專利名稱：混合模式直流/交流逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種直流轉(zhuǎn)交流變換電路，具體為用于液晶顯示
(LCD)背光的直流/交流(DC/AC)逆變器。
背景技術(shù)：
液晶顯示面板廣泛用于從便攜式電子設(shè)備到固定單元的各種應(yīng) 用中，例如攝像機(jī)、筆記本電腦以及工業(yè)機(jī)械。液晶顯示面板本身并 不發(fā)光，而是需要使用一個(gè)光源來照明。最常用的背光光源是冷陰極 熒光燈(CCFL)。然而，CCFL的點(diǎn)燈和工作需要一個(gè)高交流電壓。 通常點(diǎn)燈電壓約為IOOO伏，工作電壓約為500伏。要使用直流電源 (例如可充電電池)生成如此高的交流電壓，就需要設(shè)計(jì)DC/AC逆 變器。
除了輸送所需的交流高電壓信號之外，DC/AC逆變器在提高效 率和可靠性、縮減尺寸以及降低成本方面的要求也越來越高。另外， DC/AC逆變器還需要提供純正正弦波形的交流電壓信號，以便于將 射頻電磁散射降到最低并為CCFL提供最佳的電流至亮度轉(zhuǎn)換。相 反，峰值因數(shù)(crest factor)高的不規(guī)則正弦波則會(huì)降低CCFL燈管 的使用壽命。所謂峰值因數(shù)是指的燈管峰值電流與燈管平均電流之 比。
以工作頻率來劃分，當(dāng)今的DC/AC逆變器可以分為兩類，即固定工作頻率和可變工作頻率。第5,619,402號美國專利即披露了一種 固定工作頻率的DC/AC逆變器，其內(nèi)容己完全參照并援引于本申請 中。這種DC/AC逆變器無視直流輸入信號和負(fù)載情況，具有恒定的 工作頻率。因此，盡管在直流輸入信號相對低和負(fù)載相對大的情況下 這種DC/AC逆變器具有高效、可靠和電磁干擾低的優(yōu)點(diǎn)，在直流輸 入信號相對高或者負(fù)載相對小時(shí)，燈管電流的峰值因數(shù)就會(huì)很高，造 成背光燈管的使用壽命縮短。
如圖1所示，"降壓/Royer"電路100為一種典型的工作頻率可變 的DC/AC逆變器。電路100本質(zhì)上是由步降式降壓穩(wěn)壓器110和一 個(gè)包含步升變壓器121的自諧Royer振蕩器120組成的。步降式降壓 穩(wěn)壓器110將來自電池或可能來自電源線的未經(jīng)整流的直流輸入信 號Vde轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)自諧Royer振蕩器120額定輸入范圍內(nèi)的穩(wěn)定電壓。 自諧Royer振蕩器120由升壓變壓器121、兩個(gè)電源開關(guān)123和125、 諧振電容127、基極繞組129、安定電容131以及脈寬調(diào)制(PWM) 控制器130組成。電路100的工作頻率設(shè)定為相當(dāng)于某個(gè)諧振頻率。 該諧振頻率則取決于由升壓變壓器121、諧振電容127、基極繞組129 安定電容131以及CCFL負(fù)載組成的諧振電路。因此，隨著CCFL負(fù) 載狀況的變化工作頻率會(huì)動(dòng)態(tài)變化。這種工作模式稱為可變工作(頻 率)模式。
第5,430,641號，第5,619,402號，第5,615,093號和第5,818,172號美國專利為可變工作頻率DC/AC逆變器的一些衍生拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。雖然以上專利披露的DC/AC逆變器其交流信號具有良好的峰值因數(shù)， 卻都無一例外地具有轉(zhuǎn)換效率低、經(jīng)過兩級功率變換、電磁干擾高的缺點(diǎn)。另外，當(dāng)負(fù)載大或者短路時(shí)，DC/AC逆變器中的變壓器上會(huì) 出現(xiàn)很高的磁通密度。由于該高磁通密度，變壓器可能飽和，DC/AC 逆變器內(nèi)部的元件可能損壞。
