CN101668377A - 冷阴极灯管换流器及其控制方法、控制模块 - Google Patents

冷阴极灯管换流器及其控制方法、控制模块 Download PDF

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一种冷阴极灯管换流器及其控制方法、控制模块，包括一驱动电路、一控制器、一侦测器及一降频电路。驱动电路用以驱动一冷阴极灯管，控制器则产生一个控制信号去控制驱动电路，而控制信号的频率与驱动电路的输出/输入增益比成反比，且当输出/输入增益比超过一预设值时，控制信号的占空比会对应缩减。侦测器用以侦测控制信号的占空比，且若侦测到占空比大于一上限值时，会发出一触发信号给耦接于侦测器及控制器的降频电路，而降频电路接收并根据触发信号，逐步调降控制信号的频率直到该占空比小于上限值。借此达到自动地逐步调降控制信号频率的功效。

Description

冷阴极灯管换流器及其控制方法、控制模块
技术领域
本发明是有关于一种换流器的控制方法，特别是指一种冷阴极灯管换流器的控制方法。
背景技术
现今液晶显示器的背光源大致分成冷阴极灯管(ColdCathod Fluorescent Lamp，CCFL)与发光二极管(LED)两种，其中背光源为冷阴极灯管的液晶显示器需要加装一个将电流从直流转为交流的高压换流器(又称点灯器)，用于点亮面板的冷阴极灯管。目前现有所采用的换流器在冷阴极灯管点亮后，均采用一固定频率来控制换流器中的功率开关，并通过控制功率开关的导通占空比来调整输出功率的大小。
参阅图1，为常见的推拉式(Push-Pull)并联谐振换流器，具有直流电源90，其中晶体管Q1、Q2为功率开关，利用控制器94控制晶体管Q1、Q2的启闭将直流电压通过一个变压器91转换成交流电压，该交流电压再利用谐振电路92产生驱动电压将冷阴极灯管93点亮。但是，在冷阴极灯管点亮的瞬间，高电压对地会产生多个杂散电容，而这些杂散电容的数目会随着液晶显示器所使用的冷阴极灯管及面板种类的不同而不同，其等效电路以图2的杂散电容94’表示。且当冷阴极灯管点亮后，这些杂散电容94’会和谐振电路中的电容并联相加，破坏了原本功率开关的操作频率与谐振电路92的增益比的特性曲线，使得谐振电路92的输出/输入增益比会下降，而致使冷阴极灯管93的亮度下降。
目前现有的解决方法是在冷阴极灯管点亮后，加大功率开关的占空比，使流进变压器91的有效电压增加，来补偿因杂散电容94’而流失的输出/输入增益比。但是，当功率开关的占空比增大到预设的最大值，例如45％时，即无法再利用此方法增加更大的输出电流，且若该液晶显示器有加装过功率保护装置时，当功率开关的占空比达到最大值时，该过功率保护装置即会将整个冷阴极灯管关闭，亦即冷阴极灯管点亮后没多久该过功率保护装置就会因功率开关的占空比达最大值而关闭冷阴极灯管，此现象绝非设计者所期望，因此，为解决上述问题，现有的做法是不管显示器有无加装过功率保护装置，因为已无法再调整控制信号的占空比，所以现有的做法是以人工的方式来调整控制信号的频率以增加输出电流，使回复原本的输出/输入增益比，但是以人工调整的方式不仅耗时又花成本，所以现有的方法尚有改良之处。
发明内容
本发明的目的是在提供一种冷阴极灯管换流器的控制方法，该冷阴极灯管换流器包括一冷阴极灯管的驱动电路及一产生一控制信号控制该驱动电路动作的控制器，其中该控制信号的频率与该驱动电路的一输出/输入增益比成反比，且当该输出/输入增益比超过一预设值时，该控制信号的占空比会对应缩减，该控制方法包括：步骤a：当侦测该控制信号的占空比大于一上限值时，发出一触发信号；步骤b：根据该触发信号，调降该控制信号的频率；及步骤c：重复执行步骤a及b，直到该控制信号的占空比小于该上限值。
本发明所述的冷阴极灯管换流器的控制方法，在步骤b中，还判断在一预定时间内是否持续收到该触发信号，若是，才调降该控制信号的频率。
本发明所述的冷阴极灯管换流器的控制方法，在步骤b中，还判断在一预定时间内是否收到该触发信号达到一预定次数，若是，才调降该控制信号的频率。
本发明还提供一种控制模块，用以控制一冷阴极灯管换流器，该冷阴极灯管换流器包括一冷阴极灯管的驱动电路及一产生一控制信号控制该驱动电路动作的控制器，其中该控制信号的频率与该驱动电路的一输出/输入增益比成反比，且当该输出/输入增益比超过一预设值时，该控制信号的占空比会对应缩减，该控制模块包括：一侦测器，用以侦测该控制信号的占空比，若侦测到该控制信号的占空比大于一上限值，则该侦测器会发出一触发信号；及一降频电路，耦接于该侦测器及该控制器，且接收该触发信号，并根据该触发信号，逐步调降该控制信号的频率直到该控制信号的占空比小于该上限值。
