CN100530320C - 电压侦测电路及使用其的放电灯驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种放电灯驱动装置，用于驱动放电灯，其包括驱动开关电路、变压谐振电路以及电压侦测电路。驱动开关电路用于将输入的直流信号转换为交流信号。变压谐振电路与驱动开关电路相连，用于将所述交流信号转换为另一个交流信号以驱动放电灯。电压侦测电路连接于变压谐振电路与放电灯之间，其包括多个分压电路及逆向充电电路。所述分压电路与放电灯一一对应相连，用于分压加载在放电灯上的电压。且，所述分压电路分别连接于逆向充电电路，通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压的直流准位。本发明的电压侦测电路中，分压电路通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压信号直流准位，从而准确侦测放电灯是否异常。

Description

电压侦测电路及使用其的放电灯驱动装置

技术领域

本发明涉及一种放电灯驱动装置，尤其涉及一种应用于液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)背光源模块的放电灯驱动装置。

背景技术

液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)面板是以放电灯(Discharge Lamp)，特别是冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)作为背光(Backlight)系统的光源。典型地，冷阴极荧光灯是由换流器电路(Inverter Circuit)来驱动，其可供应交流信号至放电灯。当换流器电路输出的交流信号电压过高时，将对放电灯造成损害，甚至烧毁放电灯。当换流器电路输出的交流信号电压过低时，无法启动放电灯。故，需在换流器电路中增加电压侦测电路及保护电路。

图1所示为现有放电灯驱动装置10的功能模块图。放电灯驱动装置10包括驱动开关电路100、变压谐振电路110、保护电路120及电压侦测电路130。电压侦测电路130将变压谐振电路110输出至灯管组140的交流信号经由电容C1、C2及C3转换为电压信号，并经由半波整流电路D1半波整流后直接输出过压信号至保护电路120。然而，此架构无法进行欠压保护。

图2所示为另一个现有放电灯驱动装置10’的功能模块图。放电灯驱动装置10’的电压侦测电路130’与放电灯驱动装置10的电压侦测电路130不同。电压侦测电路130’将变压谐振电路110输出至灯管组140的交流信号经由电容C1、C2及C3转换为电压信号，并经由半波整流电路D1半波整流后，经两个二极管D2、D3进行分离，以分别输出欠压信号Vuvp及过压信号Vovp至保护电路120’。然而，此架构之电路阻抗高，易受干扰。

发明内容

有鉴于此，需提供一种放电灯驱动装置，可侦测放电灯是否工作在异常状态下，且使整个电路输出阻抗较低。

然，还需提供一种电压检测电路，可侦测输入之交流信号是否异常，且输出阻抗较低。

一种放电灯驱动装置，用于驱动放电灯，其包括驱动开关电路、变压谐振电路以及电压侦测电路。驱动开关电路用于将输入的直流信号转换为交流信号。变压谐振电路与驱动开关电路相连，用于将所述交流信号转换为另一个交流信号以驱动放电灯。电压侦测电路包括多个分压电路及逆向充电电路。每一个分压电路包括第一分压电容、第二分压电容及第一二极管。所述第一二极管的阴极连接于第一分压电容与第二分压电容之间，其阳极接地。所述逆向充电电路包括多个晶体管，每一个晶体管包括基极、射极及集极。所述晶体管的基极连接于对应分压电路中的第一二极管的阴极，其集极共同连接电源，其射极共同连接在一起。分压电路分别连接于逆向充电电路，通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压的直流准位。

一种电压侦测电路，用于侦测输入交流信号是否异常，所述电压侦测电路包括多个分压电路及逆向充电电路。分压电路用于分压输入交流信号的电压，每一个分压电路包括第一分压电容、第二分压电容及第一二极管，所述第一二极管的阴极连接于第一分压电容与第二分压电容之间，所述第一二极管的阳极接地。逆向充电电路包括多个晶体管，每一个晶体管包括基极、射极及集极。所述晶体管的基极连接于对应分压电路中的第一二极管的阴极，其集极共同连接电源，其射极共同连接在一起。所述分压电路分别连接于逆向充电电路，通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压的直流准位。