因此，傳統(tǒng)的固定工作頻率和可變工作頻率DC/AC逆變器都有 缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的DC/AC逆變 器。這種DC/AC逆變器包括一個(gè)直流電源用于提供直流輸入電壓， 包括一個(gè)與直流電源相連的變換器電路用于將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為 一個(gè)交流信號用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載，以及一個(gè)與變換器電路相連的控制電 路，用于設(shè)定交流信號的頻率。該控制電路還可使用固定頻率模式和 可變頻率模式操作DC/AC逆變器。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種將直流電信號轉(zhuǎn)換為交流電信 號以驅(qū)動(dòng)負(fù)載的方法。該方法的步驟包括設(shè)定一個(gè)預(yù)設(shè)閾值條件，以 固定頻率模式工作，其中對應(yīng)交流電信號頻率的一個(gè)固定頻率被保持 在一個(gè)相對恒定的頻率，以可變頻率模式工作，其中對應(yīng)交流電信號 的頻率根據(jù)一個(gè)諧振電路對應(yīng)的諧振頻率變化，以預(yù)設(shè)閾值條件的函 數(shù)在固定頻率模式工作和可變頻率模式工作之間切換。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)顯示(設(shè)
備)， 一個(gè)與顯示設(shè)備相連的光源用于提供光線并從顯示設(shè)備中發(fā)射 出來， 一個(gè)與顯示設(shè)備相連的處理單元用于生成數(shù)據(jù)以在顯示設(shè)備上 顯示，以及一個(gè)與光源相連的控制器，該控制器可自動(dòng)在恒定頻率或 諧振頻率中選擇以選擇最佳的工作頻率。
后文具體實(shí)施方式
結(jié)合以下附圖進(jìn)行，將使得本發(fā)明之優(yōu)點(diǎn)顯而易見。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)"降壓/Royer"電路100的示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種DC/AC逆變器的塊圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種DC/AC逆變器的示意圖。
圖4為圖3所示的DC/AC逆變器工作于固定頻率模式時(shí)的各種 波形。
圖5為圖3所示的DC/AC逆變器工作于可變頻率模式時(shí)的各種波形。
具體實(shí)施例方式
以下具體實(shí)施方式
中所提及之實(shí)施例系用于說明本發(fā)明而非將 本發(fā)明之范圍限制于所述實(shí)施例的范圍內(nèi)。相反，本發(fā)明之發(fā)明范圍 涵蓋由權(quán)利要求書所界定的發(fā)明精神和發(fā)明范圍內(nèi)的所有替換物、變 體和等同物。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種示例性DC/AC逆變器200的塊圖。DC/AC逆變器200從直流電源210接收一個(gè)直流輸入信號VIN 并提供一個(gè)高壓交流輸出信號VOUT給負(fù)載230。直流電源210可以 是電池、適配器等。負(fù)載230通常為一個(gè)或者多個(gè)用于LCD面板背 光照明的放電燈管，例如CCFL。 DC/AC逆變器200主要由變換器電 路220和控制電路250組成。變換器電路220包括多個(gè)開關(guān)和一個(gè)變 壓器，用于直流到交流信號的變換。控制電路250與變換器電路220 相連，用于提供一個(gè)調(diào)光控制信號。調(diào)光控制信號通過控制變換器電 路220中各個(gè)開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)可調(diào)整交流輸出信號VOUT的振幅或 頻率，進(jìn)而調(diào)整負(fù)載230的亮度。
