信號(hào)輸出一個(gè)誤差信號(hào)，所述誤差信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第一輸入端，振蕩器輸出的振蕩信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第二輸入端，脈沖信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述誤差信號(hào)和振蕩信號(hào)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)器控制所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出，所述振蕩信號(hào)的振幅隨所述電源大小而變化，從而調(diào)節(jié)所述脈沖信號(hào)的占空比以實(shí)現(xiàn)電源的前饋補(bǔ)償。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述振蕩信號(hào)的振幅與所述電源大小成正比。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述控制器包括連接在所述電源和接地端之間的時(shí)間組件。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述時(shí)間組件包括串聯(lián)連接的電阻器和電容器，該電阻器和電容器之間的接點(diǎn)連接至所述振蕩器的輸出端。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述振蕩信號(hào)為具有固定頻率的鋸齒波。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述電源為直流電壓源。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述電源轉(zhuǎn)換電路基于所述脈沖信號(hào)將所述直流電壓源轉(zhuǎn)換為所述負(fù)載所需的交流電壓。
本發(fā)明所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述控制器包括一個(gè)連接在所述誤差放大器的輸出端和接地端之間的補(bǔ)償電容器。
本發(fā)明對(duì)給負(fù)載供電的電源實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償?shù)姆椒?，包括產(chǎn)生一個(gè)振幅與所述電源大小成比例的振蕩信號(hào)；產(chǎn)生一個(gè)表示負(fù)載電流的反饋信號(hào)；將所述反饋信號(hào)與一個(gè)參考信號(hào)比較后產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)；及比較所述誤差信號(hào)和所述振蕩信號(hào)后產(chǎn)生一個(gè)占空比隨所述振蕩信號(hào)振幅變化的脈沖信號(hào)，以控制所述負(fù)載的電流。
本發(fā)明所述的對(duì)給燈源供電的電源實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償?shù)姆椒ǎa(chǎn)生一個(gè)控制所述誤差信號(hào)的低頻脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述燈源的電流。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，電源電壓變化時(shí)，通過改變振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的振幅實(shí)現(xiàn)前饋控制，這等效于隨著電源電壓改變脈沖信號(hào)的占空比，而使誤差信號(hào)保持不變。因此，本發(fā)明帶有前饋補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換器控制器可以在電源電壓發(fā)生變化時(shí)立即準(zhǔn)確調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比，從而避免電源電壓變化帶來的影響，并且電源電壓可以具有較寬的范圍。


圖1是包括本發(fā)明轉(zhuǎn)換器控制器的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電路框圖；圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)換器控制器中的高頻振蕩器的電路圖；圖3是當(dāng)高頻振蕩器處于正常工作模式時(shí)，圖2所示電路的簡(jiǎn)化圖；圖4是圖1轉(zhuǎn)換器控制器中不同信號(hào)波形的時(shí)序圖；圖5是圖1轉(zhuǎn)換器控制器中不同信號(hào)波形的另一時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的電路框圖。該系統(tǒng)100包括電源轉(zhuǎn)換電路160和控制該電源轉(zhuǎn)換電路160輸出的轉(zhuǎn)換器控制器110。電源轉(zhuǎn)換電路160是為燈源提供電源的DC/DC或DC/AC電路。在本實(shí)施例中，該燈源為至少一個(gè)冷陰極熒光燈(CCFL)170，轉(zhuǎn)換電路160是將直流電壓源VIN轉(zhuǎn)換為冷陰極熒光燈170所需的交流電壓的DC/AC電路，例如，全橋、半橋、推挽和/或Class D型轉(zhuǎn)換電路。