本发明所述的控制模块，该降频电路还包括一计算单元及一与该控制器耦接的频率调整电路，该计算单元会在第一次收到该触发信号时开始计算，并根据该计算结果发出一降频信号给该频率调整电路，使根据收到的该降频信号的次数逐步调降该控制信号的频率。
本发明所述的控制模块，该计算单元为一计时器，且该计算结果是一预定时间，该计时器在第一次收到该触发信号时开始计时直到该预定时间，并于发现在该预定时间结束时仍收到该触发信号时，即发出该降频信号。
本发明所述的控制模块，该计算单元为一计数器，该计数器在第一次收到该触发信号时开始计数收到该触发信号的次数，并于判断该计数器的计数值超过一预设值时，即发出该降频信号。
本发明所述的控制模块，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电容及电容值比该第一电容值大且依序递增的多个第二电容，该第一电容与所述第二电容耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电容及所述第二电容其中之一来改变该控制信号的频率。
本发明所述的控制模块，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电阻及电阻值比该第一电阻值大且依序递增的多个第二电阻，该第一电阻与所述第二电阻耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电阻及所述第二电阻其中之一来改变该控制信号的频率。
本发明所述的控制模块，该频率调整电路包括一进位计数器及多个调整该控制信号频率的被动元件，所述被动元件耦接于该进位计数器及该控制器，该降频信号可控制该进位计数器进行进位切换以累加所述被动元件，进而改变该控制信号的频率。
本发明所述的控制模块，所述被动元件为电阻及电容其中之一。
本发明所述的控制模块，该频率调整电路包括一数字模拟转换器、一耦接于该数字模拟转换器的非反相放大器及一耦接于该非反相放大器与该控制器之间的开关，该数字模拟转换器会将该降频信号转换成模拟信号，再经过该非反相放大器进行放大，该放大后的模拟信号会去控制该开关的开启或关闭，利用该开关的启闭去改变该控制器的一决定该控制信号的频率的电容的充放电的电流，进而改变该控制信号的频率。
本发明所述的控制模块，该非反相放大器具有一第一电阻、一第二电阻及运算放大器，该第一电阻一端接地，且另一端连接于该运算放大器的反相端，该第二电阻一端连接于该运算放大器的反相端，且另一端连接于该运算放大器的输出端，该运算放大器的非反相端连接该数字模拟转换器。
本发明所述的控制模块，该降频电路根据陆续收到的该触发信号，逐次调降该控制信号的频率。
本发明所述的控制模块，当调降该控制信号频率的次数达到一预设值时，即令该控制器停止工作。
本发明的目的是在提供一种可以自动调整频率的冷阴极灯管换流装置。
本发明冷阴极灯管换流装置包括一驱动电路、一控制器、一侦测器及一降频电路。驱动电路用以驱动一冷阴极灯管，而控制器则用于产生一个控制信号去控制驱动电路动作，其中，控制信号的频率与驱动电路的输出/输入增益比成反比，且当输出/输入增益比超过一预设值时，控制信号的占空比会对应缩减。换流装置的侦测器用以侦测控制信号的占空比，若侦测到控制信号的占空比大于一上限值，则侦测器会发出一触发信号给耦接于侦测器及控制器的降频电路，该降频电路接收该触发信号，并根据触发信号，逐步调降控制信号的频率直到控制信号的占空比小于上限值。
此外，本发明的降频电路还包括一计算单元及一与控制器耦接的频率调整电路。计算单元会在第一次收到触发信号时开始计算，并根据计算结果发出一降频信号给频率调整电路，使根据收到的降频信号的次数逐步调降控制信号的频率。
较佳地，本发明的计算单元可为一计时器，在第一次收到触发信号时开始计时直到一预定时间，并于发现在预定时间结束时仍收到触发信号时，即发出降频信号。当然，计算单元也可为一计数器，在第一次收到触发信号时开始计数收到触发信号的次数，并于判断该计数器的计数值达到一预设值时，即发出降频信号。
较佳地，本发明的频率调整电路包括一多工器、一调整控制信号频率的第一电容及电容值比与第一电容大且依序递增的多个第二电容。第一电容与所有第二电容各别耦接于多工器及控制器，降频信号会控制多工器切换选择第一电容及第二电容其中之一个来改变控制信号的频率。
