CN101521977B

CN101521977B - 电压检测电路及具有电压检测电路的ccfl转换器系统

Info

Publication number: CN101521977B
Application number: CN2008100075869A
Authority: CN
Inventors: 李友玲; 胡应鹏; 王小军
Original assignee: O2Micro China Co Ltd
Current assignee: O2Micro China Co Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: CN101521977A

Abstract

本发明公开一种电压检测电路及具有电压检测电路的CCFL转换器系统，所述电压检测电路设置在一电路板上，所述电压检测电路包括第一分压电路，所述第一分压电路包括第一分压元件和第二分压元件，其中，所述第一分压元件包括：一第一输出电压线，用于输出一个输出电压；一第一导电片，与所述第一输出电压线平行设置并与所述第二分压元件相连，构成一第一电容元件；在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处产生一个与输出电压成比例的感应电压。本发明利用输出电压线和导电片来取代现有的高压电容，成本较低。

Description

电压检测电路及具有电压检测电路的CCFL转换器系统

技术领域

本发明涉及一种电压检测电路及具有电压检测电路的冷阴极荧光灯(CCFL)转换器系统，特别是涉及一种应用于单侧电路板的电压检测电路、方法及具有电压检测电路的CCFL转换器系统。

背景技术

诸如冷阴极荧光灯(CCFL)之类的通常被应用于液晶显示器的背光照明，CCFL转换器系统用于将一个较低的直流输入电压转换成一个较高的交流输出电压，提供给CCFL，不管是包含单个CCFL还是多个CCFL的转换器系统，CCFL转换器的触发电压通常高达1800V，因此，需要一种过电压保护电路，以便对提供给CCFL的输出电压进行控制。

通常的过电压保护电路采用高压电容或高压电阻分压电路来对输出电压进行分压，从而输出一个与输出电压成比例的检测电压给CCFL转换器，进而控制提供给CCFL的输出电压。

图1所示为一传统的采用高压电容的电压检测电路110a的示意图，该电压检测电路110a应用在一个CCFL转换器系统100a中，而CCFL转换器系统100a包括一个转换器模块(未图示)、变压器104a和电压检测电路110a。转换器模块接收一个输入电压VIN并提供一个驱动电压给变压器104a，变压器104a将低的输入电压转换成一个高的输出电压VOUT，再输送给负载(未图示)。电压检测电路110a包括串联的电容112a、116a以及与电容116a并联的电阻118a，其中电容112a的电容量远小于电容116a的电容量，因此，电容112a为高压电容，电容116a为低压电容，高的输出电压VOUT经过电压检测电路110a分压后产生一个与输出电压VOUT成比例的检测电压VSEN，该检测电压VSEN远小于输出电压VOUT。

图2所示为另外一种传统的采用高压电阻和高压电容的电压检测电路110b的示意图，其结构与图1所示类似，区别在于：所述电压检测电路110b包括：相互串联的电阻112b和114b、相互串联的电容116b、118b以及与电容118b并联的电阻120b。其中电阻112b的阻值远大于电阻114b的阻值，因此电阻112b为高压电阻，电阻114b为低压电阻，另外，电容116b的电容量远小于电容118b的电容量，因此电容116b为高压电容，电容118b为低压电容，高的输出电压VOUT经过电压检测电路110b分压后产生一个与输出电压VOUT成比例的检测电压VSEN，该检测电压VSEN远小于输出电压VOUT。

然而，上述两种传统的采用高压电容和高压电阻来实现对输出电压VOUT进行分压的电压检测电路的缺点在于：由于高压电容和高压电阻本身比较昂贵，进而造成电压检测电路的成本较高。

为了解决上述问题，有必要提供一种成本较低的电压检测电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本较低的电压检测电路及具有电压检测电路的CCFL转换器系统。

为实现上述目的，本发明提供一种电压检测电路，其设置在一电路板上，所述电压检测电路包括第一分压电路，所述第一分压电路包括第一分压元件和第二分压元件，其中，所述第一分压元件包括：一第一输出电压线，用于输出一个输出电压；一第一导电片，与所述第一输出电压线平行设置构成一电容元件，且所述第一导电片与所述第二分压元件相连；在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处产生一个与输出电压成比例的感应电压；所述第二分压元件包括：一第一电容，与所述第一导电片连接；以及一第一电阻，与所述电容元件并联连接；其中，所述第一导电片与所述第一输出电压线一起构成的电容元件的电容量远小于所述第一电容的电容量；所述电压检测电路还包括：一个第一二极管，其阳极连接在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处，阴极输出一检测电压。

