CN101784150A - 双灯管驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种双灯管驱动电路，用于驱动第一灯管与第二灯管，包括第一频率切换控制电路、第二频率切换控制电路、频率切换设置电路、第一电源转换电路、第二电源转换电路、第一变压电路、第二变压电路及反馈电路。第一频率切换控制电路与第二频率切换控制电路，分别用于接收第一使能信号与第二使能信号，并分别输出第一频率切换信号与第二频率切换信号。频率切换设置电路根据第一频率切换信号与第二频率切换信号输出不同的脉宽调变控制信号。反馈电路将流经第一灯管的第一电流信号与流经第二灯管的第二电流信号反馈至第一频率切换控制电路与第二频率切换控制电路。上述双灯管驱动电路可实现双灯管的异步驱动，从而使可调光范围更广，改善光效率与电效率。

Description

双灯管驱动电路

技术领域

本发明涉及灯管驱动装置，尤其是关于一种用于液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)双灯管的驱动装置。

背景技术

在较小型的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)中，一般设置两个灯管即可提供足够的亮度，所述两个灯管是由换流器电路(Inverter Circuit)来驱动，其可供应交流信号至灯管。

换流器电路中常常以共享同一个脉宽调变(pulse-width modulation，PWM)控制器或者独立选用两个PWM控制器组合同步线路进行两个灯管的同步驱动控制，因此两个灯管仅可以同步驱动或关断，存在可调光范围与光、电效率的限制。

发明内容

有鉴于此，需提供一种双灯管驱动电路，可异步驱动双灯管，从而使可调光范围广，且改善光、电效率。

一种双灯管驱动电路，用于驱动第一灯管与第二灯管，包括第一频率切换控制电路、第二频率切换控制电路、频率切换设置电路、第一电源转换电路、第二电源转换电路、第一变压电路、第二变压电路及反馈电路。第一频率切换控制电路用于接收第一使能信号，并根据第一使能信号输出第一频率切换信号。第二频率切换控制电路用于接收第二使能信号，并根据第二使能信号输出第二频率切换信号。频率切换设置电路用于根据第一频率切换信号及第二频率切换信号调整输出不同的输出脉宽调变(pulse-width modulation，PWM)控制信号。第一电源转换电路连接于频率切换设置电路，用于根据频率切换设置电路输出的PWM控制信号，将外部电信号转换为第一方波信号输出。第二电源转换电路连接于频率切换设置电路，受控于第二使能信号，以接收频率切换设置电路输出的PWM控制信号，将外部电信号转换为第二方波信号输出。第一变压电路连接于第一电源转换电路与第一灯管之间，用于将第一方波信号升压整流后输出可驱动第一灯管的第一弦波交流信号。第二变压电路连接于第二电源转换电路与第二灯管之间，用于将第二方波信号升压整流后输出可驱动第二灯管的第二弦波交流信号。反馈电路连接于两个个灯管与第一频率切换控制电路及第二频率切换控制电路之间，用于将流经第一灯管的第一电流信号反馈至第一频率切换控制电路以及将流经第二灯管的第二电流信号反馈至第二频率切换控制电路，以控制第一频率切换控制电路与第二频率切换控制电路的输出。

通过本发明的双灯管驱动电路可以实现双灯管的异步驱动，从而使可调光范围广，改善光效率与电效率。

附图说明

图1是本发明的双灯管驱动电路的模块图。

图2是本发明的频率切换控制电路与频率切换设置电路的细化电路图。

图3是本发明的双灯管驱动电路以工作模式驱动第二灯管后第一电流信号与第二电流信号的变化及液晶显示面板的平均亮度的示意图。

图4是本发明的双灯管驱动电路以点灯模式驱动第二灯管后第一电流信号与第二电流信号的变化及液晶显示面板的平均亮度的示意图。

具体实施方式

图1是本发明双灯管驱动电路的模块图。本发明的双灯管驱动电路用于驱动第一灯管11与第二灯管12，包括变压电路20、电源转换电路30、频率切换设置电路40及频率切换控制电路50。其中，电源转换电路30用于将外部提供的电信号转换为方波信号，变压电路20则将方波信号升压整流后输出可驱动双灯管11与12的弦波交流信号。频率切换设置电路40及频率切换控制电路50共同作用，以控制电源转换电路30以不同频率输出方波信号，从而异步点亮双灯管11、12。

