专利名称：用于使负载软起动的逆变器和逆变器驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种逆变器和逆变器驱动方法，特别涉及一种用于使负载软起动以防止逆变器以错误的方式操作的逆变器和逆变器驱动方法。
背景技术：
逆变器是一种将直流DC电压转换为交流AC电压的电压提供装置。逆变器广泛地用于包括洗衣机和诸如监视器和TV的显示设备的家用电器中。特别地，倒相变压器被广泛地用作供接通和关闭放电管的高压发生器，该放电管被广泛地用于逆变器机架、荧光稳定器、监视器、笔记本计算机等等。
一个逆变器驱动电路是必需的，因为逆变器是经由外部控制方法诸如脉宽调制(PWM)驱动的。
下面，参考附图解释现有技术的逆变器。
图1是举例说明现有技术的逆变器的电路图，该逆变器连接到负载，特别是，用于TFT-LCD的冷阴极荧光灯(CCFL)。
如图1所示，现有技术的逆变器包括逆变器驱动电路10和变压器20。该逆变器驱动电路10包括逆变器控制单元11、晶体管Q1和电阻R1。该变压器将在电源被控制器(未示出)接通之后提供的直流电压转换为提供给灯30的交流电压。该灯30通过接收由该变压器20提供的交流电压来工作。灯电流被作为反馈提供给该逆变器控制单元11。该逆变器控制单元11按照来自灯30的该反馈灯电流的电平来控制晶体管Q1，从而控制变压器20的输出电压。
在下文中，该逆变器驱动电路10是按照其操作解释的。
首先，该逆变器控制单元11提供具有预定占空比的脉冲信号给该晶体管Q1的栅极。该灯30的亮度可以通过改变该脉冲信号的占空比来控制。当该晶体管Q1被通过提供给晶体管Q1的栅极的该脉冲信号接通的时候，直流电压B+被以某个时间间隔输入给该变压器20。该变压器20根据其第一和第二线圈的数目将该直流电压B+转换为交流电压。从该变压器20输出的交流电压被作为反馈提供给该逆变器控制单元11。随后，该逆变器控制单元11改变要提供给该晶体管Q1的栅极的脉冲信号的脉冲宽度，从而将晶体管的输出电压控制在预定的范围内。
参考图2，当该逆变器被接通的时候，需要开始(kick-off)阶段去起动灯，在此期间灯电流和灯电压的最高电平应该被提供给灯。为此，该逆变器控制单元11通过改变连接于其的电阻R1的电阻来改变该脉冲信号的频率，使得在该开始阶段期间该变压器20的高输出电压可以提供给灯30。通常地，当对于该灯30通常的操作需要600-700V的时候，在该开始阶段期间需要1600-1700V。
总之，在该开始阶段期间，来自该变压器20的高输出电压被提供给该灯30，用于起动该灯30，然后来自该灯30的反馈灯电流被提供给逆变器控制单元11。基于来自该灯30的该反馈灯电流，该逆变器控制单元11控制该电阻R1和该晶体管Q1，以给该灯30提供以合适电平的电压和电流。
但是，现有技术的逆变器具有如下的问题。
首先，因为在开始阶段期间来自变压器20的该输出电压非常高，该灯电流电平也被提高。由于该提高的灯电流电平，该变压器20的输出电压可以被提高，偏离预定的范围。因此，当灯30要开启的时候，该灯30可能被关闭。
其次，在开始阶段期间，需要将非常高电平的电压提供给灯30，该变压器20的DC输入电压B+可以具有小于提供给该灯30的高电平AC输出电压所需要的电平。其也可能导致该逆变器的误操作和灯30不必要的关闭。
发明内容
据此，本发明提出了一种逆变器和逆变器驱动方法，其基本上消除了一个或多个由于现有技术的限制和缺点而引起的问题。
本发明的一个目的是提供一种用于使负载软起动以防止该逆变器以错误的方式操作的逆变器和逆变器驱动方法。
在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的优点、目的和特点，对于本领域普通的技术人员，在检验以下内容时或者可以从本发明的实践中获悉，本发明另外的优点、目的和特点将部分地变得显而易见。通过在说明书及其权利要求以及附图中所特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其他的优点。
为了实现这些目的和其他的优点，并根据本发明的目的，如在此处实施并广泛描述的，根据本发明的一种逆变器，其包括变压器，用于将DC输入电压转换为AC输出电压；逆变器控制单元，用于响应来自AC输出电压所驱动负载的反馈电流，控制来自该变压器的AC输出电压的电平；和开始控制单元，用于在供起动该负载的开始阶段期间调节反馈电流。
