專利名稱：用于控制一個或多個全橋的輸出的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制一個或多個全橋變換器的輸出的控制
背景技術(shù)：
用于顯示面板(如LCD顯示器)的背光由許多燈組成。背光受一 個或多個全橋變換器控制，每一個變換器控制一個或多個燈。圖l中示 出了典型的單個全橋變換器10和燈裝置。
典型的全橋變換器10包括受控制器26控制的第一半橋13、第二半 橋17。應(yīng)當(dāng)理解控制器26也可控制兩個以上的全橋。
第一半橋13包括第一晶體管12和第二晶體管14。第二半橋變換器 17包括第三晶體管16和第四晶體管18。第一晶體管12、第二晶體管14、 第三晶體管16和第二晶體管18是開關(guān)晶體管。控制器26控制第一、第 二、第三和第四晶體管12、 14、 16、 18的切換。
由外部振蕩器(圖l中未示出)向控制器26提供同步(SYNC)脈 沖序列。SYNC脈沖序列的頻率由顯示器制造商規(guī)定，以免干擾LCD顯示 面板的驅(qū)動信號，其典型頻率為50kHz。為了確保背光中的所有變換器 都以正確的頻率工作，還可以將SYNC脈沖饋送給多個相似的全橋變換 器控制器以利用其相關(guān)負(fù)載控制多個全橋。
全橋的輸出連接至諧振負(fù)載ll，該諧振負(fù)載ll包括隔直流電容器 20，后者串聯(lián)至變壓器22的初級繞組。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識到， 雖然為了簡潔未予示出，但還存在寄生電容和電感。變壓器22的次級 繞組連接至諧振電容器27，且在這種情況下，還連接至燈24，雖然也 可使用其他燈，但典型情況下，燈24是冷陰極熒光燈(CCFL)。利用電 阻器29檢測流過燈24的電流。應(yīng)當(dāng)理解也可以采用其他檢測電流的方 法。將電阻器29上的電壓(表示電流)饋送給控制器26?？梢詫⒃撾?br> 壓直接饋送給控制器26?；蛘?，可以將檢測電壓的DC表示饋送給控制 器26。
正如已提到的，控制器26可用于控制許多燈24。在這種情況下， 得出燈24的平均電流，并反饋給控制器26。然而，為便于理解，將只
解釋使用單個燈的情形。
下面將參考圖2和3，說明圖1的全橋變換器10和負(fù)載11的工作方 式。如圖2所示，SYNC脈沖序列305 (圖3)被饋送入反饋控制單元266。 SYNC脈沖序列305的頻率是固定的。響應(yīng)第一SYNC脈沖序列305中的第 一SYNC脈沖302，第一半橋驅(qū)動器262受反饋控制器266的控制，驅(qū)動第 一晶體管12和第二晶體管14,使第一半橋的輸出(VHB1)為高。此時， 第二半橋被驅(qū)動成低，因此全橋變換器的輸出(VFB)為高306。反饋 控制器266記錄第一半橋13輸出變高的時間。
用信號W表示燈24所用的電流的幅度。事實上，正如所屬領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的，信號W可以是通過燈24的、典型情況下為正弦電 流的任何表示。將W提供給反饋控制器266。由于SYNC脈沖序列305的 頻率(因此全橋變換器10的切換頻率)是恒定的，因此供給燈24的電 流的幅度受全橋輸出脈沖寬度的控制。故為了增強(qiáng)燈24的電流，就應(yīng) 增大輸出脈沖的寬度。反饋控制器26根據(jù)用電壓VL表示的電流決定脈 沖寬度。
全橋變換器10的正輸出脈沖的寬度等于第一和第二半橋13、 17的 高輸出之間的相位差。換句話說，反饋控制器266控制第一和第二半橋 16和17，以使第一和第二半橋輸出變高之間的時間差與全橋變換器輸 出脈沖的所需寬度相同。因此，當(dāng)反饋控制器266知道了第一半橋13 的輸出何時變高時，它決定第二半橋17的輸出應(yīng)何時為高，并相應(yīng)地 控制第二半橋驅(qū)動單元264。
為了使第二半橋17的輸出(VHB2)變高，第二半橋驅(qū)動器264相應(yīng) 地控制第三晶體管16和第四晶體管18。于是，如在圖3中點301處所見， 當(dāng)?shù)谝缓偷诙霕?3和17的輸出都為高時，全橋輸出(VFB1)為零。
然而，當(dāng)全橋變換器10的輸出(VFB)為負(fù)時，第一半橋13的輸出 (V隨)為低(這響應(yīng)于SYNC脈沖序列305中的第二SYNC脈沖303)，與
此同時，第二半橋17的輸出(VHB2)為高。再次地，全橋的負(fù)輸出脈沖
的寬度也根據(jù)燈24所需的電流確定。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙霕騼烧叩妮敵?VHB1禾BV剛)都為低時，全橋輸出
也為零。
有時，有必要提供多個全橋變換器io,每一個全橋變換器驅(qū)動背
光中一個或多個燈24。為了確保各全橋變換器10的輸出的頻率相同， 為變換器中的每一個控制器都提供SYNC信號305。
