CN101296546A - 具有故障检测功能的光源驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源驱动装置包括：一逆变器，提供一反馈信号；一开关功能电路，包含用以接收一开关信号的一第一输入端、用以接收一电源信号的一第二输入端及一第一输出端；一控制芯片，电性连接于逆变器及开关功能电路的第一输出端之间；一切换元件，包含电性连接于开关功能电路的第一输出端之一第一输出入端、接地的一第二输出入端及一第一控制端；一故障检测电路，电性连接于开关功能电路的第一输入端、逆变器及切换元件的第一控制端，用以接收反馈信号及开关信号，并依据反馈信号及开关信号决定是否导通切换元件的第一输出入端及第二输出入端。采用本发明的产品，检验人员便能很容易的发现不良品，在未组装成成品前便可挑选出来。

Description

具有故障检测功能的光源驱动装置

技术领域

本发明涉及一种，具体涉及一种光源驱动装置，特别是关于一种具有故障检测功能的光源驱动装置，用于对例如冷阴极荧光灯(CCFL)、发光二极管(LED)等产品中的光源驱动装置的故障检测。

背景技术

光源驱动装置用于对产品中灯管之电源开通或关断的控制，常用于冷阴极荧光灯(CCFL)、发光二极管(LED)等的驱动电路中。

以冷阴极荧光灯为例，冷阴极荧光灯具有高亮度、高显色性、低功耗、使用寿命长等优点，因此非常适合用于背光模块等产品中。冷阴极荧光灯在不施加电压时呈高阻抗，施加电压后阻抗变小，灯就开始发光，作为冷阴极荧光灯的光源驱动装置需提供驱动电压至少为1300V，发光之后的电压至少达到800V的输出电压标准。光源驱动装置的控制部分通常包括一逆变器，一控制芯片，以及一开关功能电路。逆变器在工作时，会从开关功能电路中引入一电源信号提供给控制芯片，作为控制芯片控制逆变器工作与否的开关信号。

如图1所示，一种习知的液晶电视(LCD TV)的冷阴极荧光灯的光源驱动装置的功能方块图，包含一开关信号ON/OFF、一电源信号VIN、一开关功能电路13、一控制芯片14及一逆变器15。开关功能电路13包含用以接收一开关信号ON/OFF的一第一输入端131、用以接收一电源信号VIN的一第二输入端132及一第一输出端133，且开关功能电路13依据开关信号ON/OFF及电源信号VIN从第一输出端133输出一致能电压给控制芯片14，控制芯片14电性连接于逆变器15及开关功能电路13的第一输出端133之间。

上述之光源驱动装置中，一般以电压24V作为电源信号VIN，电压5V作为开关信号ON/OFF输入至开关功能电路13中，正常工作电压时序是先输入24V的电源信号VIN，再输入5V的开关信号ON/OFF，在24V的电源信号VIN与5V的开关信号ON/OFF之间有10ms～20ms的时间差，一般以高电平(3～5V)为开关功能电路13的启动信号，低电平(0～0.8V)为开关功能电路13的关闭信号。在实际使用中会发现出现无法使用关闭命令(开关信号ON/OFF发出关闭信号即低电平)关闭液晶电视的状况，也就是使用人员在对液晶电视发出关闭命令，但液晶电视无法关闭，具体为：当开关功能电路13出现故障时，加入电压为24V电源信号VIN后即启动逆变器，而本应在开关信号ON/OFF发出关闭信号后关断的逆变器却无法关闭，表现为液晶电视不执行关闭命令，必须拔掉电源插头才可以关闭，其产生原因为：开关功能电路13故障，例如，开关功能电路13中的一切换元件(未图标)被击穿，使得此切换元件的源极及漏极间始终导通，无论开关信号ON/OFF为高电平或是低电平，电源信号VIN都将给控制芯片14提供一致能电压，控制芯片14将控制逆变器15始终工作，从而导致上述无法使用关闭命令关闭液晶电视的状况。

