專利名稱：帶關(guān)閉功能的鎮(zhèn)流器ic的制作方法
本申請涉及U.S.專利5,612,597，題目為“帶功率因數(shù)校正的振蕩驅(qū)動(dòng)電路，使用該電路的電子燈鎮(zhèn)流器及其驅(qū)動(dòng)方法”，1997年3月18日公開(IR-1166)，U.S.專利5,545,955，題目為“用于鎮(zhèn)流器電路的MOS柵極驅(qū)動(dòng)器”，1996年8月13日公開(IR-1074)，U.S.專利5,559,394，題目為“用于鎮(zhèn)流器電路的MOS柵極驅(qū)動(dòng)器”，1996年9月24日公開(IR-1252)，它們都是以Peter N.Wood的名義公開，U.S.專利5,550,436，題目為“用于鎮(zhèn)流器電路的MOS柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路”，以Talbott M.Houk的名義1996年8月27日公開(IR-1055)，所有這些都已轉(zhuǎn)受給本申請的受讓人，在這里作為參考引用。
本發(fā)明涉及燈鎮(zhèn)流器電路，特別涉及防止燈故障的改進(jìn)的燈鎮(zhèn)流器電路。
燈鎮(zhèn)流器電路，例如國際整流器公司的IR-2155或IR-2151IC，公開并介紹在Peter Wood的U.S.專利5,545,955(IR-1074)和5,559,394(IR-1252)，以及Talbott M.Houk的5,550,436(IR-1055)中。
在燈處于某種故障狀態(tài)期間要正確的關(guān)斷鎮(zhèn)流器IC，可根據(jù)檢測到的故障狀態(tài)(例如熔斷的燈絲或啟動(dòng)時(shí)沒有點(diǎn)燃的燈)關(guān)斷柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出，然后必須關(guān)斷功率晶體管的輸出。
由于IR-2155和IR-2151ICs電路形貌圖，在正常工作狀態(tài)下電路為自激振蕩，如

圖1和2所示。
圖1為一般的燈驅(qū)動(dòng)電路的元件形貌圖。橋式整流器10驅(qū)動(dòng)來自交流線的總線電壓(VBUS)?？偩€電壓基本為直流，并由電容56和58保持。
圖1的燈驅(qū)動(dòng)電路包括MOS柵極驅(qū)動(dòng)芯片30和它的相關(guān)電路，用于控制高側(cè)MOSFET40和低側(cè)MOSFET42的工作。MOS柵極驅(qū)動(dòng)芯片30為與VBUS相接的MOSFET40和42提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。雖然只顯示了功率MOSFET，但具有MOS柵極的任何功率器件，例如IGBT或MOS柵控晶閘管，都可以代替MOSFET40和42。
與MOSFET40和42相接的半橋式電路的中心分接點(diǎn)的輸出驅(qū)動(dòng)由電感46和電容52組成的串聯(lián)LC負(fù)載電路。
在VBUS端施加的電壓范圍從直流140伏到超過直流600伏，取決于外加的交流輸入電壓。
輸出電路的振蕩頻率由電感46和電容52的諧振頻率控制。電感46所需的電感值取決于電壓VBUS的值，通過選擇電感值使電路的振蕩頻率在所需的范圍內(nèi)。
芯片30放置在8管腳DIP或表面安裝封裝內(nèi)，并具有以下管腳Vcc-接收來自直流電源VBUS的芯片工作電壓的管腳。
CT-連接定時(shí)電容14和定時(shí)電阻16間節(jié)點(diǎn)的單端輸入控制管腳。管腳CT的信號(hào)控制Ho和Lo的輸出。
RT-連接定時(shí)電阻16另一端的管腳。
VB-連接二極管22和電容24的節(jié)點(diǎn)的管腳，這兩個(gè)元件的組成“自舉”電路為高側(cè)開關(guān)的工作提供電源。
Ho-接高側(cè)MOSFET40柵極(或柵極到電阻26)的輸出管腳。
VS-接連接MOSFET40和42的圖騰柱或半橋的中心節(jié)點(diǎn)的管腳。
Lo-接低側(cè)MOSFET42柵極(或柵極到電阻28)的輸出管腳。
COM-接負(fù)極或接地端的的管腳。
電阻18和電容12為IC30提供所需的交流和直流電源。電阻16和電容14根據(jù)下面的方程控制振蕩頻率11.4R16C14....(1)]]>二極管22和電容24形成的的“自舉”電路為IC的浮動(dòng)CMOS驅(qū)動(dòng)電路供電。電阻26和電阻28阻尼功率MOSFET40和42柵極的LC阻尼振蕩，同時(shí)也作為從電源級到IC30的緩沖。
負(fù)載電路包括電感46和諧振電容52，隔直電容56和58，正溫度系數(shù)(PTC)電阻54，以及燈50。電容44通常控制VS節(jié)點(diǎn)觀察到的dV/dt，以減少輻射EMI。