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換電路160將直流電壓源VIN轉(zhuǎn)換為正弦電壓傳輸給冷陰極熒光燈170。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器控制器110包括一個(gè)誤差放大器120，一個(gè)帶有前饋補(bǔ)償?shù)母哳l振蕩器130、一個(gè)產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的比較器140和一個(gè)驅(qū)動(dòng)CCFL轉(zhuǎn)換電路160的驅(qū)動(dòng)器150。誤差放大器120、比較器140、驅(qū)動(dòng)器150及轉(zhuǎn)換電路160串聯(lián)連接。誤差放大器120的正相輸入端接收一個(gè)參考信號(hào)，例如表示CCFL期望亮度的電壓參考信號(hào)VREF，其反相輸入端經(jīng)由一個(gè)反饋電路180接收一個(gè)與實(shí)際流過CCFL的電流成正比的電壓反饋信號(hào)VFB。誤差放大器120比較所述參考信號(hào)和反饋信號(hào)后在其輸出端產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)CMP。該誤差信號(hào)CMP輸入比較器140的正相輸入端。在誤差放大器120的輸出端和接地端GND之間連接有一個(gè)補(bǔ)償電容器11。高頻振蕩器130連接在為所述冷陰極熒光燈170供電的直流電壓源VIN和接地端之間，其輸出端連接至串聯(lián)連接在直流電壓源VIN和接地端之間的外部電阻器12和外部電容器13間的接點(diǎn)123。該電阻器12和電容器13是確定高頻振蕩器130在正常工作模式下輸出的振蕩信號(hào)RTCT頻率的時(shí)間組件。高頻振蕩器130在其輸出端輸出的振蕩信號(hào)RTCT輸入至比較器140的反相輸入端。比較器140根據(jù)所述誤差信號(hào)CMP和振蕩信號(hào)RTCT輸出一個(gè)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器150接收所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)并控制轉(zhuǎn)換電路160的輸出。誤差放大器120、高頻振蕩器130、比較器140及驅(qū)動(dòng)器150可以集成在同一塊芯片上。
圖2所顯示是本發(fā)明轉(zhuǎn)換器控制器110中的高頻振蕩器130的電路圖。高頻振蕩器130包括一個(gè)連接在直流電壓源VIN和接地端之間的電阻分壓器，該電阻分壓器包括串聯(lián)連接的第一電阻21和第二電阻22。在直流電壓源VIN和接點(diǎn)123之間設(shè)置有串聯(lián)連接的電阻32及開關(guān)34、36。在一個(gè)實(shí)施例中開關(guān)34、36為N溝道增強(qiáng)型MOS管。高頻振蕩器130還包括第一比較器23和第二比較器24。開關(guān)34和36之間的接點(diǎn)CTIN連接至第一比較器23的正相輸入端及第二比較器24的反相輸入端。第一比較器23將接點(diǎn)CTIN處的信號(hào)與直流電壓源VIN經(jīng)電阻分壓器分壓后在接點(diǎn)212處獲得的第一參考電壓VRH進(jìn)行比較，VRH由以下公式得到VRH＝VIN×(R2/(R1+R2))；其中R1和R2分別表示第一電阻21和第二電阻22的阻值。由此可見，第一參考電壓VRH與直流電壓源VIN成正比。在一個(gè)實(shí)施例中，直流電壓源VIN的范圍通常為6至30伏，通過選擇合適大小的第一電阻21和第二電阻22，使第一參考電壓VRH設(shè)置為直流電壓源VIN的1/8至1/10。同時(shí)，該第二比較器24將接點(diǎn)CTIN處的信號(hào)與第二參考電壓VRL進(jìn)行比較。第二參考電壓VRL是一個(gè)不隨直流電壓源VIN變化且具有固定值的電壓信號(hào)，其大小最好選擇為接近于零電壓的值，如0.1伏。高頻振蕩器130還包括一個(gè)用來接收第一比較器23和第二比較器24輸出的觸發(fā)器26。在本實(shí)施例中，該觸發(fā)器26是RS觸發(fā)器，顯然也可以選用其他類型的觸發(fā)器。高頻振蕩器130進(jìn)一步包括一個(gè)連接在電容器13兩端的開關(guān)25，也就是說，在接點(diǎn)123與接地端之間，該開關(guān)25的導(dǎo)通狀態(tài)由觸發(fā)器26的輸出來控制。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)25為N溝道增強(qiáng)型MOS管，當(dāng)然也可以選用其他類型的晶體管。根據(jù)該實(shí)施例的高頻振蕩器130的運(yùn)作將在下文中詳細(xì)描述。
通過表示冷陰極熒光燈170是否點(diǎn)亮的燈點(diǎn)亮檢測(cè)信號(hào)LOB和來自轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100外部電路以控制冷陰極熒光燈170工作與否的使能信號(hào)POFF控制開關(guān)34、36的導(dǎo)通狀態(tài)，可以使高頻振蕩器130工作于以下三個(gè)不同模式CCFL啟輝模式、CCFL正常工作模式和待機(jī)模式。使能信號(hào)POFF通過反相器38對(duì)開關(guān)36的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制。當(dāng)冷陰極熒光燈170處于啟輝模式，使能信號(hào)POFF為低電平，檢測(cè)信號(hào)LOB為高電平，以控制開關(guān)34、36均導(dǎo)通。當(dāng)冷陰極熒光燈170點(diǎn)亮后處于正常工作模式，使能信號(hào)POFF為低電平，以控制開關(guān)36導(dǎo)通；同時(shí)，檢測(cè)信號(hào)LOB為低電平，從而斷開開關(guān)34。在待機(jī)模式，使能信號(hào)POFF為高電平，開關(guān)36被斷開，高頻振蕩器130不工作，從而關(guān)斷整個(gè)電路的電流，故可減少電流泄漏，降低耗能，從而在待機(jī)模式下，可以達(dá)到省電的目的。高頻振蕩器130在正常工作模式和啟輝模式下的運(yùn)作將在下文中詳細(xì)描述。