然而，上述状况在没有做过专项检验时是不会被发现的，因为在生产过程中检验人员一般会着重于液晶电视的显示是否正常等问题，不会去关闭液晶电视，也就不会注意到是否响应关闭命令，故在发现这类故障时通常是组成成品后，更甚者是已流入客户手中后才被发现，如此将直接影响到产品的质量及厂家的声誉。

发明内容

本发明目的是提供一种具有故障检测功能的光源驱动装置，通过一故障检测电路测试出光源驱动装置是否能够正常响应关断信号，以确保成品的良品率。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达到上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明采用的技术方案是：本发明提出一种光源驱动装置，用以驱动一灯管。光源驱动装置包括：一逆变器，提供一反馈信号；一开关功能电路，包含用以接收一开关信号的一第一输入端、用以接收一电源信号的一第二输入端、及一第一输出端，且开关功能电路依据开关信号及电源信号从此第一输出端输出一致能电压；一控制芯片，电性连接于逆变器及开关功能电路的第一输出端之间；一切换元件，包含电性连接于开关功能电路的第一输出端之一第一输出入端、接地的一第二输出入端、及一第一控制端；一故障检测电路，电性连接于该开关功能电路的第一输入端、逆变器及切换元件的第一控制端，用以接收反馈信号及开关信号，并依据反馈信号及开关信号决定是否导通切换元件的第一输出入端及第二输出入端，其中，切换元件的第一输出入端及第二输出入端未电性导通时，控制芯片依据致能电压启动逆变器，使逆变器提供一电流至灯管，而切换元件的第一输出入端及第二输出入端电性导通时，开关功能电路的第一输出端及控制芯片接地，以停止逆变器的运作。

故障检测电路包含一反馈比较电路及一延时电路，反馈比较电路电性连接于开关功能电路的第一输入端、延时电路、逆变器及切换元件的第一控制端，延时电路电性连接于开关功能电路的第一输出端，其中，延时电路使反馈比较电路延迟一预定时间后再进行运作。

反馈比较电路包含一与非门。

延时电路包括一金氧半晶体管、一电阻及一充放电路，且金氧半晶体管的一栅极电性连接于开关功能电路的第一输出端，充放电路电性连接于一接地端及金氧半晶体管的一源极间，此电阻电性连接于该金氧半晶体管的一漏极与一供电给该金氧半晶体管的工作电源之间，且反馈比较电路电性连接于金氧半晶体管的源极与充放电路间的一连接点。

充放电路包含另一电阻与一与另一电阻并连的电容，此电容的充电时间为延时电路的预定时间。

延时电路的预定时间小于开关功能电路接收到开关信号与电源信号间的时间差。

切换元件为另一金氧半晶体管。

通过上述技术方案，切换元件的第一输出入端及第二输出入端未导通时，控制芯片依据致能电压启动逆变器，使逆变器提供电流至该灯管，而切换元件的第一输出入端及第二输出入端导通时，开关功能电路的第一输出端及控制芯片接地，使该逆变器无法再启动，延时电路使在开关功能电路正常工作状态下延迟反馈比较电路启动时间，以确保光源驱动装置正常工作状态时能被正常启动，灯管正常点亮。若光源驱动装置出现故障，则在运用本技术方案后表现在背光模块上为，在打开后液晶电视画面后画面亮一下，画面随即被关掉，以后画面便再也无法被点亮，这样检验人员便能很容易的发现不良品，在未组装成成品前便可挑选出来，节省不必要的浪费，并防止了这类故障产品流入客户手中的可能，实现本发明的目的。

附图说明

图1是习知的光源驱动装置的功能方块图；

图2是本发明一实施例的具有故障检测功能的光源驱动装置的功能方块图；

图3是本发明一实施例的具有故障检测功能的光源驱动装置的详细电路图；

图4是本发明一实施例的具有故障检测功能的光源驱动装置电路的送信号的时序图；

图5是本发明另一实施例的具有故障检测功能的光源驱动装置详细电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