本基本電路的缺點(diǎn)在于，如果燈壞了(例如達(dá)到了它的使用壽命)或從電路中取走，可能會(huì)導(dǎo)致電路中其他元件的災(zāi)難性故障。因此，柵極驅(qū)動(dòng)電路IC30的使用者必須按常規(guī)設(shè)計(jì)附加電路，來檢測故障狀態(tài)并隨后關(guān)閉IC。在關(guān)閉狀態(tài)下，最好將柵極驅(qū)動(dòng)IC的輸出都關(guān)閉。
由于柵極驅(qū)動(dòng)IC是自振蕩，除了圖2中所示的短暫的“無電流時(shí)間(deadtime)”柵極驅(qū)動(dòng)輸出LO和HO-VS中的一個(gè)始終導(dǎo)通。在正常的工作狀態(tài)下，不是MOSFET40導(dǎo)通就是MOSFET42導(dǎo)通。其結(jié)果是，如圖3所示，僅通過將定時(shí)電容14短接到地來關(guān)閉柵極驅(qū)動(dòng)IC并不能有效的保護(hù)其電路。
圖3所示電路是由圖1改進(jìn)的，其中增加了晶體管60，當(dāng)燈被取走時(shí)，它會(huì)將輸入控制電容14短接到地。由電阻62、64、66組成的分壓電路與電容68組成檢測電路。在正常工作狀態(tài)下，當(dāng)電容56和58容值相等時(shí)，節(jié)點(diǎn)VA的電壓大約為直流電源電壓的一半，VBUS/2。節(jié)點(diǎn)VA的電壓和電容56和58之間中點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)的電壓之間的差異是由燈50的燈絲上的壓降引起的。
在正常工作條件下，燈絲上的壓降相對很小，即僅有幾伏，節(jié)點(diǎn)VC的電壓不足以開啟分流晶體管60。然而，如果取走燈，節(jié)點(diǎn)VA的電壓升高，節(jié)點(diǎn)VC的電壓也升高，因此晶體管60導(dǎo)通。電阻62、64、66的值選為在正常工作條件下，電路不會(huì)使晶體管60導(dǎo)通，當(dāng)燈被取走或出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)使晶體管60導(dǎo)通。在關(guān)斷響應(yīng)電路中，電容68也是低通濾波器的一部分，因此增加了抗噪性。
可是，圖3所示電路在燈被從負(fù)載電路中取走時(shí)并不能使功率MOSFET器件40和42都關(guān)斷。在這種沒有燈的狀態(tài)下，IC30的CT管腳將被晶體管60旁路到地，從而如希望的那樣，使IC內(nèi)部的振蕩器及其輸出切換停止工作?？墒?，雖然關(guān)閉半橋的輸出，晶體管42仍然導(dǎo)通。
在故障狀態(tài)下，將MOSFET40和42都關(guān)閉的另一個(gè)方法是將IC的VCC管腳旁路到地，如圖4所示。這里，檢測電路與圖3在本質(zhì)上是一樣的，但是關(guān)閉輸出是由可控硅整流器(SCR)70通過電阻72使VCC管腳旁路來實(shí)現(xiàn)的。
圖4所示電路的缺點(diǎn)在于，當(dāng)故障狀態(tài)結(jié)束，例如燈被重新裝回插座中時(shí)，由于為芯片供電的電源電壓VCC被拉到低于其欠電壓閾，所以必須重復(fù)整個(gè)上電過程。實(shí)際上，該電路依賴IC30的欠電壓鎖定電路來把功率晶體管40和42都關(guān)斷。
圖4所示電路的另一個(gè)缺點(diǎn)在于SCR70是比圖3中的NPN晶體管60更貴的元件。
此外，VCC管腳的電容放電支路中必須包括電阻72，以降低VCC管腳的dV/dt。由于在柵極驅(qū)動(dòng)輸出級將功率MOSFET的柵極完全放電之前，輸出級的電源電壓可能會(huì)關(guān)斷，所以要限制dV/dt。例如，上功率MOSFET40導(dǎo)通并且電源電壓迅速地降為0V，晶體管40不能關(guān)斷并且其柵極上的電荷(或電壓)只能通過其固有的柵極到源極的泄漏來給MOSFET放電。當(dāng)上功率MOSFET40仍然導(dǎo)通時(shí)，如果IC30重新啟動(dòng)，剩余的電荷能導(dǎo)致災(zāi)難性故障。當(dāng)IC30重新啟動(dòng)時(shí)，也就是，當(dāng)其VCC電壓上升超過欠電壓鎖定閾值時(shí)，下MOSFET42首先導(dǎo)通。如果晶體管42導(dǎo)通時(shí)晶體管40仍在導(dǎo)通，將會(huì)在直流總線和交流線路間造成短路，最少，燒壞保險(xiǎn)絲并且更可能導(dǎo)致一個(gè)或兩個(gè)功率MOSFET損壞。
本發(fā)明提供一種燈驅(qū)動(dòng)集成電路，當(dāng)燈出現(xiàn)故障或被取走時(shí)，通過禁止兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器輸出來保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路的元件不被損壞。
