雙極電源控制器的制作方法

專利名稱：雙極電源控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關式電源，特別是指一種自激振蕩變流器(自激振蕩功率變換 器)。本發明尤其適用但不僅限于熒光燈照明鎮流器。
背景技術：
雙極結型晶體管(BJTs，Bipolar Junction Transistors)因其較低的成本，常被 用作開關式電源(SMPSs，Switched Mode Power Supplies)的開關。使用雙極結型晶體管 的開關式電源通常被設計為利用電感器和電容器進行自激振蕩，除了在啟動開關式電源時 以外，無需外部控制其開/關。在所述開關式電源中，包含有繞阻的變壓器與雙極結型晶體 管負載電流串聯，并通過副繞阻提供雙極結型晶體管基極電流。所述開關式電源能夠作為 電子鎮流器應用于熒光燈照明。圖1為基于雙極結型晶體管的自激振蕩電子鎮流器2的基本組成的電路原理圖。 將雙極結型晶體三極管4、6串連在一起，以便在電壓線路10和12之間形成一中間點8。將 負載繞阻14連接在中間點8和負載16之間。將激勵繞阻18、20分別連接到雙極結型晶體 三極管4、6的基極引出端，并將它們纏繞在負載繞阻14的鐵芯上，以使這三個環繞在所述 鐵芯周圍的繞阻起到變壓器的作用。圖1示出的實心點表明所述三個繞阻彼此之間以通常 的方式在鐵芯上的定位。所述雙極結型晶體管與續流二極管22、24并聯，并允許負載電流 在所述雙極結型晶體管已切換、但電流還未被換向的期間流動。可選地是，所述續流二極管 可以與雙極結型晶體管4、6的基極相連接。所述負載16包括電抗性的、電容性的和/或電 阻性的元件。所述電路通常是由負載16與低電壓線12和/或高電壓線10之間的線路組 成的。所述電路的一般改型還包括與各個雙極結型晶體管串聯的電阻的使用，以便在高強 度電流環境下幫助關閉雙極結型晶體管4、6。其他電路包括與雙極結型晶體管4、6基極串 聯的電阻，以便控制振蕩頻率。一般地，通過向雙極結型晶體管6的基極提供大電流以便能夠快速、徹底地將其 啟動，來完成所述電路的啟動。完成上述啟動常用的手段為使用雙向開關二極管，在此不再 贅述。當雙極結型晶體管6被觸發時，中間點8處的電壓迅速達到低電壓線12處的電壓， 使電流流經負載16。隨著上述過程的發生，電流流經負載繞阻14并離開該處實心點，引起 激勵繞阻20中的電流流向其實心點，從而向雙極結型晶體管6的基極提供更多的電流以使 其處于接通狀態。與此同時，激勵繞阻18中的電流流向其實心點，因此引導電流遠離雙極 結型晶體管4的基極，以使其處于關閉狀態。隨著流經負載繞阻14的負載電流的增大，磁化電流也同樣增大，導致激勵繞阻20 中的電流不會像所述負載電流那樣迅速增大。這意味著雙極結型晶體管6的基極電流也不 會像所述負載電流那樣迅速增大。最終，負載電流與基極電流之比將超過雙極結型晶體管 6的增益，這將引起雙極結型晶體管6開始關閉。隨著雙極結型晶體管6的關閉，其流經電 流被限制，因此流經負載繞阻14的電流開始穿過續流二極管22。負載電流開始減弱，最終 換向，從而使負載繞阻14中的電流改變方向。此時，激勵繞阻20中的電流從雙極結型晶體管6的基極流出，激勵繞阻18中的電流流向雙極結型晶體管4的基極，從而使雙極結型晶 體管4開始從所述負載流向所述高電壓線10傳導電流。最終，像關閉雙極結型晶體管6 — 樣，關閉雙極結型晶體管4，經過所述負載的電流再一次換向，接著雙極結型晶體管6又開 始傳導。上述自激振蕩發生在取決于上述元件屬性的某一頻率上，例如所述電路中的電 感，電阻和晶體管。然而，很難準確控制上述元件的容許偏差，且所需費用頗高。這樣，會產 生不同電路間對于所需任務或高或低的、不可預計的自激振蕩發生頻率。近年來，對于電子鎮流器做出的一個普通改變，是由對雙極結型晶體管的應用轉 移至對場效應晶體管(FET，Field Effect Transistor)的應用。由于場效應晶體管是由 電壓激活的，而非電流，因此相對于雙極結型晶體管，場效應晶體管能夠提供更大范圍的控 制。因此，場效應晶體管已經廣泛應用于緊湊型熒光燈(CFL，CompactFluorescent Lamp) 的集成鎮流器中。正是由于易于控制，使得緊湊型熒光燈產品具有經改進的啟動特點和較 長的使用壽命。然而，場效應晶體管要比雙極結型晶體管昂貴，這就使場效應晶體管的應用 增加了緊湊型熒光燈的制造成本。

發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種能夠較好控制應用在自激振蕩變流器 中的雙極結型晶體管的裝置及方法。根據本發明的第一方面，本發明提供了一種控制器，其用于控制以雙極結型晶體 管作為開關的變流器，所述雙極結型晶體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性 耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負載繞阻，所述控制器具有電流控制元件，所述電流 控制元件包括第一、第二控制繞阻線路，用于與所述負載和激勵繞阻磁性耦合的控制繞阻 的連接；第一、第二雙向電子開關，彼此于所述第一、第二控制繞阻線路間串聯設置；以及， 與所述第一雙向電子開關并聯的第一二極管。優選地是，在所述第一、第二雙向電子開關與其各自的控制繞阻線路之間，設置有 電通道，且所述電通道沒有設置二極管。所述第一、第二雙向電子開關允許所述控制器在所 述控制繞阻兩端建立一個雙向短路。由于所述控制繞阻磁性耦合于所述激勵繞阻，這使其 可在所述激勵繞阻中建立有效的短路。因此，如果所述雙極結型晶體管在啟動狀態下，可以 使電流從其基極流出。二極管具有內部電壓降。如果所述電通道上的二極管形成雙向短路， 則所述控制繞阻兩端的最低電壓至少為所述二極管的電壓降。因此，在所述激勵繞阻兩端 的電壓低于所述二極管兩端的電壓降時(假設控制繞阻與激勵繞阻之間的匝比為1 1)， 所述激勵繞阻中建立的有效短路不會發生。即便是所述激勵繞阻兩端的電壓高于所述二極 管兩端的電壓降，也會降低關斷的效果。同樣，在所述控制繞阻兩端的雙向短路通道上的二 極管需要較高的控制繞阻與激勵繞阻的匝比，以便建立具有低壓短路能力的有效短路。然 而，增加匝比會產生與所述繞阻有關的較大量的漏電感，因此所述短路占用的傳導時間越 長，其效率就越低。所以，不用二極管可以使一個高效的短路不需要過多的繞阻。優選地是，所述控制器包括用于控制所述第一、第二雙向電子開關的控制單元。例 如，所述控制單元可以有選擇地將所述第一、第二雙向電子開關全部閉合，以便在所述第 一、第二控制繞阻線路之間提供雙向短路，從而使所述控制繞阻兩端短路。