本发明所述的冷阴极灯管换流装置，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电阻及电阻值比与该第一电阻大且依序递增的多个第二电阻，该第一电阻与所述第二电阻耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电阻及所述第二电阻其中之一来改变该控制信号的频率。
较佳地，本发明的频率调整电路包括一进位计数器及多个调整控制信号频率的被动元件。被动元件耦接于进位计数器及控制器，降频信号可控制进位计数器进行进位切换以累加这些被动元件，进而改变控制信号的频率。而这些被动元件可为电容及电阻其中之一。
较佳地，本发明的频率调整电路包括一数字模拟转换器、一耦接于数字模拟转换器的非反相放大器及一耦接于非反相放大器与控制器之间的开关。数字模拟转换器会将降频信号转换成模拟信号，再经过非反相放大器进行放大，放大后的模拟信号会去控制开关的开启或关闭，利用开关的启闭去改变控制器的一决定控制信号的频率的电容的充放电的电流，进而改变控制信号的频率。
本发明所述的冷阴极灯管换流装置，该非反相放大器具有一第一电阻、一第二电阻及运算放大器，该第一电阻其中一端接地，且其中另一端连接于该运算放大器的反相端，该第二电阻其中一端连接于该运算放大器的反相端，且其中另一端连接于该运算放大器的输出端，该运算放大器的非反相端连接该数字模拟转换器。
本发明所述的冷阴极灯管换流装置，该降频电路根据陆续收到的该触发信号，逐次调降该控制信号的频率。
本发明所述的冷阴极灯管换流装置，当调降该控制信号频率的次数达到一预设值时，即令该控制器停止工作。
本发明所述的冷阴极灯管换流装置，该驱动电路为推拉式并联谐振电路。
本发明的有益效果在于：换流装置能够侦测其中控制器所发出的控制信号的占空比，自动地逐步调降控制信号的频率，以达到降低人力及时间成本的功效。
附图说明
图1是一电路图，说明现有换流器中的元件关系；
图2是一等效电路图，说明现有换流器受杂散电容的影响；
图3是一电路模块图，说明本发明冷阴极灯管换流装置的内部元件关系；
图4是一电路示意图，说明本发明的换流器的内部元件关系；
图5是一曲线图，说明理想与实际功率晶体管的开关频率与驱动电路的增益比的特性曲线；
图6是一等效电路图，说明本发明的换流器受杂散电容的影响；
图7是一曲线图，说明本发明调整频率时，所对应的输出/输入增益比的曲线；
图8是一电路示意图，说明本发明冷阴极灯管换流装置的第一较佳实施例；
图9是一电路示意图，说明本发明冷阴极灯管换流装置的第二较佳实施例；
图10是一电路示意图，说明本发明冷阴极灯管换流装置的第三较佳实施例。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图3及图4，是本发明冷阴极灯管换流装置(以下简称换流装置)的第一较佳实施例，该换流装置1是应用于一个使用冷阴极灯管(Cold Cathod Fluorescent Lamp，CCFL)2做为背光源的液晶显示器，该换流装置1包括一换流器3及一控制模块4。如图4所示，换流器3包括一控制器31及一驱动电路32。驱动电路32包括一个用于点亮冷阴极灯管的推拉式并联谐振电路，具有直流电源30，驱动电路32主要是利用两个由控制器31控制启闭的功率晶体管33、34当作开关，将一个输入直流电压通过一个变压器35转换成交流电压，再通过一个由电感与电容所组成的谐振电路36输出驱动冷阴极灯管2，以将冷阴极灯管2点亮。
一般而言，功率晶体管33、34的开关频率会因冷阴极灯管在点亮时和点亮后而有所不同，配合参阅图5，在理想的情况下，L1为功率晶体管33、34的开关频率与驱动电路32的增益比的特性曲线，当冷阴极灯管2在点亮的瞬间，功率晶体管33、34的开关频率为f1，使驱动电路32产生的增益比在特性曲线L1的A点，且在冷阴极灯管2点亮后其频率会下降为f2，使驱动电路32产生的增益比稍微下降至特性曲线L1的B点，但仍然可以使冷阴极灯管2维持在一定亮度。此外，功率晶体管33、34导通的占空比(duty cycle)则会影响输入变压器35的直流有效电压，换言之，若增加功率晶体管33、34导通的占空比时，表示功率晶体管33、34被导通的时间会越久，能够被转换成交流电压的有效电压值相对也就越多，进而可以增加点亮冷阴极灯管2的电力。