當(dāng)燈被重新放回時(shí)，不用經(jīng)過燈的電源開關(guān)，IC會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)燈的驅(qū)動(dòng)電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，形成在硅基片上的集成電路驅(qū)動(dòng)第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件。功率半導(dǎo)體器件連接成半橋電路，該半橋電路有第一和第二直流端，并且在第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件之間的節(jié)點(diǎn)上有一個(gè)公共端。公共端為負(fù)載電路提供輸出信號(hào)。定時(shí)電路有一個(gè)接到低邏輯電平信號(hào)的輸入控制端。第一自鎖電路接定時(shí)電路，并控制第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)頻率，并提供響應(yīng)加在輸入控制端的信號(hào)而開關(guān)的輸出。高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路都接到第一自鎖電路上，并且在自鎖電路輸出切換后延時(shí)一段時(shí)間傳輸自鎖輸出信號(hào)，以防止第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件同時(shí)導(dǎo)通。高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路分別接高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路，并且分別有高側(cè)和低側(cè)輸出端，提供高側(cè)和低側(cè)輸出分別關(guān)斷第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件以響應(yīng)加在輸入控制端的信號(hào)。保護(hù)電路接低邏輯電平信號(hào)，當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖叫盘?hào)低于閾值時(shí)防止施加高側(cè)和低側(cè)輸出。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，保護(hù)電路包括接低邏輯電平信號(hào)的閾值電壓檢測電路，和接檢測電路的第二自鎖電路，并且其輸出加到高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路上。閾值電壓可能低于用于開關(guān)第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件的較低邏輯電平信號(hào)的最低值。當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖叫盘?hào)降到低于閾值電壓時(shí)，可防止高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路傳輸自鎖輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，包括第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件以及自振蕩驅(qū)動(dòng)電路的電路驅(qū)動(dòng)由直流總線供電的負(fù)載電路。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，包括第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件以及自振蕩驅(qū)動(dòng)電路的電路驅(qū)動(dòng)氣體放電照明器件。
參考以下詳細(xì)說明并結(jié)合附圖可更好的理解本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)。
圖1畫出了典型的已知的燈鎮(zhèn)流器電路圖。
圖2為圖1所示電路的波形圖。
圖3展示了已知的包含在燈故障狀態(tài)時(shí)使該電路停止工作的分流晶體管的燈鎮(zhèn)流器電路。
圖4展示了已知的包含在燈故障狀態(tài)時(shí)使VCC管腳分流的SCR的燈鎮(zhèn)流器電路。
圖5展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燈驅(qū)動(dòng)集成電路的方框圖。
圖6畫出了圖5所示的燈驅(qū)動(dòng)集成電路的波形圖。
