CN101599711A - 换流器电路 - Google Patents

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Abstract

一种换流器电路，用于驱动光源模块。其中，输入信号电路用于提供电源信号。电源转换电路用于将电源信号转换成方波电信号。变压器电路用于将方波电信号转换成可驱动光源模块的电信号。电压感测电路用于感测加载在光源模块两端的电压并输出电压感测信号。反馈电路用于反馈流经光源模块的电流并输出电流反馈信号。保护电路用于根据电压感测信号或电流反馈信号输出锁存信号。PWM控制电路与电源转换电路以及保护电路相连，用于根据锁存信号关断向电源转换电路的输出。其中，所述电源信号作为保护电路的外部电源信号。本发明换流器电路将保护电路独立于PWM控制电路设计，使得于不同的换流器电路中，可适用于不同PWM控制电路。

Description

换流器电路
技术领域
本发明涉及换流器电路，尤其涉及一种具有保护功能的换流器电路。
背景技术
目前，液晶显示器(LCD)的面板主要采用放电灯(Discharge Lamp)作为背光源，该种灯管需要较高的驱动电压才可以点亮。为了确保放电灯的正常工作，使其不会在电路异常时被烧坏，通常需要侦测加载在灯管两端的电压以及流经灯管的电流，以此判断放电灯的工作状态，及时保护灯管。
图1所示为传统的换流器电路功能模块图，用于驱动光源模块14，其包括输入信号电路10、电源转换电路11、变压器电路12、电压感测电路13、反馈电路15以及PWM控制电路16。其中，PWM控制电路16包括PWM控制器及驱动电路161以及锁存信号生成器162。输入信号电路10用于提供直流信号至电源转换电路11与PWM控制器及驱动电路161。电源转换电路11用于将直流信号转化成方波信号。变压器电路12用于将方波信号转换成光源模块14所需的弦波信号。电压感测电路13用于感测加载在光源模块14两端的电压。反馈电路15用于反馈流经光源模块14的电流至PWM控制器及驱动电路161与锁存信号生成器162。在正常情况下，PWM控制器及驱动电路161根据反馈电路15的反馈信号控制电源转换电路11的输出，从而调节流经光源模块14的电流大小。在异常情况下，即：加载在光源模块14的电压或流经其的电流超过允许范围时，锁存信号生成器162根据电压感测电路13或反馈电路15的输出而输出锁存信号。同时，PWM控制器和驱动电路161根据锁存信号输出关断控制信号至电源转换电路11，从而切断该光源模块14。
传统的换流器电路中，PWM控制器及驱动电路161和锁存信号生成器162通常整合于PWM控制电路16中，即：该等功能由一颗IC所完成。对于不同的换流器电路来说，其保护功能需要根据实际选取的PWM控制电路16进行侦测线路的设计。且，PWM控制电路16的动作准位参数为固定值，无法修改。又，还要考虑整体线路误差，且降低了PWM控制电路16可应用的范围。
发明内容
有鉴于此，需提供一种换流器电路，其将侦测保护线路独立于PWM控制电路，无须每次对此线路进行设计；同时，扩大了PWM控制电路可应用的范围。
一种换流器电路，用于驱动光源模块，包括输入信号电路、电源转换电路、变压器电路、电压感测电路、反馈电路、保护电路以及PWM控制电路。输入信号电路用于提供电源信号。电源转换电路与输入信号电路相连，用于将电源信号转换成方波电信号。变压器电路连接于电源转换电路与光源模块之间，用于将方波电信号转换成可驱动光源模块的电信号。电压感测电路与变压器相连，用于感测加载在光源模块两端的电压，并输出电压感测信号。反馈电路与光源模块相连，用于反馈流经光源模块的电流，并输出电流反馈信号。保护电路与电压感测电路、反馈电路相连以及输入信号电路相连，用于根据电压感测信号或电流反馈信号，输出锁存信号。PWM控制电路与电源转换电路以及保护电路相连，用于根据锁存信号关断其向电源转换电路的输出。其中，该电源信号作为该保护电路的外部电源信号。
一种换流器电路，用于驱动光源模块，包括输入信号电路、电源转换电路、多个变压器电路、多个电压感测电路、反馈电路、保护电路以及PWM控制电路。输入信号电路用于提供电源信号。电源转换电路与输入信号电路相连，用于将电源信号转换成方波电信号。所述变压器电路对应连接于电源转换电路与光源模块之间，用于将方波电信号转换成可驱动光源模块的电信号。所述电压感测电路对应与所述变压器相连，用于感测加载在光源模块两端的电压，并输出电压感测信号。反馈电路与光源模块相连，用于反馈流经光源模块的电流，并输出电流反馈信号。保护电路与电压感测电路、反馈电路相连以及输入信号电路相连，用于根据电压感测信号或电流反馈信号，输出锁存信号。PWM控制电路与电源转换电路以及保护电路相连，用于根据锁存信号关断其向电源转换电路之输出。其中，该电源信号为保护电路的外部电源信号。