优选地，开始控制单元通过对其加一个预定电平的电流来调节该反馈电流。
优选地，开始阶段是0.1-1秒。
优选地，逆变器进一步包括具有反相(-)输入端和同相(+)输入端的误差放大器，该误差放大器将经由反相(-)输入端接收的反馈电流与经由同相(+)输入端接收的第一参考电压信号比较，并且输出第一比较信号；和具有反相(-)输入端和同相(+)输入端的比较器，该比较器将经由同相(+)输入端子接收的第一比较信号与经由反相(-)输入端接收的第二参考电压信号比较，并且输出第二比较信号。
进一步优选地，在开始阶段期间，开始控制单元将预定的电流电平提供给该误差放大器的反相(-)输入端。
进一步优选地，开始控制单元包括用于控制输入预定的电流电平给该误差放大器的反相(-)输入端的晶体管，和用于通过输出输出控制信号给该晶体管的栅极来控制该晶体管开启和关闭的逻辑电路。
甚至进一步优选地，开始控制单元进一步包括参考锯齿波形发生器，用于产生参考锯齿波形信号；和补偿器，用于基于该参考锯齿波形信号来补偿来自该逻辑电路的输出控制信号的失真。
优选地，逆变器控制单元以这样的方式来控制来自变压器的AC输出电压的电平在开始阶段期间，在预定的最高电平的范围内缓慢地增加要提供给负载的电流。
优选地，该逆变器进一步包括连接到该变压器的晶体管，该晶体管在逆变器控制单元的控制之下确定提供给该变压器的DC输入电压。
进一步优选地，该逆变器控制单元产生提供给该晶体管的栅极的脉冲信号。
进一步优选地，该逆变器控制单元通过改变该脉冲信号的频率来控制来自变压器的AC输出电压的电平。
甚至进一步优选地，该逆变器控制单元通过改变连接于其的电阻的阻抗来改变该脉冲信号的频率。
优选地，负载是一个用作TFT-LCD的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)。
在本发明的另一方面中，逆变器驱动方法包括将DC输入电压转换为AC输出电压；在用于起动负载的开始阶段期间，调节来自AC输出电压所驱动的负载的反馈电流；以及按照调节的反馈电流来控制转换的AC输出电压的电平。
优选地，调节反馈电流包括将预定电平的电流加到来自该负载的该反馈电流。
优选地，该开始阶段是0.1-1秒。
优选地，控制转换的AC输出电压的电平包括在开始阶段期间，在小于预定的最高电平的范围内缓慢地增加提供给负载的电流。
优选地，控制转换的AC输出电压的电平是通过使用脉宽调制(PWM)方法来执行的。
应该明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示范性和说明性的，并意欲对如权利要求的本发明提供进一步的解释。
本申请书结合有附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图构成本申请书的一部分。附图举例说明了本发明的实施例，并且与说明书一起起解释本发明原理的作用。在附图中图1是举例说明现有技术逆变器的电路图；图2是用于解释现有技术逆变器的操作波形的图；图3是举例说明按照本发明的逆变器的电路图；和图4是用于解释按照本发明的逆变器的操作波形的图。
具体实施例方式
现在将详细地介绍本发明的优选实施例，其例子在附图中举例说明。在任何可能的情况，在全部附图中，相同的附图标记将表示相同或相似的部分。
图3是举例说明按照本发明的逆变器的电路图，图4是用于解释按照本发明的逆变器的操作波形的图。
参考图3，按照本发明的该逆变器包括变压器200，其具有接收DC输入电压的第一线圈和提供AC输出电压给连接于其的灯300的第二线圈；和连接到该变压器200的第一线圈的逆变器驱动电路100，用于按照来自灯300的反馈电流来控制来自该变压器200的第二线圈的AC输出电压。
本发明的逆变器驱动电路100包括晶体管Q1、误差放大器(EA)130、比较器(COMP)120、逆变器控制单元110和开始控制单元。
晶体管Q1在该逆变器控制单元110的控制之下确定对变压器200的第一线圈的DC输入电压的供应。
误差放大器130通过反相(-)输入端和同相(+)输入端分别接收来自灯300的反馈电流和第一参考电压信号，将该反馈电流与该第一参考电压比较，并且输出第一比较信号。
