專利名稱：用于使負載軟起動的逆變器和逆變器驅動方法
技術領域：
本發明涉及一種逆變器和逆變器驅動方法，特別涉及一種用于使負載軟起動以防止逆變器以錯誤的方式操作的逆變器和逆變器驅動方法。
背景技術：
逆變器是一種將直流DC電壓轉換為交流AC電壓的電壓提供裝置。逆變器廣泛地用于包括洗衣機和諸如監視器和TV的顯示設備的家用電器中。特別地，倒相變壓器被廣泛地用作供接通和關閉放電管的高壓發生器，該放電管被廣泛地用于逆變器機架、熒光穩定器、監視器、筆記本計算機等等。
一個逆變器驅動電路是必需的，因為逆變器是經由外部控制方法諸如脈寬調制(PWM)驅動的。
下面，參考附圖解釋現有技術的逆變器。
圖1是舉例說明現有技術的逆變器的電路圖，該逆變器連接到負載，特別是，用于TFT-LCD的冷陰極熒光燈(CCFL)。
如圖1所示，現有技術的逆變器包括逆變器驅動電路10和變壓器20。該逆變器驅動電路10包括逆變器控制單元11、晶體管Q1和電阻R1。該變壓器將在電源被控制器(未示出)接通之后提供的直流電壓轉換為提供給燈30的交流電壓。該燈30通過接收由該變壓器20提供的交流電壓來工作。燈電流被作為反饋提供給該逆變器控制單元11。該逆變器控制單元11按照來自燈30的該反饋燈電流的電平來控制晶體管Q1，從而控制變壓器20的輸出電壓。
在下文中，該逆變器驅動電路10是按照其操作解釋的。
首先，該逆變器控制單元11提供具有預定占空比的脈沖信號給該晶體管Q1的柵極。該燈30的亮度可以通過改變該脈沖信號的占空比來控制。當該晶體管Q1被通過提供給晶體管Q1的柵極的該脈沖信號接通的時候，直流電壓B+被以某個時間間隔輸入給該變壓器20。該變壓器20根據其第一和第二線圈的數目將該直流電壓B+轉換為交流電壓。從該變壓器20輸出的交流電壓被作為反饋提供給該逆變器控制單元11。隨后，該逆變器控制單元11改變要提供給該晶體管Q1的柵極的脈沖信號的脈沖寬度，從而將晶體管的輸出電壓控制在預定的范圍內。
參考圖2，當該逆變器被接通的時候，需要開始(kick-off)階段去起動燈，在此期間燈電流和燈電壓的最高電平應該被提供給燈。為此，該逆變器控制單元11通過改變連接于其的電阻R1的電阻來改變該脈沖信號的頻率，使得在該開始階段期間該變壓器20的高輸出電壓可以提供給燈30。通常地，當對于該燈30通常的操作需要600-700V的時候，在該開始階段期間需要1600-1700V。
總之，在該開始階段期間，來自該變壓器20的高輸出電壓被提供給該燈30，用于起動該燈30，然后來自該燈30的反饋燈電流被提供給逆變器控制單元11。基于來自該燈30的該反饋燈電流，該逆變器控制單元11控制該電阻R1和該晶體管Q1，以給該燈30提供以合適電平的電壓和電流。
但是，現有技術的逆變器具有如下的問題。
首先，因為在開始階段期間來自變壓器20的該輸出電壓非常高，該燈電流電平也被提高。由于該提高的燈電流電平，該變壓器20的輸出電壓可以被提高，偏離預定的范圍。因此，當燈30要開啟的時候，該燈30可能被關閉。
其次，在開始階段期間，需要將非常高電平的電壓提供給燈30，該變壓器20的DC輸入電壓B+可以具有小于提供給該燈30的高電平AC輸出電壓所需要的電平。其也可能導致該逆變器的誤操作和燈30不必要的關閉。
發明內容
據此，本發明提出了一種逆變器和逆變器驅動方法，其基本上消除了一個或多個由于現有技術的限制和缺點而引起的問題。
本發明的一個目的是提供一種用于使負載軟起動以防止該逆變器以錯誤的方式操作的逆變器和逆變器驅動方法。
在下面的描述中將部分地闡明本發明另外的優點、目的和特點，對于本領域普通的技術人員，在檢驗以下內容時或者可以從本發明的實踐中獲悉，本發明另外的優點、目的和特點將部分地變得顯而易見。通過在說明書及其權利要求以及附圖中所特別指出的結構，可以實現和獲得本發明的目的和其他的優點。
為了實現這些目的和其他的優點，并根據本發明的目的，如在此處實施并廣泛描述的，根據本發明的一種逆變器，其包括變壓器，用于將DC輸入電壓轉換為AC輸出電壓；逆變器控制單元，用于響應來自AC輸出電壓所驅動負載的反饋電流，控制來自該變壓器的AC輸出電壓的電平；和開始控制單元，用于在供起動該負載的開始階段期間調節反饋電流。