本发明换流器电路中，将保护电路独立于PWM控制电路设计，使得于不同的换流器电路中，可适用于不同的PWM控制电路，且，无须每次设计保护侦测电路。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1为传统换流器电路的功能模块图。
图2为本发明第一实施方式换流器电路的功能模块图。
图3为本发明保护电路的内部架构图。
图4为本发明保护电路锁存信号生成器的具体电路图。
图5为本发明第二实施方式换流器电路的功能模块图。
具体实施方式
图2所示为本发明第一实施方式换流器电路的功能模块图，其用于驱动光源模块24，该换流器电路包括输入信号电路20、电源转换电路21、变压器电路22、电压感测电路23、反馈电路25、保护电路26以及PWM控制电路27。
其中，输入信号电路20用于提供电源信号。本实施方式中，电源信号包括直流信号或开关信号。电源转换电路21与输入电路20相连，用于将接收到的直流电源信号转换成方波电信号。变压器电路22与电源转换电路21相连，用于将方波电信号转换成光源模块24所需的电信号。本实施方式中，电信号为弦波信号。变压器电路22包括变压器T和电容C，变压器T一次侧和电源转换电路21相连，其二次侧高压端通过电容C与光源模块24相连。电压感测电路23同时与变压器二次侧的高压端以及低压端相连，用于感测加载到光源模块24两端的电压，并输出电压感测信号VIN1。其中，当光源模块24中任一灯管没有接好时，或者变压器T外围电路出现不良时，或者人为触碰到灯管时，均会在变压器T中产生过电压，若该异常电压加载在电路中，不仅会烧坏灯管而且会损害其它的电路元件，因此有必要侦测该异常电压。
反馈电路25连接于光源模块24与PWM控制电路27之间，用于反馈流经光源模块24的电流。保护电路26与输入信号电路20、电压感测电路23、反馈电路25以及PWM控制电路27相连，用于根据异常的电压信号或异常的电流信号输出锁存信号VOUT。本实施方式中，反馈电路25将流经光源模块24的电流分别输入至保护电路26以及PWM控制电路27中。
具体而言，正常情况下，PWM控制电路27中根据反馈电路25的电流反馈信号控制电源转换电路21中电流的输出。异常情况下，电压感测电路23感测到的电压或反馈电路25反馈的电流超过允许范围时，保护电路26根据电压感测电路23输入的电压信号VIN1或反馈电路25输入的电流信号VIN2输出锁存信号VOUT至PWM控制电路27中。同时，PWM控制电路27亦同时与输入信号电路20以及电源转换电路21相连，用于根据锁存信号VOUT输出关断其向电源转换电路21的输出。本实施方式中，输入信号电路20输出的电源信号为保护电路26的外部电源信号。
同时参阅图3，其所示为本发明保护电路26的内部架构图。该保护电路26包括异常信号生成器261和锁存信号生成器262，均与输入信号电路20相连，用于接收电源信号，做为其外部电源信号。其中，异常信号生成器261用于将接收到的电压感测信号VIN1或电流反馈信号VIN2与其内部的异常电压预设值或异常电流预设值进行比较，当电压感测信号VIN1或电流反馈信号VIN2超过其对应的预设值时，则输出异常信号至锁存信号生成器262的异常信号感测端P1。此时，锁存信号生成器262根据异常信号输出锁存信号VOUT。
本实施方式中，当换流器电路异常时，保护电路26输出锁存信号VOUT，如：高电平，PWM控制电路27关断其向电源转换电路21的输出，整个电路无法运作。由于电源信号做为保护电路26的外部电源信号，只要其不被切断，该锁存信号VOUT将一直存在。换言之，只有关断输入信号电路20的输出时，保护电路26才会复位锁存信号VOUT。
具体而言，当换流器电路发生异常时，保护电路26产生锁存信号VOUT，PWM控制电路27关断其输出，从而整个电路停止运作。此时，用户将会切断输入信号电路20的输出，保护电路25则会解除该锁存信号VOUT，并将其复位，使得重新开机时，换流器电路可以重新开始工作。