圖4示出了帶有負(fù)載的變換器陣列(含相關(guān)控制器)。同步(SYNC) 脈沖序列305被提供給已知的第一全橋變換器控制器261和第二已知全 橋變換器控制器262，各對應(yīng)于圖1和2的控制器26。 SYNC脈沖序列305 由外部源407產(chǎn)生。將SYNC脈沖序列饋送至第一已知全橋變換器控制器 261和第二已知全橋變換器控制器262。第一己知全橋變換器控制器261 連接至第一全橋變換器IOI，后者又連接至第一諧振負(fù)載lll，第二已 知全橋變換器控制器262連接至第二全橋變換器102，后者又連接至第 二諧振負(fù)載112。上述內(nèi)容和參考圖l說明的那些內(nèi)容是相同的。
圖5示出了圖4的變換器的定時圖。由于向第一和第二已知全橋變 換器控制器IOI、 102兩者提供了SYNC脈沖序列305，因此第一和第二全
橋變換器的輸出的頻率是相同的。然而，正如所看到的，雖然兩個輸 出的頻率相同，但第一和第二已知全橋變換器101、102各自的輸出502、 504間存在相位差506。這是由于第一和第二全橋變換器的輸出的一個 轉(zhuǎn)換邊沿同步于SYNC脈沖序列305，同時另一邊沿卻由各調(diào)節(jié)回路確 定，而由于各變換器和/或燈中使用的部件存在公差，導(dǎo)致它們未必彼 此一致。
此相位差導(dǎo)致非均勻背光顯示。此外，當(dāng)全橋變換器的上升沿同 步時，它們引起的千擾將同時發(fā)生，這會增加變換器的電磁輻射。
此外，上述裝置還存在這個缺點SYNC脈沖序列305設(shè)定了第一 和第二全橋變換器IOI、 102的輸出信號的頻率，然而，在SYNC脈沖序 列中沒有對第一和第二全橋變換器控制器261、 262有用的相位信息。 這可能導(dǎo)致第一和第二全橋變換器的輸出產(chǎn)生180。的相位差，即在應(yīng) 發(fā)送低時發(fā)送高，或與此相反。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題。
依照本發(fā)明的一方面，提供了一種用于控制第一和第二全橋變換 器的控制器，包括用于錯開第一和第二全橋變換器輸出切換定時的控 制裝置。通過錯開第一和第二變換器的輸出定時，減小了干擾量，從 而減小了電磁輻射。
在一實施例中，控制裝置可通過控制第一和第二變換器的輸出， 使其關(guān)于接收到的同步脈沖序列中的同步脈沖上的一點實質(zhì)上對稱， 從而錯開切換定時。該點可以是脈沖序列中連續(xù)脈沖上相同的點，也 可以不是。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于控制全橋變換器的控制 器，包括可接收同步脈沖的裝置和用于控制全橋變換器的輸出使其 關(guān)于同步脈沖上一周期點實質(zhì)上對稱的控制裝置。
在一實施例中，控制器包括振蕩器，用于產(chǎn)生周期信號，其頻率 是接收到的同步脈沖頻率的整數(shù)倍。在這種情況下，可以將控制裝置 設(shè)置成使全橋變換器的輸出是關(guān)于所產(chǎn)生的信號上的相同周期點對稱 的脈沖。
可以將振蕩器設(shè)置成產(chǎn)生V形信號，所產(chǎn)生的信號上的周期點實 質(zhì)上可以是最小值或最大值?；蛘?，可以將振蕩器設(shè)置成產(chǎn)生鋸齒形 信號，所產(chǎn)生的信號上的周期點可以沿著鋸齒形信號的斜邊。
在另一實施例中，控制器包括同步邏輯，用于根據(jù)所產(chǎn)生的周期 信號產(chǎn)生脈沖序列。在這種情況下，同步邏輯可以接收同步脈沖序列 并使所產(chǎn)生的周期信號或者與接收到的同步脈沖序列同步或者與頻率 最高的所產(chǎn)生的脈沖序列同步。
控制器可以包括控制電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生控制信號，其中變 換器輸出脈沖的寬度根據(jù)控制信號的值確定。在這種情況下，變換器 輸出脈沖的寬度可用小于控制信號的所產(chǎn)生的周期信號確定。
變換器可連接至諧振負(fù)載，控制裝置可根據(jù)負(fù)載的功率需求產(chǎn)生 輸出脈沖。 依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種設(shè)備，包括具有任意或全部 上述特征的第一和第二控制器，其中同步脈沖為第一和第二控制器所 共用。
依照本發(fā)明的又一方面，提供了一種半導(dǎo)體集成電路，包括至 少一個可連接至印刷電路板的管腳；和具有任意或全部上述特征的控制器。
依照本發(fā)明的再一方面，提供了一種顯示面板，包括背光、象 素陣列、和依照前述方面的半導(dǎo)體集成電路，用于控制顯示面板。
依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制第一和第二全橋變換器 的方法，包括錯開第一和第二全橋變換器輸出的切換定時。