本发明还提供一种具有电压检测电路的CCFL转换器系统，该CCFL转换器系统包括转换器模块、变压器、电压检测电路以及负载，其中，所述电压检测电路中的第一输出电压线一端与变压器的次级线圈相连，一端与负载相连。所述转换器模块向所述变压器提供驱动电压。所述电压检测电路为以上所述的电压检测电路，具体包括第一分压电路，所述第一分压电路包括第一分压元件和第二分压元件，其中，所述第一分压元件包括：一第一输出电压线，用于输出一个输出电压；一第一导电片，与所述第一输出电压线平行设置构成一电容元件，且所述第一导电片与所述第二分压元件相连；在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处产生一个与输出电压成比例的感应电压；所述第二分压元件包括：一第一电容，与所述第一导电片连接；以及一第一电阻，与所述电容元件并联连接；其中，所述第一导电片与所述第一输出电压线一起构成的电容元件的电容量远小于所述第一电容的电容量；所述电压检测电路还包括：一个第一二极管，其阳极连接在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处，阴极输出一检测电压。

与现有技术相比，本发明通过利用输出电压线和导电片来取代现有的高压电容，成本较低，进而降低了产品的制造成本。

本发明的其它特性和优点将在以下的详细描述并结合图示的说明中更为明显。

附图说明

图1是传统采用高压电容的电压检测电路的示意图。

图2是另一种传统采用高压电阻、高压电容的电压检测电路的示意图。

图3是本发明具有电压检测电路的CCFL转换器系统的一个实施例的示意图。

图4是本发明具有电压检测电路的CCFL转换器系统的另一个实施例的示意图。

图5是本发明具有电压检测电路的CCFL转换器系统的又一个实施例的示意图。

图6是根据图5的电路检测出的输出电压与检测电压关系的曲线图。

具体实施方式

请参见图3所示，图3是本发明具有电压检测电路的CCFL转换器系统的一个实施例的电路示意图，其中，电压检测电路110应用在CCFL转换器系统100中，而CCFL转换器系统100包括一个转换器模块102、变压器104、电容106、负载108以及连接电容106和负载108的电压检测电路110。转换器模块102接收一个较低的输入电压VIN并提供一个驱动电压给变压器104，变压器104将较低的驱动电压转换成一个较高的驱动电压，电容106与变压器104的次级线圈组成一个储能电路，用于将变压器输出的方波信号的驱动电压转换成正弦波信号的输出电压VOUT，该输出电压VOUT再通过电压检测电路110输送给负载108，用于驱动负载108。

电压检测电路110用于产生一个与输出电压VOUT成比例的检测电压VSEN，该检测电压VSEN被反馈至转换器模块102，转换器模块102根据该检测电压VSEN控制CCFL转换器系统100。

根据本发明的一个实施例，电压检测电路110包括一个第一输出电压线112、与第一输出电压线112平行设置的第一导电片114、与第一导电片114连接的第一电容116、与第一电容116并联连接的第一电阻118、第一二极管120以及与第一二极管120连接的滤波电路122。其中滤波电路122包括一个第二电阻124及与第二电阻124并联连接的第二电容126。

电压检测电路110被设置在一块单侧电路板(未图示)上，第一输出电压线112为一蚀刻在单侧电路板上的导电路径或导电线路，第一导电片114的制作方式和第一输出电压线112的制作程序相同。在一个实施例中，第一导电片114为一长度和宽度分别为10mm和2mm的矩形铜片，且铜片与第一输出电压线112的距离为6mm。该铜片(即第一导电片114)和第一输出电压线112一起构成一个电容元件，且该电容元件的电容量远小于第一电容116的电容量，当第一输出电压线112上产生一个输出电压VOUT时，第一导电片114上将产生一个感应电压，该感应电压可在节点128被检测到。第一输出电压线112、第一导电片114、第一电容116和第一电阻118组成一个分压电路，在节点128检测到的在第一导电片114上产生的感应电压与输出电压VOUT成比例且远低于输出电压VOUT。另外，第一二极管120和滤波电路122用于调节上述感应电压并在节点130处产生一个近似直流的检测电压VSEN。该检测电压VSEN可以被用来代表输出电压VOUT而输入给转换器模块102，并且由于该检测电压VSEN足够低，因而能被安全地输入给转换器模块102，转换器模块102根据检测电压VSEN可以调节和控制输出电压VOUT，因此本发明具有电压检测电路110的CCFL转换器系统100可以实现过电压保护。