優選地是，所述控制單元可以有選擇地斷開所述第一雙向電子開關，并閉合所述 第二雙向電子開關。以便在所述第一、第二控制繞阻線路之間提供單向短路(經過所述第 一二極管)，從而使所述控制繞阻兩端短路。此短路按照與上述雙向短路相似的方式，在所 述激勵繞組中建立一有效的單向短路，所以在同一時間只允許電流流向或流出所述雙極結 型晶體管的基極。在所述變流器具有兩個半橋接的雙極結型晶體管的情況下，所述雙極結 型晶體管各自激勵繞組的每個極性與另一個相反。在如此配置情況下，之前建立的所述單 向短路在不允許電流從其中一個雙極結型晶體管的基極中流出的同時，防止電流流向另一 個雙極結型晶體管的基極。可選地是，所述控制單元可以將所述第一、第二雙向電子開關全部斷開，以便電 動斷開所述第一、第二控制繞阻線路，從而移除來自于所述變流器控制器的所有控制輸 入。這種能力可使所述控制器適于用在自激振蕩變流器(SOPC，Self-oscillating Power Converter)。自激振蕩變流器是一種利用穿過所述負載繞阻的電流觸發憑借激勵繞阻作為 其開關的所述雙極結型晶體管。所述激勵繞阻與所述雙極結型晶體管的基極相連接。自激 振蕩變流器可以包括，例如兩個或四個半橋接或完全橋接于兩條電源線之間、位于所述負 載周圍的雙極結型晶體管。每個雙極結型晶體管都有其自己的激勵繞阻，該激勵繞阻與雙 極結型晶體管的基極相連接，并與負載繞阻磁性耦合，所述負載繞阻與負載串聯。自激振蕩 變流器一旦被啟動，例如，通過觸發其中一個帶有雙向開關二極管的雙極結型晶體管，流經 所述負載繞阻的電流在所述激勵繞阻中產生足夠大的電流，以接通其中一個所述雙極結型 晶體管。在這一階段中，穿過負載繞阻的電流在負載電流穿過的所述雙極結型晶體管的激 勵繞阻中產生電流，從而閉鎖該雙極結型晶體管。由于所述負載電流增加了，在所述負載繞 阻中充當磁化電流的比例增加了，導致流向導電雙極結型晶體管的基極電流不如集電器射 極電流增加的快。結果，雙極結型晶體管所需的增益要多于其能夠提供的增益(此現象會 發生在由所述繞阻構成的變壓器飽和前后)，然后雙極結型晶體管開始關閉。負載電流可以 穿過續流二極管，最終導致基極電流進一步減少直至雙極結型晶體管關閉。在所述負載電 流最終變換了電流方向之后，流經所述負載繞阻的電流改變了方向，引起電流向相反方向 流入所述激勵繞阻，接通這一對雙極結型晶體管中的另一個。由于通過所述負載繞阻的電 流增加了，閉鎖該雙極結型晶體管并完全關閉了之前觸發的雙極結型晶體管。假設上述的 一對雙極結型晶體管為完全相同的兩個元件，那么這對雙極結型晶體管中的占空比大體上 為 50 50。一旦所述自激振蕩變流器已經啟動并允許連續不受控制的振蕩，即允許自激振蕩 變流器自激振蕩，則所述控制器電動斷開控制繞阻，允許所述控制繞阻“后退一步”。毫無疑 問地，可以在任意時候恢復對所述自激振蕩變流器的控制，或者在自激振蕩變流器啟動后 為避免其失控運行，可以繼續對其進行控制。有益地是，所述控制器的電流控制元件進一步包括第三雙向電子開關，其設置于 第一電源線路和所述第一控制繞阻線路之間。這樣設置允許電流流經所述控制繞阻，從而 在所述激勵繞阻中產生相應的電流。這樣做，所述控制器可以通過所述激勵繞阻中流向一 個或多個雙極結型晶體管基極的電流，啟動自激振蕩變流器類型的變流器。無論在何種情 況下，這種方法都允許所述變流器促進雙極結型晶體管的接通，如果流經負載的電流不足 以引起自激振蕩，上述方法對驅動變流器是很有幫助的。在使用上述方法驅動接通了一個
7雙極結型晶體管的同時，憑借這兩個雙極結型晶體管繞阻的不同極性驅動閉合這其中的另 一個雙極結型晶體管。這種方法對強制快速改變變流器中電流的方向很有幫助。優選地是，所述控制單元可以用于控制第三雙向電子開關，以在所述第一電源線 路與第一控制繞阻線路之間設置一可選連接線路。有益地是，所述控制器的電流控制元件進一步包括第四雙向電子開關，其設置于 所述第一電源線路和所述第二控制繞阻線路之間。這樣設置允許所述控制器可選擇地從另 一方向傳遞流經所述控制繞阻的電流，所述另一方向是與第三雙向電子開關閉合時電流流 動的方向相比而言的。所述控制器使用第四雙向電子開關通過改變上述兩個雙極結型晶體 管的接通順序，即先接通在上述過程中后接通的雙極結型晶體管，可以從相對于使用第三 雙向電子開關啟動變流器的另一方向，啟動所述變流器。優選地是，所述控制單元可以用于控制所述第四雙向電子開關有選擇地在所述第 一電源線路和第二控制繞阻線路之間設置連接線路。代表性地設置所述控制單元有選擇地閉合第三或第四雙向電子開關，以控制所述 控制繞阻中的電流方向。這樣做，可以使所述控制器通過慎重驅動所述雙極結型晶體管接 通或關閉，來完全控制自激勵振蕩變流器中的振蕩。也可以在啟動變流器時，所述控制器使 電流從任何一方向上流經所述負載。所述控制器包括設置于所述第一雙向電子開關和第二雙向電子開關之間的第二 電源線路。這樣一來，從所述第一電源線路流出的電流可流經所述控制繞阻到達第二電源 線路，反之亦然。這樣設置，需要在閉合第三或第四雙向電子開關以提供電流時，閉合第一、 第二雙向電子開關其中之一，但是要防止從某一電源線路流出的電流，不經過所述控制繞 阻便流入其他電源線路中。上述4個開關同樣可以用來放掉施加于電源線路的所有剩余功 率，比如過電壓，經過所述控制繞阻將其傳遞給雙極結型晶體管。