CN101453818A - 放电灯保护调节方法和装置以及频率调节装置 - Google Patents

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CN101453818A CNA2007101939905A CN200710193990A CN101453818A CN 101453818 A CN101453818 A CN 101453818A CN A2007101939905 A CNA2007101939905 A CN A2007101939905A CN 200710193990 A CN200710193990 A CN 200710193990A CN 101453818 A CN101453818 A CN 101453818A
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Abstract

本发明提供放电灯的保护调节方法和装置以及频率调节方法。该方法具有以下步骤：步骤S1：提取一个或多个放电灯电路中的电信号，其中，所述电信号为电压采样信号或电流采样信号；步骤S2：通过逻辑电路将所述的电信号合成一表示所述放电灯工作状态的电检测信号；其中，所述的电检测信号为电压检测信号或电流检测信号；步骤S3：判断所述电检测信号是否满足一预定的电路保护和/或电路调节条件；如果是，执行步骤S4，否则，执行步骤S1；步骤S4：进行电路保护和电路调节，其中，所述电路保护为开路保护或短路保护，所述电路调节为电流调节或电压调节。

Description

放电灯保护调节方法和装置以及频率调节装置
技术领域
本发明涉及一种放电灯的保护调节装置和频率调节装置，尤其涉及用于冷阴极荧光灯(CCFL)的保护调节装置和频率调节装置。
背景技术
在冷阴极荧光灯CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)逆变器的应用中，正常工作时的灯电流调节和开路状态下的灯电压调节是必不可少的。此外，在实际应用中，短路保护和开路电压保护也同样重要。
通常，开路保护和灯电流反馈需要对绕组电流(或者灯电流)进行采样。同样，短路保护和灯电压反馈需要对灯电压(或者绕组电压)进行采样。
通常，由于反馈电路和保护电路具有不同的要求，所以不能将两者直接联系在一起。例如，灯电压反馈需要将采样灯电压中的最大值用于检测，而短路保护电路则需要将采样灯电压中的最小值用于检测。
因此，冷阴极荧光灯的逆变器需要有4套分离的电路，即电压反馈、电流反馈、开路保护和短路保护，导致需要大量的外置电路，使得电路结构复杂化，特别是在CCFL逆变器系统的异相应用中，电路结构将更为复杂。
此外，在未接通电流时，冷阴极荧光灯将呈现出很大的阻抗，而一旦灯被点亮，阻抗变小。因此，在启动的过程中或在开路状态下，应将灯电压调节到一个很高的值从而启动灯。
鉴于电路串—并联谐振的固有特征，灯开路状态下的输出电压增益与频率的关系如图14中的曲线b所示，正常工作开关频率为fs，而为得到一个高的启动电压，应将此时的开关频率设置成一个较正常工作值高的值，如设为图14所示的fs，open。
在现有的CCFL逆变器中，通常采用跳频的方法来实现该频率变化。所述跳频的方法，或者是通过连接控制器的不同的分立引脚的来设置正常工作频率和开路频率，或者是通过控制器的内部设置使开路频率等于正常工作频率一定倍数，或者是采用外置电路来实现该功能。上述方法通常都很复杂，甚至需要使用控制器的额外引脚。
其中通过控制器内部实现频率跳变的方法虽然较为简单，但是该方法不能根据负载来自动适应。甚至在一些负载状态下，该方法可能导致CCFL逆变器不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放电灯的电路保护和调节方法，包括以下步骤，步骤S1：提取一个或多个放电灯电路中的电信号，其中，所述电信号为电压采样信号或电流采样信号；步骤S2：通过逻辑电路将所述的电信号合成一表示所述放电灯工作状态的电检测信号；其中，所述的电检测信号为电压检测信号或电流检测信号；步骤S3：判断所述电检测信号是否满足一预定的电路保护和/或电路调节条件；如果是，执行步骤S4，否则，执行步骤S1；步骤S4：进行电路保护和电路调节，其中，所述电路保护为开路保护或短路保护，所述电路调节为电流调节或电压调节。