本发明的电压侦测电路中，分压电路通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压信号直流准位，从而准确侦测放电灯是否异常；且，整个放电灯驱动装置电路输出阻抗较低，不易受噪声干扰。

附图说明

图1为现有放电灯驱动装置的功能模块图。

图2为另一个现有放电灯驱动装置的功能模块图。

图3为本发明放电灯驱动装置的功能模块图。

图4为图3中保护电路、电压侦测电路及灯管组的具体电路图。

图5为图3中保护电路、电压侦测电路及灯管组的另一个具体电路图。

具体实施方式

图3所示为本发明放电灯驱动装置20的功能模块图。放电灯驱动装置20用于驱动灯管组240，其中，灯管组240包括多个放电灯。本实施方式中，放电灯驱动装置20包括驱动开关电路200、变压谐振电路210、保护电路220及电压侦测电路230。驱动开关电路200用于将输入的直流信号转换为交流信号，并输出该交流信号。在本实施方式中，驱动开关电路200输出的交流信号为方波信号。变压谐振电路210与驱动开关电路200相连，用于将驱动开关电路200输出的交流信号转换为另一个交流信号并输出至灯管组240，以驱动灯管组240。其中，另一个交流信号为弦波信号。电压侦测电路230与变压谐振电路210相连，用于侦测加载在灯管组240上的电压，从而侦测各个放电灯是否异常，如：过电压、欠电压、短路等，并输出电压侦测信号。保护电路220连接于电压侦测电路230与驱动开关电路200之间，用于判断电压侦测信号是否异常，并输出保护信号，从而控制驱动开关电路200输出的交流信号。

电压侦测电路230包括多个分压电路23n(n＝1，2，3，...，n)及逆向充电电路232。其中，分压电路23n(n＝1，2，3，...，n)与灯管组240中放电灯一一对应相连，用于分压加载在对应放电灯的电压。且，分压电路23n(n＝1，2，3，...，n)分别连接于逆向充电电路232，将分压后的电压信号输出至逆向充电电路232。当灯管组240中任一放电灯出现异常时，分压电路23n(n＝1，2，3，...，n)通过逆向充电电路232彼此相互充电，从而提高分压后的电压信号的直流准位。

图4所示为本发明保护电路220、电压侦测电路230及灯管组240的具体电路图。在本实施方式中，灯管组240包括多个放电灯Ln(n＝1，2，3，...，n)。电压侦测电路230包括多个分压电路231n(n＝1，2，3，...，n)，每一分压电路包括两个分压电容与一个二极管。分压电容串行连接于对应放电灯与地之间，用于分压加载在放电灯上的电压。二极管的阳极接地，其阴极连接于串行连接的分压电容之间，用于调整分压后的电压信号的直流准位。例如：分压电路231中分压电容CH1与CL1串行连接于放电灯L1与地之间，二极管DS1的阳极接地，其阴极连接至分压电容CH1与CL1之间。同样，分压电路23n(n＝2，3，...，n)的具体电路结构均与分压电路231相同，在此不再赘述。

逆向充电电路232包括多个晶体管Qn(n＝1，2，3，...，n)，晶体管Qn(n＝1，2，3，...，n)均包括基极、射极及集极。本实施方式中，晶体管Qn(n＝1，2，3，...，n)的基极分别对应连接二极管DSn(n＝1，2，3，...，n)的阴极，其集极均接连至电源Vcc。例如：晶体管Q1的基极与二极管DS1的阴极相连，其集极连接电源Vcc。

保护电路220包括比较器A1、二极管D、电阻R与电容C1。其中，比较器A1具有第一接脚、第二接脚、正极输入端、负极输入端及输出端Vout。第一接脚连接电源Vcc，第二接脚接地，正极输入端连接参考电压Vref，负极输入端连接二极管D的阴极。二极管D的阳极连接于晶体管Qn(n＝1，2，3，...，n)的射极。电阻R连接于比较器A1负极输入端与地之间，电容C1与电阻R并行连接。