這樣的配置意味著，只要 第一和第二開關打開，則第三和第四開關可以被關閉以在控制繞組兩端形成雙向短路，前 提是只要開關是雙向的。可選地是，所述控制器進一步包括與所述第二雙向電子開關并聯的第二二極管。 所述第二二極管需要與第一二極管陰極對陰極或陽極對陽極設置，以避免在控制繞阻兩端 產生持續單向短路。所述控制單元可選地閉合第一雙向電子開關，并斷開第二雙向電子開 關，從而在所述控制繞阻的兩端提供一經過所述第二二極管、與前述單向短路方向相反的 單向短路。允許控制器通過持續不斷地防止電流流向其中一個雙極結型晶體管的基極，對 自激勵振蕩變流器施加有力的控制，從而使其保持關閉狀態，就此使其降低振蕩頻率。根據本發明第二方面提供的一種用于控制以雙極結型晶體管作為開關的變流器 的控制器，所述雙極結型晶體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶 有所述變流器負載電流的負載繞阻，所述控制器具有電流控制元件，該電流控制元件包括 第一、第二控制繞阻線路，用于與負載和激勵繞阻磁性耦合的控制繞阻的連接；以及第一雙 向電子開關，以場效應晶體管的形式設置于所述第一、第二控制繞阻線路之間，用于在所述 第一、第二控制繞阻線路之間提供不包括二極管的雙向短路。上述配置允許所述控制器在前述的控制繞阻兩端提供簡單、有效的雙向短路。在 自激振蕩變流器中，該短路允許電荷從雙極結型晶體管的基極流出，然后關閉雙極結型晶 體管，從而引起電流轉換方向。然后，可以通過斷開第一雙向電子開關移除所述短路，從而使經過轉換方向的負載電流打開其中的一個雙極結型晶體管。可選擇地，可以維持所述短 路，以便停止自激振蕩變流器中的振蕩。優選地是，所述電流控制元件進一步包括第二雙向電子開關，其設置在第一電源 線路和所述第一控制繞阻線路之間。這樣配置具有先前描述的允許所述控制器激勵或初始 化自激振蕩變流器的振蕩的優點。根據本發明第三方面提供的一種用于控制以雙極結型晶體管作為開關的變流器 的控制器，該雙極結型晶體管的基極與激勵繞阻連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶有所 述變流器負載電流的負載繞阻，所述控制器具有電流控制元件，該電流控制單元包括第一、 第二控制繞阻線路，用于與負載和激勵繞阻磁性耦合的控制繞阻的連接；第一雙向電子開 關，其設置于所述第一、第二控制繞阻線路之間，用于在所述第一、第二控制繞阻線路之間 提供雙向短路；以及第二雙向電子開關，其設置于第一電源線路和所述第一控制繞阻線路 之間。優選地是，在所述第一雙向電子開關和每個第一、第二控制繞阻線路之間，設置有 電通道，所述電通道在該位置沒有設置二極管。這會產生一個非常有效的、帶有前述有益效 果的閉合所述第一雙向電子開關的雙向短路。本發明第二或第三方面中描述的所述控制器進一步包括用于控制所述第一、第二 雙向電子開關的控制單元。優選地是，所述控制單元可以控制所述第一雙向電子開關有選擇地閉合，以便在 所述第一、第二控制繞阻線路中提供雙向短路，因此該雙向短路跨接在連接于所述第一、第 二控制繞阻線路之間的控制繞阻的兩端。優選地是，所述控制單元可以控制所述第二雙向電子開關有選擇地在第一電源線 路和第一控制繞阻線路之間提供一連接線路，從而使所述控制器能夠初始化附加的自激振 蕩變流器中的振蕩，并激勵在其中的一個雙極結型晶體管。有益地是，所述電流控制元件進一步包括第三雙向電子開關，其耦合在所述第一 電源線路和所述第二控制繞阻線路之間。這使所述控制器可以激勵所述變流器中的其他雙 極結型晶體管。優選地是，所述控制單元可以控制所述第三雙向電子開關有選擇地在第一電源線 路和第二控制繞阻線路之間提供一連接線路。有益地是，所述電流控制元件進一步包括第四雙向電子開關，其與所述第一雙向 電子開關串聯設置在所述第一、第二控制繞阻線路之間；以及第一二極管，其與所述第一雙 向電子開關并聯。這使所述控制器可以在所述第一、第二控制繞阻線路之間，以之前描述的 方式建立經過所述第一二極管的單向短路，同時通過閉合第四、第一雙向電子開關來保持 建立雙向短路的性能。優選地是，設置所述控制單元可以控制所述第一、第四雙向電子開關，以有選擇地 斷開第一雙向電子開關并閉合第四雙向電子開關，以便在所述第一、第二控制繞阻線路之 間提供經過所述第一二極管的單向短路。該短路具有前述的、可以避免電流從自激振蕩變 流器中的第一雙極結型晶體管基極中流出，同時避免電流流入該自激振蕩變流器中的第二 雙極結型晶體管基極的有益效果。有益地是，所述電流控制元件可以進一步包括第二二極管，其與所述第四雙向電子開關并聯。該二極管必須與第一二極管對應設置(陽極對陽極或陰極對陰極設置)，以 避免產生持續單向短路。所述控制器可以在與經過所述第一二極管建立的短路相反的方向 上，建立經過所述第二二極管的單向短路。因此，所述控制器可以顛倒上述情況，避免電流 流向自激振蕩變流器中的第一雙極結型晶體管的基極，以及從該自激振蕩變流器中的第二 雙極結型晶體管基極流出。優選地是，設置所述控制單元來控制所述第一、第四雙向電子開關，以有選擇地閉 合第一雙向電子開關并斷開第四雙向電子開關，以便于在第一、第二控制繞阻線路之間，提 供經過所述第二二極管單向短路。所述第二控制器具有第二電源線路，該連接耦合在所述第一、第二雙向電子開關 之間，以通過所述電流控制元件將所述電路與第一電源線路接通。當選擇適當的開關配置 時，上述設置具有防止繞過所述控制繞組而短路的優點(已詳述過)，并且，上述設置還允 許所述電流控制單元充當分路調節器。本發明上述控制單元具有一個或多個電壓傳感線路，所述電壓傳感線路與所述電 流控制單元中的其中一個所述開關電性耦合，使所述控制單元可以用于測量流經所述開關 的電流，即與通過由所述繞阻構成的變壓器，流經所述變流器負載的電流有關。利用這一信 息，所述控制器能夠對所述變流器中的工況作出反應，以保持其最佳工況。例如，如果附加 的自激勵振蕩變流器的振蕩過緩，那么所述控制器能夠強制電流更頻繁地變換電流方向。 所述控制器通過在所述控制繞阻兩端提供雙向短路實現上述目的，以便將所述自激勵振蕩 變流器中的雙極結型晶體管關閉。