参阅图4、图5和图6，然而，事实上，在冷阴极灯管2点亮的瞬间，冷阴极灯管2的高压端对地会产生多个杂散电容21，而这些杂散电容21的数目会随着液晶显示器所使用的冷阴极灯管2及面板种类的不同而不同，且当冷阴极灯管2点亮后，这些杂散电容21与灯管2本身点亮后所产生的灯管电容22，会和谐振电路36中的电容361并联相加，导致特性曲线从原来的特性曲线L1变成特性曲线L2，而使得点灯后在相同的开关频率下，增益比由特性曲线L1的B点下降到特性曲线L2的C点，亦即在相同的功率晶体管33、34的开关频率下，驱动电路32的输出/输入增益比会从原本的Gain1下降至Gain2，导致交流信号的放大倍率不足以供应冷阴极灯管2所需的电力而使冷阴极灯管2点亮后的亮度下降。
因此，由图5中因受到杂散电容21的影响而改变的特性曲线L2可知，若将功率晶体管33、34的开关频率下降，即可以对应得到更高的输出/输入增益比，又参阅图4可知，功率晶体管33、34的启闭是由控制器31所发出的一控制信号(是一脉宽调变信号)所控制，即功率晶体管33、34的开关频率会为控制信号的频率，所以配合参阅图3，本实施例的控制模块4即用以调整控制器31所输出的控制信号的频率，以改变功率晶体管33、34的开关频率，进而调整驱动电路32的输出/输入增益比。
控制模块4包括有一与控制器31耦接的侦测器5及一与侦测器5耦接的降频电路600，其中降频电路600具有一计算单元6及一频率调整电路7，配合参阅图7，当冷阴极灯管2点亮后，输出/输入增益比因为受到杂散电容21的影响而降为L2中的C点，导致对应的输出/输入增益比不足以维持冷阴极灯管2在一个正常的亮度，因此，为了补足冷阴极灯管2的亮度，控制器31会增加控制信号的占空比，来换取较大输入有效电压，但是由于本实施例的驱动电路32是使用推拉式并联谐振电路，所以为了避免发生大电流短路的现象，其预设的控制信号的占空比最大值为45％。因此，若控制信号的占空比长时间处于最大值45％时，即表示驱动电路32的输出功率仍不足以让冷阴极灯管2维持在正常亮度。
所以，在冷阴极灯管2被点亮后，侦测器5会开始侦测控制器31所发出的控制信号的占空比是否已到达(或超过)预设的最大值，若是，即会发出一个触发信号给耦接于侦测器5的计算单元6。
而且为了避免因为误判断或误动作而任意改变控制信号的频率，本实施例的计算单元6为一个计数器，在第一次收到触发信号时开始计数，并计算接收到触发信号的次数，亦即当侦测器5一直侦测到控制信号的占空比为45％时，侦测器5会持续发出触发信号给计数器，所以当计数器的计数值超过一个预设值(本实施例为五次)后，计数器即会发出一降频信号给频率调整电路7。
此外，本实施例的计算单元6也可为一个计时器，在第一次收到触发信号后开始计时直到一预定时间，并判断在该预定时间结束时是否仍收到该触发信号，若是，即发出该降频信号给频率调整电路7。当然，计算单元6中所预设的值或时间皆可由设计者自行调整，不以本实施例为限。
配合参阅图8，为本实施例的频率调整电路7的详细电路，其中包括一个耦接于计算单元6的多工器71、用以调整控制信号的频率的一个第一电容C1及四个与第一电容的电容值呈不同容值关系的第二电容(C2、C3、C4、C5，其中电容值的关系为C1＜C2＜C3＜C4＜C5)，其中第一电容C1及四个第二电容(C2至C5)会分别耦接于多工器71的第一输出端～第五输出端，并由多工器切换选择其中之一与控制器31连接。一开始，多工器71的输出会先被预设切换为第一输出端，使控制器31的CT端连接第一电容C1，亦即在冷阴极灯管2点亮后，控制器31所产生的控制信号的频率会是由第一电容C1与一个由控制器31的RT端外接的电阻R所构成的RC1电路的充放电时间常数(RC1)来决定，而第一电容C1与电阻R所决定出的控制信号的频率为图7中的f2(即特性曲线的C点)。因此，当频率调整电路7的多工器71接收到变频信号时，表示控制信号的占空比维持在最大值45％已经有一段时间，所以多工器71的输出会切换为第二输出端，使得控制器31的控制信号原本的RC1时间常数会变为由第二电容C2与电阻R所构成的RC2时间常数来决定，由于充放电时间常数变大，导致控制信号的频率会从图7中的f2下降至f3，而使得驱动电路32的增益比从特性曲线的C点左移上升到D点，亦即，驱动电路32中的谐振电路36也因控制信号的频率下降而得到更大的输出/输入增益比。