另外，為了使交流輸出信號得到最佳的振幅和頻率，控制電路250 可自動(dòng)根據(jù)直流輸入信號的電壓值和負(fù)載情況工作于固定頻率模式 或可變頻率模式。當(dāng)直流輸入信號電壓相對低或者負(fù)載相對大時(shí)，可 提供一個(gè)恒定頻率的斜坡信號給控制電路250，控制電路250就以固 定頻率模式工作。當(dāng)直流輸入信號電壓相對高或者負(fù)載相對小時(shí)，則 提供可變頻率的斜坡信號給控制電路250，控制電路250就以可變頻 率模式工作。換言之，可根據(jù)直流輸入電壓和負(fù)載情況預(yù)設(shè)一個(gè)閾值， 達(dá)到該閾值時(shí)即進(jìn)行固定頻率模式和可變頻率模式之間的轉(zhuǎn)變。
斜坡信號可由與控制電路250相連的振蕩器260提供。振蕩器260 還與檢測器270和RC網(wǎng)絡(luò)280相連，檢測器270和RC網(wǎng)絡(luò)280分 別確定可變頻率和固定頻率的值。檢測器270檢測諧振電路290的諧 振頻率，諧振電路290由電源傳動(dòng)和負(fù)載230組成，電源傳動(dòng)包括變 換器電路220中的諧振元件。當(dāng)直流輸入信號VIN相對高或負(fù)載相
對小時(shí)，檢測器270將生成一個(gè)頻率等于上述諧振頻率的SYNC信號 并將該SYNC信號發(fā)送給振蕩器260，振蕩器260進(jìn)而根據(jù)該信號生 成斜坡信號。在此情況下，斜坡信號的頻率為可變頻率，控制電路 250以可變頻率模式工作。交流輸出信號的頻率最終根據(jù)諧振頻率而 變化。當(dāng)直流輸入信號相對低或者負(fù)載相對大時(shí)，檢測器270生成的 SYNC信號的頻率將會(huì)是一個(gè)恒定值，控制電路250將會(huì)以固定頻率 模式工作。在此情況下，斜坡信號的頻率恒定，由RC網(wǎng)絡(luò)280確定， 進(jìn)而控制電路250以固定頻率模式工作。交流輸出信號的頻率最終設(shè) 定為由RC網(wǎng)絡(luò)280確定的恒定頻率。
另外，為了嚴(yán)格控制負(fù)載230的亮度，DC/AC逆變器200使用 了一種閉環(huán)設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)這種閉環(huán)設(shè)計(jì)，在控制電路250和負(fù)載 230之間連接了一個(gè)回饋電路240，用于檢測流經(jīng)負(fù)載230的電流。 回饋電路240還可包括一個(gè)電壓回饋，用于電路保護(hù)。
圖3為一種DC/AC逆變器的示例性示意圖300。參照圖3，電路 300由直流電源310、變換器電路320、負(fù)載330、回饋電路340、控 制電路350、振蕩器360、檢測器370和RC網(wǎng)絡(luò)380組成。直流電 源310包括一個(gè)電池301，用于提供直流輸入信號VIN。變換器電路 320包括多個(gè)開關(guān)321、 323、 325和327，包括變壓器329以及電容 331和333。上述多個(gè)開關(guān)可以由金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET)組成，以對角開關(guān)對的方式放置。如圖3所示，開關(guān) 321和323串聯(lián)，位于直流輸入信號VIN和地極之間，兩個(gè)開關(guān)的一 個(gè)共同節(jié)點(diǎn)連接到變壓器329的一端。開關(guān)325和327串聯(lián)，位于直流輸入信號VIN和地極之間，二者的一個(gè)共同節(jié)點(diǎn)連接到變壓器329 的另一端。兩個(gè)對角開關(guān)對確定直流輸入信號VIN和變壓器329之 間的交替導(dǎo)通路徑。直流輸入信號VIN通過流經(jīng)交替導(dǎo)通的路徑轉(zhuǎn) 換為一個(gè)中間交流信號。該中間交流信號再由變壓器329升壓變成交 流輸出信號VOUT。