優選地，開始控制單元通過對其加一個預定電平的電流來調節該反饋電流。
優選地，開始階段是0.1-1秒。
優選地，逆變器進一步包括具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的誤差放大器，該誤差放大器將經由反相(-)輸入端接收的反饋電流與經由同相(+)輸入端接收的第一參考電壓信號比較，并且輸出第一比較信號；和具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的比較器，該比較器將經由同相(+)輸入端子接收的第一比較信號與經由反相(-)輸入端接收的第二參考電壓信號比較，并且輸出第二比較信號。
進一步優選地，在開始階段期間，開始控制單元將預定的電流電平提供給該誤差放大器的反相(-)輸入端。
進一步優選地，開始控制單元包括用于控制輸入預定的電流電平給該誤差放大器的反相(-)輸入端的晶體管，和用于通過輸出輸出控制信號給該晶體管的柵極來控制該晶體管開啟和關閉的邏輯電路。
甚至進一步優選地，開始控制單元進一步包括參考鋸齒波形發生器，用于產生參考鋸齒波形信號；和補償器，用于基于該參考鋸齒波形信號來補償來自該邏輯電路的輸出控制信號的失真。
優選地，逆變器控制單元以這樣的方式來控制來自變壓器的AC輸出電壓的電平在開始階段期間，在預定的最高電平的范圍內緩慢地增加要提供給負載的電流。
優選地，該逆變器進一步包括連接到該變壓器的晶體管，該晶體管在逆變器控制單元的控制之下確定提供給該變壓器的DC輸入電壓。
進一步優選地，該逆變器控制單元產生提供給該晶體管的柵極的脈沖信號。
進一步優選地，該逆變器控制單元通過改變該脈沖信號的頻率來控制來自變壓器的AC輸出電壓的電平。
甚至進一步優選地，該逆變器控制單元通過改變連接于其的電阻的阻抗來改變該脈沖信號的頻率。
優選地，負載是一個用作TFT-LCD的背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。
在本發明的另一方面中，逆變器驅動方法包括將DC輸入電壓轉換為AC輸出電壓；在用于起動負載的開始階段期間，調節來自AC輸出電壓所驅動的負載的反饋電流；以及按照調節的反饋電流來控制轉換的AC輸出電壓的電平。
優選地，調節反饋電流包括將預定電平的電流加到來自該負載的該反饋電流。
優選地，該開始階段是0.1-1秒。
優選地，控制轉換的AC輸出電壓的電平包括在開始階段期間，在小于預定的最高電平的范圍內緩慢地增加提供給負載的電流。
優選地，控制轉換的AC輸出電壓的電平是通過使用脈寬調制(PWM)方法來執行的。
應該明白，本發明的上文的概述和下面的詳細說明是示范性和說明性的，并意欲對如權利要求的本發明提供進一步的解釋。
本申請書結合有附圖以提供對本發明的進一步理解，并且附圖構成本申請書的一部分。附圖舉例說明了本發明的實施例，并且與說明書一起起解釋本發明原理的作用。在附圖中圖1是舉例說明現有技術逆變器的電路圖；圖2是用于解釋現有技術逆變器的操作波形的圖；圖3是舉例說明按照本發明的逆變器的電路圖；和圖4是用于解釋按照本發明的逆變器的操作波形的圖。
具體實施例方式
現在將詳細地介紹本發明的優選實施例，其例子在附圖中舉例說明。在任何可能的情況，在全部附圖中，相同的附圖標記將表示相同或相似的部分。
圖3是舉例說明按照本發明的逆變器的電路圖，圖4是用于解釋按照本發明的逆變器的操作波形的圖。
參考圖3，按照本發明的該逆變器包括變壓器200，其具有接收DC輸入電壓的第一線圈和提供AC輸出電壓給連接于其的燈300的第二線圈；和連接到該變壓器200的第一線圈的逆變器驅動電路100，用于按照來自燈300的反饋電流來控制來自該變壓器200的第二線圈的AC輸出電壓。
本發明的逆變器驅動電路100包括晶體管Q1、誤差放大器(EA)130、比較器(COMP)120、逆變器控制單元110和開始控制單元。
晶體管Q1在該逆變器控制單元110的控制之下確定對變壓器200的第一線圈的DC輸入電壓的供應。
誤差放大器130通過反相(-)輸入端和同相(+)輸入端分別接收來自燈300的反饋電流和第一參考電壓信號，將該反饋電流與該第一參考電壓比較，并且輸出第一比較信號。