如根据本发明的具体实施例所述的电路保护和调节方法，所述逻辑电路为与所述放电灯相连的或门或与门，所述步骤S2具体包括：步骤S21：将所述放电灯分成至少一组电压或电流相位相同的放电灯组；步骤S22：通过所述或门和/或与门将所述各组的放电灯电压采样信号结合到至少一个电压检测信号波形中；和/或，通过所述或门和/或与门将所述灯电流采样信号结合到一个电流检测信号波形中；其中，所述电压检测信号波形的波峰或者有效值用于灯电压调节，所述电压检测信号的负半波用于短路保护；所述电流检测信号波形的正半波用于开路保护，所述电流检测信号的有效值或者峰值用于灯电流调节；所述电压检测信号用于开路频率调节。
如根据本发明的具体实施例所述的电路保护和频率调节方法，所述步骤S1和步骤S2之间还包括向所述电压采样信号施加偏置电压的步骤。
如根据本发明的具体实施例所述的电路保护和调节方法，所述或门由一个或多个二极管共阴极连接的二极管组成；所述与门由一组共阳极连接的二极管和一个上拉电阻和偏置电压源组成，所述上拉电阻为所述共阳连接的二极管提供工作偏置电流。
本发明的另一目的在于提供一种放电灯的电路保护和调节装置，包括：电路检测部分，与一个或多个放电灯耦接，用于提取电信号，并通过逻辑电路将所述电路保护部分和电路调节部分所需的一个或多个放电灯的电信号结合至同一信号波形中，以产生一表示所述放电灯工作状态的电检测信号，其中，所述电信号为电压采样信号或电流采样信号；电路调节部分，接收所述电路检测部分发送的检测信号作为反馈信号以调节放电灯的工作状态；以及电路保护部分，当所述检测电信号满足一预定的电路保护条件时，进行电路保护；其中，所述电路保护为开路保护和/或短路保护。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯保护和调节装置，所述逻辑电路为与电压或电流相位相同的放电灯相连的一组或门或与门，其中，通过所述或门将所述放电灯电压采样信号结合到一个电压检测信号波形中，所述电压检测信号波形的波峰或者有效值用于灯电压调节，所述电压检测信号的负半波用于短路保护；通过与门将所述灯电流采样信号结合到一个电流检测信号波形中，所述电流检测信号波形的正半波用于开路保护，所述电流检测信号的有效值或者峰值用于灯电流调节；所述电压检测信号用于开路频率调节。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯保护和调节装置，所述或门由一个或多个二极管共阴极连接的二极管组成；所述与门由一组共阳极连接的二极管和一个上拉电阻和偏置电压源组成，所述上拉电阻为所述共阳连接的二极管提供工作偏置电流。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯保护和调节装置，所述电路检测部分包括偏置电压源、偏置电阻、采样电容和或门，通过采样电容检测所述各个灯电压，偏置电压源通过所述偏置电阻向灯电压采样信号施加偏置电压，并由或门得到其中的最大电压值。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯保护和调节装置，所述电路检测部分包括采样电阻和与门，通过采样电阻检测各个灯电流，并通过与门得到其中的最小电流值。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯保护和调节装置，该调节装置利用放电灯的电压与基准电压比较产生的电压误差信号生成控制频率信号进而调节驱动放电灯的开关频率，其包括误差放大器、振荡器和频率控制电路，其中，电压信号和基准电压通过误差放大器得到电压误差信号，该电压误差信号通过频率控制电路，作用于振荡器控制产生的频率信号，使得开关频率随着电压误差信号的上升而上升，使灯电压达到开路灯电压。