本發(fā)明通過改進(jìn)IC內(nèi)部電路使采用如圖3所示的簡單電路成為可能。然而，圖3所示電路僅僅代表關(guān)閉電路的一個(gè)例子。其他類似電路也是可能的。
圖5為本發(fā)明的IC芯片30的電路的方框圖，該芯片適用于圖3所示電路中。芯片30的8個(gè)管腳重新圖示在圖5中。圖5中所描述的所有的電路框圖一般集成在一個(gè)公共的硅芯片上。
圖5中最左邊的電路框圖是鉗位電路110，一般包括多個(gè)齊納二極管。該鉗位電路接在VCC和VSS管腳之間，VSS管腳連接到作為芯片的地的硅基片上。數(shù)字電源線和模擬電源線都由VCC管腳延伸出來。數(shù)字地線和模擬地線都連接到VSS管腳。
下一組電路框圖組成定時(shí)電路。其中包括接到模擬電源線和模擬地線的分配電路112，N比較器114，P比較器116以及RS鎖存器120。由分配電路112引出的兩個(gè)信號(hào)分別接到比較器114和116的正極性輸入和電源電壓VR1和VR2上。輸入管腳CT接到比較器116和114的負(fù)極性輸入上。比較器114和116的輸出如圖所示接在RS鎖存器120上。
RS鎖存器120也接到集成在芯片電路中的欠電壓閉鎖電路122上。因此，如果VCC減少的太低，RS鎖存器120被鎖住。
偏置電路132為閉鎖電路122、高側(cè)和低側(cè)電路中的無電流時(shí)間延時(shí)電路126和130提供偏置輸出。無電流時(shí)間延時(shí)電路126和130在高側(cè)或低側(cè)由關(guān)閉之后到另一個(gè)導(dǎo)通之間提供了大約1微秒的無電流時(shí)間或延時(shí)。無電流時(shí)間確保不會(huì)由于圖3中的功率MOSFET40和42同時(shí)導(dǎo)通而形成“直通(shoot through)”電路。
無電流時(shí)間延時(shí)電路130的輸出依次加到低側(cè)延時(shí)電路140和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器142上，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器142接到管腳LO上。
無電流時(shí)間延時(shí)電路126的輸出加到高側(cè)輸出電路中的電平移動(dòng)脈沖發(fā)生器128上。高側(cè)電路中也包括用來從脈沖發(fā)生器128產(chǎn)生的脈沖中濾除噪聲的dV/dt濾波電路134。dV/dt濾波器134的電源接到管腳VB。
dV/dt濾波器134的輸出加到自鎖電路136，自鎖電路136的輸出接到含有增益級的緩沖器138上，緩沖器138驅(qū)動(dòng)管腳HO。注意管腳VS接到電路134、136、138上。
本發(fā)明的IC不僅具有本發(fā)明受讓人以上提到的在IC IR2155和IR2151中所描述的所有功能，還增加了新的使用CT管腳的關(guān)閉功能。根據(jù)本發(fā)明，另加了兩個(gè)電路塊(1)第三個(gè)CT檢測比較器118；(2)關(guān)閉自鎖電路124。輸入管腳CT接到第三個(gè)比較器118負(fù)極性輸入上，用來檢測何時(shí)CT管腳的電壓低于預(yù)定的閾值，該閾值電壓由分配器112提供，表示為VR3。第三個(gè)比較器118的輸出接到關(guān)閉自鎖電路124和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路130上。關(guān)閉自鎖電路的輸出接到高側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路126的輸入。
用來改變第三比較器118狀態(tài)的閾值電壓VR3選的比用于自振蕩的較低的閾值電壓VR2小一些。工作的一個(gè)例子顯示在圖6中。其中，為方便起見，VR1和VR2的值分別選為2/3VCC和1/3VCC，VR3的值選為1/6VCC。只要VR3＜VR2＜VR1，也可以選擇其他的比例。
圖6顯示了CT管腳的電壓如何控制輸出的工作。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，IC的所有輸入和輸出節(jié)點(diǎn)的電壓和電流均為零。整流器10(見圖3)迅速建立直流總線的電壓(例如+320V)，并使電容12通過電阻18充電。電容12為IC30的VCC管腳提供電壓，該管腳依次為IC30的內(nèi)部的所有電路供電。
當(dāng)電容12上達(dá)到足夠的電壓時(shí)，UVLO電路122(見圖5)將許多其他電路預(yù)設(shè)置成預(yù)定的狀態(tài)。特別是，(1)柵驅(qū)動(dòng)器輸出LO保持低電平，以防止功率MOSFET42不必要的導(dǎo)通；(2)RT管腳設(shè)為高(到VCC電位)；(3)CT管腳開始充電，并且(4)偏置電路132設(shè)置為“微功耗”模式，其中大部分IC電路單元未提供偏置。這種“微功耗”啟動(dòng)模式是理想的，因?yàn)樗梢越档蛯?dòng)電阻18的電流要求，從而允許用戶使用更高阻值、更低瓦數(shù)的電阻(即，功耗降低)。與UVLO電路122一樣，HS鎖存器電路132用來確保VB到VS的電位小于預(yù)置電壓值(例如8.5V)，并使輸出HO保持在VS電平，以防止上功率MOSFET40不必要的導(dǎo)通。