在一實施例中，通過控制第一和第二變換器的輸出，使其關(guān)于接 收到的同步脈沖序列中同步脈沖上的一點實質(zhì)上對稱，從而實現(xiàn)切換 定時的錯開。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種控制全橋變換器的方法，包
括接收同步脈沖序列和控制全橋變換器的輸出，使其關(guān)于同步脈沖 序列中連續(xù)脈沖上的一點實質(zhì)上對稱。該點可以是連續(xù)脈沖上相同的
點或不同的點。
在一實施例中，該方法包括產(chǎn)生周期信號，其頻率是接收到的同 步脈沖的頻率的整數(shù)倍。在這種情況下，該方法包括產(chǎn)生將從全橋 變換器輸出的脈沖，該輸出脈沖關(guān)于所產(chǎn)生的信號上的相同周期點對 稱。
在這種情況下，所產(chǎn)生的信號可以是V形信號，所產(chǎn)生的信號上 的周期點實質(zhì)上可以是最小值或最大值?；蛘?，所產(chǎn)生的信號可以是 鋸齒形信號，所產(chǎn)生的信號上的周期點可以沿著鋸齒形信號的斜邊。
在另一實施例中，該方法包括根據(jù)所產(chǎn)生的周期信號產(chǎn)生脈沖序 列。在這種情況下，該方法可以包括接收同步脈沖序列，并使所產(chǎn) 生的周期信號或者與接收到的同步脈沖序列同步，或者與頻率最高的 所產(chǎn)生的脈沖序列同步。
在又一實施例中，該方法包括產(chǎn)生控制信號，其中變換器輸出脈 沖的寬度根據(jù)此控制信號的值確定。在這種情況下，變換器輸出脈沖
的寬度由小于控制信號的所產(chǎn)生的周期信號確定。
依照本發(fā)明的另一實施例，提供了一種用于控制全橋變換器陣列 的變換器控制器的控制設(shè)備，包括第一和第二全橋變換器控制器， 用于控制第一和第二全橋變換器的輸出；且每一個控制器包括同步裝 置，可為第一和第二全橋變換器控制器分別產(chǎn)生第一和第二同步信號； 其中每一個控制器被設(shè)置成控制第一和第二輸出脈沖，使其關(guān)于第一 和第二同步脈沖信號上的實質(zhì)上一致的點實質(zhì)上對稱。
在一實施例中，第一和第二全橋變換器控制器包括第一和第二輸 出信號控制裝置，可分別產(chǎn)生第一和第二控制信號，其中第一和第二 輸出脈沖的寬度根據(jù)第一和第二控制信號的值確定。在這種情況下， 第一和第二輸出脈沖的持續(xù)時間由小于第一和第二控制信號的第一和 第二同步信號的持續(xù)時間確定。
在另一實施例中，同步裝置可產(chǎn)生v形的第一和第二同步信號。
在這種情況下， 一致的點是第一和第二同步信號的最小值或最大值。
在又一實施例中，同步裝置可接收同步脈沖序列，以使第一和第 二同步信號與其同步。在這種情況下，同步裝置可產(chǎn)生具有同步脈沖 序列頻率兩倍的頻率的第一和第二同步信號。
在再一實施例中，第一和第二變換器連接至第一和第二諧振負(fù) 載。在這種情況下，控制器可根據(jù)第一和第二諧振負(fù)載的功率需求產(chǎn) 生第一和第二輸出脈沖。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于控制第一和第二全橋變 換器的控制器，包括用于錯開第一和第二全橋變換器輸出切換的裝置。
在一實施例中，該裝置可通過控制第一和第二全橋變換器的輸 出，使其關(guān)于同步脈沖序列中同步脈沖上的一個一致的點實質(zhì)上對稱， 實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的錯開。


下面將只通過實例，并參考附圖中的圖6至13，說明本發(fā)明的實
施例。附圖中
圖l示出已知的包含控制器的全橋變換器； 圖2示出了用于控制圖1的全橋變換器的控制器；
圖3示出了構(gòu)成圖1全橋變換器的半橋各自的輸出波形；
圖4示出了已知的全橋變換器陣列；
圖5示出了圖4的全橋變換器陣列的輸出波形；
圖6示出了依照本發(fā)明第一實施例的全橋變換器陣列；
圖7示出了圖6陣列中第一變換器的控制器；
圖8示出了圖6全橋變換器陣列的輸出波形；
圖9示出了用于圖6陣列的全橋變換器；
圖10示出了圖9的全橋變換器輸出的替代的波形；
圖ll示出了依照本發(fā)明第二實施例的全橋變換器陣列；
圖12示出了其上提供了依照本發(fā)明的控制器的半導(dǎo)體器件；和
圖13示出了包含圖12半導(dǎo)體器件的電視(顯示)面板。
具體實施例方式
參考圖6和9，第一全橋變換器101和第二全橋變換器102分別包括 第一和第二全橋變換器控制器701、 702。第一和第二全橋變換器IOI 和102中的第一和第二全橋具有和上面闡釋的全橋相同的結(jié)構(gòu)，因此此 處將不再予以說明。第一和第二全橋變換器IOI， 102還連接至可包含
一個或多個CCFL (用虛線表示)的第一和第二諧振負(fù)載1U、 112。再 次地，由于第一和第二諧振負(fù)載與前面討論過的相同，此處將不再予 以說明。