本发明的另一目的在于提供一种放电灯的频率调节装置，该装置利用放电灯的电压与基准电压比较产生的电压误差信号生成控制频率信号进而调节驱动放电灯的开关频率，其包括误差放大器、振荡器和频率控制电路，其中，电压信号和基准电压通过误差放大器得到电压误差信号，该电压误差信号通过频率控制电路，作用于振荡器控制产生的频率信号，使得开关频率随着电压误差信号的上升而上升，使灯电压达到开路灯电压。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯频率调节装置，所述误差放大器，通过一个补偿网络，将灯电压采样信号与基准开路电压比较产生电压误差信号。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯频率调节装置，所述补偿网络，为比例积分环节、积分环节或比例环节。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯频率调节装置，所述振荡器为压控振荡器或电容充放电振荡器。
如根据本发明的具体实施例所述的放电灯频率调节装置，所述频率控制电路为电流镜电路，其中所述电容充放电振荡器的输出端与该电流镜电路的一端连接，电流镜电路的另一端与放电灯的频率设置引脚连接。
本发明的优点在于，减少外置电路，简化电路结构，实现开关频率的自动适应和调节，并且避免产生CCFL逆变器工作不稳定和电流突变。
附图说明
图1为施加DC偏置和未施加DC偏置下的采样的灯电压信号LV波形；
图2为根据本发明一个具体实施例的用于4灯同相的LV信号检测电路的示意图；
图3为根据本发明的第一具体实施例的在一盏或多盏灯开路状态下图2所示的LV信号检测电路的采样电压信号LV的波形；
图4为根据本发明的第一具体实施例的在一盏或多盏灯短路状态下图2中所示的LV信号检测电路的采样电压信号LV的波形；
图5(a)为根据本发明的第一具体实施例的短路保护电路中的比较电路的示意图；
图5(b)为根据本发明的第一具体实施例的短路保护电路的比较电路的输出波形图；
图6为根据本发明的第二具体实施例的用于4灯异相的LVP和LVN信号检测电路示意图；
图7为根据本发明的第三具体实施例的用于4灯同相的LI信号检测或门电路的示意图；
图8为根据本发明的第四具体实施例的用于4灯同相的LI信号检测与门电路的示意图；
图9为根据本发明的第四具体实施例的在一盏或多盏灯开路状态下LI信号检测电路的采样电流信号LI的波形；
图10(a)为根据本发明的第四具体实施例的开路保护电路中的比较电路的示意图；
图10(b)为根据本发明的第四具体实施例的开路保护电路的的比较电路输出波形图；
图11为根据本发明的第五具体实施例的用于4灯异相的LIP和LIN信号检测电路的示意图；
图12为根据本发明的第五具体实施例的灯电流调节和开路保护电路的示意图；
图13为根据本发明的第二具体实施例的灯电压调节和短路保护电路的示意图；
图14为根据本发明的第六具体实施例的CCFL逆变器的增益曲线；
图15为根据本发明的第六具体实施例的具有不同寄生参数的灯开路增益曲线；
图16为根据本发明的第六具体实施例的COMP信号控制频率下的驱动波形；
图17为根据本发明的第六具体实施例的可适性频率调节电路的示意图；
图18为根据本发明的第六具体实施例的振荡电路的示意图；
图19为根据本发明的第一或第二具体实施例基于LV峰值电压反馈调节COMP电压的示意图。
具体实施方式
为了将反馈电路和保护电路结合起来，本发明对采样的灯电压LV增加一个直流偏置电压，由此即可通过一个或门将正的半个周期用于灯电压反馈，而负的半个周期用于短路保护。以下参照图2、图3、图4、图5、图6、图13以及图19说明第一及第二具体实施例，其中图2为根据本发明的第一具体实施例的用于4灯同相的LV信号检测电路的示意图；图3为根据本发明的第一具体实施例的在一盏或多盏灯开路状态下图2所示的LV信号检测电路的采样电压信号LV的波形；图4为根据本发明的第一具体实施例的在一盏或多盏灯短路状态下图2中所示的LV信号检测电路的采样电压信号LV的波形；图5(a)为根据本发明的第一具体实施例的短路保护电路中的比较电路的示意图；图5(b)为根据本发明的第一具体实施例的短路保护电路的比较电路的输出波形图；图6为根据本发明的第二具体实施例的用于4灯异相的LVP和LVN信号检测电路示意图；图13为根据本发明的第二具体实施例的灯电压调节和短路保护电路的示意图；图19为根据本发明的具体实施例的基于LV峰值电压调节COMP电压的示意图。