當(dāng)CT管腳的電壓超過VR3，(1)在無電流時(shí)間延時(shí)td之后，低側(cè)柵驅(qū)動(dòng)器輸出電壓LO變高，開啟低側(cè)功率MOSFET42；(2)偏置電路132按指令給振蕩比較器NCOMP114、PCOMP116和COMP118以及無電流時(shí)間電路TDEADH126和TEADL130供電；(3)通過振蕩自鎖電路124，RT管腳保持高電平；并且(4)CT管腳通過電阻16繼續(xù)充電。
在正常工作過程中，CT管腳的電壓超過VR3后，發(fā)生自振蕩，半橋電路的輸出VS周期性地輸出梯形波。
當(dāng)CT管腳的電壓達(dá)到2/3xVCC時(shí)，NCOMP比較器114給RSLATCH120一個(gè)負(fù)極性復(fù)位信號(hào)。該負(fù)極性復(fù)位信號(hào)導(dǎo)致RSLATCH120的輸出(RT和反相端(complement)RT/N)邏輯狀態(tài)反相，RT管腳變低(RT/N變高)。在IC30的特定實(shí)施例中，RT管腳驅(qū)動(dòng)到LO的低側(cè)信號(hào)路徑，并與其輸出同相。注意，RT與LO之間的相位關(guān)系是任意的；該IC的某些用戶要求RT與LO不同相，即使需要LO在啟動(dòng)過程中先出現(xiàn)。其結(jié)果是，當(dāng)RT變低，被驅(qū)動(dòng)的LO的輸出也低，關(guān)斷低側(cè)功率MOSFET42。從RT到LO的信號(hào)通路有意作得盡可能快(最小延時(shí))，并且被設(shè)計(jì)得與從RT/N到HO的關(guān)斷傳遞延時(shí)精確匹配。從而確保高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器的傳遞延時(shí)失配不會(huì)使半橋的輸出VS的占空比從它所需要的50％偏移掉。
當(dāng)RT從高到低切換其邏輯電平時(shí)，RT/N(第二個(gè)RSLATCH120輸出)變高。后一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)高側(cè)無電流時(shí)間電路TDEADH126，TDEADH126驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器PGEN128，它的電平將高側(cè)通/斷信號(hào)傳遞給高側(cè)電路。無電流時(shí)間電路被設(shè)計(jì)成對“導(dǎo)通”信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)小的延時(shí)(例如1μsec)，以便(1)為功率MOSFET40和42提供一個(gè)交叉導(dǎo)通的無電流時(shí)間；(2)有利于驅(qū)動(dòng)頻率在L-C諧振頻率之上(此時(shí)負(fù)載阻抗為感性)的零電壓切換技術(shù)。相反地，將無電流時(shí)間電路設(shè)計(jì)成到柵驅(qū)動(dòng)器138和142的“關(guān)斷”信號(hào)的附加延時(shí)盡可能的小。在高側(cè)無電流時(shí)間電路TDEADH126超時(shí)(timeout)期間(例如1μsec)，脈沖發(fā)生器PGEN128得到將“導(dǎo)通”信號(hào)轉(zhuǎn)換給高側(cè)柵驅(qū)動(dòng)器138的邏輯信號(hào)。dV/dt電路134識(shí)別由脈沖發(fā)生器發(fā)出的窄脈沖(例如，50-200nsec)，并將這些脈沖轉(zhuǎn)換為HSLATCH 136的“設(shè)置”和“復(fù)位”信號(hào)。RT/N變高對應(yīng)于HSLATCH136輸入的“設(shè)置”信號(hào)，該信號(hào)依次給HSDRIVER138電路命令以驅(qū)動(dòng)HO輸出高電平。
RT管腳電平由高到低變化的另一個(gè)結(jié)果是電阻16開始將電容14由2/3VCC閾值(由分配器112設(shè)置)向1/3VCC閾值(也由分配器112設(shè)置)放電。當(dāng)降到1/3VCC閾值時(shí)，PCOMP比較器116輸出變高，給RSLATCH120一個(gè)“設(shè)置”信號(hào)。該“設(shè)置”信號(hào)驅(qū)動(dòng)RT變高，RT/N變低，結(jié)果使半橋輸出VS變低。RT和CT之間的反相關(guān)系導(dǎo)致自振蕩器保持50％的占空比，并與VCC的電位及溫度無關(guān)。該占空比控制，并結(jié)合仔細(xì)匹配的分別由RT到LO和由RT/N到HO的關(guān)斷傳遞延時(shí)，導(dǎo)致半橋輸出VS保持50％的占空比。