同步(SYNC)脈沖序列305由位于電壓軌(voltage rail) VDC和 偏壓電阻器(未示出)之間的開關(guān)晶體管產(chǎn)生。偏壓電阻器連接在開 關(guān)晶體管的發(fā)射極和地之間。開關(guān)晶體管的基極連接至以適當(dāng)頻率振 蕩的時鐘。這樣，就產(chǎn)生了具有和時鐘相同頻率的SYNC脈沖序列305。 然而，由于也可能有產(chǎn)生SYNC脈沖序列305的其他方法，故為了簡潔， 由外部源406表示同步脈沖序列發(fā)生器。
將SYNC脈沖序列305饋入第一和第二全橋變換器控制器701、 702。下面將參考圖7說明第一全橋變換器控制器701的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功 能。應(yīng)注意，顯而易見地，第二全橋變換器控制器702的結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)
與第一全橋變換器控制器701的相同。
SYNC脈沖序列305 (由圖6中的外部源406產(chǎn)生)出現(xiàn)在管腳706 上，并被饋入鎖相環(huán)725 (PLL)的輸入。鎖相環(huán)725包括連接至濾波 器715的鑒頻鑒相器710，濾波器715又連接到壓控振蕩器(VCO) 720。 VCO 720的一個輸出被反饋至鑒頻鑒相器710，后者將SYNC脈沖序列 305和VCO 720的振蕩頻率進(jìn)行比較。應(yīng)意識到，如果不使用SYNC脈 沖序列305， VCO 720將以最小振蕩頻率振蕩。因此，SYNC脈沖序列 305的頻率應(yīng)大于此最小振蕩頻率。
作為對此比較的響應(yīng)，鑒頻鑒相器710產(chǎn)生誤差信號，后者經(jīng)濾 波器715濾波和積分，為壓控振蕩器720所用。此外，濾波器715確保鎖 相環(huán)725中的反饋回路是穩(wěn)定的。誤差信號表示同步脈沖序列305和 VCO輸出之間的相位差。濾波器715的輸出表示VCO 720的振蕩頻率。
將濾波器715的輸出饋入VCO 720的輸入，作為響應(yīng)VCO 720增加 或降低其振蕩頻率。結(jié)果，VCO 720開始以和SYNC脈沖序列305相同 的頻率振蕩。兩樣，振蕩變?yōu)楹蚐YNC脈沖序列305同相。
當(dāng)VCO 720的輸出鎖定于SYNC脈沖序列305的相位和頻率時， VCO 720的另一個輸出是具有SYNC脈沖序列305頻率兩倍的頻率的V 形波形810。然而，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識到，還可設(shè)想出其他倍頻 和波形。
在優(yōu)選實施例中，V形振蕩波形在兩個電壓電平(例如1伏和3伏) 間運動，且V形波形810的最低值與SYNC脈沖序列305中脈沖的前沿一 致(同時發(fā)生)。由于VCO 720的輸出頻率鎖定于SYNC脈沖序列305 的頻率和相位，而在這種情況下，SYNC脈沖序列305與V形波形的最 小值一致，因此VCO 720的輸出關(guān)于脈沖序列的前沿對稱。這確保全 橋變換器101的輸出關(guān)于同步脈沖的前沿對稱。應(yīng)理解，雖然V形波形 的最小點是優(yōu)選的，但只要全橋變換器的輸出關(guān)于SYNC脈沖序列305 上的任意點對稱，則都實現(xiàn)使本發(fā)明的優(yōu)勢。例如，同步脈沖305可以 和正弦波的零點同步，而不是和V形波形同步。
如上所述，可用另一形狀的波形取代V形波形810，例如，在圖IO 中，第一全橋變換器822a的輸出脈沖就與周期鋸齒形信號820a中斜邊
上相同的周期點同步；其中鋸齒形信號只在頻率上鎖定于SYNC脈沖 序列305。在這種情況下，用鋸齒波形代替V形波形，鋸齒波形相位相 對于SYNC脈沖序列的偏移量在對應(yīng)于全橋輸出脈沖寬度一半的范圍 以內(nèi)。
回頭參考圖7，鑒頻鑒相器710輸出的誤差信號還被饋入同步邏輯 705，后者控制邏輯幵關(guān)726的門。邏輯開關(guān)726優(yōu)選是MOSFET，在同 步邏輯705的控制下將管腳706轉(zhuǎn)換至邏輯高電平。因此，雖然前述己 將SYNC脈沖序列305說明為施加到管腳706上作為輸入，但管腳706也 可用作輸出。在以下說明的本發(fā)明的第二實施例中，管腳706用作輸出。 管腳706只有當(dāng)在一個全橋周期內(nèi)未出現(xiàn)輸入脈沖，且VCO 720以最小 振蕩頻率振蕩的情況下，才脈沖調(diào)制(pulsed)至邏輯高。
在管腳706脈沖調(diào)制至高的中間，同步邏輯監(jiān)聽管腳706上、外部 提供的(來自脈沖序列)其他脈沖。脈沖序列可如第一實施例中那樣， 由SYNC脈沖序列305提供，或由按稍后闡釋的第二實施例工作的另一 控制器提供。如果在管腳706脈沖調(diào)制的中間，在管腳706上監(jiān)聽到來 自脈沖序列的脈沖，則同步邏輯705就禁止脈沖調(diào)制，并且VCO 720 與此脈沖序列同步。這是由于，如果在同步邏輯70脈沖調(diào)制管腳706 的中間，在管腳706上接收到了來自脈沖序列的脈沖，則此接收到的脈 沖序列將具有比VCO 720最小振蕩頻率更高的頻率。由于第二控制器 只有在其VCO為最小頻率時才脈沖調(diào)制管腳706，因此提供中間脈沖 的第二控制器不能降低頻率。因此，通過提高第一控制器的頻率來實 現(xiàn)同步。