可選地，所述控制器可以在所述控制繞阻兩端建立單向 短路，以防止電流流向雙極結型晶體管的基極將其激活(讓電流隨便地流走)，從而關閉雙 極結型晶體管。以類似的方式，如果所述自激勵振蕩變流器振蕩過快，可以使用單向短路來 避免在阻抗電流從激活的雙極結型晶體管流出的同時，打開一個閑置的雙極結型晶體管， 因此需要延長所述振蕩。所述控制器還可以檢測出已停止的振蕩或者在所述負載電流不足 以啟動自激振蕩時，提供激勵電流穿過所述控制繞阻來調整負載電流的不足。最后，所述控 制器還可以檢測出過載工況，并在所述控制繞阻兩端建立和維持雙向短路，以關閉所有雙 極結型晶體管，并停止振蕩。優選地是，所述控制單元基于一個或多個電壓傳感線路上的電壓來控制所述開關。根據本發明第四方面提供的一種變流器的控制方法，所述變流器，所述變流器以 雙極結型晶體管作為開關，所述雙極結型晶體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻 磁性耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負載繞阻，通過控制磁性耦合于所述激勵繞阻的 控制繞阻，對所述變流器進行控制。所述方法包括在所述控制繞阻的兩端有選擇地提供雙 向短路，所述雙向短路沒有二極管。根據本發明第五方面提供的一種變流器的控制方法，所述變流器以雙極結型晶體 管作為開關，所述雙極結型晶體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜 帶有所述變流器負載電流的負載繞阻，通過控制磁性耦合于所述激勵繞阻的控制繞阻，對 所述變流器進行控制。所述方法可以有選擇地在所述控制繞阻的兩端設置雙向短路；在所 述控制繞阻的兩端設置單向短路；以及，在所述控制繞阻的兩端不設置電通道。優選地是，所述第四和第五方面提供的方法進一步包括通過向所述控制繞阻提供額外的電流，來變更所述激勵繞阻中的電流，以控制所述控制繞阻中的電流。優選地是，所述雙向開關為場效應晶體管。所述控制器的整體具體表現為一種集 成電路。參照下列附圖及具體實施例，對本發明進行詳細介紹。


圖1為自激振蕩電子鎮流器的電路原理圖；圖2為本發明帶有自激振蕩電子鎮流器的控制器電路原理圖；圖3為本發明第一控制方法中的波形示意圖；圖4為本發明可選控制方法中的波形示意圖；圖5為本發明另一個控制方法中的波形示意圖；圖6a、6b為本發明可選電流控制元件的電路原理圖。
具體實施例方式圖2示出了本發明第一實施例所述的控制器26。控制器26與控制繞阻28相連 接，控制繞阻28旋繞在與變壓器的鐵芯相同的鐵芯上，所述變壓器由負載繞阻14和激勵繞 阻18、20構成。較有代表性地，上述繞阻的匝比分別為15 2 5 5。控制繞阻28可以 使所述控制器改變激勵繞阻18、20中的電流，從而控制雙極結型晶體管4和6的切換。控制器26具有控制單元30，用于提供切換控制信號來控制金屬氧化物半導體場 效應晶體管32、34、36和38。控制單元30與金屬氧化物半導體場效應晶體管32、34、36和 38的柵電極相連。金屬氧化物半導體場效應晶體管32、34和36、38分別為N溝道金屬氧化 物半導體場效應晶體管和P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管。下文中將以開關來稱呼 作為開關來使用的金屬氧化物半導體場效應晶體管。盡管優選金屬氧化物半導體場效應晶 體管作為開關來使用，但可使用其他等效的電子開關來替代它們，尤其是集成電路環境中 優選金屬氧化物半導體場效應晶體管作為開關來使用。這些開關構成電流控制元件39，并 使控制器26控制電流流入控制繞阻28，轉而使所述控制單元30控制所述自激振蕩電子鎮 流器2的振蕩。舉例說明，通過閉合開關32和34，控制器26在控制繞阻28的兩端建立短路，使電 流向任一方向流動。這一過程使激勵繞阻14、18、20有效地短路，隨之在雙極結型晶體管4 和6的基極和發射極之間產生低阻抗通道，隨之而來的是將雙極結型晶體管4和6全部關 閉。該短路同樣會使雙極結型晶體管4和6的基極集電極秸產生續流二極管的作用，盡管 可以仍然保留圖1示出的二極管22和24，但實際上已經不需要這些二極管了。最初，這一 短路會引起流入負載的電流改變方向，但是如果這一短路持續了多個共振周期，則所述振 蕩將停止。金屬氧化物半導體場效應晶體管在其接通狀態下具有一與其相關的低電壓降。 僅有兩個與上述可舍棄的二極管和其他晶體管耦合的金屬氧化物半導體場效應晶體管，存 在于這一短路中，這意味著沒有PN結電壓降，因此，即便是在雙極結型晶體管4或6的基極 和發射極之間存在的小電壓，也將通過開關32和34被有效地短路。二極管40和42使控制器26可以控制流經控制繞阻28的電流方向。舉例說明， 僅靠閉合開關34在控制繞阻28的兩端，產生經過二極管40的單向短路。這一短路可以避免電流從雙極結型晶體管4的基極流出并流向雙極結型晶體管6的基極，從而避免在啟動 雙極結型晶體管4的同時再啟動雙極結型晶體管6。閉合開關34同樣會在雙極結型晶體管 4處產生一有效的發射極_基極的短路，該短路可使雙極結型晶體管4的基極集電極秸，充 當與圖1示出的二極管22相似的續流二極管。這一技術手段可使控制器26減少所述電子鎮流器的振蕩，例如，在所述振蕩失控 地增加時，對于這種情況，這一技術手段無疑是有益的。僅閉合開關32，可在另一方向上產 生一經過二極管42的、與上述單向短路相似的單向短路。當開關34閉合時，如果控制繞阻28與激勵繞阻18的匝比足夠高，比如本實施例 中為3 1，顯示在控制繞阻28上的雙極結型晶體管4的基極-發射極的電壓，將遠遠大于 二極管40兩端的有效電壓降。這意味著，所述二極管兩端的正向電壓降將不能防止雙極結 型晶體管4 一直處于打開狀態。同樣的原理應用在開關32閉合且電流流經二極管42時。電流控制元件39包括開關32、34、36和38以及二極管40、42，其連接在電源節點 44和46之間。