图2是本发明一实施例的具有故障检测功能的光源驱动装置的功能方块图。参考图2，光源驱动装置100用以驱动一灯管(未图示)。于一实施例中，光源驱动装置100系包括：一逆变器25、一开关功能电路23、一控制芯片24、一切换元件28及一故障检测电路200。逆变器25提供一反馈信号FB。开关功能电路23包含用以接收一开关信号ON/OFF的一第一输入端231、用以接收一电源信号VIN的一第二输入端232及一第一输出端233，且开关功能电路23依据开关信号ON/OFF及电源信号VIN从第一输出端233输出一致能电压Ven。控制芯片24电性连接于逆变器25及开关功能电路23的第一输出端233之间。切换元件28包含电性连接于开关功能电路23的第一输出端233之一第一输出入端281、接地的一第二输出入端282及一第一控制端283。故障检测电路200包含一反馈比较电路27及一延时电路26。反馈比较电路27电性连接于开关功能电路23的第一输入端231、延时电路26、逆变器25及切换元件28的第一控制端283。延时电路26电性连接于反馈比较电路27及控制芯片24。反馈比较电路27接收反馈信号FB及开关信号ON/OFF，并依据反馈信号FB及开关信号ON/OFF决定是否导通切换元件28的第一输出入端281及第二输出入端282。

请参见图3，是本发明的一实施例具有故障检测功能的光源驱动装置100的详细电路图，细部说明故障检测电路200。反馈比较电路27包含一与非门U2。延时电路26包括一金氧半晶体管(MOS)Q7、一电阻R21及一充放电路261。充放电路261包含另一电阻R20与一与另一电阻R20并连的电容C20。金氧半晶体管Q7的一栅极G电性连接于开关功能电路23的第一输出端233，充放电路261电性连接于一接地端g及金氧半晶体管Q7的一源极S间，电阻R21电性连接于金氧半晶体管Q7的一漏极D与一供电给金氧半晶体管Q7的工作电源VCC间，且反馈比较电路27电性连接于金氧半晶体管Q7的源极S与充放电路261之间的一连接点262。

切换元件28的第一输出入端281及第二输出入端282未导通时，控制芯片24依据致能电压Ven启动逆变器25，使逆变器25提供电流至灯管。而切换元件28的第一输出入端281及第二输出入端282导通时，开关功能电路23的第一输出端233及控制芯片24皆为接地，使逆变器25停止运作。在开关功能电路23在正常工作状态下，延时电路26使反馈比较电路27延迟一预定时间后再进行运作，以确保在光源驱动装置100正常工作状态时，灯管能被正常点亮。在本实施例中，该预定时间为电容C20的充电时间，并且该预定时间小于开关功能电路23接收到开关信号ON/OFF与其接收到电源信号VIN之间的时间差。

参见图4，是光源驱动装置100的送信号的时序图，其显示开关信号ON/OFF与电源信号VIN的时序差。

再参见图3所示：

(1)正常状态下：

①开机时(开关功能电路23收到电压为24V的电源信号VIN时)，开关信号ON/OFF为低电平(0)，三极体Q1关断，金氧半晶体管(MOS)Q3截止，三端稳压器U4不工作，开关功能电路23不输出致能电压Ven给控制芯片24的始能端ENA，逆变器25不启动，灯管(未图示)不工作，逆变器25输出低电平(0)的反馈信号FB，此时与非门U2未工作；

②开关功能电路23收到5V电压的开关信号ON/OFF时，三极体Q 1及金氧半晶体管Q3导通，三端稳压器U4作，开关功能电路23输出致能电压Ven给控制芯片24的始能端ENA，控制芯片24控制逆变器25被启动，灯管点亮，逆变器25输出高电平(1)的反馈信号FB，此时延时电路26中的RC充放电路261中的电容C20开始充电(作用是为了延时)；