應(yīng)意識到，同步邏輯705將管腳脈沖調(diào)制至高后，延遲對管腳706 的監(jiān)聽，使得同步邏輯705未監(jiān)聽到剛產(chǎn)生的脈沖。
VCO 720的輸出(和同步脈沖序列305在頻率和相位上同步)被饋 入比較單元727?？刂齐妷喊l(fā)生器735的輸出也被饋入比較單元727。將 比較單元727的輸出饋入半橋驅(qū)動控制器745。此外，VCO 720輸出的 另一信號被饋送至半橋啟動控制器745。 VCO 720,如稍后所闡釋的那 樣，根據(jù)SYNC脈沖序列305向半橋驅(qū)動器控制器745提供極性信息。 根據(jù)如上面說明的半橋控制器745的輸出信號切換第一和第二半橋262、 264。
參考圖8，控制電壓發(fā)生器735根據(jù)表示諧振負(fù)載111所用電流的電 壓VL產(chǎn)生控制電壓815。因此，如果負(fù)載lll所用的電流增強(qiáng)，控制電 壓815就增加。以和現(xiàn)有技術(shù)所說明的相同的方式確定諧振負(fù)載lll所 用的電流。比較單元727將V形波形810與控制電壓815進(jìn)行比較，并根 據(jù)上述兩波形確定所需的第一全橋變換器101的輸出脈沖寬度，以達(dá)到 負(fù)載lll的給定輸出電流?？刂齐妷?15是DC電壓，在V形波形的頻率 提供適當(dāng)?shù)拿}沖寬度；該頻率對應(yīng)于第一全橋變換器101切換頻率的兩 倍。因而，正輸出脈沖與同步脈沖一致，并且因此通過同步脈沖為第 一全橋輸出提供了極性信息。因此，全橋輸出信號具有相同的正負(fù)脈 沖寬度，且具有和同步脈沖序列相同的頻率。
比較單元727將V形波形810與所產(chǎn)生的控制電壓815進(jìn)行比較。如 圖8中所見，當(dāng)V形波形信號810高于控制電壓815的值時，第一全橋變 換器的輸出(VFB1) 812為零。因此，在這種情況下，比較單元727向 控制器745提供控制信號，控制器745又控制第一和第二驅(qū)動單元262 和264，以使第一全橋變換器的輸出為低。
當(dāng)V形波形信號810低于控制電壓815時，比較單元727控制半橋驅(qū) 動器控制器745以切換第一半橋驅(qū)動單元262和第二半橋驅(qū)動單元264， 以使第一全橋變換器812的輸出(VFB1)交替為高(正)或低(負(fù))。 極性受VCO 720輸出信號的極性控制。當(dāng)V形波形信號810的值一直低 于控制電壓815時，第一全橋變換器的輸出將或高或低。
因此，利用上面的裝置，由于用鎖相環(huán)725將V形波形的相位(和 頻率)鎖定于同步脈沖，因此全橋變換器101的輸出關(guān)于SYNC脈沖序 列305中的脈沖對稱。
雖然參考第一全橋變換器控制器261對上述內(nèi)容予以說明，但在 第二全橋變換器控制器263中存在相同的特征。因而，圖8示出了V形 波形820和第二全橋變換器控制器102的輸出822 (VFB2)。類似地，在 第二全橋變換器控制器702中產(chǎn)生控制電壓825。從圖8中可見，在第一 和第二全橋變換器控制器701、 702中產(chǎn)生的V形波形的最低點同時發(fā) 生。因此，兩個V形波形都同步于同步脈沖序列305中脈沖的前沿。此
外，第一和第二全橋變換器的輸出脈沖與同步脈沖序列305中的脈沖同 步，并關(guān)于同步脈沖序列305中的脈沖對稱。
事實上，由于同步脈沖序列305被饋送至第一和第二全橋控制器， 且兩個V形波形都與其同步，因此提供V形信號810和820確保第一全橋 變換器101和第二全橋變換器102的輸出關(guān)于同步脈沖序列305中脈沖 的前沿對稱，并與同步脈沖序列305中脈沖的前沿同步。這意味著，如 前面所揭示的那樣，由于部件和/或燈的公差造成的第一和第二全橋變 換器輸出間的脈沖寬度差，不會引起這些輸出間的相位差。
應(yīng)意識到，雖然前述說明鎖定于同步脈沖的前沿，但也可使用同 步脈沖上的其他點，如下降沿或中點，只要全橋變換器的輸出脈沖關(guān) 于同步脈沖序列305的該點對稱即可。此外，應(yīng)設(shè)想到，即使輸出鎖定 于并非理想對稱的點，也將達(dá)到類似的有益結(jié)果。
圖ll示出了本發(fā)明的第二實施例。在此實施例中，第一和第二全 橋變換器彼此同步，因此不需要外部SYNC脈沖。因此，取代將外部 SYNC脈沖序列305饋送到管腳706上，將第一和第二全橋變換器控制 器的管腳706連接在一起。
如上所述，當(dāng)不使用外部脈沖序列時，第一和第二全橋變換器控 制器中每一個的VCO 720都將以其最小振蕩頻率振蕩。典型地，由于 制造和負(fù)載的差異，第一和第二全橋變換器控制器中VCO 720的最小 振蕩頻率是彼此不同的。