當(dāng)高頻振蕩器130處于正常工作模式，使能信號(hào)POFF和燈點(diǎn)亮檢測(cè)信號(hào)LOB均為低電平，從而控制開關(guān)34斷開、開關(guān)36導(dǎo)通。由于開關(guān)36在導(dǎo)通狀態(tài)下相當(dāng)于短路，即接點(diǎn)CTIN與接點(diǎn)123重合，此時(shí)，高頻振蕩器130在正常工作時(shí)的電路可以由圖3所示的電路表示。下面參照?qǐng)D3描述高頻振蕩器130在正常工作模式時(shí)的運(yùn)作。直流電壓源VIN經(jīng)由電阻器12對(duì)電容器13進(jìn)行充電從而在接點(diǎn)123產(chǎn)生電壓信號(hào)RTCT。電壓信號(hào)RTCT通過第一比較器23與第一參考電壓VRH進(jìn)行比較。第一比較器23的輸出保持低電平直到電壓信號(hào)RTCT等于第一參考電壓VRH。同時(shí)，第二比較器24將該電壓信號(hào)RTCT與第二參考電壓VRL進(jìn)行比較。第二比較器24的輸出保持低電平直到電壓信號(hào)RTCT小于第二參考電壓VRL。當(dāng)電壓信號(hào)RTCT等于第一參考電壓VRH，第一比較器23的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，第二比較器24的輸出仍保持為低電平，這時(shí)RS觸發(fā)器26的輸出為高電平以控制開關(guān)25導(dǎo)通，開關(guān)25導(dǎo)通便釋放電容器13上的電荷。當(dāng)電容器13放電到使電壓信號(hào)RTCT小于第二參考電壓VRL，第一比較器23的輸出又變?yōu)榈碗娖剑诙容^器24的輸出變?yōu)楦唠娖?，這時(shí)RS觸發(fā)器26的輸出變?yōu)榈碗娖揭钥刂崎_關(guān)25斷開，使電源VIN對(duì)電容器13繼續(xù)充電。由此可見，在接點(diǎn)123處的電壓信號(hào)RTCT為振蕩信號(hào)。正常工作模式下的振蕩頻率f由以下公式得到f=1(R.C.ln(VinVin-VRH));]]>
其中，R表示外部電阻器12的電阻值，C表示外部電容器13的電容值。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2，當(dāng)高頻振蕩器130處于啟輝模式，使能信號(hào)POFF為低電平，燈點(diǎn)亮檢測(cè)信號(hào)為L(zhǎng)OB高電平，從而使開關(guān)34、36均導(dǎo)通。此時(shí)，除了如圖3所示的從直流電壓源VIN經(jīng)由外部電阻器12到接點(diǎn)123的第一電流支路外，還有一個(gè)從直流電壓源VIN經(jīng)由電阻32到接點(diǎn)123的附加電流支路。直流電壓源VIN經(jīng)由外部電阻器12和電阻32對(duì)電容器13進(jìn)行充電，從而在接點(diǎn)123產(chǎn)生電壓信號(hào)RTCT。由于開關(guān)36在導(dǎo)通狀態(tài)下相當(dāng)于短路，即接點(diǎn)CTIN與接點(diǎn)123重合。因此，接點(diǎn)CTIN的信號(hào)與接點(diǎn)123的電壓信號(hào)RTCT一致。與圖3相比，除增加了一個(gè)附加電流支路對(duì)電容器13進(jìn)行充電外，高頻振蕩器130的運(yùn)作與上述圖3中的描述一致，為避免贅述，故在此省略。在啟輝模式下的振蕩頻率f’由以下公式得到f′=1(R′.C.ln(VinVin-VRH));]]>其中，R’表示外部電阻器12和電阻32并聯(lián)后的電阻值，C表示外部電容器13的電容值。由此可見，啟輝模式下的振蕩頻率大于正常工作模式下的頻率。通過選擇合適大小的電阻32，使冷陰極熒光燈170的啟輝頻率比正常工作頻率增加百分之三十，從而實(shí)現(xiàn)正常啟輝。
如圖4及圖5所示，振蕩器130的振蕩信號(hào)RTCT43是具有固定頻率的鋸齒波信號(hào)，其最大值/峰值等于第一參考電壓VRH42，其最小值/谷值為零。在較佳實(shí)施例中，開關(guān)25具有較大的尺寸，故導(dǎo)通能力強(qiáng)，開關(guān)25導(dǎo)通瞬間流過的電流多，從而使電容器13放電的速度很快。因此，電容器13的放電時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于振蕩信號(hào)RTCT的周期，故該電容器13的放電時(shí)間可以被忽略，從而避免振蕩信號(hào)RTCT的頻率隨直流電壓源VIN的變化而變化。在實(shí)際應(yīng)用中，可以將第一參考電壓VRH和第二參考電壓VRL通過電壓緩沖器或去藕電容連接至接地端，以減小電路的雜訊干擾。