第一具体实施例
图2显示的是根据本发明第一具体实施例的灯电压LV信号检测电路。以4灯同相应用为例详细说明第一具体实施例的原理。步骤S1：提取一个或多个放电灯电路中的电信号，其中，所述电信号为电压采样信号，LV1，LV2，LV3和LV4是采样的灯电压，所述四个灯电压同相。在采样灯电压的点上连接检测支路。
步骤S2：通过逻辑电路将所述的电信号合成一表示所述放电灯工作状态的电压检测信号，每个检测支路包括一个连接在直流偏置电压Vbias和灯电压采样点之间的偏置电阻Rs，灯电压采样信号LV1/LV2/LV3/LV4分别通过二极管与灯电压保护电路连接，因此，如图2所示，四个检测支路构成一个或门。通常，有N盏灯的情况下需要N个二极管。由于该或门由各个检测支路中的二极管共同构成，使得采样信号LV总为所有采样灯电压中的最大电压值。
步骤S3：判断所述电压检测信号是否满足一预定的电路保护和/或电路调节条件；如果是，执行步骤S4，否则，执行步骤S1。
步骤S4：进行电路保护和电路调节，其中，所述电路保护为开路保护或短路保护，所述电路调节为电流调节或电压调节，以下分别讨论该灯电压信号检测电路在开路和短路状态时的工作原理，并相应步骤S3和S4说明开路状态下的S3’、S4’以及短路状态下的S3”、S4”。
开路状态
步骤S3’：判断所述电压检测信号是否满足预定的开路保护和/或电路调节条件；如果是，执行步骤S4，否则，执行步骤S1，当灯开路时，负载灯的等效电阻值增大，因此即使在没有增加开关频率的情况下，谐振电路的品质因素(Q)值增加。由于谐振电路的品质因素值增加，在输入电压不变情况下，灯电压为输入电压与Q值的乘积，灯电压也将增大。
因此，在一盏、两盏或者三盏灯开路情况下，采样信号LV的电压曲线如图3(c)所示实线曲线。如图3(a)和(b)所示，由于采样信号LV总为所有采样灯电压中的最大电压值，在其大于Vbias的一段，LV与开路灯电压曲线图3(a)一致；在其小于Vbias的一段，LV与正常工作灯电压曲线图3(b)一致。因此，采样信号LV的峰值可用于对开路电压进行调节。
利用LV峰值调节的一个实施例如图19所示，LV的峰值与内部的一个电压基准进行比较，该内部电压基准用来设定期望的开路电压大小。
步骤S4’：进行开路保护和电路调节，其中，所述电路保护为开路保护或短路保护，所述电路调节为电流调节或电压调节，通常，开路开关频率设定后，为了将开路电压调节到设定值，通过误差放大器将采样的灯电压LV与一个设定期望开路电压的电压基准VREF进行比较。通常需要一个补偿网络，例如PI调节器(Proportional Integral Controller)，产生误差信号，该误差信号统一称为COMP信号。该COMP信号用于控制逆变器开关占空比、开关频率等，从而调节灯电压。一旦输入电压变化，开关频率也发生变化，从而调节灯电压。
当LV峰值达到基准电压时，误差放大器(比较器)EA_OV输出一个电压值控制恒流源IOV的大小或者通断，对COMP电压进行调节。采用其他形式的反馈来调节开路电压对本领域技术人员而言也是显而易见的，如LV的平均值、有效值等。
短路状态
步骤S3”：判断所述电压检测信号是否满足预定的短路电路保护和/或电路调节条件；如果是，执行步骤S4，否则，执行步骤S1，当所有的灯都短路时，采样信号LV等于偏置电压，如图4(a)中所示，波形的谷部(负半波)消失了。
在一盏、两盏或者三盏灯短路的情况下，采样信号变为图4(c)中实线所表示的波形，在LV高于Vbias的一段，它与正常工作灯电压波形图4(b)一致。在LV小于等于Vbias的一段，它与偏置电压波形图4(a)一致，等于Vbias。显然，波形的谷部消失了。因此，LV的谷部(负半波)可用于灯的短路保护。
步骤S4”：进行短路保护或电路调节，如图5(a)所示，将采样信号LV与比Vbias略低的基准Vthsc通过比较器进行比较。如图5(b)所示，在正常状态中，比较器输出脉冲信号，在短路状态中，脉冲信号消失，则触发短路保护。
第二具体实施例
第二具体实施例作为第一具体实施例的一种推广，在步骤S2中分为步骤S21和S22。以下详细介绍步骤S21和S22。