在具有代表性的集成電路應用中，電流控制元件39可以提供電動勢，比方說 3. 3V的電動勢，指定電源節點44為3. 3V，電源節點46為0V。在電源節點44和46的兩端 提供電動勢，意味著控制器26可以在控制繞阻28中產生電流，從而，控制激勵繞阻18、20 中的電流，并向雙極結型晶體管4和6的基極供電。控制器26因此可以被用來啟動自激振 蕩電子鎮流器2的振蕩，而不需要額外的電路元件，例如出現在其他電子鎮流器中的雙向 開關二極管。在閉合開關36和34的情況下，流入控制繞阻28的電流，使來自雙極結型晶 體管6的電流流入激勵繞阻18、20并流向雙極結型晶體管4 ；啟動雙極結型晶體管4并保 持雙極結型晶體管6處于閉合狀態。在閉合開關32和38的與之相反的情況下，電流在與 上述電流方向相反的方向上流動，以啟動雙極結型晶體管6而關閉雙極結型晶體管4。在上 述兩種情況下，如果一個正被啟動的雙極結型晶體管已經處于工作狀態，那么，引起的電流 流動會增加雙極結型晶體管基極處的激勵電流并減少雙極結型晶體管的飽和電壓。這種激 勵性能同樣可以允許所述控制器通過持續地激勵雙極結型晶體管4和6，使自激振蕩電子 鎮流器2即便在負載電流過低難以維持振蕩時保持振蕩。這對于需要可變電源的應用來說 是相當有幫助的，比方說可調光電子節能燈。當上述技術手段用于在每個周期中幫助激勵 雙極結型晶體管時，不必在每個周期中都提供一個激勵脈沖。采用上述技術手段，在每η個 周期，只需激勵一次雙極結型晶體管。同樣地，采用上述技術手段并不必須激勵全部的雙極 結型晶體管。由上，開關32和34可以用來提供控制繞阻28的雙向/單向短路，并且可以聯合 開關36和38，向上述雙極結型晶體管提供激勵電流。對于所屬技術領域的技術人員顯而易 見的是，開關36和38同樣可以用來提供雙向短路，并可以聯合開關32和34，以提供激勵電 流。當將開關32、34、36和38全部斷開時，控制繞阻28被隔絕，自激振蕩電子鎮流器2以 其固有頻率振蕩。當上述技術手段用于，例如熒光燈上時，是特別有用的，上述技術手段將 在自激振蕩電子鎮流器2達到其固有振蕩頻率之前的預熱和點亮期間，提供控制自激振蕩 電子鎮流器2的功能。控制器26能夠在任何時候重復控制所述振蕩，例如在檢測過載時。控制單元30通過使用上述的不同技術手段，可以啟動自激振蕩電子鎮流器2中的 振蕩，控制該振蕩的頻率乃至停止所述振蕩。在啟動所述振蕩后，如果負載電流足夠大的 話，可以僅僅通過使用開關32和34便可控制該振蕩的工作頻率。控制單元30不但能夠縮短振蕩周期，以提高振蕩頻率，而且可以延長振蕩周期或推遲下一次振蕩的開始時間，以降 低振蕩頻率。控制單元30可以使用完全開路控制，靠使用如同壓控振蕩器一樣簡單的器件來 確定振蕩頻率；或者，使用直接從外部傳感器收到的輸入反饋，來監視自激振蕩電子鎮流器 2，或通過監視控制繞阻28，推斷出自激振蕩電子鎮流器2的工況。圖2示出了傳感線路48和50，可以通過控制繞阻線路節點上的電流和電壓，向控 制單元30提供信息。傳感線路48和50可以通過控制繞阻28感應到自激振蕩變流器中發 生了什么。傳感線路48和50可以用來檢測在開關32、34、36和38兩端的、與控制繞阻28 中的電流有關的電壓。可以在相關的金屬氧化物半導體場效應晶體管的漏源電阻兩端測出 所述電壓，也可以在與金屬氧化物半導體場效應晶體管串聯的電阻(未示出)兩端測出所 述電壓，例如，在金屬氧化物半導體場效應晶體管34和電源節點46之間。控制單元30的傳感功能可以使其檢測出控制繞阻28中的電流何時變換電流方 向，所述電流與自激勵振蕩電子鎮流器2中的電流幾乎同時變換電流方向。上述用來轉換 所述電流方向的信息，可以被控制單元30用來檢測何時解除所述工況，比如說，解除短路。 舉例說明，當開關32和34被閉合了一段時間，傳感線路48和50可以使控制單元30檢測 出由于自激勵振蕩電子鎮流器2的振蕩逐漸停止，所述電流何時變小。當控制繞阻或開關32和34其中一個(當另一個開關閉合時，斷開的開關兩端的 電壓)的兩端電壓過零時，表明所述鎮流器中的電流變換了一次電流方向，可以通過傳感 確定所述振蕩的周期及頻率。該技術手段可使控制單元30檢測出在比控制器26要求的頻 率要高的頻率上的振蕩，該振蕩可以在調諧電感器飽和時，或由所述鎮流器控制的熒光燈 未能點亮時發生。控制單元30能夠感應到控制繞阻28兩端電壓的功能，可以使其計算出 有多少電流經過所述負載。控制單元30通過使用上述功能，可以實現很多用途，例如，檢測 過載，限制供應電流超過最大值，或確保供應電流大于最小值。可同時通過在自激勵振蕩電 子鎮流器2中的兩個電阻，來簡化負載電流的計算，所述電阻包括于與雙極結型晶體管4 和6的發射極串聯，并存在于由激勵繞阻18和20分別形成的基極驅動回路中。控制單元30還具有外部輸入端52 (不是主要部件)，用于提供額外的傳感信息或 控制輸入。來自傳感線路48、50和外部輸入端52的任何一個輸入，都可以用來設置控制器 26。例如，控制單元30可以使用其檢測到的任意一個針腳處的電阻或電壓，比如控制繞阻 線路處的，將控制器26設置為測試模式，或設置熒光燈控制器中的預熱時間。本實施例中的控制器26可以實現多種不同的控制方法。圖3示出了一種“最全 面”的控制方法，其可以非常嚴格地控制自激勵振蕩電子鎮流器。圖3除了示出了流經負載 繞阻14(顯示為Ires)的電流和雙極結型晶體管4和6之間的中間點電壓(顯示為Vmid) 以外，還示出了開關32、34、36和38的控制信號。圖示中的信號為高電平時，表示“接通”。 因為開關36和38是P溝道金屬氧化物半導體器件，所以上述信號與實際的驅動信號相比 可以被認為是被反相過的。該曲線圖以所述變流器的關閉狀態開始，假設Vmid大約為所述變流器正相電源 的一半，或者雙極結型晶體管6的兩端電壓很大。然后由控制單元30將開關32和38閉合 一段由所述控制器確定的時間，這段時間大約500納秒長或直到斷開開關34為止。在開關 32和38 —直閉合時，由電流控制元件39向控制繞阻28提供電流，并由控制繞阻28通過