再参阅图3，在控制信号的频率改变后，使得驱动电路32可以较原先高的输出/输入增益比去驱动冷阴极灯管2，此时，控制器31仍会将控制信号的占空比保持在最大值45％，且去判断由新的输出/输入增益比所产生出来的输出功率是否足以供应冷阴极灯管2在一正常亮度下工作。若仍无法供应足够输出功率的话，由于控制信号的占空比仍维持在最大值，所以控制模块4会重复上述的流程，再次调降控制信号的频率，亦即配合参阅图8，多工器71会再一次收到计算单元6所发出的变频信号，并将输出切换为第三输出端，使得控制信号的充放电时间常数会为RC3，如此一来，控制信号的频率会由图7中的f3再下降至f4，使驱动电路32的增益比从特性曲线的D点左移上升到E点，使谐振电路36可以有更大的输出/输入增益比；同理，多工器的第四输出端及第五输出端所产生的充放电时间常数分别为RC4及RC5，可对应控制该控制信号的频率为图7中的f5(对应特性曲线的F点)及f6(对应特性曲线的G点)。因此，在控制信号的占空比仍维持45％的情况下，本发明的控制模块4会不断地重复上述步骤，以逐步调降控制信号的频率直到控制信号的占空比低于45％且驱动电路32可以有足够的输出功率来驱动冷阴极灯管2，使其在一个正常亮度下工作。
若控制信号的频率被改变后，驱动电路32的输出/输入增益比产生的输出功率已经超过驱动冷阴极灯管2在一个正常亮度下工作的电流时，此时，控制器会将控制信号的占空比从最大值45％开始减少(此时输出/输入增益比固定不变)，来降低驱动电路32所得到的输入电流，进而将输出电流调整为刚好驱动冷阴极灯管2在一个正常亮度下工作的电流。
此外，本实施例虽是利用增加电容来调整控制信号的充放电时间常数，进而改变控制信号的频率，当然也可以是利用增加电阻来调整控制信号的频率，所以不以本实施例为限。
值得一提的是，本实施例的控制器31将控制信号的频率降至图7中的f6后，若仍无法使驱动电路32驱动冷阴极灯管正常工作，控制模块4则判定液晶显示器存在某些问题，例如过载或短路等，即不会再调降控制信号的频率，并令多工器71再次收到降频信号时，就将输出切换为第六输出端，将控制器31的CT端短路至接地，使得控制器31因没有充放电电流而无法产生控制信号，导致驱动电路32得不到输入电压而使冷阴极灯管2关闭。
配合参阅图3、图4和图9，为本发明冷阴极灯管换流装置的第二较佳实施例，大致与第一较佳实施例相同，其不同之处在于，频率调整电路7’可由一耦接于计算单元6的进位计数器72、一个产生基本频率的电容731、四个电容值相同的电容732～735及四个开关741～745所构成，其中各开关741～745的第一端连接控制器31的CT端，第二端各连接一电容，第三端连接进位计数器72，且进位计数器72会控制所有开关741～745的开启或关闭，以决定电容是否耦接于控制器31。在本实施例中，会有一个电容731固定耦接于控制器31的CT端，也就是说一开始控制信号的频率是以该电容731与一个由控制器31的RT端外接的电阻R所构成的充放电时间常数RC来决定，其对应图7中的f2，即特性曲线的C点。相同地，当冷阴极灯管点灯后，若控制器31判断驱动电路32的输出功率不足时，会增加控制信号的占空比，然而，当侦测器5侦测到控制信号的占空比为最大值45％时，会令计算单元6开始计时或累积收到触发信号的次数，并于超过一预定值(或时间)后发出降频信号给频率调整电路7’。
此时，进位计数器72在接收到变频信号后会进行进位，使其第一输出端为高电平并开启开关741，导致电容732会与电容731并联相加，使得控制信号的频率会因充放电时间常数增加为R(C+C1)而下降，其频率会从图7中的f2降至f3，并由特性曲线的C点上升至D点。因此，本发明的控制模块4会不断地重复上述步骤，以逐步调降控制信号的频率直到谐振电路36能够得到足够的输出/输入增益比，使其输出功率能让冷阴极灯管2在一个正常亮度下工作。而虽然本实施例是提供另一种增加电容来降低控制信号频率的方法，当然也可以是利用增加电阻来调整控制信号的频率，所以不以本实施例为限。
值得一提的是，本实施例的控制器31将控制信号的频率降至图7中的f6后，若仍无法使驱动电路32驱动冷阴极灯管2正常工作，控制模块4则不再调降控制信号的频率，而是利用计算单元6在控制信号的频率为f6时发出的变频信号，使进位计数器72产生溢位(即超出进位计数器72所能进位的范围)，且从第五输出端发出一个溢位信号，使得开关745开启并将使控制器的CT端短路至接地，使得控制器31因没有充放电电流而无法产生控制信号，导致驱动电路32得不到输入电压而使冷阴极灯管2关闭。