比較器120通過同相(+)輸入端和反相(-)輸入端分別接收來自誤差放大器130的第一比較信號和第二參考電壓信號，將第一比較信號與第二參考電壓比較，并且輸出第二比較信號。
逆變器控制單元110接收來自該比較器120的第二比較信號，并控制該晶體管Q1，以基于該第二比較信號來控制來自變壓器200第二線圈的AC輸出電壓，從而驅動燈300并控制該燈300的亮度。
在起動燈300所需的開始階段期間，開始控制單元140將預定電平的電流添加到來自燈300的該反饋電流。該開始控制單元140包括用于控制輸入預定電平的電流給誤差放大器130的反相(-)輸入端子的晶體管Q2，和用于控制該晶體管Q2的邏輯電路141。
按照本發明的優選實施例，來自控制該晶體管Q2的該邏輯電路141的輸出信號輸入到補償器143。基于由參考鋸齒波形發生器142產生的參考鋸齒波形信號，補償器143補償來自該邏輯電路141的輸出信號的任何失真。
按照本發明的優選實施例，用作負載的燈300是通常用作TFT-LCD背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。但是，本發明的逆變器可以被應用于其他的電氣設備，諸如熒光燈、洗衣機等等。
下面是按照本發明的逆變器操作的詳細解釋。
當提供驅動燈300的控制信號的時候，該逆變器控制單元110通過給晶體管Q1的柵極提供某一占空比的脈沖信號來使該晶體管Q1導通，從而使該DC輸出電壓B+提供給該變壓器200的第一線圈。響應通過該第一線圈的DC輸入電壓B+，該變壓器200將AC輸出電壓經由其第二線圈傳送給燈300，由此驅動燈300。用于驅動該燈300的燈電流被作為反饋電流輸入給該誤差放大器130的反相(-)輸入端。該誤差放大器130將來自燈300的反饋電流與經由其同相(+)輸入端輸入的參考電壓信號相比較，并且輸出第一比較信號。該第一比較信號被輸入給比較器120的同相(+)輸入端。然后，該比較器120將第一比較信號與經由其反相(-)輸入端輸入的參考電壓信號比較，并且輸出第二比較信號。該第二比較信號被輸入到逆變器控制單元110。該逆變器控制單元110基于第二比較信號通過改變電阻R1的電阻，改變要提供給晶體管Q1柵極的該脈沖信號的占空比。以這種方式，該逆變器控制單元110將從該變壓器200的第二線圈輸出的該AC輸出電壓的電平控制在預定的范圍之內。
如圖4所示，開始階段對于起動該燈300是需要的，在其期間應該將高電壓提供給燈300。假設600-700V的電壓被提供用于該燈300的常規的操作，那么用于其初始起動應當加以1600-1700V。
如果開始階段小于0.1秒，則示出的初始顯示如同閃現。另一方面，如果該開始階段大于1秒，用戶可以感覺到顯示器緩慢地點亮，其也是不希望的。因此，優選地，該開始階段是0.1-1秒。
在開始階段期間，逆變器控制單元110通過改變電阻R1的電阻來改變該脈沖信號的占空比，從而增加要提供給燈300的AC輸出電壓。同時，開始控制單元140將預定電平的電流加給來自燈300要輸入到誤差放大器130的反相(-)輸入端的反饋電流。
更詳細地解釋，在該開始階段期間，邏輯電路141斷開晶體管Q2，以使該預定電平的電流提供給該誤差放大器130的反相(-)輸入端。按照本發明的優選實施例，來自該邏輯電路141的輸出控制信號的失真是由補償器143基于來自參考鋸齒波形發生器142的參考鋸齒波形信號來補償的。
以這樣的方式，逆變器控制單元110識別到過電流被施加到了該燈300，因為比來自該燈300的實際反饋電流更高電平的電流被輸入到誤差放大器130。據此，該逆變器控制單元110通過改變要提供給晶體管Q1柵極的該脈沖信號的占空比，來控制來自該變壓器200的AC輸出電壓，以這樣一種方法使得恰當電平的電流可以被提供給燈300。從而，逆變器控制單元在小于預定的最高電平的范圍內緩慢地增加燈電流。
如上所述，按照本發明的該逆變器和逆變器驅動方法用于使燈軟起動，以防止逆變器以錯誤的方式操作。
可以在本發明中作出各種各樣的修改和變化而不脫離本發明的精神或者范圍，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的。因此，本發明意欲覆蓋進入所附的權利要求和其等效的范圍之內的本發明的修改和變化。