如前己述，控制電路350通過控制多個(gè)開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)可調(diào)整交 流輸出信號VOUT的振幅或頻率。在此多個(gè)開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)是由來 自控制電路350的驅(qū)動(dòng)信號DRV1到DRV4控制的。控制電路350 還與振蕩器360相連以接收斜坡信號，還與回饋電路340相連以接收 回饋信號(FB)。控制電路350根據(jù)接收到的斜坡信號和回饋信號生 成上述的驅(qū)動(dòng)信號。
參照圖3，控制電路350可由比較器351、脈寬調(diào)制(PWM)選 擇器353、先斷后合(BBM)電路355和357以及驅(qū)動(dòng)電路359、 361、 363和365組成。比較器351通過比較斜坡信號和回饋信號生成一個(gè) PWM信號。PWM選擇器353通過定義不同的動(dòng)作邊沿(action edge)， 例如上升沿和下降沿，從該P(yáng)WM信號生成兩個(gè)PWM信號，即PWM1 和PWM2。這兩個(gè)PWM信號再分別發(fā)送給BBM電路355和357。 在每個(gè)BBM電路中，輸入的PWM信號再轉(zhuǎn)換為兩個(gè)互補(bǔ)的信號。 每個(gè)互補(bǔ)的信號再由驅(qū)動(dòng)電路359、 361、 363和365中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電 路轉(zhuǎn)換成一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號。如圖3所示，驅(qū)動(dòng)電路359生成驅(qū)動(dòng)信號 DRV1并發(fā)送給開關(guān)321，驅(qū)動(dòng)電路361生成驅(qū)動(dòng)信號DRV2并發(fā)送 給開關(guān)323，驅(qū)動(dòng)電路363生成驅(qū)動(dòng)信號DRV3并發(fā)送給開關(guān)325，驅(qū)動(dòng)電路365生成驅(qū)動(dòng)信號DRV4并發(fā)送給開關(guān)327。由于BBM電 路355的存在，開關(guān)321和323可以保證不同時(shí)導(dǎo)通。與之類似，由 于BBM電路357的存在，開關(guān)電路325和327可以保證不同時(shí)導(dǎo)通。 另外，控制電路350通過控制斜坡信號可以以固定頻率模式或可變頻 率模式工作。最終使得DC/AC逆變器生成最佳振幅和頻率的正弦波 并提供給負(fù)載330。
斜坡信號由振蕩器360、 RC網(wǎng)絡(luò)380和檢測器370共同控制。 RC網(wǎng)絡(luò)380由電阻381和電容383組成，二者串聯(lián)并位于直流輸入 信號VIN和地極之間。
檢測器370包括與門(AND gate) 391、比較器393、第一邊沿 觸發(fā)器395、第二邊沿觸發(fā)器397以及或門(ORgate)399。
比較器393的非反相輸入端通過電線LX1連接到開關(guān)321和323 的共同節(jié)點(diǎn)，反相輸入端則通過電線LX2連接到開關(guān)325和327的 共同節(jié)點(diǎn)。比較器393的輸出端與兩個(gè)邊沿觸發(fā)器395和397相連。 邊沿觸發(fā)器395和397的輸出再提供給或門399作為其輸入。最終， 或門399輸出上述的SYNC信號。實(shí)際工作中，檢測器通過檢測對角 開關(guān)對的零交叉電流(zero crossing current)來追蹤上述諧振頻率， 該諧振頻率由變換器電路320內(nèi)部的諧振元件和負(fù)載330決定。對角 開關(guān)對的電流可由電線LX1和LX1表明。如果檢測到零交叉電流， 則追蹤諧振頻率，信號SYNC表現(xiàn)為具有諧振頻率的方波，同時(shí)表明 選擇可變頻率模式。或者不追蹤諧振頻率的情況下信號SYNC大小恒 定，表明選擇固定頻率模式。
另外，比較器只在開關(guān)323和327都導(dǎo)通時(shí)檢測零交叉電流，使 得與門391可用于對驅(qū)動(dòng)信號DRV2和DRV4執(zhí)行與運(yùn)算并生成一個(gè) 使能信號給比較器393。基于該使能信號，可保證當(dāng)開關(guān)323和327 都導(dǎo)通時(shí)檢測零交叉電流。另外，如上已述，邊沿觸發(fā)器395和397 連接到PWM選擇器353來定義動(dòng)作邊沿。