比较器120通过同相(+)输入端和反相(-)输入端分别接收来自误差放大器130的第一比较信号和第二参考电压信号，将第一比较信号与第二参考电压比较，并且输出第二比较信号。
逆变器控制单元110接收来自该比较器120的第二比较信号，并控制该晶体管Q1，以基于该第二比较信号来控制来自变压器200第二线圈的AC输出电压，从而驱动灯300并控制该灯300的亮度。
在起动灯300所需的开始阶段期间，开始控制单元140将预定电平的电流添加到来自灯300的该反馈电流。该开始控制单元140包括用于控制输入预定电平的电流给误差放大器130的反相(-)输入端子的晶体管Q2，和用于控制该晶体管Q2的逻辑电路141。
按照本发明的优选实施例，来自控制该晶体管Q2的该逻辑电路141的输出信号输入到补偿器143。基于由参考锯齿波形发生器142产生的参考锯齿波形信号，补偿器143补偿来自该逻辑电路141的输出信号的任何失真。
按照本发明的优选实施例，用作负载的灯300是通常用作TFT-LCD背光的冷阴极荧光灯(CCFL)。但是，本发明的逆变器可以被应用于其他的电气设备，诸如荧光灯、洗衣机等等。
下面是按照本发明的逆变器操作的详细解释。
当提供驱动灯300的控制信号的时候，该逆变器控制单元110通过给晶体管Q1的栅极提供某一占空比的脉冲信号来使该晶体管Q1导通，从而使该DC输出电压B+提供给该变压器200的第一线圈。响应通过该第一线圈的DC输入电压B+，该变压器200将AC输出电压经由其第二线圈传送给灯300，由此驱动灯300。用于驱动该灯300的灯电流被作为反馈电流输入给该误差放大器130的反相(-)输入端。该误差放大器130将来自灯300的反馈电流与经由其同相(+)输入端输入的参考电压信号相比较，并且输出第一比较信号。该第一比较信号被输入给比较器120的同相(+)输入端。然后，该比较器120将第一比较信号与经由其反相(-)输入端输入的参考电压信号比较，并且输出第二比较信号。该第二比较信号被输入到逆变器控制单元110。该逆变器控制单元110基于第二比较信号通过改变电阻R1的电阻，改变要提供给晶体管Q1栅极的该脉冲信号的占空比。以这种方式，该逆变器控制单元110将从该变压器200的第二线圈输出的该AC输出电压的电平控制在预定的范围之内。
如图4所示，开始阶段对于起动该灯300是需要的，在其期间应该将高电压提供给灯300。假设600-700V的电压被提供用于该灯300的常规的操作，那么用于其初始起动应当加以1600-1700V。
如果开始阶段小于0.1秒，则示出的初始显示如同闪现。另一方面，如果该开始阶段大于1秒，用户可以感觉到显示器缓慢地点亮，其也是不希望的。因此，优选地，该开始阶段是0.1-1秒。
在开始阶段期间，逆变器控制单元110通过改变电阻R1的电阻来改变该脉冲信号的占空比，从而增加要提供给灯300的AC输出电压。同时，开始控制单元140将预定电平的电流加给来自灯300要输入到误差放大器130的反相(-)输入端的反馈电流。
更详细地解释，在该开始阶段期间，逻辑电路141断开晶体管Q2，以使该预定电平的电流提供给该误差放大器130的反相(-)输入端。按照本发明的优选实施例，来自该逻辑电路141的输出控制信号的失真是由补偿器143基于来自参考锯齿波形发生器142的参考锯齿波形信号来补偿的。
以这样的方式，逆变器控制单元110识别到过电流被施加到了该灯300，因为比来自该灯300的实际反馈电流更高电平的电流被输入到误差放大器130。据此，该逆变器控制单元110通过改变要提供给晶体管Q1栅极的该脉冲信号的占空比，来控制来自该变压器200的AC输出电压，以这样一种方法使得恰当电平的电流可以被提供给灯300。从而，逆变器控制单元在小于预定的最高电平的范围内缓慢地增加灯电流。
如上所述，按照本发明的该逆变器和逆变器驱动方法用于使灯软起动，以防止逆变器以错误的方式操作。