步骤S21：将所述放电灯分成至少一组电压或电流相位相同的放电灯组；将多个放电灯分为两组，其中第一组和第二组放电灯电压相位相反，从一个耦合到第一组放电灯的第一检测电路得到一个第一电信号，从一个耦合到第二组放电灯的第二检测电路得到一个第二电信号，当所述第一或第二电信号处于短路状态时，激发短路保护。该电信号可以是电流信号或者电压信号。图6为根据本发明的第二具体实施例的4灯异相应用。灯被分为两组，同相组和异相组。
步骤S22：通过所述或门和/或与门将所述各组的放电灯电压采样信号结合到至少一个电压检测信号波形中；和/或，通过所述或门和/或与门将所述灯电流采样信号结合到一个电流检测信号波形中在采样灯电压的点上连接检测支路。每个检测支路连接一个二极管，属于同一组的检测电路构成一个或门，输出端被耦合在一起得到一个采样信号。图中从两组检测电路分别得到的采样信号命名为LVP和LVN。在N盏灯的情况下，通常，N为大于1的偶数，需要N/2个二极管来构成分别对应每一组的或门。
LVP和LVN两个信号的正半周期用于开路电压调节，负半周期用于短路保护。用两个比较器将LVP和LVN分别与基准进行比较。一旦其中任一比较器的输出脉冲消失，则可以确定输出脉冲消失的那一组有灯出现短路状态，进而触发短路保护。
上述方法可以在IC级别上集成，图13显示了采用或门的灯电压调节和短路保护的实施方式之一。同理，该方式可延伸到N盏灯的应用中。
灯电流是CCFL逆变器的另外一个重要参数，在实际应用中，灯电流用于开路保护更加可靠。传统的CCFL逆变器常常使用分立的电流反馈电路和开路保护电路，而传统电路复杂的原因是，仅仅将灯电流的半个周期或者灯电流平均值用于调节。
为了将灯电流反馈和开路保护结合起来，本发明对灯电流LI进行采样，由此即可通过一个或门将正的半个周期用于开路保护，而负的半个周期用于灯电流反馈。以下参照图7、图8、图9、图10、图11以及图12说明第三、第四以及第五具体实施例，其中图7为根据本发明的第三具体实施例的用于4灯同相的LI信号检测或门电路的示意图；图8为根据本发明的第四具体实施例的用于4灯同相的LI信号检测与门电路的示意图；图9为根据本发明的第四实施例在一盏或多盏灯开路状态下LI信号检测电路的采样电流信号LI的波形；图10(a)为根据本发明的第四具体实施例的开路保护电路中的比较电路的示意图；图10(b)为根据本发明的第四具体实施例的开路保护电路的的比较电路输出波形；图11为根据本发明的第五具体实施例的用于4灯异相的LIP和LIN信号检测电路的示意图；图12为根据本发明的第五具体实施例的灯电流反馈和开路保护电路的示意图。
第三具体实施例
图7为根据本发明的第三具体实施例的用于4灯同相的LI信号检测或门电路的示意图，其工作原理与第一具体实施例相同，但是使用了灯电流代替了灯电压。采样灯电流的点连接在灯管一端，且通过采样电阻Rs接地。在采样灯电流的点上连接检测支路。每个检测支路连接一个二极管，图中四个二极管构成一个或门。将LI信号取代图5中的LV信号与一个阀值进行比较，可实现灯的开路保护，其原理与利用LV信号实现保护是一致的。
第四具体实施例
另外一种结合灯电流反馈电路和开路保护电路的方法是使用与门检测电路。此时，灯电流信号中没有引入直流偏置电压。
如图8所示为根据本发明的第四具体实施例的用于4灯同相的LI信号检测与门电路的示意图，根据与门的逻辑关系，采样的LI信号每一时刻总是与LI1，LI2，LI3和LI4中最小的那个信号相同。如图9(a)所示，在正常工作中，采样的LI信号是一个交流信号，基准电压Vth大于零，该采样电流LI的有效值(Root Mean Square，RMS)可以作为灯电流反馈来调节灯电流。
如图8所示，对上拉电阻Rb施加一个偏置电压Vbias，由于该上拉电阻Rb要远远高于电流采样电阻Rs，所以采样LI信号的直流部分约等于零。当一盏、两盏或者三盏灯开路时，开路的灯电流为零，采样信号LI的正半个周期就会消失，如图9(b)所示；当四盏灯全部开路时，开路的灯电流为零，采样信号LI就会消失，如图9(c)所示。因此，正半个周期可以用于开路保护。