振蕩器360與RC網(wǎng)絡(luò)380中的電阻381和電容383的共同節(jié)點(diǎn) 385相連，斜坡信號即在此生成。振蕩器360還連接到檢測器中的或 門399的輸出端，以接收信號SYNC。如圖3所示，振蕩器360可由 第一比較器367、第二比較器369、觸發(fā)器371、或門373和放電開 關(guān)375組成。第一比較器367和第二比較器369形成一個(gè)電壓比較器。 第一比較器367的非反相輸入端接收一個(gè)低閾值電壓，例如50mV。 第二比較器369的反相輸入端接收一個(gè)高閾值電壓VIN/N，其中N 可為整數(shù)。第一比較器367的反相輸入端和第二比較器369的非反相 輸入端連接到節(jié)點(diǎn)385，用于接收斜坡信號。根據(jù)斜坡信號與高電壓 閾值和低電壓閾值的比較結(jié)果，從第一比較器367的輸出端發(fā)送一個(gè) 設(shè)定信號(ST)到觸發(fā)器371的設(shè)定(S)端，從第二比較器369的 輸出端發(fā)送一個(gè)重置(RST)信號給或門373。同時(shí)，或門373從檢 測器370接收SYNC信號。或門373的輸出端連接到觸發(fā)器371的重 置(R)端。觸發(fā)器371的輸出用于控制開關(guān)375的導(dǎo)通狀態(tài)。開關(guān) 375連接在節(jié)點(diǎn)385和地極之間。根據(jù)直流輸入信號VIN和負(fù)載的狀 況，節(jié)點(diǎn)385上生成的斜坡信號要么具有上述恒定頻率，要么具有上 述可變頻率。恒定頻率由RC網(wǎng)絡(luò)380中的電阻381的阻值和電容383的容值確定。可變頻率則等于檢測器370追蹤到的諧振頻率。控制電路350根據(jù)斜坡信號決定工作與固定頻率模式或可變頻率模式。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，回饋電路340可使用任何常用于檢測流經(jīng)負(fù)載330的電流的電路。鑒于回饋功能與本發(fā)明不是密切相關(guān)，回饋電路340的詳細(xì)描述略去不表。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解， 除了在此給出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，變換器電路320可以配置為其它熟知的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如半橋，推挽等，控制電路350也將采用相應(yīng)的配置來驅(qū)動(dòng)變換器電路320中的開關(guān)。對于各種配置而言，本發(fā)明提供的 控制電路350都可自動(dòng)以固定頻率模式或者可變頻率模式運(yùn)行。
參照圖4和圖5，以下將詳細(xì)描述圖3所示的DC/AC逆變器工 作過程。假定考慮了直流輸入信號VIN的某個(gè)閾值并且負(fù)載狀況已經(jīng)預(yù)先確定，當(dāng)直流輸入信號VIN不超過一個(gè)預(yù)設(shè)的電壓值或負(fù)載 大小大于某個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí)，閾值未達(dá)到，控制電路350工作于固定頻率 模式。圖4所示即為固定頻率模式下的各種波形。