權利要求
1.一種使負載軟起動的逆變器，該逆變器包括變壓器，用于將直流輸入電壓轉換為交流輸出電壓；逆變器控制單元，用于響應來自交流輸出電壓所驅動的負載的反饋電流，控制來自該變壓器的交流輸出電壓的電平；和開始控制單元，用于在起動該負載的開始階段期間調節該反饋電流。
2.如權利要求1所述的逆變器，其中該開始控制單元通過對其添加預定電平的電流來調節該反饋電流。
3.如權利要求1所述的逆變器，其中該開始階段是0.1-1秒。
4.如權利要求1所述的逆變器，進一步包括具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的誤差放大器，該誤差放大器將經由反相(-)輸入端接收的反饋電流與經由同相(+)輸入端接收的第一參考電壓信號相比較，并且輸出第一比較信號；和具有反相(-)輸入端和同相(+)輸入端的比較器，該比較器將經由同相(+)輸入端接收的第一比較信號與經由反相(-)輸入端接收的第二參考電壓信號相比較，并且輸出第二比較信號。
5.如權利要求4所述的逆變器，其中在開始階段期間，開始控制單元將預定的電流電平提供給該誤差放大器的反相(-)輸入端。
6.如權利要求5所述的逆變器，其中該開始控制單元包括用于控制輸入預定的電流電平給誤差放大器的反相(-)輸入端的晶體管，和用于通過輸出輸出控制信號到該晶體管的柵極來控制該晶體管開啟和關閉的邏輯電路。
7.如權利要求6所述的逆變器，其中該開始控制單元進一步包括參考鋸齒波形發生器，用于產生參考鋸齒波形信號；和補償器，用于基于該參考鋸齒波形信號補償來自該邏輯電路的輸出控制信號的失真。
8.如權利要求1所述的逆變器，其中逆變器控制單元以這樣的方式來控制來自變壓器的交流輸出電壓的電平，使得在開始階段期間，提供給負載的電流在小于預定的最高電平的范圍內緩慢地增加。
9.如權利要求1所述的逆變器，進一步包括連接到變壓器的晶體管，該晶體管在逆變器控制單元的控制之下確定對該變壓器的DC輸入電壓的供應。
10.如權利要求9所述的逆變器，其中該逆變器控制單元產生將提供給該晶體管的柵極的脈沖信號。
11.如權利要求10所述的逆變器，其中該逆變器控制單元通過改變脈沖信號的頻率來控制來自變壓器的交流輸出電壓的電平。
12.如權利要求11所述的逆變器，其中該逆變器控制單元通過改變連接于其的電阻的阻抗來改變該脈沖信號的頻率。
13.如權利要求1所述的逆變器，其中負載是用作TFT-LCD的背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。
14.一種使負載軟起動的逆變器驅動方法，該方法包括將直流輸入電壓轉換為交流輸出電壓；在起動該負載的開始階段期間，調節來自由交流輸出電壓所驅動的負載的反饋電流；和根據調節的反饋電流來控制轉換的交流輸出電壓的電平。
15.如權利要求14所述的逆變器驅動方法，其中調節反饋電流的方法包括將預定電平的電流添加給來自該負載的反饋電流。
16.如權利要求14所述的逆變器驅動方法，其中該開始階段是0.1-1秒。
17.如權利要求14所述的逆變器驅動方法，其中控制轉換的交流輸出電壓的電平包括在開始階段期間，在小于預定的最高電平的范圍內緩慢地增加提供給該負載的電流。
18.如權利要求14所述的逆變器驅動方法，其中控制轉換的交流輸出電壓的電平是通過使用脈寬調制(PWM)方法來實現的。
19.如權利要求14所述的逆變器驅動方法，其中該負載是用作TFT-LCD的背光的冷陰極熒光燈(CCFL)。
全文摘要
本發明公開了一種逆變器和逆變器驅動方法，其通過在小于預定的最高電平的范圍內緩慢地增加燈電流來使負載緩慢起動，從而防止逆變器以錯誤的方式操作。按照本發明的逆變器包括用于將DC輸入電壓轉換為AC輸出電壓的變壓器；逆變器控制單元，用于響應來自AC輸出電壓所驅動的負載的反饋電流，控制來自該變壓器的AC輸出電壓的電平；和開始控制單元，用于在起動該負載的開始階段期間調節該反饋電流。
文檔編號H05B41/14GK1777009SQ20051011340
公開日2006年5月24日 申請日期2005年10月8日 優先權日2004年10月4日
發明者高光美 申請人:Lg電子株式會社