在正常工作過程中，如果發(fā)生故障，將引起電容14放電，兩個(gè)柵驅(qū)動(dòng)器輸出被禁止，并且半橋輸出停止振蕩。RT管腳電壓維持高電平，以適應(yīng)故障狀態(tài)結(jié)束后的自動(dòng)重新啟動(dòng)。
如果故障狀態(tài)是由于取走了燈，并使用圖3電路，CT管腳被放電，兩個(gè)柵驅(qū)動(dòng)器輸出被關(guān)閉。當(dāng)燈被放回，圖3所示晶體管60關(guān)閉，電容14重新開始充電。
自動(dòng)重新啟動(dòng)功能由圖5中的關(guān)閉自鎖電路124實(shí)現(xiàn)，燈的用戶不需要使用燈的電源開關(guān)來重新啟動(dòng)系統(tǒng)。
雖然在相關(guān)的特定實(shí)施例中對本發(fā)明進(jìn)行了說明，許多其他的變更和修正以及其他應(yīng)用對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯然的。因此，本發(fā)明不受此處的特定說明的限制，而首先由以下權(quán)利要求決定。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，該電路形成在硅基片上，驅(qū)動(dòng)接成具有第一和第二直流端的半橋電路的第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件，公共端位于所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件之間的節(jié)點(diǎn)上，該公共端為負(fù)載電路提供輸出信號(hào)；所述集成電路包括定時(shí)電路，具有接低邏輯電平信號(hào)的輸入控制端；第一自鎖電路，該電路接到所述定時(shí)電路上，以控制所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)的頻率，并提供響應(yīng)加到所述輸入控制端的所述信號(hào)而開關(guān)的輸出；高側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路，它們分別接到所述第一自鎖電路上，在所述自鎖電路的所述輸出切換之后延時(shí)一段時(shí)間再傳輸所述鎖存輸出信號(hào)，以防止所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件同時(shí)導(dǎo)通；高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路和低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，它們分別接到所述高側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路上，并分別有高側(cè)和低側(cè)輸出端，提供高側(cè)和低側(cè)輸出，分別開關(guān)所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件，響應(yīng)加到所述輸入控制端的所述信號(hào)；和關(guān)閉電路，該電路接到所述低邏輯電平信號(hào)上，當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖叫盘?hào)低于閾值電壓時(shí)，防止提供所述高側(cè)和低側(cè)輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，其中所述關(guān)閉電路包括接到所述低邏輯電平信號(hào)上的閾值電壓檢測電路和接到為所述高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路提供輸出的所述檢測電路的第二自鎖電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，其中所述閾值電壓低于所述低邏輯電平信號(hào)的最低值，在該處，所述高側(cè)和所述低側(cè)輸出通常提供給所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，其中所述保護(hù)電路在所述低邏輯電平信號(hào)低于所述閾值電壓時(shí)，防止所述高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路傳輸所述自鎖輸出信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，其中所述定時(shí)電路有第二輸入控制端，用來控制所述MOS柵控功率半導(dǎo)體器件導(dǎo)通和關(guān)斷的頻率；所述第一和第二輸入控制端接外定時(shí)電容和外定時(shí)電阻以設(shè)定所述定時(shí)電路的振蕩頻率。