③待延时τ时间后，与非门U2工作，并对开关信号ON/OFF与反馈信号FB进行比较，此时开关信号ON/OFF与反馈信号FB均为高电平，与非门U2逻辑运算为低电平，金氧半晶体管Q8截止不工作，藉以确保控制芯片24始能端ENA不会被接接地，延时τ时间使故障检测电路200的起动迟于于灯管的启动时间，保证灯管的正常点亮。延时τ时间的优点为能够更进一步保证灯管的正常点亮，由于灯管需要一定的启动时间，在灯管被启动前从逆变器25送至与非门U2的反馈信号FB为低电平，若未利用延时电路26延时τ时间后再使与非门U2工作，则与非门U2将与控制芯片24同时工作，并依据开关信号ON/OFF与反馈信号FB进行比较，此时开关信号ON/OFF为高电平，反馈信号FB为低电平，与非门U2逻辑运算为高电平，与非门U2输出高电平使金氧半晶体管Q8导通，控制芯片24始能端ENA被接接地，灯管无法正常点亮。

(2)当三极体Q1被击穿后，导致开关信号ON/OFF处于失效状态：

①开机时(24V电压的电源信号VIN到来时)，开关信号ON/OFF为低电平，由于三极体Q1已被击穿，因而金氧半晶体管Q3始终处于导通状态，开关功能电路23输出致能电压Ven给控制芯片24的始能端ENA，逆变器25工作，灯管点亮，逆变器25输出高电平的反馈信号FB；此时金氧半晶体管Q7亦被导通，工作电源VCC向RC充放电路261充电，但未完成充电，因此此时与非门U2仍未工作；

②待τ时间后，RC充放电路261的电容C20充电完成，与非门U2开始工作，由于τ＜10ms，开关信号ON/OFF仍为低电平(0)，与非门U2逻辑运算结果为高电平，与非门U2导通金氧半晶体管Q8，从而将控制芯片24的始能端ENA接地，逆变器25不工作而使灯管关断，并且输出低电平(0)的反馈信号FB；

③10ms后，5V电压的开关信号ON/OFF到来，然而此时反馈信号FB为低电平，所以与非门U2逻辑运算结果仍为高电平，与非门U2持续导通金氧半晶体管Q8，从而使控制芯片24始能端ENA仍为低电平(0)，灯管无法再被点灯，表现在液晶电视画面上为开机之后画面亮一下，随即关掉，同时再也无法被点亮，即而可方便的被作为不良品而被检测出来。

实施例二：

本实施例的原理与实施例一相同，其区别在于用比较器U1A取代实施例一中的三极体Q1，切换元件28的第一输出入端281与控制芯片24的电源端VDD连接，而在实施例一中是与控制芯片24的始能端ENA连接，其作用都是控制控制芯片24是否工作，其具体工作过程描述如下：

如图5电路所示，送入光源驱动装置100的电压时序为先进电压为24V电源信号VIN，后进电压为5V的开关信号ON/OFF，两者间的时间差为10ms；

(1)正常状态：

①在光源驱动装置100收到24V电压的电源信号VIN后10ms内，开关信号ON/OFF为低电平(0)，对应比较器U1A输出高电平，金氧半晶体管Q6导通，控制芯片24的始能端ENA接地而为低电平(0)，逆变器25不能工作，因此灯管(未图示)不能工作，逆变器25输出低电平的反馈信号FB，此时的故障检测电路200在电压为5V的开关信号ON/OFF到来前状态为：金氧半晶体管Q7截止，与非门U2不工作；

②电压为5V的开关信号ON/OFF到来时，即10ms的那一瞬间，开关信号ON/OFF为高电平，对应比较器U1A输出低电平，金氧半晶体管Q6截止，控制芯片24的始能端ENA为高电平，逆变器25正常工作，输出高电平的反馈信号FB；同时，金氧半晶体管Q7导通，工作电源VCC向RC充放电路261充电，此时，与非门U2仍未工作，不影响逆变器25的正常工作；

③待τ时间后充电完成，与非门U2工作，开关信号ON/OFF与反馈信号FB均为高电平(1)，与非门U2逻辑运算为低电平(0)，金氧半晶体管Q8截止不工作，延时τ使故障检测电路200的起动迟于灯管的启动时间，保证灯管的正常点亮；