本实施方式中，仅以放电灯L1与Ln、分压电路231与23n、晶体管Q1与Qn、保护电路220为例说明电压侦测电路23的工作原理。分压电路231中二极管DS1的阴极定义为节点A，分压电路23n中二极管DSn的阴极定义为节点B，保护电路220中二极管D的阴极定义为节点C。

当放电灯L1与Ln处于正常状态时，节点A与节点B处的电压相等，保护电路220中的二极管D侦测节点A处的电压或者节点B处的电压，并通过比较器A1与参考电压Vref进行比较。

当放电灯L1与Ln中任一者发生异常时，例如放电灯L1发生异常时，放电灯L1的阻抗亦会发生变化，使得节点A处的交流电压信号发生相位偏移，从而使得同一时刻节点A与节点B的交流电压具有不同的电压值。如果某一时刻节点A处的电压高于节点B处的电压，则节点A处的电压即会通过晶体管Q1与Qn逆向向分压电路23n中的电容CLn充电，提升节点B处的电压信号的直流准位。如果另一时刻节点A处的电压低于节点B处的电压，则节点B处的电压即会通过Qn与Q1逆向向分压电路231中的电容CL1充电，提升节点A处电压信号的直流准位，如此反复逆向充电至晶体管Q1与Qn截止。

在本实施方式中，分压电路之间逆向充电是利用晶体管射极与基极反向偏置时可看作稽纳二极管的特性，在其反向击穿时将晶体管基极与射极之间的电压箝位至固定值，如：7V。同时考虑到晶体管正向导通时，基极与射极之间的压降为0.7V，因此，只有在节点A或B处的电压大于节点B或A处的电压约7.7V以上，才可逆向导通使得分压电路231与23n之间相互充电。换言之，分压电路之间相互充电的条件系任意两个分压电路中二极管输出的电压差大于晶体管基极与射极之间的顺向导通电压与逆向导通电压之和。

保护电路220中的二极管D实时侦测节点A与节点B处的电压最大值，其通过电容C1将侦测到的电压稳压至恒定值，并输出至比较器A1的负极输入端。比较器A1比较稳压后的电压值与参考电压值Verf，若稳压后的电压值小于参考电压值Verf，比较器A1无信号输出；若稳压后的电压值大于参考电压值Verf，则比较器A1输出保护信号。同时，电阻R与电容C1构成放电回路。

图5所示为本发明保护电路220、电压侦测电路230’及灯管组240的具体电路图的另一变化例。其与图4所示的保护电路220、电压侦测电路230及灯管组240的具体电路图基本相同，区别在于：本实施方式中，逆向充电电路232’包括多个箝位电路，分别连接于对应晶体管的基极与射极之间。每一箝位电路均包括箝位二极管与二极管，例如：连接于晶体管Q1基极与射极之间的箝位电路包括箝位二极管ZD1与二极管D1，箝位二极管ZD1的阳极与晶体管Q1的基极相连，其阴极与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极与晶体管Q1的射极相连。本实施方式中，连接于晶体管Qn(n＝2，3，...，n)基极与射极之间的箝位电路均与连接于晶体管Q1基极与射极之间的箝位电路相同，因此，在此不再赘述。本实施方式中，箝位二极管ZDn(n＝1，2，3，...，n)均为稽纳二极管。

本实施方式中，考虑到即使在某一放电灯异常时，分压电路所输出的分压之差并未达到逆向导通条件，即7.7V，使得电压侦测电路232’无法准确侦测到放电灯异常。因此，利用箝位电路将晶体管Qn(n＝1，2，3，...，n)逆向导通电路箝位在某特定值，其可以小于7.7V，如：3.7V，从而降低逆向导通条件。因此，电压侦测电路230中分压电路23n(n＝2，3，...，n)可以通过箝位电路，并非晶体管彼此相互充电。

