CN100472288C - 具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，包括有：电源级(Power Stage)，用于提供电源；驱动级(DriverStage)，具有第一功因调整单元，用于调整电源的功率因数并输出直流电源，和换能单元，用于将中压直流电源转换为高压电源输出进而驱动背光的发光元件工作；以及控制/调整级(Control/DimmingStage)，具有第二功因调整单元、直流变压单元、和信号板(ADBoard)设置于直流变压单元的次级，并且与换能单元共同接地；本发明通过电气隔离以及形成共同接地的电路架构的设计，使得功因调整单元可以和电源级形成电气隔离，并且使信号板可以直接控制/调整前述驱动级的换能单元，来改变背光的发光元件的工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子负载的驱动及控制电路，特别是一种具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路。
背景技术
已知应用于控制显示器(如液晶显示器)的背光元件的驱动及控制电路架构，如图1所示，电源端10提供的交流电(AC)经过滤波及整流后，分别供应予两个部分，第一部分用于驱动负载(如冷阴极萤光灯管，CCFL等发光元件)工作，第二部分则是供应控制电路(如控制电路板，AD Board)所需的电力。
第一部分的电路架构包括有：第一功因调整单元11，与电源端10连接，用于调整电源供应器的功率因数并输出直流电源(约380-400V的中压直流电源)，和换能单元12(通常包含有PWM控制电路和反流器(Inverter))，用于将中压直流电源转换为高压电源输出进而驱动背光的发光元件18(如冷阴极萤光灯管)；第二部分的电路架构包括有：第二功因调整单元13，与电源端10连接，用于调整电源供应器的功率因数、直流变压单元(DC/DC)14(通常为隔离型变压器，初级和次级彼此隔离而不共同接地，而且这个直流变压单元14的初级和第一功因调整单元11及第二功因调整单元13皆为电源共同接地的设计)、和信号板15(AD Board)，设置于直流变压单元14的次级，而且通过隔离光耦16、17与前述驱动级的换能单元12耦合，用于对换能单元12进行控制或者调整，进而改变背光的发光元件18的工作状态。
由于传统技术中的换能单元12与前述的第一功因调整单元11为共同接地(高压的电源接地)的电路架构，信号板15与换能单元12为非共同接地的隔离式电路架构，所以信号板15中的控制信号(如控制背光的明/暗(On/Off)或者调整背光亮度(Dimming))将无法直接与换能单元12连接，从而必须利用隔离光耦16、17的方式对换能单元12进行控制(包含对背光元件进行调光(Dimming)及明/暗(On/Off)的控制)，然而这种以隔离光耦16、17传输控制信号的方式势必造成光耦合元件数量的增加；另一方面，由于功因调整单元(包含第一功因调整单元11与第二功因调整单元13)都与电源端采用共同接地的设计，但没有初级与次级的区隔，从而容易对使用者的安全造成威胁。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种安全的背光驱动及控制电路。
实现本发明上述的目的的可行技术方案是一种具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路；其中，功因调整单元可采用隔离变压器，使得功因调整单元中连接电源的初级可以和次级形成电气隔离(isolation)，避免功因调整单元和电源发生冲突，也可以避免换能单元和电源发生冲突或者产生触电的危险。
本发明的另一目的在于提供一种不需要隔离光耦就可以直接对换能单元进行控制(包含对背光元件进行调光(Dimming)及控制明/暗(On/Off))的背光驱动及控制电路，用于改变背光的发光元件的工作状态。
实现本发明上述的目的的可行技术方案是运用电气隔离的手段将换能单元和信号板共同接地，并且与前端的功因调整单元形成电气隔离，使得换能单元可以和控制/调整级的信号板直接连接，然而信号板不需要隔离光耦就可以直接对换能单元进行控制(包含对背光元件进行调光(Dimming)及明/暗(On/Off)的控制)，来改变背光的发光元件的工作状态。
有关本发明的较佳实施例与技术内容，现配合附图说明如下：
附图说明
图1是传统的具有功因校正功能的背光驱动及控制电路架构。
图2是本发明的较佳实施例的电路架构。
具体实施方式
本发明较佳实施例的电路架构，如图2所示，包括有：
电源级20(Power Stage)，用于提供电源，其将市电(交流电源)转换为设备所需的直流电源，其中市电的电力规格依照各国电力规格而有所不同(例如AC-110V或AC-220V)，一般而言，所称的电源级20中可以设置有电磁干扰滤波单元(EMI)和由二极管构成的桥式整流器，用于对交流电进行滤波及整流处理后输出全/半波直流电源(其中的电磁干扰滤波单元(EMI)需要根据各国电力系统的规格而决定是否设置)；
驱动级(Driver Stage)30，具有第一功因调整单元31，用于调整电源的功率因数并输出约为380-400V的中压直流电源，和换能单元32(可为反流器(Inverter))，用于将中压直流电源转换为高压电源输出进而驱动背光的发光元件50工作；以及
控制/调整级(Control/Dimming Stage)40，具有第二功因调整单元41、直流变压单元42、和信号板43(AD Board)，其中的第二功因调整单元41则用于调整电源的功率因数并输出直流电源，再经由直流变压单元42转换为低压(如5V，12V，24V)的直流电源用来提供信号板43所需的直流电源；其中的信号板43连接于直流变压单元42的次级，而且与换能单元32构成共同接地的电路架构，用于发出调光(Dimming)或者明/暗(On/Off)的控制信号，直接控制/调整前述驱动级30的换能单元32，来改变背光的发光元件50的工作状态(如发光元件50的亮度或者启/闭)。