參照圖4，可以看到控制電路350的工作頻率，或者說PWM信 號的頻率由波形415表示，該頻率由斜坡信號的一個(gè)放電和充電周期決定，該斜坡信號由波形413表示。當(dāng)斜坡信號降低到低閾值電壓， 也就是50mV時(shí)，設(shè)定信號ST被觸發(fā)，放電開關(guān)375斷開。斜坡信 號的放電周期結(jié)束，充電周期開始。當(dāng)斜坡信號上升到高閾值電壓，也就是VIN/N時(shí)，波形407代表的重置信號RST被觸發(fā)，放電開關(guān) 375導(dǎo)通。斜坡信號的充電周期結(jié)束，放電周期開始。本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解，充電和放電速度是由RC網(wǎng)絡(luò)380中的電阻381和電容383決定的。因此，上述工作頻率以及充電和放電周期都是由預(yù)設(shè)的高電壓閾值和低電壓閾值以及電阻381的阻值和電容383的容值決定的。
由恒定頻率控制，對角開關(guān)對將不會(huì)同時(shí)具有零交叉電流，分別如波形403和405所示。波形403和405分別為電線LX1和LX2中的電壓。這些電壓可表明流經(jīng)對角開關(guān)對的電流，因此波形403和 405的零電壓交叉就表明兩個(gè)對角開關(guān)對的零電流交叉。由波形403 和405可以看出，兩個(gè)對角開關(guān)對不會(huì)同時(shí)發(fā)生零交叉電流。沒有同 步零交叉電流的情況下，信號SYNC就會(huì)具有恒定的大小，如波形 407所示。另外，波形401代表流經(jīng)圖3所示的變壓器329基極繞組 的電流Ipri。波形411代表回饋電路340提供的回饋信號。回饋信號 與斜坡信號交叉，并決定PWM信號的占空比。
控制電路350將一直保持在固定頻率模式，直到達(dá)到閾值。換言 之，如果直流輸入信號VIN超過預(yù)設(shè)電壓值或者負(fù)載小于預(yù)設(shè)值， 通過檢測電線LX1和LX2上的同步零交叉電壓就可追蹤到諧振頻率。 圖5即為可變頻率模式下的各種波形。
參照圖5，可以看到控制電路350的工作頻率，亦即波形515所 示的PWM信號的頻率，還是由斜坡信號的充電和放電周期決定，斜 坡信號如波形513所示。與圖4所示的波形413不同，斜坡信號不能 充電達(dá)到預(yù)設(shè)的高閾值電壓VIN/N，因此工作頻率不再由預(yù)設(shè)高電壓 閾值和低電壓閾值以及電阻381的阻值和電容383的容值決定。
實(shí)際上，此時(shí)工作頻率和斜坡信號的充電和放電周期是由信號 SYNC的頻率決定的，信號SYNC如波形507所示。信號SYNC的頻率進(jìn)而反映了諧振頻率，是由檢測電線LX1和LX2的零交叉電壓
得來。如波形503和505所示，當(dāng)電線LX1和LX2上的電壓同步零 交叉時(shí)，就會(huì)觸發(fā)波形507中的一個(gè)脈沖。參照圖3，該脈沖將重置 觸發(fā)器371，觸發(fā)器進(jìn)而接通放電開關(guān)375。因此，斜坡信號的充電 周期立即結(jié)束，在達(dá)到預(yù)設(shè)的高閾值電壓VIN/N之前放電周期開始。 因此，工作頻率由可變頻率模式下的諧振頻率決定。由于沒有達(dá)到高 閾值電壓VIN/N，重置信號RST保持在一個(gè)恒定大小，如波形509 所示。另外，波形501表示流經(jīng)圖3所示的變壓器329的基極繞組的 電流Ipri。波形511代表回饋電路340提供的回饋信號(FB)。回饋 信號與斜坡信號交叉并決定PWM信號的占空比。
實(shí)際工作中，DC/AC逆變器可用于一個(gè)顯示系統(tǒng)中。舉例來說， 該顯示系統(tǒng)還可包括一個(gè)顯示屏， 一個(gè)放置于顯示屏背后提供背光的 光源， 一個(gè)與顯示屏相連的處理電路用于生成數(shù)據(jù)，顯示屏根據(jù)該數(shù) 據(jù)顯示圖像。DC/AC逆變器將用作光源點(diǎn)燈和正常工作的控制器。 DC/AC逆變器與光源相連，用于將來自外部直流電源的直流輸入信 號轉(zhuǎn)換成交流輸出信號并提供給光源。由該交流輸出信號驅(qū)動(dòng)，光源 點(diǎn)燈并發(fā)光，光線從顯示屏發(fā)射出來。根據(jù)直流輸入信號的狀況， DC/AC逆變器可工作于固定頻率模式或可變頻率模式以獲得較高效 率和較好的交流輸出信號的峰值因數(shù)。好的峰值因數(shù)可以延長光源的 壽命，因此更受歡迎。
當(dāng)直流輸入信號不超過一個(gè)預(yù)設(shè)電壓值或用作光源的燈管大于 預(yù)設(shè)數(shù)量時(shí)，較好的峰值因數(shù)有保障，因此DC/AC逆變器工作于固