由以上描述可知，高頻振蕩器130輸出的振蕩信號(hào)RTCT的振幅與直流電壓源VIN成正比，在直流電壓源VIN變化時(shí)，振蕩信號(hào)RTCT的振幅隨之變化，而誤差信號(hào)CMP保持不變。比較器140根據(jù)誤差信號(hào)CMP和振蕩信號(hào)RTCT調(diào)節(jié)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓源VIN的前饋補(bǔ)償。
在圖1所示的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100中，為達(dá)到控制CCFL亮度的目的，利用低頻脈沖寬度調(diào)制(LPWM)調(diào)光信號(hào)對(duì)CCFL電流進(jìn)行通、斷控制，CCFL亮度正比于LPWM調(diào)光信號(hào)的占空比。LPWM調(diào)光信號(hào)可以是將用戶輸入的一個(gè)模擬信號(hào)數(shù)字化后產(chǎn)生的。LPWM調(diào)光信號(hào)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于比較器140輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，例如，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率范圍是35kHz至80kHz，LPWM調(diào)光信號(hào)的頻率范圍是50至200Hz。LPWM調(diào)光信號(hào)控制誤差放大器120輸出的誤差信號(hào)CMP。當(dāng)LPWM調(diào)光信號(hào)處于低電平時(shí)，一個(gè)使能電路(未圖示)吸收補(bǔ)償電容器11上的電荷，使誤差信號(hào)CMP減小到低電平。此時(shí)，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)是振蕩信號(hào)RTCT的最低值與誤差信號(hào)CMP比較后得到的。因此，在LPWM調(diào)光信號(hào)處于低電平時(shí)，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平，CCFL電流基本為零。當(dāng)LPWM調(diào)光信號(hào)處于高電平時(shí)，使能電路對(duì)補(bǔ)償電容器11不起作用，誤差放大器120對(duì)補(bǔ)償電容器11重新充電至初始值，誤差信號(hào)CMP變?yōu)楦唠娖?，即表示CCFL處于最大亮度時(shí)的輸出。采用本發(fā)明前饋補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換器控制器，誤差信號(hào)CMP的值保持不變。因此，在LPWM調(diào)光信號(hào)控制下，誤差信號(hào)CMP對(duì)補(bǔ)償電容器11的充電時(shí)間TRISE(如圖4所示)及放電時(shí)間TFALL(如圖4所示)保持不變，CCFL的亮度不會(huì)受電壓源VIN變化的影響。
圖4所示是本發(fā)明轉(zhuǎn)換器控制器110中不同信號(hào)波形的時(shí)序圖。曲線41表示給CCFL供電的直流電壓源VIN變化的波形圖。在一個(gè)實(shí)施例中，直流電壓源VIN在6至30V之間變化。曲線42是第一參考電壓VRH的波形圖，該第一參考電壓VRH與直流電壓源VIN成正比。在一個(gè)實(shí)施例中，第一參考電壓VRH與直流電壓源VIN之間的比率是0.1，即，當(dāng)VIN等于6V時(shí)，VRH等于0.6V；當(dāng)VIN等于30V時(shí)，VRH等于3V。曲線43是高頻振蕩器130輸出的振蕩信號(hào)RTCT的波形圖。該振蕩信號(hào)RTCT的振幅與直流電壓源VIN成正比。曲線44是LPWM調(diào)光信號(hào)的波形圖。曲線45是表示在LPWM調(diào)光信號(hào)控制下，誤差放大器120輸出的誤差信號(hào)CMP的波形圖。當(dāng)LPWM調(diào)光信號(hào)為高電平時(shí)，誤差信號(hào)CMP為高電平；當(dāng)LPWM調(diào)光信號(hào)為低電平時(shí)，誤差信號(hào)CMP為低電平。曲線46是比較器140輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形圖。當(dāng)直流電壓源VIN增大時(shí)，誤差信號(hào)CMP保持不變，振蕩信號(hào)RTCT的振幅隨之增大且與直流電壓源VIN成正比，因此，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比減小，以調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換電路160傳輸給CCFL的電壓，從而控制CCFL電流的變化。
圖5所示是當(dāng)直流電壓源VIN從第一電壓值變化為第二電壓值時(shí)，不同信號(hào)波形的時(shí)序圖。曲線43A表示在直流電壓源VIN具有第一電壓值時(shí)，高頻振蕩器130輸出的振蕩信號(hào)RTCT的波形圖，其振幅與第一電壓值成正比。曲線43B表示在直流電壓源VIN從第一電壓值降低為第二電壓值時(shí)，高頻振蕩器130輸出的振蕩信號(hào)RTCT的波形圖，其振幅與第二電壓值成正比。曲線45表示在LPWM調(diào)光信號(hào)處于高電平時(shí)，誤差放大器120輸出的誤差信號(hào)CMP的波形圖。曲線46A表示比較器140在比較誤差信號(hào)CMP和曲線43A代表的振蕩信號(hào)RTCT后輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形圖。