可以在本发明中作出各种各样的修改和变化而不脱离本发明的精神或者范围，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明意欲覆盖进入所附的权利要求和其等效的范围之内的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种使负载软起动的逆变器，该逆变器包括变压器，用于将直流输入电压转换为交流输出电压；逆变器控制单元，用于响应来自交流输出电压所驱动的负载的反馈电流，控制来自该变压器的交流输出电压的电平；和开始控制单元，用于在起动该负载的开始阶段期间调节该反馈电流。
2.如权利要求1所述的逆变器，其中该开始控制单元通过对其添加预定电平的电流来调节该反馈电流。
3.如权利要求1所述的逆变器，其中该开始阶段是0.1-1秒。
4.如权利要求1所述的逆变器，进一步包括具有反相(-)输入端和同相(+)输入端的误差放大器，该误差放大器将经由反相(-)输入端接收的反馈电流与经由同相(+)输入端接收的第一参考电压信号相比较，并且输出第一比较信号；和具有反相(-)输入端和同相(+)输入端的比较器，该比较器将经由同相(+)输入端接收的第一比较信号与经由反相(-)输入端接收的第二参考电压信号相比较，并且输出第二比较信号。
5.如权利要求4所述的逆变器，其中在开始阶段期间，开始控制单元将预定的电流电平提供给该误差放大器的反相(-)输入端。
6.如权利要求5所述的逆变器，其中该开始控制单元包括用于控制输入预定的电流电平给误差放大器的反相(-)输入端的晶体管，和用于通过输出输出控制信号到该晶体管的栅极来控制该晶体管开启和关闭的逻辑电路。
7.如权利要求6所述的逆变器，其中该开始控制单元进一步包括参考锯齿波形发生器，用于产生参考锯齿波形信号；和补偿器，用于基于该参考锯齿波形信号补偿来自该逻辑电路的输出控制信号的失真。
8.如权利要求1所述的逆变器，其中逆变器控制单元以这样的方式来控制来自变压器的交流输出电压的电平，使得在开始阶段期间，提供给负载的电流在小于预定的最高电平的范围内缓慢地增加。
9.如权利要求1所述的逆变器，进一步包括连接到变压器的晶体管，该晶体管在逆变器控制单元的控制之下确定对该变压器的DC输入电压的供应。
10.如权利要求9所述的逆变器，其中该逆变器控制单元产生将提供给该晶体管的栅极的脉冲信号。
11.如权利要求10所述的逆变器，其中该逆变器控制单元通过改变脉冲信号的频率来控制来自变压器的交流输出电压的电平。
12.如权利要求11所述的逆变器，其中该逆变器控制单元通过改变连接于其的电阻的阻抗来改变该脉冲信号的频率。
13.如权利要求1所述的逆变器，其中负载是用作TFT-LCD的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)。
14.一种使负载软起动的逆变器驱动方法，该方法包括将直流输入电压转换为交流输出电压；在起动该负载的开始阶段期间，调节来自由交流输出电压所驱动的负载的反馈电流；和根据调节的反馈电流来控制转换的交流输出电压的电平。
15.如权利要求14所述的逆变器驱动方法，其中调节反馈电流的方法包括将预定电平的电流添加给来自该负载的反馈电流。
16.如权利要求14所述的逆变器驱动方法，其中该开始阶段是0.1-1秒。
17.如权利要求14所述的逆变器驱动方法，其中控制转换的交流输出电压的电平包括在开始阶段期间，在小于预定的最高电平的范围内缓慢地增加提供给该负载的电流。
18.如权利要求14所述的逆变器驱动方法，其中控制转换的交流输出电压的电平是通过使用脉宽调制(PWM)方法来实现的。
19.如权利要求14所述的逆变器驱动方法，其中该负载是用作TFT-LCD的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)。
全文摘要
本发明公开了一种逆变器和逆变器驱动方法，其通过在小于预定的最高电平的范围内缓慢地增加灯电流来使负载缓慢起动，从而防止逆变器以错误的方式操作。按照本发明的逆变器包括用于将DC输入电压转换为AC输出电压的变压器；逆变器控制单元，用于响应来自AC输出电压所驱动的负载的反馈电流，控制来自该变压器的AC输出电压的电平；和开始控制单元，用于在起动该负载的开始阶段期间调节该反馈电流。
文档编号H05B41/14GK1777009SQ20051011340
公开日2006年5月24日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月4日
发明者高光美 申请人:Lg电子株式会社