如图10(a)所示，采样信号LI和相对较小的正基准Vth通过比较器进行比较。如图10(b)所示，在正常状态下，比较器输出脉冲信号；在开路状态下，LI小于Vth，则脉冲消失，触发开路保护。
第五具体实施例
在异相应用中，第四具体实施例的原理同样有效。灯被可以被分为两组，同相组和异相组。在有N盏灯的情况下，需要N/2个二极管来构成分别对应每一组的与/或门，并且具有LIP和LIN两种采样信号。
如图11所示为根据本发明的第五具体实施例的用于4灯异相的LIP和LIN信号检测电路的示意图。
利用两个额外的二极管D21和D22作为半波整流器，采样信号LIP和LIN的有效值共同作为电流反馈来调节灯电流。同时，用两个独立的比较器将LIP和LIN分别与基准进行比较。
一旦其中任一比较器的输出脉冲消失，则检测到开路状态，进而触发开路保护。此时，同相组和异相组的电压检测是相对独立的，可以在一组采用与门检测而另一组采用或门检测。
上述方法可以在IC级别上集成，图12为根据本发明的第五具体实施例的灯电流反馈和开路保护电路的示意图，该与门检测电路适用于同相和异相。通过增加使用N个二极管，该方式可以延伸到N盏灯的应用中。
第六具体实施例
第六具体实施例从一个耦合到一个或一个以上放电灯的检测电路中提取一个电压信号，将该电压信号与一个预定的基准电压进行比较，产生一个用来调节开关频率的误差信号。当检测得到的电压信号满足开路状态时，就根据所述的误差信号调节开关频率。以下参照附图详细解释本发明的第六具体实施例，其中图14为根据本发明的第六具体实施例的CCFL逆变器的增益曲线；图15为根据本发明的第六具体实施例的具有不同寄生参数的灯开路增益曲线；图16为根据本发明的第六具体实施例的COMP信号控制频率下的驱动波形；图17为根据本发明的第六具体实施例的可适性频率调节电路的示意图；图18为根据本发明的第六具体实施例的振荡电路的示意图；图19为根据本发明的第一或第二具体实施例基于LV峰值电压反馈调节COMP电压的示意图。在启动阶段或者开路状况下，通常需要一个较高的电压来激发灯。图14(a)显示了正常工作状态下CCFL逆变器的谐振电路增益曲线，图14(b)显示了开路状态下CCFL逆变器的谐振电路增益曲线。
如图14所示，假设在正常工作状态下，开关频率为fs，对应的灯电压增益为G1。那么在开路状态下，如果频率保持不变，对应的增益就变为G2。通常，开路电压为正常工作灯电压的2～2.5倍，即Vo，open＝2～2.5Vo。因此，开路状态下的开关频率fs，open需要增加到一个较高的值，对应的灯电压增益将是G3。
为了避免变压器绕组和其他元器件的电应力过大的风险，通常将开路电压调节到某个值。图15显示了4个不同参数下灯开路的增益曲线。曲线(1)代表了设定的开路增益曲线。在开路状态下，设定开路开关频率fset，设定的增益曲线是Go1。不过，不同制造商的变压器的寄生电容，负载的寄生电容差别很大，这对增益曲线造成很大的影响。此外，谐振电感和电容具有一定的设计裕量，例如10％到20％。在这些寄生参数和参数偏差的影响下，实际的开路增益曲线可能是曲线(2)或曲线(3)。因此，当开路开关频率不能得到恰当地调节，在一些情况下，灯电压增益就会较设定的值偏低，例如，图15所示的Go2和Go3。
在现有技术中，一些控制芯片通过额外的引脚来设定开路开关频率fset，一些控制芯片通过内部固定设定开路开关频率，但其缺点是参数发生变化时不灵活。
因此，为了灵活应对参数变化，本发明的第六具体实施例为了将开路电压调节到设定值，在开路开关频率设定后，通过误差放大器将采样的灯电压LV与一个设定期望开路电压的电压基准进行比较。通常需要一个补偿网络，例如PI调节器(Proportional Integral Controller)，产生误差信号，该误差信号统一称为COMP信号。该COMP信号用于控制逆变器开关频率，以此调节灯电压。一旦输入电压变化，占空比也发生变化，从而达到调节灯电压的目的。
同样，当灯的寄生参数，变压器或者谐振电容变化时，开路增益曲线也将发生变化。通过利用COMP信号来调节开路频率，从而得到更灵活的扫频方法。
图16为根据本发明的第六具体实施例的COMP信号控制频率下的驱动波形，以下结合附图，以所示的同相应用作为例，详细描述本发明的第六具体实施例使用COMP信号来调节开路开关频率的工作过程。