13感應在激勵繞組18和20中產生電流。特別如前所述，由感應產生出的激勵繞阻20中的電 流，流向雙極結型晶體管6的基極(啟動雙極結型晶體管6)，并在激勵繞阻18的兩端產生 電勢，對雙極結型晶體管4的基極加偏壓，以避免電流流經雙極結型晶體管4。當雙極結型 晶體管4開始進入關閉狀態時，沒有電流流入激勵繞阻18。此時，會引起電流流經雙極結型 晶體管6和負載繞阻14。負載繞阻14中的電流會在激勵繞阻20中通過感應產生電流，以 閉鎖雙極結型晶體管6。然后，可以斷開開關38，留下開關32以提供控制繞阻28的、經過二極管42的單 向短路。所述單向短路可阻止雙極結型晶體管4的啟動，哪怕所述負載電流變換電流方向。 在經過由所述控制單元30確定的一段時間之后，閉合開關34，以在控制繞阻28兩端提供雙 向短路。這樣就會在雙極結型晶體管4保持關閉狀態的同時，關閉雙極結型晶體管6，并且 使所述負載電流流經由雙極結型晶體管4的基極集電極秸或單獨的二極管(未示出)所形 成的續流二極管。然后，Vmid升高至供高電壓線10處的電壓，所述電流最終變換了電流方 向。大約在此時，斷開開關32，在控制繞阻28中剩下的單向短路將使雙極結型晶體管6保 持關閉狀態。由于此時所述電流正在相反的方向上，流入負載繞阻14，在激勵繞阻18中通 過感應產生的電流，流向所述雙極結型晶體管4的基極，以啟動雙極結型晶體管4。圖3示出了開關36在此時也接收到了閉合脈沖。這段時間大約500納秒長或直到 斷開開關32為止。由于開關36和34閉合，電流流經控制繞阻28，由此通過感應產生激勵 繞阻18中的電流，流向雙極結型晶體管4的基極，激勵繞阻20中的電流從雙極結型晶體管 6的基極中流出。如果所述振蕩在此時已經開始，那么閉合開關36對所述振蕩幾乎沒有影 響。然而，如果所述振蕩在此時由于某種原因還未開始，比如，最初假設Vmid不正確，并且 很低，那么所述脈沖將以類似的方式閉合開關38，以使激勵電流進入雙極結型晶體管4的 基極。在這種情況下，啟動雙極結型晶體管4的第二個啟動脈沖開始振蕩。然后，再一次斷開開關36，剩下開關34，以便在控制繞阻28的兩端提供經過二極 管40的單向短路，使雙極結型晶體管6保持關閉狀態。在經過了另一段由控制單元30確 定的時間后，閉合開關32，以再一次提供雙向短路，在雙極結型晶體管6保持關閉狀態的同 時，將雙極結型晶體管4關閉，使所述電流再一次變換電流方向。閉合或斷開開關36、38，重 復上述循環。當振蕩已開始后，就不再需要使用開關36和38 了，盡管使用它們是保持振蕩 處于低負載功率所必須的。例如，如果自激振蕩電子鎮流器2的輸入電壓過低，以至于不能適當地激勵所述 負載，那么控制單元30可通過保持開關32和34保持閉合，使自激振蕩電子鎮流器2保持 關閉狀態。這種操作模式對于過載情況，例如短路或為了避免閃爍而突然切掉電源，也同樣 有效。如果自激振蕩電子鎮流器2停止振蕩，例如，如果熒光燈負載未能點亮，或向電 阻負載提供一未經調節的交流電，好比鹵素照明變壓器中的供給所述變流器的功率，每 8(60Hz交流電)或10(50Hz交流電)毫秒下降至接近于0，那么則需要重啟所述振蕩。控 制單元30可以檢測出振蕩減弱，并通過使用開關36和38申請更多的啟動脈沖，來重啟振蕩。開關36和38同樣可被用來調節提供給控制器26的電壓。通過在開關32和38 斷開，開關34閉合的同時，閉合開關36，將提供給控制器26的過剩功率轉向輸入至雙極結型晶體管4的基極。同樣地，通過在開關34和36斷開，開關32閉合的同時，閉合開關38， 將提供給控制器26的過剩功率轉向輸入至雙極結型晶體管6的基極，以改善所述變流器2 的性能。在這種情況下，電流控制元件39充當分路調節器。在集成電路實施中，可不需要 單獨的、類似于齊納穩壓器件的電壓調節器，由于功率消散在集成電路的外部，因此可以避 免由此類器件產生的熱量帶來的問題。由于省掉了器件的數量，便節約了制造集成電路的 成本。消散集成電路外部的功率，可以幫助減少芯片輸出的熱量。為了使電流控制元件39 具有上述功能，在開關36閉合時，不必斷開開關32，或者當開關38閉合時，不必斷開開關 34。尤其是在將額外功率轉移至雙極結型晶體管的基極已不足以降低輸入電壓時，在開關 32和34閉合時，可以些許地閉合開關36和38，以進一步地降低所述電壓。優選地，可以使 用兩個開關36 (未示出)和兩個開關38 (未示出)，用一組開關36和38來提供調節，用另 一組來為控制繞阻28提供電流。通過測量將開關32和34都閉合所需要的時間，可以檢測出自激勵振蕩電子鎮流 器2的頻率與其固有共振頻率之間的接近程度。如圖3所示，開關32和34的控制信號重 疊，并且表明自激勵振蕩電子鎮流器2中的電流，其變換電流方向所需要的時間。因為自激 勵振蕩電子鎮流器2的頻率接近于其固有共振頻率，所以重疊時間減少。控制單元30可以 利用上述信息，實現很多目的。例如，可以確保自激勵振蕩電子鎮流器2所需要的頻率不會 降至其固有共振頻率以下，如果負載是熒光燈，并且該熒光燈未能點亮，便會出現上述情況 (自激勵振蕩電子鎮流器2所需要的頻率降至其固有共振頻率以下)。上述信息可以使控 制單元30找到忽略其所處工況下的共振頻率，以及因部件公差引起的兩個自激振蕩電子 鎮流器之間合理的差異。因此，可以在預熱過程中調節振蕩頻率，以使所述振蕩頻率接近于 共振頻率，并且，可以檢測并設置一個供電源等使用的最低振蕩允許頻率。上述控制方法以及圖3示出了最有效的開關32和34的接通持續時間。當然，也 存在著一些使用顯著縮短了的開關32和34的接通持續時間，來控制振蕩的、效果差一些的 控制方法。圖4示出了一種控制方法，其特征是所有的開關都具有明顯縮短了的接通持續 時間。將開關32和38閉合一段由控制單元30決定的時間，以啟動自激勵振蕩電子鎮流器 的振蕩。流經負載繞阻14的電流增大，引起激勵繞阻20中的電流增大，由此閉鎖了雙極結 型晶體管6。然后斷開開關32和38。經過一段由控制單元30決定的時間后，閉合開關32 和34，以在控制繞阻28兩端提供雙向短路，并關閉雙極結型晶體管6。