配合参阅图3、图4和图10，为本发明冷阴极灯管换流装置的第三较佳实施例，大致与第一较佳实施例相同，其不同之处在于，频率调整电路7”包括一耦接于计算单元6的数字/模拟转换器75(D/A Converter)、一耦接于数字/模拟转换器75的非反相放大器76及一耦接于非反相放大器76与控制器31之间的开关77，其中非反相放大器76具有一第一电阻R1、一第二电阻R2及运算放大器761，第一电阻R1一端接地，且另一端连接于运算放大器761的反相端，而第二电阻R2一端连接于运算放大器761的反相端，且另一端连接于运算放大器761的输出端，运算放大器761的非反相端连接数字/模拟转换器75，且放大倍率是由第一电阻R1与第二电阻R2的阻值比决定。
在本实施例中，控制信号的充放电时间常数会固定以一个耦接于控制器31的CT端的电容C及一个耦接于RT端的电阻R决定，且一开始开关77会为关闭状态，也就是说由CT端输出的电流Ict会全部流进电容C，使得控制信号的频率会对应图7中的f2(对应特性曲线的C点)。相同地，当冷阴极灯管2点灯后，若控制器31判断驱动电路32的输出功率不足时，会增加控制信号的占空比，然而，当侦测器5侦测到控制信号的占空比为最大值45％时，会令计算单元6开始计时或累积收到触发信号的次数，并于超过一预定值(或时间)后发出降频信号。
此时，数字/模拟转换器75会将所接收到的降频信号转换为对应的模拟信号，再经过非反相放大器76进行放大，并将开关77开启。当开关77开启后，会开始对电流Ict进行分流，使得电流Ict不会完全流进电容C，导致控制信号因电容C的充放电电流变小而使其频率下降，并使得控制信号的频率从图7中的f2(对应特性曲线的C点)下降至f3(对应特性曲线的D点)，而让驱动电路32的谐振电路36得到较高的输出/输入增益比。同样地，当侦测器5侦测到控制信号的占空比仍然在45％时，本实施例的控制模块4就会不断地重复上述步骤，以逐步调降控制信号的频率直到谐振电路36能够得到足够的输出/输入增益比，使其输出功率能让冷阴极灯管2在一个正常亮度下工作，并且让控制器31可以将控制信号的占空比缩减到45％以下。
值得一提的是，当本实施例的控制器31将控制信号的频率降至图7中的f6后，若仍无法使驱动电路32驱动冷阴极灯管2正常工作，控制模块4则不再调降控制信号的频率，而是令计算单元6在控制信号的频率调降至f6之后所发出的降频信号电平提高，使其对应转换出的模拟信号经过放大后，能够使开关77开到最大，导致所有的电流ICT会全部流经开关77而不会流进电容C，也就是说控制器31会因没有充放电电流而无法产生控制信号，导致驱动电路32得不到输入电压而使冷阴极灯管2关闭。
此外，本实施例的频率调整电路7”还包括串接在运算放大器761的输出端与开关77之间的一二极管78及一限流电阻Rg，其中，二极管78是防止开关77的电流回流至非反相放大器76而影响其中的运算放大器761工作，而限流电阻Rg则是限制被非反相放大器76放大的电流，以防止开关77因瞬间大电流而烧毁。
此外，控制信号可以逐步调降频率的次数及幅度可以由设计者因不同的需求而改变，不以上述实施例中的五种频率(f2～f6)为限，且若液晶显示器有加装过功率保护装置时，该过电流保护装置会在控制信号的占空比为45％时，关闭冷阴极灯管2，所以为了避免此现象发生，可以将侦测器5预设的最大值下降为43％，也就是说，控制模块4会在控制信号的占空比维持在43％时就开始调降频率，使过电流保护装置不致在控制模块4还在调整频率的时候就将冷阴极灯管2关闭，当然，控制信号的占空比的最大值可以由设计者配合需求而改变，并不以43％或45％为限。
综上所述，本发明冷阴极灯管换流装置通过自动地侦测控制其驱动电路的控制信号的占空比是否达到预设的最大值，以逐步改变控制信号的频率，来补偿驱动电路因液晶显示器的杂散电容而损失的输出/输入增益比，且本发明的冷阴极灯管换流装置也可以半导体制程整合于同一芯片中，且自动化的逐步改变频率可以节省人力及时间上的成本。

Claims (28)

1.一种冷阴极灯管换流器的控制方法，该冷阴极灯管换流器包括一冷阴极灯管的驱动电路及一产生一控制信号控制该驱动电路动作的控制器，其中该控制信号的频率与该驱动电路的一输出/输入增益比成反比，且当该输出/输入增益比超过一预设值时，该控制信号的占空比对应缩减，其特征在于，
该控制方法包括：
步骤a：当侦测该控制信号的占空比大于一上限值时，发出一触发信号；
步骤b：根据该触发信号，调降该控制信号的频率；及
步骤c：重复执行步骤a及b，直到该控制信号的占空比小于该上限值。
2.根据权利要求1所述的冷阴极灯管换流器的控制方法，其特征在于，在步骤b中，还判断在一预定时间内是否持续收到该触发信号，若是，才调降该控制信号的频率。
3.根据权利要求1所述的冷阴极灯管换流器的控制方法，其特征在于，在步骤b中，还判断在一预定时间内是否收到该触发信号达到一预定次数，若是，才调降该控制信号的频率。