例如，假設(shè)第一控制器的最小振蕩頻率高于第二控制器的最小振 蕩頻率。因而，當(dāng)?shù)谝缓偷诙刂破鞯墓苣_706連接在一起時，如果第 一控制器720中的VCO 720以其最小頻率振蕩，則第一控制器701的同 步邏輯705將在管腳706上施加一脈沖序列，類似地，如果第二控制器 702中的VCO 720以其最小頻率振蕩，則第二控制器702將在管腳706 上施加一脈沖序列。兩個控制器701和702的兩個管腳706的驅(qū)動器，各 自包括晶體管726和恒定電流負(fù)載729，形成線連接的或門。這樣，控 制器就能在自身脈沖中間檢測到彼此的脈沖。
在向管腳上施加脈沖中間，各控制器中的同步邏輯705將監(jiān)聽管 腳706上的其他脈沖。因此，第二控制器705中的同步邏輯705在所產(chǎn)生
的連續(xù)脈沖中間將監(jiān)聽到第一控制器701的輸出脈沖。反之，如果第二
控制器702中的VCO 720以低于第一控制器701中的VCO 720的頻率振 蕩，則第一控制器701的同步邏輯705在將連續(xù)脈沖施加到管腳705中間 將未監(jiān)聽到第二控制器702的輸出脈沖。因此，第一控制器701知道應(yīng) 繼續(xù)以其最小振蕩頻率振蕩，然而第二控制器702知道應(yīng)和第一控制器 701提供的脈沖同步。
雖然己參考兩個變換器控制器對前述內(nèi)容予以說明，但應(yīng)理解， 此發(fā)明適用于任意數(shù)量的變換器控制器。優(yōu)選地，在特定用途集成電 路(ASIC)半導(dǎo)體器件上實現(xiàn)前述內(nèi)容。然而，也可設(shè)想出可編程門 陣列(PGA)和其他實現(xiàn)形式，如數(shù)字信號處理系統(tǒng)或計算機(jī)程序。
圖12示出了其上提供了依照本發(fā)明的控制器的半導(dǎo)體器件1200。 所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識到，半導(dǎo)體器件1200具有至少一個管腳1220， 此管腳可安裝在印刷電路板1210上。雖然圖12建議半導(dǎo)體器件1200為 穿透孔部件(管腳刺入PCB)，但優(yōu)選封裝是表面安裝器件(SMD)，其 中至少一個管腳連接于PCB的一側(cè)。
圖13示出了內(nèi)部安裝有半導(dǎo)體器件1200的電視顯示面板1300。該 電視1300包括象素陣列1310，其后安裝了由一個或多個燈24組成的 背光；燈24由連接于圖12的半導(dǎo)體器件1200的全橋變換器控制。應(yīng)當(dāng) 理解，包含半導(dǎo)體全橋設(shè)備1200的全橋變換器還可安裝在面板外部。 雖然提到了電視顯示器面板，顯示器還可以是PC監(jiān)控顯示器或任何顯 示器面板或需要背光的其他應(yīng)用。
雖然在此申請中已將權(quán)利要求表示成特定的特征結(jié)合，應(yīng)當(dāng)理 解，無論是否涉及了和目前在任意權(quán)利要求中所要求的發(fā)明相同的發(fā) 明，也無論是否緩解了和本發(fā)明所緩解的任意或全部技術(shù)問題相同的 技術(shù)問題，本發(fā)明公開的范圍還包括此處明示或暗示或概括地公開的 任何新穎特征或新穎的特征結(jié)合。申請人提請注意，可以在本申請或 由此衍生的任何進(jìn)一步申請的審查期間，將新權(quán)利要求表示成這些特 征和/或這些特征的結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于控制第一和第二全橋變換器(101，102)的控制器(701)，包括控制裝置(727)，用于錯開第一和第二全橋變換器(101，102)輸出的切換定時。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制器，其中控制裝置(727)可通過 控制第一和第二變換器(101， 102)的輸出，使第一和第二變換器(101， 102)的輸出關(guān)于接收到的同步脈沖序列(305)中的同步脈沖上的一 點實質(zhì)上對稱，從而錯開切換定時。
3. —種用于控制全橋變換器(101)的控制器，包括可接收同步 脈沖序列(305)的裝置(706)和控制裝置(727)，該控制裝置(727) 用于控制全橋變換器的輸出，使全橋變換器的輸出關(guān)于同步脈沖序列(305)中連續(xù)脈沖上的一點實質(zhì)上對稱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3中任意一個所述的控制器，包括振蕩器 (720)，用于產(chǎn)生頻率為接收到的同步脈沖序列(305)頻率整數(shù)倍的周期信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制器，其中將控制裝置(727)設(shè)置 