當負載電流變換了 電流方向并過零時，再次斷開開關32和34，以啟動雙極結型晶體管4。再經過一段由控制 單元30決定的時間后，再次閉合開關32和34以變換電流方向，并持續循環上述步驟。圖5示出了第三種控制方法，該控制方法具有開關32和34的最短接通持續時間。 開關38和32啟動雙極結型晶體管6，并以正常的方式啟動振蕩。經過一段由控制單元30 決定的時間后，閉合開關34，以使雙極結型晶體管6中的激勵電流停止，當所述激勵電流改 變電流方向(過零)時，再斷開開關34。啟動雙極結型晶體管4，并在經過一段由控制單元 30決定的時間后，閉合開關32，以使雙極結型晶體管4中的激勵電流停止。在所述激勵電 流變換電流方向后，再次啟動雙極結型晶體管6，并持續循環上述步驟。有一些控制方法，其 開關32和34的開關時間在圖3、4和5所示出的時間的之間，同樣可以起到上述作用。本發明的實施，不需要能夠向雙極結型晶體管4和6提供激勵脈沖的設備。圖6a 示出了一個可選的電流控制元件39，其中去除了開關36，當然也可以去除其他開關。對于該實施例，除了僅能通過啟動雙極結型晶體管4或6來啟動振蕩之外，上述所有的控制方法 都有效。圖6b示出了第三個實施例，該實施例移除了開關32，并只控制控制繞阻28的一 側。該實施例允許執行一個與圖4所示方法相似的控制方法。使用控制繞阻28與激勵繞 阻18和20之間縮小的匝比，以避免觸發固定于集成電路中的靜電保護電路。上述實施例提供了一個控制器，以及熒光燈電子鎮流器的控制方法。然而，上述的 原理可以很容易地應用在其他基于雙極結型晶體管的自激振蕩變流器的控制上，比如，用 于控制緊湊型線性熒光燈上的可調光固定鎮流器，冷陰極熒光燈鎮流器，鹵素照明變壓器， 以及其他一些直流_直流、交流_直流的變流器。上述原理可以用來控制全橋接、半橋接設 置，以及共振拓撲；可適用于相位共振轉換器，該相位諧振轉換器包括兩個帶有鎖定頻率和 相移的控制器。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種控制器，用于控制以雙極結型晶體管作為開關的變流器，所述雙極結型晶體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負載繞阻，所述控制器具有電流控制元件，其特征在于，所述電流控制元件包括第一、第二控制繞阻線路，用于與所述負載和激勵繞阻磁性耦合的控制繞阻的連接；第一、第二雙向電子開關，彼此于所述第一、第二控制繞阻線路之間串聯設置；以及，與所述第一雙向電子開關并聯的第一二極管。
2.根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，在所述第一、第二雙向電子開關與其各 自的控制繞阻線路之間，形成有電通道，且所述電通道沒有設置二極管。
3.根據權利要求1或2所述的控制器，其特征在于，所述控制器還包括用于控制所述第 一、第二雙向電子開關的控制單元。
4.根據權利要求3所述的控制器，其特征在于，所述控制單元可以有選擇地將所述第 一、第二雙向電子開關全部閉合，以便在所述第一、第二控制繞阻線路之間提供雙向短路。
5.根據權利要求3或4所述的控制器，其特征在于，所述控制單元可以有選擇地斷開所 述第一雙向電子開關，并閉合所述第二雙向電子開關，以便在所述第一、第二控制繞阻線路 之間提供一經過所述第一二極管的單向短路。
6.根據權利要求3、4或5所述的控制器，其特征在于，所述控制單元可以有選擇地將所 述第一、第二雙向電子開關全部斷開，以便斷開所述第一、第二控制繞阻線路。
7.根據權利要求3、4、5或6所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件包括第三雙 向電子開關，該開關耦合在第一電源線路和第一控制繞阻線路之間。
8.根據權利要求7所述的控制器，其特征在于，所述第三雙向電子開關由所述控制單 元控制，以便有選擇地在第一電源線路和第一控制繞阻線路之間設置連接。
9.根據權利要求7或8所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件還包括第四雙向 電子開關，該開關耦合在第一電源線路和第二控制繞阻線路之間。
10.根據權利要求9所述的控制器，其特征在于，所述第四雙向電子開關由所述控制單 元控制，有選擇地在第一電源線路和第二控制繞阻線路之間提供一連接。
11.根據權利要求10所述的控制器，其特征在于，所述控制單元有選擇地閉合所述第 三或第四雙向電子開關，以控制所述控制繞阻中的電流方向。
12.根據權利要求7 11中的任意一項所述的控制器，其特征在于，在所述第一、第二 雙向電子開關之間，耦合有第二電源線路。
13.根據權利要求3 12中的任意一項所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件 還包括第二二極管，該第二二極管與所述第二雙向電子開關并聯，并且其電流導向與所述 第一二極管相反，用于防止電流同時流經所述第一、第二二極管；所述控制單元有選擇地閉 合所述第一雙向電子開關，并斷開所述第二雙向電子開關，以便在控制繞阻線路之間提供 一經過所述第二二極管的單向短路。
14.根據權利要求1或2所述的控制器，所述電流控制元件還包括第二二極管，該第 二二極管與所述第二雙向電子開關并聯，并且其電流導向與所述第一二極管相反，用于防 止電流同時流經所述第一、第二二極管。
15.一種控制器，用于控制以雙極結型晶體管作為開關的變流器，所述雙極結型晶體管 的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負載繞阻，所述控制器具有電流控制元件，其特征在于，所述電流控制元件包括第一、第二控制繞阻線路，用于與所述負載和激勵繞阻磁性耦合的控制繞阻的連接；第一雙向電子開關，以場效應晶體管的形式設置于第一、第二控制繞阻線路之間，用于 在所述第一、第二控制繞阻線路之間提供一不包括二極管的雙向短路。