定頻率模式以獲得較高的效率。當(dāng)直流輸入電壓超過預(yù)設(shè)電壓值或用 作光源的燈管少于預(yù)設(shè)數(shù)量時(shí)，DC/AC逆變器將工作于可變頻率模 式以保證獲得較好的峰值因數(shù)。
在此描述之實(shí)施例僅為本發(fā)明的常見實(shí)施例，用于說明本發(fā)明而 非限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以理解，在本質(zhì)上不背離由后附權(quán)利 要求書所界定的本發(fā)明的發(fā)明精神和發(fā)明范圍的前提下可以有眾多 其它的實(shí)施例。因此，上述實(shí)施例系用于說明例證本發(fā)明而非限制本 發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求書及其合法等同物來界 定，而不限于此前之描述。權(quán)利要求旨在涵蓋所有此類等同物。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的直流/交流(DC/AC)逆變器，包括一個(gè)用于提供直流輸入電壓的直流電源；一個(gè)與直流電源相連的變換器電路，該電路將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的交流信號；一個(gè)與變換器電路相連的控制電路，該控制電路設(shè)定交流信號的頻率，其中控制電路可以使用恒定頻率模式或者可變頻率模式來操作DC/AC逆變器。
2. 權(quán)利要求1之DC/AC逆變器，其特征在于還包括 一個(gè)與控制電路相連的電阻； 一個(gè)與控制電路相連的電容；一個(gè)與控制電路相連的振蕩器，其中當(dāng)工作于恒定頻率模式時(shí)振 蕩器根據(jù)上述電阻的阻值和上述電容的容值將交流信號的頻率設(shè)定 為一個(gè)相對恒定的頻率。
3. 權(quán)利要求1之DC/AC逆變器，其特征在于還包括 一個(gè)與控制電路相連的諧振電路，該諧振電路具有一個(gè)諧振頻率，其中當(dāng)控制電路以可變頻率模式操作DC/AC逆變器時(shí)，交流信號的頻率根據(jù)該諧振頻率來設(shè)定。
4. 權(quán)利要求3之DC/AC逆變器，其特征在于所述的諧振電路包 括一個(gè)具有一個(gè)變壓器的電源傳動(dòng)(powertrain)和一個(gè)負(fù)載。
5. 權(quán)利要求l之DC/AC逆變器，其特征在于還包括 一個(gè)與控制電路相連的檢測器，該檢測器確定是否已達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，當(dāng)達(dá)到該閾值時(shí)，控制電路從恒定頻率模式工作切換到可變頻率模式工作。
6. 權(quán)利要求5之DC/AC逆變器，其特征在于其中所述的預(yù)設(shè)閾 值包括一個(gè)特定的電壓，當(dāng)輸入電壓超過該特定電壓時(shí)，控制電路以 可變頻率模式操作DC/AC逆變器，當(dāng)輸入電壓不超過該電壓時(shí)，控 制電路以恒定頻率模式操作DC/AC逆變器。
7. 權(quán)利要求5之DC/AC逆變器，其特征在于其中所述的預(yù)設(shè)閾 值包括一個(gè)負(fù)載條件，當(dāng)達(dá)到該負(fù)載條件時(shí)，控制電路以恒定頻率模 式操作DC/AC逆變器，當(dāng)未達(dá)到該負(fù)載條件時(shí)，控制電路以可變頻 率模式操作DC/AC逆變器。
8. 權(quán)利要求1之DC/AC逆變器，其特征在于所述的控制器以恒 定頻率模式操作DC/AC逆變器時(shí)提高了整體效率，當(dāng)控制器以可變 頻率模式操作DC/AC逆變器時(shí)提高了整體的波形峰值因數(shù)。
9. 權(quán)利要求l之DC/AC逆變器，其特征在于控制器作為直流輸入電壓和負(fù)載狀況的一個(gè)函數(shù)，要么工作于恒定頻率模式，要么工作 于可變頻率模式。