其中的第一功因调整单元31，视实际应用的需要，可以是升压型或降压型的电路架构，第一功因调整单元31通常可以连结可变电阻或固定电阻，用来取得电压参考值，以使第一功因调整单元31以此电压参考值调整电源的功率因数；换能单元32的核心就是反流器，视发光元件50的规格将全/半波直流电源进行电压转换，用来输出驱动发光元件50工作所需的电压；如果采用冷阴极萤光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)作为发光元件50，则需使用高电压输出的反流器。
一般而言，在第一功因调整单元31和换能单元32的反流器之间还设置有脉冲宽度调变(Pulse-Width Modulation，PWM)的控制器(图中未示)，而PWM控制器通常已经能和功率因数控制器整合为单一的控制IC，从而使用者可以利用信号板43发出调光信号或者明/暗(On/Off)的控制信号，用于对发光元件50进行调光(Dimming)及明/暗(On/Off)的控制，来改变背光的发光元件50的工作状态。
由图2中所标示的隔离线60可以了解，第一功因调整单元31和第二功因调整单元41为共同接地(电源接地)的电路架构，其与大地接地的电源级20形成电气隔离的架构，而换能单元32和信号板43除了共同接地(机壳接地或大地接地)，也与电源级20形成共同接地的电路架构，由此可以避免第一功因调整单元31及第二功因调整单元41与电源级20发生冲突，也可以避免电源和连接在次级的换能单元32发生冲突或者产生触电的危险。
根据本发明的较佳实施例，其中，第一功因调整单元31和直流变压单元42的较佳实施例是采用隔离变压器，第一功因调整单元31的隔离变压器310，以及直流变压单元42的初级和次级皆为彼此隔离但未形成共同接地的电路架构，而且第二功因调整单元41及直流变压单元42的初级也与第一功因调整单元31的初级形成共同接地(电源接地)的电路架构；因此，本发明通过电气隔离以及形成共同接地的电路架构的设计，使得控制/调整级40的信号板43与驱动级30的换能单元32彼此形成共同接地(机壳接地或大地接地)的电路架构，使得信号板43不需要通过光耦的方式就可以直接对换能单元32发出调光信号或者明/暗(On/Off)的控制信号，用于对发光元件50进行调光(Dimming)及明/暗(On/Off)的控制，来改变背光的发光元件50的工作状态。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡是根据本发明申请专利范围的内容所做的等效变化与修饰，都应该是本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，用于驱动及控制发光元件工作，其特征在于，所述具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路包含:
电源级，用于提供电源；
驱动级，具有第一功因调整单元，用于调整前述电源的功率因数并输出直流电源，和换能单元，用于将所述直流电源转换为高压电源输出进而驱动所述发光元件工作，其中所述换能单元与所述第一功因调整单元为电气隔离的非共同接地电路架构，其中，所述第一功因调整单元具有隔离变压器，所述隔离变压器的初级和次级彼此隔离而未形成共同接地的电路架构；以及
控制/调整级，具有第二功因调整单元、直流变压单元、和信号板，所述第二功因调整单元、所述直流变压单元的初级与所述第一功因调整单元的初级形成共同接地的电路架构，并且与所述电源级形成电气隔离的电路架构，所述信号板设置于所述直流变压单元的次级并且和所述换能单元为共同接地的电路架构，用于直接控制/调整前述驱动级的换能单元，进而对所述发光元件进行调光及明/暗的控制。
2.根据权利要求1所述的具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，其特征在于，所述发光元件为冷阴极灯管(CCFL)。
3.根据权利要求1所述的具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，其特征在于，所述第一功因调整单元的隔离变压器的初级与所述电源级保持非共同接地的电气隔离架构，所述隔离变压器的次级与所述换能单元为共同接地的电路架构。
4.根据权利要求1所述的具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，其特征在于，所述直流变压单元是一种隔离变压器，所述直流变压单元的初级和次级彼此隔离而未形成共同接地的电路架构。
5.一种具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，包含有:电源级，用于提供电源；驱动级，具有第一功因调整单元和换能单元，用于将所述电源转为高压电源输出以驱动负载，其中，所述第一功因调整单元具有隔离变压器，所述隔离变压器的初级和次级彼此隔离而未形成共同接地的电路架构；以及控制/调整级，具有第二功因调整单元、直流变压单元、和信号板，由所述信号板控制所述换能单元进而调整或控制所述负载的工作；其特征在于:
所述第一功因调整单元和所述第二功因调整单元为共同接地的电路架构，其与大地接地的所述电源级形成电气隔离的架构，而所述换能单元、所述信号板则与所述电源级形成共同接地的电路架构。
6.根据权利要求5所述的具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，其特征在于，所述第一功因调整单元的隔离变压器的初级与所述电源级保持非共同接地的电气隔离架构，所述隔离变压器的次级则与所述换能单元为共同接地的电路架构。
7.根据权利要求5所述的具有隔离型功因校正架构的背光驱动及控制电路，其特征在于，所述直流变压单元是一种隔离变压器，所述第二功因调整单元、所述直流变压单元的初级与所述第一功因调整单元的初级形成共同接地的电路架构，并且与所述电源级形成电气隔离的电路架构。
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