16.根據權利要求15所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件還包括第二雙向 電子開關，該第二雙向電子開關設置于第一電源線路和第一控制繞阻線路之間。
17.—種控制器，用于控制以雙極結型晶體管作為開關的變流器，所述雙極結型晶體管 的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負載繞 阻，所述控制器具有電流控制元件，其特征在于，所述電流控制元件包括第一、第二控制繞阻線路，用于與所述負載和激勵繞阻磁性耦合的控制繞阻的連接；第一雙向電子開關，設置于所述第一、第二控制繞阻線路之間，用于在所述第一、第二 控制繞阻線路之間提供雙向短路；以及，第二雙向電子開關，設置于第一電源線路和所述第一控制繞阻線路之間。
18.根據權利要求17所述的控制器，其特征在于，在所述第一雙向電子開關與第一、第 二控制繞阻線路之間，形成有電通道，且所述電通道沒有設置二極管。
19.根據權利要求15 18中的任意一項所述的控制器，其特征在于，所述控制器還包 括用于控制所述第一、第二雙向電子開關的控制單元。
20.根據權利要求19所述的控制器，其特征在于，所述控制單元可以控制所述第一雙 向電子開關有選擇地閉合，以便在所述第一、第二控制繞阻線路之間提供雙向短路。
21.根據權利要求19所述的控制器，其特征在于，所述控制單元可以控制所述第二雙 向電子開關有選擇地在所述第一電源線路和第一控制繞阻線路之間提供一連接。
22.根據權利要求19、20或21所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件還包括第 三雙向電子開關，該開關耦合在第一電源線路和第二控制繞阻線路之間。
23.根據權利要求22所述的控制器，其特征在于，所述第三雙向電子開關由所述控制 單元控制，有選擇地在第一電源線路和第二控制繞阻線路之間提供一連接。
24.根據權利要求22或23所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件還包括第四雙向電子開關，耦合在所述第一雙向電子開關和第二控制繞阻線路之間；第一二極管，與所述第一雙向電子開關并聯。
25.根據權利要求24所述的控制器，其特征在于，所述控制單元可以有選擇地斷開所 述第一雙向電子開關，并閉合所述第四雙向電子開關，以便在所述第一、第二控制繞阻線路 之間提供經過所述第一二極管的單向短路。
26.根據權利要求24或25所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元件還包括第 二二極管，該第二二極管與所述第四雙向電子開關并聯，并且其電流導向與所述第一二極 管相反，用于防止電流同時流經所述第一、第二二極管。
27.根據權利要求26所述的控制器，其特征在于，所述控制單元有選擇地閉合所述第 一雙向電子開關，并斷開所述第四雙向電子開關，以便在第一、第二控制繞阻線路之間提供 經過所述第二二極管的單向短路。
28.根據權利要求24 27中的任意一項所述的控制器，其特征在于，所述電流控制元 件還包括第二電源線路，其耦合在所述第一、第二雙向電子開關之間。
29.根據權利要求3 13或19 28中的任意一項所述的控制器，其特征在于，所述控 制單元包括一個或多個電壓傳感線路，所述電壓傳感線路與所述電流控制單元中的其中一 個所述開關電性耦合，用于測量流經所述開關的電流。
30.根據權利要求29所述的控制器，其特征在于，所述控制單元基于一個或過個所述 電壓傳感線路兩端的電壓，來控制所述開關。
31.一種變流器的控制方法，所述變流器以雙極結型晶體管作為開關，所述雙極結型晶 體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負 載繞阻，通過控制磁性耦合于所述激勵繞阻的控制繞阻，對所述變流器進行控制，其特征在 于，所述方法包括在所述控制繞阻的兩端有選擇地提供雙向短路，所述雙向短路沒有二極 管。
32.一種變流器的控制方法，所述變流器以雙極結型晶體管作為開關，所述雙極結型晶 體管的基極與激勵繞阻相連接，所述激勵繞阻磁性耦合于攜帶有所述變流器負載電流的負 載繞阻，通過控制磁性耦合于所述激勵繞阻的控制繞阻，對所述變流器進行控制，其特征在 于，所述方法可以有選擇地設置以下之一在所述控制繞阻的兩端設置雙向短路； 在所述控制繞阻的兩端設置單向短路；以及， 在所述控制繞阻兩端不設置電通道。
33.根據權利要求31或32所述的方法，其特征在于，通過向所述控制繞阻提供額外的 電流，更改所述激勵繞阻中的電流，以控制所述控制繞阻中的電流。
34.根據權利要求1 30中的任意一項所述的控制器，其特征在于，所述雙向開關為場效應晶體管。
35.一種集成電路，其特征在于，具體實現了權利要求1 30中的任意一項所述的控制器。
36.一種集成電路，其特征在于，可以用來實現權利要求31 33中的任意一項所述的 控制方法。
37.一種變流器，其特征在于，包括權利要求1 30中的任意一項所述的控制器。
38.一種變流器，其特征在于，可以實現權利要求31 33中的任意一項所述的控制方法。
39.一種控制器，其特征在于，用于控制上述或如圖2 6中任意組合的變流器。
40.一種控制方法，其特征在于，用于控制上述或如圖2 6中任意組合的變流器。
全文摘要
本發明涉及一種用于控制具有雙極結型晶體管的變流器的電路，通過在變壓器上使用控制繞阻，為雙極結型晶體管提供基極驅動。該控制器能夠控制所述控制繞阻的電流，因此其可以改變所述電流的電流方向或停止振蕩。所述電路可以提供單向短路以防止變換電流方向，而且還可以提供一初始功率脈沖來控制所述變流器的啟動或運行。
文檔編號H03K17/00GK101978590SQ200980109336
公開日2011年2月16日 申請日期2009年1月26日 優先權日2008年2月2日
發明者拉塞爾·雅克 申請人:拉塞爾·雅克