请参见图4所示，图4是本发明具有电压检测电路的CCFL转换器系统的另一个实施例的示意图，其中，电压检测电路210应用在一个CCFL转换器系统200中，为简洁起见，图4所示的实施例与图3中相似的元件采用相似的标号。CCFL转换器系统200包括转换器模块202、变压器204、电容206、负载208、和连接电容206与负载208的电压检测电路210。转换器模块202接收一个较低的输入电压VIN并提供一个驱动电压给变压器204，变压器204将较低的驱动电压转换成一个较高的驱动电压，电容206与变压器204的次级线圈组成一个储能电路用于将变压器输出的方波信号的驱动电压转换成正弦波信号的输出电压VOUT，该输出电压VOUT再通过电压检测电路210输送给负载208，用于驱动负载208。

电压检测电路210除了包括与图3中电压检测电路110相类似的元件如第一输出电压线212、第一导电片214、第一电容216、218、第一二极管220以及滤波电路222外，电压检测电路210还包括一个第二输出电压线232、与第二输出电压线232平行设置的第二导电片234、与第二导电片234连接的第三电容236、与第三电容236并联连接的第三电阻238以及与第三电容连接236的第二二极管240。其中，第二输出电压线232和第二导电片234构成第二电容元件，该第二电容元件与第三电容236、第三电阻238构成第二分压电路。所述滤波电路222与图3中的滤波电路122结构类似，包括一个第二电阻224及与第二电阻224并联连接的第二电容226。

电压检测电路210被设置在一块单侧电路板(未图示)上，第一、第二输出电压线212、232为蚀刻在单侧电路板上的导电路径或导电线路，第一、第二导电片214、234的制作方式和第一、第二输出电压线212、232的制作程序相同。在一个实施例中，第一、第二导电片214、234均为长度和宽度分别为10mm和2mm的矩形铜片，且铜片(第一导电片214、第二导电片234)分别与输出电压线212、232的距离均为6mm。

第一、第二输出电压线212、232将分别产生一个输出电压，该两个输出电压大小相同并具有180度相移，用于驱动负载208(例如两个CCFL)。其中，第一导电片214和第一输出电压线212组成第一电容元件，且该第一电容元件的电容量远小于第一电容216的电容量，第一导电片214上产生第一感应电压，该第一感应电压在节点228被检测到。类似地，第二导电片234和第二输出电压线232组成第二电容元件，且该第二电容元件的电容量远小于第三电容236的电容量，第二导电片234上产生第二感应电压，该第二感应电压在节点242被检测到。

第一感应电压与第一输出电压线212上的输出电压VOUT成比例且远低于输出电压VOUT，第二感应电压与第二输出电压线232上的输出电压VOUT成比例且远低于输出电压VOUT。另外，第一、第二二极管220、240、第二电阻224及第二电容226一起用于调节第一感应电压和第二感应电压并在节点230处产生一个近似直流的检测电压VSEN，该检测电压VSEN与第一、第二输出电压线212、232上的输出电压成比例，因此可用于代表在第一、第二输出电压线212、232上的输出电压而输入给转换器模块202，并且由于该检测电压VSEN足够低，因而能被安全地输入给转换器模块202，转换器模块202根据检测电压VSEN可以调节和控制在输出电压线210和230上的输出电压VOUT，因此本发明具有电压检测电路210的CCFL转换器系统200可以实现过电压保护。