6.一種用來驅(qū)動(dòng)由直流總線供電的負(fù)載電路的電路，所述電路包括接成半橋電路結(jié)構(gòu)的第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件，該結(jié)構(gòu)具有第一和第二d-c端，跨接在d-c電源總線上，還具有所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件之間的節(jié)點(diǎn)處的公共端，為負(fù)載電路提供輸出信號(hào)；和自振蕩驅(qū)動(dòng)電路，具有分別用來驅(qū)動(dòng)所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件的第一和第二輸出，無電流時(shí)間延時(shí)電路在關(guān)斷所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件中的一個(gè)之后，通過延時(shí)一段時(shí)間再使所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件中的另一個(gè)導(dǎo)通，來防止同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件，關(guān)閉電路，接到所述低邏輯電平信號(hào)上，當(dāng)所述低邏輯電平信號(hào)低于閾值電壓時(shí)，防止提供用于開關(guān)所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件的所述高側(cè)和低側(cè)輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電路，其中所述保護(hù)電路包括接到所述低邏輯電平信號(hào)上的閾值電壓檢測電路和接到所述檢測電路上的第二自鎖電路，該保護(hù)電路提供輸出到高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的電路，其中所述閾值電壓低于所述低邏輯電平信號(hào)的最低值，在該處所述高側(cè)和低側(cè)輸出通常接到所述第一和第二MOS柵控功率半導(dǎo)體器件上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的電路，其中所述保護(hù)電路在所述低邏輯電平信號(hào)低于所述閾值電壓時(shí)，防止所述高側(cè)和低側(cè)無電流時(shí)間延時(shí)電路傳輸所述自鎖輸出信號(hào)。
10.一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電照明器件的電路，其特征在于，包括權(quán)利要求6的電路。
全文摘要
MOS柵驅(qū)動(dòng)(MGD)集成電路驅(qū)動(dòng)一對MOS柵控功率半導(dǎo)體器件,例如用在半橋電路中用于驅(qū)動(dòng)諧振電源電路中的負(fù)載或驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)流器電路中的氣體放電燈。柵驅(qū)動(dòng)電路包括當(dāng)燈故障或被取走時(shí)通過禁止兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器輸出來保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路中的元件不被損壞的保護(hù)電路。當(dāng)燈被重新放回時(shí),柵驅(qū)動(dòng)電路不經(jīng)過燈的電源開關(guān)而重新啟動(dòng)燈驅(qū)動(dòng)器電路。當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖叫盘?hào)降到低于閾值電壓時(shí),保護(hù)電路禁止驅(qū)動(dòng)器輸出。當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖叫盘?hào)超過閾值電壓時(shí),燈驅(qū)動(dòng)電路重新啟動(dòng)。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1180988SQ97120488
公開日1998年5月6日 申請日期1997年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月21日
發(fā)明者T·M·豪克 申請人:國際整流器公司