10. 權(quán)利要求1之DC/AC逆變器，其特征在于所述的負(fù)載包括用于液晶顯示背光的光源。
11. 一種用于將直流信號轉(zhuǎn)換為交流信號以驅(qū)動(dòng)負(fù)載的方法，包括設(shè)定一個(gè)預(yù)設(shè)閾值條件；工作于固定頻率模式，其中該固定頻率對應(yīng)交流電信號的頻率， 保持在一個(gè)相對恒定的頻率；工作于可變頻率模式，其中該可變頻率對應(yīng)交流電信號的頻率， 根據(jù)一個(gè)諧振電路對應(yīng)的諧振頻率變化；以預(yù)設(shè)閾值條件的函數(shù)在固定頻率模式工作和可變頻率模式工 作之間切換。
12. 權(quán)利要求11之方法，其特征在于還包括工作于固定頻率模式時(shí)將交流電信號頻率設(shè)定為相對恒定的頻 率，該相對恒定的頻率由一個(gè)電阻和電容決定。
13. 權(quán)利要求ll之方法，其特征在于還包括工作于可變頻率模式時(shí)，改變交流電信號的頻率以追隨諧振電路 的諧振頻率。
14. 權(quán)利要求11之方法，其特征在于所述的預(yù)設(shè)閾值條件包括一 個(gè)直流輸入電壓。
15. 權(quán)利要求11之方法，其特征在于所述的預(yù)設(shè)閾值條件包括一 個(gè)負(fù)載條件。
16. 權(quán)利要求ll之方法，其特征在于還包括工作于固定頻率模式以提高效率和可靠性； 工作于可變頻率模式以提高波形的峰值因數(shù)。
17. 權(quán)利要求ll之方法，其特征在于所述的負(fù)載包括一個(gè)光源。
18. —種系統(tǒng)，包括 一個(gè)顯示(設(shè)備)；一個(gè)與顯示(設(shè)備)相連的光源，用于提供光源并從顯示(設(shè)備) 發(fā)射出來；一個(gè)與顯示(設(shè)備)相連的處理單元，用于生成數(shù)據(jù)以顯示在顯 示(設(shè)備)上；一個(gè)與光源相連的控制器，可在恒定頻率模式和諧振模式中自動(dòng)選擇最佳工作頻率。
19. 權(quán)利要求18之系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器當(dāng)輸入電壓低 于某個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí)選擇恒定頻率模式，當(dāng)超過該負(fù)載條件時(shí)選擇恒定頻率模式。
20. 權(quán)利要求18之系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器當(dāng)輸入電壓超過預(yù)設(shè)值時(shí)選擇諧振模式，當(dāng)未達(dá)到該負(fù)載條件時(shí)選擇諧振模式。
21. 權(quán)利要求18之系統(tǒng)，其特征在于所述的寫真模式使得交流信 號的頻率變得與系統(tǒng)內(nèi)部的諧振元件的諧振頻率同步。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直流/交流逆變器和一種相應(yīng)的方法。這種用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的DC/AC逆變器包括一個(gè)直流電源用于提供直流輸入電壓，包括一個(gè)與直流電源相連的變換器電路用于將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)交流信號用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載，以及一個(gè)與變換器電路相連的控制電路，用于設(shè)定交流信號的頻率。該控制電路還可根據(jù)直流輸入電壓和負(fù)載的狀況以固定頻率模式和可變頻率模式操作DC/AC逆變器。
文檔編號H02M7/00GK101202516SQ20071019845
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者林永霖, 達(dá) 柳 申請人:美國凹凸微系有限公司