曲線46B表示比較器140在比較誤差信號(hào)CMP和曲線43B代表的振蕩信號(hào)RTCT后輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形圖。當(dāng)振蕩信號(hào)RTCT具有曲線43A所示的較高振幅時(shí)，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有較小的占空比。當(dāng)振蕩信號(hào)RTCT具有曲線43B所示的較低振幅時(shí)，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有較大的占空比。由此可見，振蕩信號(hào)RTCT的振幅調(diào)節(jié)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)直流電壓源VIN的前饋補(bǔ)償。
本發(fā)明帶有前饋補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換器控制器能在電源電壓變化時(shí)實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)補(bǔ)償，保持對(duì)燈電流的嚴(yán)密控制。前饋控制可以在電源電壓發(fā)生變化時(shí)立即調(diào)節(jié)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，可以避免電源電壓帶來的影響并且電源電壓可以具有較寬的范圍。前饋控制還改善了輸入電壓調(diào)整率，并使啟動(dòng)瞬態(tài)過程與輸入電壓的相關(guān)性更低。電源電壓變化時(shí)，通過改變內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào)的振幅實(shí)現(xiàn)前饋控制，這等效于隨著電源電壓改變PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，而使誤差信號(hào)CMP保持不變，不需要對(duì)補(bǔ)償電容器進(jìn)行充放電，控制器對(duì)電源電壓變化的響應(yīng)基本是瞬時(shí)的。
在此敘述的實(shí)施例只是許多可能的實(shí)施例的其中一些，這些實(shí)施例是說明性而并非限制性的。顯然，還可以實(shí)施對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的其他實(shí)施例，并不脫離如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于包括串聯(lián)連接的誤差放大器、脈沖信號(hào)產(chǎn)生器及驅(qū)動(dòng)器，連接在給負(fù)載供電的電源和接地端之間的振蕩器，振蕩器輸出一個(gè)振幅與所述電源大小相關(guān)的振蕩信號(hào)，誤差放大器接收一個(gè)參考信號(hào)和一個(gè)表示負(fù)載電流的反饋信號(hào)并輸出一個(gè)誤差信號(hào)，所述誤差信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第一輸入端，所述振蕩器的振蕩信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第二輸入端，脈沖信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述誤差信號(hào)和振蕩信號(hào)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)器，所述振蕩信號(hào)的振幅控制所述脈沖信號(hào)的占空比，從而實(shí)現(xiàn)所述電源的前饋補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于所述振蕩信號(hào)的振幅與所述電源大小成正比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于所述轉(zhuǎn)換器控制器還包括連接在所述電源和接地端之間的時(shí)間組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于所述時(shí)間組件包括串聯(lián)連接的電阻器和電容器，該電阻器和電容器之間的接點(diǎn)連接至所述振蕩器的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于所述振蕩信號(hào)是具有固定頻率的鋸齒波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于所述轉(zhuǎn)換器控制器還包括一個(gè)連接在所述誤差放大器的輸出端和接地端之間的補(bǔ)償電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換器控制器，其特征在于所述電源為直流電壓源。