成使所述全橋變換器(101)或每一個全橋變換器(101)的輸出是關(guān) 于所產(chǎn)生的信號上相同點對稱的脈沖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器，其中將振蕩器(720)設(shè)置成 使所產(chǎn)生的信號是V形信號(810)，且所產(chǎn)生的信號上的周期點實質(zhì)上 是最小值或最大值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器，其中將振蕩器(720)設(shè)置成 使所產(chǎn)生的信號是鋸齒形信號(820a)，且所產(chǎn)生的信號上的周期點沿 著鋸齒形信號(820a)的斜邊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任意一個所述的控制器，包括同步邏輯 (705)，用于根據(jù)所產(chǎn)生的周期信號產(chǎn)生脈沖序列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器，其中同步邏輯(705)可接收 同步脈沖序列，并使所產(chǎn)生的周期信號(810)或者與接收到的同步脈沖序列同步，或者與頻率最高的所產(chǎn)生的脈沖序列同步。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4至9中任意一個所述的控制器，包括控制電壓 發(fā)生裝置(735)，用于產(chǎn)生控制信號(815)，其中所述變換器(101) 或每一個變換器(101)的輸出脈沖(812)的寬度根據(jù)控制信號(815) 的值確定。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述變換器(101)或 每一個變換器(101)的輸出脈沖(812)的寬度由小于控制信號(815) 的所產(chǎn)生的周期信號確定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3至12中任意一個所述的控制器，其中所述變 換器(101)或每一個變換器(101)連接至諧振負(fù)載(111)，且控制 裝置(727)可根據(jù)負(fù)載(111)的功率需求產(chǎn)生所述輸出脈沖或每一 個輸出脈沖。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2至12中任意一個所述的控制器，其中將控制 裝置設(shè)置成同步所述全橋變換器或每一個全橋變換器的輸出，使所述 全橋變換器或每一個全橋變換器的輸出關(guān)于連續(xù)脈沖中的相同點對
14. 一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一個所述的第一和第二 控制器的設(shè)備，其中第一和第二控制器所共用同步脈沖。
15. —種具有與根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的第二控制器(702)通 信的根據(jù)權(quán)利要求8所述的第一控制器的設(shè)備，其中第一控制器(701) 產(chǎn)生由第二控制器(702)使用的同步脈沖。
16. —種半導(dǎo)體集成電路(1200)，包括 至少一個可連接至印刷電路板(1210)的管腳(1220);和 根據(jù)控制權(quán)利要求1至13中任意一個所述的控制器(701)。
17. —種顯示面板(1300)，包括 背光(24);象素陣列(1310);和根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體集成電路(1200)，連接至所述背光 (24)以對所述背光(24)進(jìn)行控制。
18. —種控制第一和第二全橋變換器(101， 102)的方法，包括錯開第一和第二全橋變換器(101， 102)輸出的切換定時。
19. 一種控制全橋變換器(101)的方法，包括接收同步脈沖序列(305)，和控制全橋變換器的輸出，使全橋變換器的輸出關(guān)于同 步脈沖序列(305)中連續(xù)脈沖上的一點實質(zhì)上對稱。
20. —種用于控制全橋變換器(101， 102)陣列的變換器控制器的控制設(shè)備，包括第一和第二全橋控制器(701， 702)，用于控制第一和第二全橋變 換器(101， 102)的輸出；以及每一個控制器包括同步裝置(720)，可分別為第一 (701)和第二 (702)全橋變換 器控制器產(chǎn)生第一 (810)和第二同步信號(820);其中將每一個控制 器(701， 702)設(shè)置成控制第一 (812)和第二輸出脈沖(822)，使第 一(812)和第二輸出脈沖(822)關(guān)于第一(810)和第二同步信號(820)上實質(zhì)上一致的點實質(zhì)上對稱。