请参见图5所示，图5是本发明一个实施例的CCFL转换器系统500的电压检测电路示意图，电压检测电路与图3所示类似，区别在于：图3中的检测电压VSEN与转换器模块102连接，图5中的检测电压VSEN与一检测探测器(未图示)连接。在检测过程中，转换器模块102的输入电压VIN是变化的，输出电压VOUT也相应的变化，检测电压VSEN在节点130处被检测到，其中，第一导电片114的长度和宽度分别为10mm和2mm，第一导电片114与第一输出电压线112的距离为6mm，第一电容116的电容值为270皮法，第一电阻118的阻值为30千欧姆，第二电阻124的阻值为1兆欧姆，第二电容126的电容值为10纳法，检测结果如下表1所示：

表1：检测数据

表1所示为根据图5检测出的输出电压值VOUT的值、与输出电压值VOUT值相对应的检测电压VSEN的值以及检测电压VSEN值与输出电压VOUT值的比值。请参见图6所示，图6是根据图5检测出与输出电压VOUT值相对应的检测电压VSEN值所绘制的曲线图600，如上表1和图6所示，检测电压VSEN值随着输出电压VOUT值的变化而变化，因此本发明能够将检测电压VSEN代替输出电压VOUT反馈到转换器模块102，从而控制输出电压VOUT。

另外，本发明图3中的CCFL转换器系统100还可用于电压调节测试，在电压调节测试时，当输入给转换器模块102的输入电压VIN变化时，提供给负载的输出电压VOUT也被检测到，电压调节的结果如表2所示，表2所示为不同的输入电压值对应的输出的电压值。

表2：检测数据

在表2中，当输入电压从14V上升到25V时，输出电压VOUT始终在1.9KV左右，输出电压VOUT的变化范围很小，该电压调节测试结果表明CCFL转换器系统100也就是转换器模块102能够正确和稳定的工作。

本领域技术人员应当知道，本发明的电压检测电路110、210不仅可以应用在CCFL转换器系统100、200中，也可以应用在其他任何需要电压检测的电路中。特别地，本发明的电压检测电路应用在一个单侧电路板上。另外，本发明中的导电片即铜片的长度、宽度以及与输出电压线的距离可以根据具体的分压需要来设置。

本发明电压检测电路通过利用输出电压线和导电片来取代现有的高压电容，成本较低，进而降低了电压检测电路的制造成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种电压检测电路，其设置在一电路板上，其特征在于，所述电压检测电路包括第一分压电路，所述第一分压电路包括第一分压元件和第二分压元件，其中，所述第一分压元件包括：

一第一输出电压线，用于输出一个输出电压；

一第一导电片，与所述第一输出电压线平行设置构成一电容元件，且所述第一导电片与所述第二分压元件相连；在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处产生一个与输出电压成比例的感应电压；

所述第二分压元件包括：

一第一电容，与所述第一导电片连接；以及

一第一电阻，与所述电容元件并联连接；

其中，所述第一导电片与所述第一输出电压线一起构成的电容元件的电容量远小于所述第一电容的电容量；

所述电压检测电路还包括：

一个第一二极管，其阳极连接在所述第二分压元件和第一导电片相连接的节点处，阴极输出一检测电压。

2.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述电路板为单侧电路板。

3.根据权利要求1或2所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一导电片为一长度和宽度分别为10mm和2mm的矩形铜片，且所述铜片与所述第一输出电压线的距离为6mm。

4.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括滤波电路，其连接在所述第一二极管的阴极，用于对输出的检测电压滤波。

5.根据权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括第二电容以及与所述第二电容并联连接的第二电阻。

6.根据权利要求5所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括：

一个第二输出电压线，该第二输出电压线的输出电压与第一输出电压线输出电压大小相同，相位相差180度；

一个与所述第二输出电压线相平行的第二导电片，该第二导电片与所述第二输出电压线构成一第二电容元件；

一个与所述第二导电片连接的第三电容以及与所述第三电容并联连接的第三电阻，所述第二输出电压线、第二导电片、第三电容和第三电阻组成一个第二分压电路。

7.根据权利要求6所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压检测电路还包括一个第二二极管，所述第二二极管的阳极连接在所述第三电容与第二导电片相连接的节点处，第二二极管的阴极与所述滤波电路连接。

8.一种具有电压检测电路的冷阴极荧光灯转换器系统，包括转换器模块、变压器以及负载，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一所述的电压检测电路，其中，所述电压检测电路中的第一输出电压线一端与变压器的次级线圈相连，一端与负载相连，所述转换器模块向所述变压器提供驱动电压。