图4为本发明图3中锁存信号生成器262的具体电路图，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7；第一电容C1、第二电容C2；第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3。其中，晶体管Q1、Q3为NPN晶体管，晶体管Q2为PNP晶体管。
其中，晶体管Q1的基极与异常信号感测端P1相连，其发射极接地。晶体管Q2的基极与晶体管Q1的集电极相连，其发射极接收输入信号电路20输出的电源信号，其集电极与晶体管Q1的基极相连。晶体管Q3的基极同样接收输入信号电路20输出的电源信号，其集电极作为保护电路26的输出端，用于输出锁存信号VOUT，其发射极接地。
电阻R1串接于异常信号输入端P1与晶体管Q1的基极之间，电容C1连接于晶体管Q1的基极与地之间。本实施方式中，电阻R1与电容C1组成延时电路，对异常信号输入端P1输入的异常信号进行延时，从而判断异常输入信号是否属于真正的异常信号。
电阻R2与电容C1并联，其与电容C1组成放电回路。当换流器电路被重新启动时，电容C1中的电能通过电阻R2放电。同时，当晶体管Q2导通时，电阻R2亦可防止流经其的电流过大。
电阻R3连接于晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的基极之间，用于提供偏置电压给晶体管Q2。
电阻R4的一端与输入信号电路10相连，用于接收电源信号，其另一端与晶体管Q1的集电极相连。电阻R5连接于晶体管Q1集电极与晶体管Q3的基极之间，电阻R6连接于晶体管Q3的基极与地之间。电容C2与电阻R6并行连接。同样，电阻R5与电容C2组成延时电路，电阻R6与电容C2组成放电回路。
电阻R7串接于输入信号电路20与晶体管Q3的集电极之间，用于防止流经晶体管Q3的电流过大。
本实施方式中，当保护电路26没有异常的电压VIN1或异常电流信号VIN2输入时，即，锁存信号生成器262的异常信号感测端P1没有异常信号输入时，晶体管Q1、Q2截止，晶体管Q3导通。故，晶体管Q3的集电极输出锁存信号VOUT为低电平。当保护电路26有异常的电压VIN1或异常电流信号VIN2输入时，即，锁存信号生成器262的异常信号感测端P1有异常信号输入时，晶体管Q1、Q2导通，晶体管Q3截止。故，晶体管Q3的集电极输出锁存信号VOUT为高电平。
图5为本发明第二实施方式换流器电路的功能模块图。该换流器电路与图2所示换流器电路大致相同，区别在于：该换流器电路用于驱动多个光源模块44n(n＝1，2，3，...，n)，其包括多个变压器电路42n(n＝1，2，3，...，n)、多个电压感测电路43n(n＝1，2，3，...，n)。所述变压器电路42n(n＝1，2，3，...，n)内部架构与图2中变压器电路42中的内部架构相同，所述多个变压器电路42n(n＝1，2，3，...，n)与所述光源模块44n(n＝1，2，3，...，n)的连接关系与图2中变压器电路22与光源模块24的连接关系相同，所述多个电压感测电路43n(n＝1，2，3，...，n)的连接关系与图3中电压感测电路23的连接关系相同。因此，在此不再赘述。
本发明换流器电路中，将保护电路26独立于PWM控制电路27设计，使得于不同的换流器电路中，可适用于不同的PWM控制电路16，且，无须每次设计保护侦测电路。

Claims (12)

1.一种换流器电路，用于驱动光源模块，其特征在于，所述换流器电路包括：
输入信号电路，用于提供电源信号；
电源转换电路，与所述输入信号电路相连，用于将所述电源信号转换成方波电信号；
变压器电路，连接于所述电源转换电路与光源模块之间，用于将所述方波电信号转换成可驱动所述光源模块的电信号；
电压感测电路，与所述变压器电路相连，用于感测加载在所述光源模块两端的电压，并输出电压感测信号；
反馈电路，与所述光源模块相连，用于反馈流经所述光源模块的电流，并输出电流反馈信号；
保护电路，与所述电压感测电路、反馈电路以及输入信号电路相连，用于根据所述电压感测信号或电流反馈信号输出锁存信号；以及
PWM控制电路，与所述电源转换电路与保护电路相连，用于根据所述锁存信号关断其向电源转换电路的输出；
其中，所述电源信号作为所述保护电路的外部电源信号。
2.如权利要求1所述的换流器电路，其特征在于，所述电源信号包括直流信号或开关信号。