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中第一和第二全橋變換器控 制器(701， 702)包括第一和第二輸出信號控制裝置(735)，可分別產(chǎn)生第一和第二控 制信號(815， 825)，其中第一 (812)和第二輸出脈沖(822)的寬度 根據(jù)第一 (815)和第二控制信號(825)的值確定。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中第一 (812)和第二輸出 脈沖(822)的持續(xù)時間由小于第一 (815)和第二控制信號(825)的 第一 (810)和第二周期信號(820)的持續(xù)時間確定。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20至22中任意一個所述的設(shè)備，其中同步裝置 (720)可產(chǎn)生V形的第一和第二同步信號(810， 820)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20至23中任意一個所述的設(shè)備，其中所述一致 的點是第一和第二同步信號(810， 820)的最小值或最大值。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20至24中任意一個所述的設(shè)備，其中同步裝置 (720)可接收同步脈沖序列(305)，以使第一和第二同步信號(810，820)與同步脈沖序列(305)同步。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中同步裝置(720)可產(chǎn)生 具有同步脈沖序列(305)頻率兩倍的頻率的第一和第二同步信號(810， 820)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求20至26中任意一個所述的設(shè)備，其中第一(101) 和第二變換器(102)連接至第一和第二諧振負(fù)載(111， 112)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中控制器(701， 702)可根 據(jù)第一和第二諧振負(fù)載(111， 112)的功率需求產(chǎn)生第一和第二輸出 脈沖(812， 822)。
29. —種半導(dǎo)體集成電路(1200)，包括 至少一個管腳，可連接至印刷電路板(1210);和 根據(jù)權(quán)利要求20至28中任意一個所述的設(shè)備(703)。
30. —種顯示面板(1300)，包括 背光(24);象素陣列(1310);以及根據(jù)權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體集成電路(1200)，連接至所述背光 (24)以對所述背光(24)進(jìn)行控制。
31. —種控制第一和第二全橋變換器(101， 102)的第一 (812) 和第二輸出脈沖(822)的方法，包括為第一 (701)和第二全橋變換器控制器(702)產(chǎn)生第一 (810) 和第二同步信號(820);以及控制第一 (812)和第二輸出脈沖(822)，使第一 (812)和第二 輸出脈沖(822)關(guān)于第一 (810)和第二同步信號(820)上的實質(zhì)上一致的點實質(zhì)上對稱。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，包括產(chǎn)生第一和第二控制信號(815， 825)，其中第一 (812)和第二 輸出脈沖(822)的寬度根據(jù)第一 (815)和第二控制信號(825)的值 確定。
33. —種用于控制全橋變換器(101)的控制器(701)，包括用 于產(chǎn)生V形同步信號的振蕩裝置(720)，和控制裝置(745)，該控制裝 置(745)用于控制全橋變換器的輸出，使全橋變換器的輸出關(guān)于同步 信號上的一點實質(zhì)上對稱。
34.根據(jù)權(quán)利要求20至28中任意一個所述的設(shè)備，其中第一和第 二全橋變換器(IOI， 102)各自包括第一和第二半橋變換器(13， 17)， 其中控制器可根據(jù)第一和第二半橋變換器之間的相位差產(chǎn)生全橋變換 器的輸出脈沖。
全文摘要
描述了一種用于控制一個或多個全橋(101，102)的輸出的控制設(shè)備(701)?？刂圃O(shè)備(701)通過錯開全橋變換器(101，102)輸出的轉(zhuǎn)換而減少了電磁輻射量。這通過將輸出同步成關(guān)于同步脈沖(305)對稱而實現(xiàn)。
文檔編號H05B41/282GK101194539SQ200680020708
公開日2008年6月4日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者于爾根·M·A·維拉爾特, 約瑟夫·M·G·邦格爾斯, 阿爾然·范登貝爾赫 申請人:Nxp股份有限公司