4.一种控制模块，用以控制一冷阴极灯管换流器，该冷阴极灯管换流器包括一冷阴极灯管的驱动电路及一产生一控制信号控制该驱动电路动作的控制器，其中该控制信号的频率与该驱动电路的一输出/输入增益比成反比，且当该输出/输入增益比超过一预设值时，该控制信号的占空比对应缩减，其特征在于，
该控制模块包括：
一侦测器，用以侦测该控制信号的占空比，若侦测到该控制信号的占空比大于一上限值，则该侦测器发出一触发信号；及
一降频电路，耦接于该侦测器及该控制器，且接收该触发信号，并根据该触发信号，逐步调降该控制信号的频率直到该控制信号的占空比小于该上限值。
5.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，该降频电路还包括一计算单元及一与该控制器耦接的频率调整电路，该计算单元在第一次收到该触发信号时开始计算，并根据该计算结果发出一降频信号给该频率调整电路，使根据收到的该降频信号的次数逐步调降该控制信号的频率。
6.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，该计算单元为一计时器，且该计算结果是一预定时间，该计时器在第一次收到该触发信号时开始计时直到该预定时间，并于发现在该预定时间结束时仍收到该触发信号时，即发出该降频信号。
7.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，该计算单元为一计数器，该计数器在第一次收到该触发信号时开始计数收到该触发信号的次数，并于判断该计数器的计数值超过一预设值时，即发出该降频信号。
8.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电容及电容值比该第一电容值大且依序递增的多个第二电容，该第一电容与所述第二电容耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电容及所述第二电容其中之一来改变该控制信号的频率。
9.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电阻及电阻值比该第一电阻值大且依序递增的多个第二电阻，该第一电阻与所述第二电阻耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电阻及所述第二电阻其中之一来改变该控制信号的频率。
10.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，该频率调整电路包括一进位计数器及多个调整该控制信号频率的被动元件，所述被动元件耦接于该进位计数器及该控制器，该降频信号可控制该进位计数器进行进位切换以累加所述被动元件，进而改变该控制信号的频率。
11.根据权利要求10所述的控制模块，其特征在于，所述被动元件为电阻及电容其中之一。
12.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，该频率调整电路包括一数字模拟转换器、一耦接于该数字模拟转换器的非反相放大器及一耦接于该非反相放大器与该控制器之间的开关，该数字模拟转换器将该降频信号转换成模拟信号，再经过该非反相放大器进行放大，该放大后的模拟信号控制该开关的开启或关闭，利用该开关的启闭去改变该控制器的一决定该控制信号的频率的电容的充放电的电流，进而改变该控制信号的频率。
13.根据权利要求12所述的控制模块，其特征在于，该非反相放大器具有一第一电阻、一第二电阻及运算放大器，该第一电阻一端接地，且另一端连接于该运算放大器的反相端，该第二电阻一端连接于该运算放大器的反相端，且另一端连接于该运算放大器的输出端，该运算放大器的非反相端连接该数字模拟转换器。
14.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，该降频电路根据陆续收到的该触发信号，逐次调降该控制信号的频率。
15.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，当调降该控制信号频率的次数达到一预设值时，即令该控制器停止工作。
16.一种冷阴极灯管换流装置，其特征在于，
一驱动电路，用以驱动一冷阴极灯管；
一控制器，产生一控制信号控制该驱动电路动作，其中该控制信号的频率与该驱动电路的一输出/输入增益比成反比，且当该输出/输入增益比超过一预设值时，该控制信号的占空比对应缩减；