(2)开关信号ON/OFF处于失效状态：

假设金氧半晶体管Q6被烧毁，即开路状态，则无论开关信号ON/OFF为高电平或者低电平，控制芯片24的始能端ENA都为高电平，控制芯片24启动，在开机瞬间，灯管正常工作，逆变器25输出高电平的反馈信号FB，同时金氧半晶体管Q7导通，工作电源VCC向充放电路261充电。

此时的故障检测电路200为：

①RC电路充电完成，与非门U2工作：开关信号ON/OFF为低电平，反馈信号FB为高电平(1)，则与非门U2输出高电平(1)，金氧半晶体管Q8被导通，控制芯片24电源端接地为低电平(0)，控制芯片24不工作，灯管被关断，逆变器25输出低电平的反馈信号FB；

②10ms之后：此时开关信号ON/OFF为高电平(1)，与非门U2输出为高电平(1)，金氧半晶体管Q8仍导通，控制芯片24的电源端VDD因被接地，即电源端VDD为低电平(0)，逆变器25停止运作，灯管无法工作。因此，被检验的液晶显示器产品在开机之后画面会先亮一下，随即关掉，同时再也无法被点亮，即而可方便的被作为不良品而被检测出来。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (7)

1.一种具有故障检测功能的光源驱动装置，用以驱动一灯管，其特征在于包括：

一逆变器，提供一回馈信号；

一开关功能电路，包含用以接收一开关信号的一第一输入端、用以接收一电源信号的一第二输入端、及一第一输出端，且该开关功能电路依据该开关信号及该电源信号从该第一输出端输出一致能电压；

一控制芯片，电性连接于该逆变器及该开关功能电路的该第一输出端之间；

一切换元件，包含电性连接于该开关功能电路的该第一输出端之一第一输出入端、接地的一第二输出入端、及一第一控制端；

一故障检测电路，电性连接于该开关功能电路的该第一输入端、该逆变器及该切换元件的该第一控制端，用以接收该回馈信号及该开关信号，并依据该回馈信号及该开关信号决定是否使该切换元件的该第一输出入端及第二输出入端间电性导通，其中，

该切换元件的该第一输出入端及第二输出入端未电性导通时，该控制芯片依据该致能电压启动该逆变器，使该逆变器提供一电流至该灯管，而该切换元件的该第一输出入端及第二输出入端电性导通时，该开关功能电路的该第一输出端及该控制芯片接地，以停止该逆变器的运作。

2.根据权利要求1所述的光源驱动装置，其特征在于该故障检测电路包含一回馈比较电路及一延时电路，该回馈比较电路电性连接于该开关功能电路的该第一输入端、该延时电路、该逆变器及该切换元件的该第一控制端，该延时电路电性连接于该开关功能电路的该第一输出端，其中

该延时电路使该回馈比较电路延迟一预定时间后再进行运作。

3.根据权利要求2所述的光源驱动装置，其特征在于该回馈比较电路包含一与非门。

4.根据权利要求2所述的光源驱动装置，其特征在于该延时电路包括一金氧半晶体管、一电阻及一充放电路，且该金氧半晶体管的一栅极电性连接于该开关功能电路的该第一输出端，该充放电路电性连接于一接地端及该金氧半晶体管的一源极间，该电阻电性连接于该金氧半晶体管的一漏极与一供电给该金氧半晶体管的工作电源端间，且该回馈比较电路电性连接于该金氧半晶体管的该源极与该充放电路的一连接点。

5.根据权利要求4所述的光源驱动装置，其特征在于：该充放电路包含另一电阻与一与该另一电阻并联的电容，该电容的充电时间为该预定时间。

6.根据权利要求5所述的光源驱动装置，其特征在于：该预定时间小于该开关功能电路接收到该开关信号与该电源信号间的时间差。

7.根据权利要求1所述的光源驱动装置，其特征在于该切换元件为另一金氧半晶体管。

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