在开路状态下，刚开始时，开关频率为正常工作频率，此时灯电压一般小于设定值，即灯电压的采样信号LV信号小于内部的电压基准，通过误差放大器的调节，误差放大器输出电压COMP将上升，使得开关频率随之上升，从而使灯电压上升，最终达到期望的开路灯电压。伴随误差放大器输出电压COMP的上升，开路开关频率也将从正常工作频率上升到较高的值。一旦灯电压达到期望值(即期望的灯电压增益)，误差放大器自动调节COMP来保持灯电压恒定，因此，开关频率也固定。如图15所示，当开路增益曲线改变为曲线(2)或(3)时，电路将始终达到理想的灯电压增益，因此本具体实施例提供了一种简单可靠的开路开关频率设置方法。
通常，正常开关频率可以通过一个电压来控制压控振荡器(VoltageControlled Oscillators，VCO)来达到希望的频率；也可以通过一个电压来控制逆变器系统中振荡电路的充电/放电电流，从而达到希望的频率。最简单的振荡电路包括一个电容、电流源以及一个比较器，如图18所示，该振荡器通过一个电流源I_charge向电容充电，当电容电压达到上限(3.6V)时，比较器输出翻转，电容通过另外一个电流源I_discharge放电，比较器基准接下限，当电容电压达到下限(1.8V)时，比较器输出再次翻转，电容被原先的电流源充电，比较器基准接上限，重复刚才的过程，从而在电容上可以得到一个特定频率的锯齿波。其他参数固定后，充放电电流源的大小决定电容上锯齿波的频率，通常，电流源大小通过正常频率设置引脚来设定，因此，本具体实施例通过向正常频率设置引脚增加COMP信号来调节开关频率。
图17为根据本发明的第六具体实施例的可适性频率调节电路的一个示意图，其显示了通过调节正常频率设置引脚的充电电流的实施方式，其中来自正常频率设置引脚的电流越大，频率就越大。如图17所示，该电路包括运算放大器LM358、开关SW1、放电电阻R1、电阻R2以及电流镜电路，其中运算放大器同相输入端连接COMP信号，反向输入端与输出端连接接成跟随模式，输出端通过开关与与另一个运算放大器的同相输入端，另一个运算放大器也接成跟随模式，其输出端与电流镜的一端连接，电流镜的另一端与频率设置引脚连接。图17中接成跟随模式的运算放大器主要用于阻抗匹配，并非必要配置。
如图17所示，在开路状态下，开路信号控制开关SW1导通，COMP信号，如上所述，通过压控振荡器决定了电流镜的电流大小，即改变了正常频率设置引脚的设定电流的大小，因此COMP信号可以调节频率；在正常工作状态下，开路信号无效，开关SW1断开，频率不受COMP信号的影响，即为正常工作频率，同时，电容C1原先存储的COMP的电压，通过放电电阻R1释放，使得开关频率的缓慢降低到正常工作频率，有助于消除可能出现的电流尖峰和电压尖峰。
利用本发明，在正常频率设置方法基础上，可以有多种实现方法，本领域技术人员应该可以不经过创造性劳动即可实施。

Claims (15)

1.一种放电灯的电路保护和调节方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S1：提取一个或多个放电灯电路中的电信号，其中，所述电信号为电压采样信号或电流采样信号；
步骤S2：通过逻辑电路将所述的电信号合成一表示所述放电灯工作状态的电检测信号；其中，所述的电检测信号为电压检测信号或电流检测信号；
步骤S3：判断所述电检测信号是否满足一预定的电路保护和/或电路调节条件；如果是，执行步骤S4，否则，执行步骤S1；
步骤S4：进行电路保护和电路调节，其中，所述电路保护为开路保护或短路保护，所述电路调节为电流调节或电压调节。
2.如权利要求1所述的电路保护和调节方法，其特征在于，所述逻辑电路为与所述放电灯相连的或门或与门，所述步骤S2具体包括：
步骤S21：将所述放电灯分成至少一组电压或电流相位相同的放电灯组；
步骤S22：通过所述或门和/或与门将所述各组的放电灯电压采样信号结合到至少一个电压检测信号波形中；和/或，通过所述或门和/或与门将所述灯电流采样信号结合到一个电流检测信号波形中；其中，所述电压检测信号波形的波峰或者有效值用于灯电压调节，所述电压检测信号的负半波用于短路保护；所述电流检测信号波形的正半波用于开路保护，所述电流检测信号的有效值或者峰值用于灯电流调节；所述电压检测信号用于开路频率调节。