一侦测器，用以侦测该控制信号的占空比，若侦测到该控制信号的占空比大于一上限值，则该侦测器发出一触发信号；及
一降频电路，耦接于该侦测器及该控制器，且接收该触发信号，并根据该触发信号，逐步调降该控制信号的频率直到该控制信号的占空比小于该上限值。
17.根据权利要求16所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该降频电路还包括一计算单元及一与该控制器耦接的频率调整电路，该计算单元在第一次收到该触发信号时开始计算，并根据该计算结果发出一降频信号给该频率调整电路，使根据收到的该降频信号的次数逐步调降该控制信号的频率。
18.根据权利要求17所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该计算单元为一计时器，且该计算结果是一预定时间，该计时器在第一次收到该触发信号时开始计时直到该预定时间，并于发现在该预定时间结束时仍收到该触发信号时，即发出该降频信号。
19.根据权利要求17所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该计算单元为一计数器，该计数器在第一次收到该触发信号时开始计数收到该触发信号的次数，并于判断该计数器的计数值超过一预设值时，即发出该降频信号。
20.根据权利要求17所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电容及电容值比与该第一电容大且依序递增的多个第二电容，该第一电容与所述第二电容耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电容及所述第二电容其中之一来改变该控制信号的频率。
21.根据权利要求17所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该频率调整电路包括一多工器、一调整该控制信号频率的第一电阻及电阻值比与该第一电阻大且依序递增的多个第二电阻，该第一电阻与所述第二电阻耦接于该多工器及该控制器，该降频信号控制该多工器切换选择该第一电阻及所述第二电阻其中之一来改变该控制信号的频率。
22.根据权利要求17所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该频率调整电路包括一进位计数器及多个调整该控制信号频率的被动元件，所述被动元件耦接于该进位计数器及该控制器，该降频信号可控制该进位计数器进行进位切换以累加所述被动元件，进而改变该控制信号的频率。
23.根据权利要求22所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，所述被动元件为电阻及电容其中之一。
24.根据权利要求17所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该频率调整电路包括一数字模拟转换器、一耦接于该数字模拟转换器的非反相放大器及一耦接于该非反相放大器与该控制器之间的开关，该数字模拟转换器将该降频信号转换成模拟信号，再经过该非反相放大器进行放大，该放大后的模拟信号控制该开关的开启或关闭，利用该开关的启闭去改变该控制器的一决定该控制信号的频率的电容的充放电的电流，进而改变该控制信号的频率。
25.根据权利要求24所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该非反相放大器具有一第一电阻、一第二电阻及运算放大器，该第一电阻一端接地，且另一端连接于该运算放大器的反相端，该第二电阻一端连接于该运算放大器的反相端，且另一端连接于该运算放大器的输出端，该运算放大器的非反相端连接该数字模拟转换器。
26.根据权利要求16所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该降频电路根据陆续收到的该触发信号，逐次调降该控制信号的频率。
27.根据权利要求16所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，当调降该控制信号频率的次数达到一预设值时，即令该控制器停止工作。
28.根据权利要求16所述的冷阴极灯管换流装置，其特征在于，该驱动电路为推拉式并联谐振电路。
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