本发明的压侦测电路中，分压电路通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压直流准位，从而准确侦测放电灯是否异常；且，整个放电灯驱动装置电路输出阻抗较低，不易受噪声干扰。

Claims (10)

1.一种电压侦测电路，用于侦测输入交流信号是否异常，其特征在于，所述电压侦测电路包括：

多个分压电路，用于分压输入交流信号的电压，每一个分压电路包括第一分压电容、第二分压电容及第一二极管，所述第一二极管的阴极连接于第一分压电容与第二分压电容之间，所述第一二极管的阳极接地；及

逆向充电电路，包括多个晶体管，每一个晶体管包括基极、射极及集极，所述晶体管的基极连接于对应分压电路中的第一二极管的阴极，其集极共同连接电源，其射极共同连接在一起；

其中，所述分压电路分别连接于逆向充电电路，且通过逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压信号的直流准位。

2.如权利要求1所述的电压侦测电路，其特征在于，第一二极管用于调整分压后的电压信号的直流准位。

3.如权利要求1所述的电压侦测电路，其特征在于，所述逆向充电电路还包括箝位电路，其连接于对应晶体管的基极与射极之间，用于箝位晶体管逆向导通电压。

4.如权利要求3所述的电压侦测电路，其特征在于，每一个箝位电路包括：

箝位二极管，其阳极与对应晶体管的基极相连；

第二二极管，其阴极与箝位二极管的阴极相连，其阳极与晶体管的射极相连。

5.一种放电灯驱动装置，用于驱动多个放电灯，其特征在于，所述放电灯驱动装置包括：

驱动开关电路，用于将输入的直流信号转换为交流信号；

变压谐振电路，与所述驱动开关电路相连，用于将所述交流信号转换为另一个交流信号以驱动所述放电灯；及

如权利要求1至4任一项所述的电压侦测电路，其与所述变压谐振电路相连，用于侦测所述放电灯是否异常，并输出电压侦测信号。

6.如权利要求5所述的放电灯驱动装置，其特征在于，还包括保护电路，连接于所述电压侦测电路与所述驱动开关电路之间，用于判断所述电压侦测信号是否异常，并输出保护信号。

7.一种放电灯驱动装置，用于驱动多个放电灯，其特征在于，所述放电灯驱动装置包括：

驱动开关电路，用于将输入的直流信号转换为交流信号；

变压谐振电路，与驱动开关电路相连，用于将所述交流信号转换为另一个交流信号以驱动放电灯；

电压侦测电路，包括多个分压电路和逆向充电电路，每一个分压电路包括第一分压电容、第二分压电容及第一二极管，所述第一二极管的阴极连接于第一分压电容与第二分压电容之间，所述第一二极管的阳极接地；所述逆向充电电路包括多个晶体管，每一个晶体管包括基极、射极及集极，所述晶体管的基极连接于对应分压电路中的第一二极管的阴极，其集极共同连接电源，其射极共同连接在一起；其中，所述电压侦测电路侦测第一和第二分压电容之间的分压电压信号的直流准位的变化输出电压侦测信号；及

保护电路，连接于变压谐振电路与电压侦测电路之间，用于判断电压侦测信号是否正常，并输出保护信号，对放电灯进行保护。

8.如权利要求7所述的放电灯驱动装置，其特征在于，所述电压侦测信号直流准位的变化为当一个或多个放电灯发生异常时，放电灯彼此之间的相位差所产生的电压差而产生的。

9.如权利要求7所述的放电灯驱动装置，其特征在于，所述分压电路分别连接于所述逆向充电电路，且通过所述逆向充电电路彼此相互充电，以提升分压后的电压信号的直流准位。

10.如权利要求7所述的放电灯驱动装置，其特征在于，所述逆向充电电路还包括箝位电路，其连接于对应晶体管的基极与射极之间，用于箝位所述晶体管逆向导通电压。

Images