3.如权利要求1所述的换流器电路，其特征在于，所述保护电路无所述电源信号输入时，所述锁存信号被复位。
4.如权利要求1所述的换流器电路，其特征在于，所述变压器电路包括：
变压器，其一次侧与所述电源转换电路相连，其二次侧与所述光源模块相连；及
电容，连接于所述变压器二次侧的高压端与所述光源模块之间；
其中，所述变压器二次侧高压端与低压端同时与所述电压感测电路相连。
5.如权利要求1所述的换流器电路，其特征在于，所述保护电路包括：
异常信号生成器，用于将所述电压感测信号或电流反馈信号与其预设值进行比较，从而生成异常电流信号或异常电压信号；以及
锁存信号生成器，与所述异常信号生成器相连，用于根据所述异常电压信号或异常电流信号输出所述锁存信号；
其中，所述异常信号生成器与锁存信号生成器均与所述输入信号电路相连。
6.如权利要求1所述的换流器电路，其特征在于，所述锁存信号生成器包括：
第一晶体管，其基极与所述异常信号生成器相连，其发射极接地；
第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极相连，其发射极与所述输入信号电路相连，其集电极与所述第一晶体管的基极相连；以及
第三晶体管，其基极与所述电源转换电路相连，其集电极作为所述锁存信号的输出端，与所述PWM控制电路相连，其发射极接地；
其中，所述第一晶体管与第三晶体管为NPN晶体管，所述第二晶体管为PNP晶体管；且，当所述第一晶体管以及第二晶体截止时，所述第三晶体管导通，则输出的锁存信号为低电平；当所述第一晶体管以及第二晶体导通时，所述第三晶体管截止，则输出的锁存信号为高电平。
7.一种换流器电路，用于驱动多个光源模块，其特征在于，所述换流器电路包括：
输入信号电路，用于提供电源信号；
电源转换电路，与所述输入信号电路相连，用于将所述电源信号转换成方波电信号；
多个变压器电路，对应连接于所述电源转换电路与光源模块之间，用于将所述方波电信号转换成可驱动所述光源模块的电信号；
多个电压感测电路，对应与所述变压器相连，用于感测加载在所述光源模块两端的电压，并输出电压感测信号；
反馈电路，与所述光源模块相连，用于反馈流经所述光源模块的电流，并输出电流反馈信号；
保护电路，与所述电压感测电路、反馈电路以及输入信号电路相连，用于根据所述电压感测信号或电流反馈信号，输出锁存信号；以及
PWM控制电路，与所述电源转换电路以及保护电路相连，用于根据所述锁存信号关断其向所述电源转换电路的输出；
其中，所述电源信号为所述保护电路的外部电源信号。
8.如权利要求7所述的换流器电路，其特征在于，所述电源信号包括直流信号或开关信号。
9.如权利要求7所述的换流器电路，其特征在于，当所述保护电路无电源信号输入时，所述锁存信号进行复位。
10.如权利要求7所述的换流器电路，其特征在于，所述等变压器电路均包括：
变压器，其一次侧与所述电源转换电路相连，其二次侧与所述光源模块相连；及
电容，连接于所述变压器二次侧的高压端与所述光源模块之间；
其中，所述变压器二次侧高压端与低压端同时与所述电压感测电路对应相连。
11.如权利要求7所述的换流器电路，其特征在于，所述保护电路包括：
异常信号生成器，用于将接所述电压感测信号或电流反馈信号与其预设值进行比较，从而生成异常电流信号或异常电压信号；以及
锁存信号生成器，与所述异常信号生成器相连，用于根据所述异常电压信号或异常电流信号输出所述锁存信号；
其中，所述异常信号生成器与锁存信号生成器均与所述输入信号电路相连。
12.如权利要求7所述的换流器电路，其特征在于，所述锁存信号生成器包括：
第一晶体管，其基极与所述异常信号生成器相连，其发射极接地；
第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极相连，其发射极与所述输入信号电路相连，其集电极与所述第一晶体管的基极相连；以及
第三晶体管，其基极与所述电源转换电路相连，其集电极作为所述锁存信号的输出端，与所述PWM控制电路相连，其发射极接地；
其中，所述第一晶体管与第三晶体管为NPN晶体管，所述第二晶体管为PNP晶体管；且，当所述第一晶体管以及第二晶体截止时，所述第三晶体管导通，则输出的锁存信号为低电平；当所述第一晶体管以及第二晶体导通时，所述第三晶体管截止，则输出的锁存信号为高电平。
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