8.一種帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于包括電源轉(zhuǎn)換電路，其連接至為所述負(fù)載供電的電源，并將該電源轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的信號(hào)；和控制所述電源轉(zhuǎn)換電路的控制器，包括串聯(lián)連接的誤差放大器、脈沖信號(hào)產(chǎn)生器及驅(qū)動(dòng)器，連接在所述電源和接地端之間的振蕩器，誤差放大器接收一個(gè)參考信號(hào)和一個(gè)表示負(fù)載電流的反饋信號(hào)，并根據(jù)該參考信號(hào)和反饋信號(hào)輸出一個(gè)誤差信號(hào)，所述誤差信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第一輸入端，振蕩器輸出的振蕩信號(hào)輸入到脈沖信號(hào)發(fā)生器的第二輸入端，脈沖信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述誤差信號(hào)和振蕩信號(hào)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)經(jīng)由所述驅(qū)動(dòng)器控制所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出，所述振蕩信號(hào)的振幅隨所述電源大小而變化，從而調(diào)節(jié)所述脈沖信號(hào)的占空比以實(shí)現(xiàn)電源的前饋補(bǔ)償。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述振蕩信號(hào)的振幅與所述電源大小成正比。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述控制器包括連接在所述電源和接地端之間的時(shí)間組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述時(shí)間組件包括串聯(lián)連接的電阻器和電容器，該電阻器和電容器之間的接點(diǎn)連接至所述振蕩器的輸出端。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述振蕩信號(hào)為具有固定頻率的鋸齒波。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述電源為直流電壓源。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述電源轉(zhuǎn)換電路基于所述脈沖信號(hào)將所述直流電壓源轉(zhuǎn)換為所述負(fù)載所需的交流電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有前饋補(bǔ)償以控制負(fù)載電流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于所述控制器包括一個(gè)連接在所述誤差放大器的輸出端和接地端之間的補(bǔ)償電容器。
16.一種對(duì)給燈源供電的電源實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于包括產(chǎn)生一個(gè)振幅與所述電源大小成比例的振蕩信號(hào)；產(chǎn)生一個(gè)表示燈源電流的反饋信號(hào)；將所述反饋信號(hào)與一個(gè)參考信號(hào)比較后產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)；及比較所述誤差信號(hào)和所述振蕩信號(hào)后產(chǎn)生一個(gè)占空比隨所述振蕩信號(hào)振幅變化的脈沖信號(hào)，以控制所述燈源的電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的對(duì)給燈源供電的電源實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于產(chǎn)生一個(gè)控制所述誤差信號(hào)的低頻脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述燈源的電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有前饋補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換器控制器、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、及其控制方法。轉(zhuǎn)換器控制器包括串聯(lián)連接的誤差放大器、脈沖信號(hào)產(chǎn)生器及驅(qū)動(dòng)器；及一個(gè)連接在給負(fù)載供電的電源和接地端之間的振蕩器。振蕩器輸出一個(gè)振幅與所述電源大小成正比的振蕩信號(hào)。誤差放大器接收一個(gè)參考信號(hào)和一個(gè)表示負(fù)載電流的反饋信號(hào)并輸出一個(gè)誤差信號(hào)。脈沖信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所述誤差信號(hào)和振蕩信號(hào)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)器，所述振蕩信號(hào)的振幅控制所述脈沖信號(hào)的占空比，從而實(shí)現(xiàn)所述電源的前饋補(bǔ)償。本發(fā)明可以在電源電壓發(fā)生變化時(shí)立即準(zhǔn)確調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比，從而避免電源電壓變化帶來的影響，并且電源電壓可以具有較寬的范圍。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1908740SQ20051008807
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者王釗, 許瑞清 申請(qǐng)人:凹凸科技(中國(guó))有限公司