3.如权利要求2所述的电路保护和频率调节方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2之间还包括向所述电压采样信号施加偏置电压的步骤。
4.如权利要求3所述的电路保护和调节方法，其特征在于，所述或门由一个或多个二极管共阴极连接的二极管组成；所述与门由一组共阳极连接的二极管和一个上拉电阻和偏置电压源组成，所述上拉电阻为所述共阳连接的二极管提供工作偏置电流。
5.一种放电灯的电路保护和调节装置，其特征在于，包括：
电路检测部分，与一个或多个放电灯耦接，用于提取电信号，并通过逻辑电路将所述电路保护部分和电路调节部分所需的一个或多个放电灯的电信号结合至同一信号波形中，以产生一表示所述放电灯工作状态的电检测信号，其中，所述电信号为电压采样信号或电流采样信号；
电路调节部分，接收所述电路检测部分发送的检测信号作为反馈信号以调节放电灯的工作状态；以及
电路保护部分，当所述检测电信号满足一预定的电路保护条件时，进行电路保护；其中，所述电路保护为开路保护和/或短路保护。
6.如权利要求5所述的放电灯保护和调节装置，其特征在于，所述逻辑电路为与电压或电流相位相同的放电灯相连的一组或门或与门，其中，通过所述或门将所述放电灯电压采样信号结合到一个电压检测信号波形中，所述电压检测信号波形的波峰或者有效值用于灯电压调节，所述电压检测信号的负半波用于短路保护；通过与门将所述灯电流采样信号结合到一个电流检测信号波形中，所述电流检测信号波形的正半波用于开路保护，所述电流检测信号的有效值或者峰值用于灯电流调节；所述电压检测信号用于开路频率调节。
7.如权利要求6所述的放电灯保护和调节装置，其特征在于，所述或门由一个或多个二极管共阴极连接的二极管组成；所述与门由一组共阳极连接的二极管和一个上拉电阻和偏置电压源组成，所述上拉电阻为所述共阳连接的二极管提供工作偏置电流。
8.如权利要求5所述的放电灯保护和调节装置，其特征在于，所述电路检测部分包括偏置电压源、偏置电阻、采样电容和或门，通过采样电容检测所述各个灯电压，偏置电压源通过所述偏置电阻向灯电压采样信号施加偏置电压，并由或门得到其中的最大电压值。
9.如权利要求5所述的放电灯保护和调节装置，其特征在于，所述电路检测部分包括采样电阻和与门，通过采样电阻检测各个灯电流，并通过与门得到其中的最小电流值。
10.如权利要求5—9任一所述的放电灯保护和调节装置，其特征在于，该调节装置利用放电灯的电压与基准电压比较产生的电压误差信号生成控制频率信号进而调节驱动放电灯的开关频率，其包括误差放大器、振荡器和频率控制电路，其中，电压信号和基准电压通过误差放大器得到电压误差信号，该电压误差信号通过频率控制电路，作用于振荡器控制产生的频率信号，使得开关频率随着电压误差信号的上升而上升，使灯电压达到开路灯电压。
11.一种放电灯开路频率调节装置，其特征在于，该装置利用放电灯的电压与基准电压比较产生的电压误差信号生成控制频率信号进而调节驱动放电灯的开关频率，其包括误差放大器、振荡器和频率控制电路，其中，电压信号和基准电压通过误差放大器得到电压误差信号，该电压误差信号通过频率控制电路，作用于振荡器控制产生的频率信号，使得开关频率随着电压误差信号的上升而上升，使灯电压达到开路灯电压。
12.如权利要求11所述的放电灯频率调节装置，其特征在于，所述误差放大器，通过一个补偿网络，将灯电压采样信号与基准开路电压比较产生电压误差信号。
13.如权利要求12所述的放电灯频率调节装置，其特征在于，所述补偿网络，为比例积分环节、积分环节或比例环节。
14.如权利要求11所述的放电灯频率调节装置，其特征在于，所述振荡器为压控振荡器或电容充放电振荡器。
15.如权利要求11所述的放电灯频率调节装置，其特征在于，所述频率控制电路为电流镜电路，其中所述电容充放电振荡器的输出端与该电流镜电路的一端连接，电流镜电路的另一端与放电灯的频率设置引脚连接。
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