频率切换控制电路50用于接收第一使能信号与第二使能信号，并输出第一频率切换信号与第二频率切换信号。第一使能信号与第二使能信号为异步信号。

在本实施方式中，频率切换控制电路50包括第一频率切换控制电路51与第二频率切换控制电路52。第一频率切换控制电路51用于接收第一使能信号，并根据第一使能信号输出第一频率切换信号。第二频率切换控制电路52用于接收第二使能信号，并根据第二使能信号输出第二频率切换信号。

频率切换设置电路40与第一频率切换控制电路51及第二频率切换控制电路52相连接，用于根据第一频率切换信号及第二频率切换信号调整输出不同的PWM控制信号。

在本实施方式中，频率切换设置电路40包括脉宽调变(pulse-width modulation，PWM)控制器41，用于产生PWM控制信号。

电源转换电路30包括第一电源转换电路31与第二电源转换电路32。

在本实施方式中，第一电源转换电路31连接于频率切换设置电路40，用于将外部提供的电信号转换为第一方波信号输出。

在本发明另一实施方式中，第一电源转换电路31可受控于第一使能信号，用以选择第一电源转换电路31是否接收频率切换设置电路40输出的PWM控制信号，若接收到第一使能信号，则第一电源转换电路31接收频率切换控制电路40输出的PWM控制信号以输出第一方波信号。若没有接收到第一使能信号，则第一电源转换电路31不接收频率切换控制电路40输出的PWM控制信号，亦不输出第一方波信号。其中，第一使能信号为持续的信号。

第二电源转换电路32连接于频率切换设置电路40，用于根据频率切换设置电路40输出的PWM控制信号，将外部提供的电信号转换为第二方波信号输出。在本实施方式中，控制第二电源转换电路32受控于第二使能信号，用以选择控制第二电源转换电路32是否接收PWM控制信号，若接收到第二使能信号，则第二电源转换电路32接收频率切换控制电路40输出的PWM控制信号以输出第二方波信号。若没有接收到第二使能信号，则第二电源转换电路32不接收频率切换控制电路40输出的PWM控制信号，亦不输出第二方波信号。其中，第二使能信号为持续的信号。

变压电路20包括第一变压电路21与第二变压电路22。第一变压电路21连接于第一电源转换电路31与第一灯管11之间，用于将第一方波信号升压整流后输出可驱动第一灯管11的第一弦波交流信号。第二变压电路22连接于第二电源转换电路32与第二灯管12之间，用于将第二交流信号升压整流后输出可驱动第二灯管12的第二弦波交流信号。

反馈电路60连接于双灯管11、12与频率切换控制电路50之间，用于将流经第一灯管11的第一电流信号反馈至第一频率切换控制电路51以及流经第二灯管12的第二电流信号反馈至第二频率切换控制电路52，以控制第一频率切换控制电路51与第二频率切换控制电路52的输出。

图2是本发明的频率切换控制电路50与频率切换设置电路40的细化电路图。

在本实施方式中，第一频率切换控制电路51包括第一充电电路511与第一开关电路512。第一充电电路511接收第一使能信号，并根据第一使能信号输出第一频率切换信号。第一开关电路512接收反馈电路60反馈的流经第一灯管11的第一电流信号，并在收到第一电流信号后短路第一充电电路511的输出。

在本实施方式中，第一充电电路511包括第一电阻R1与第一电容C1。第一电阻R1一端接收第一使能信号，其阻值较小，用于限流。第一电容C1一端连接于第一电阻R1的另一端，第一电容C1另一端接地。当第一充电电路511接收到第一使能信号后，经过第一电阻R1对第一电容C1进行充电，并于第一电阻R1与第一电容C1的交接点输出第一频率切换信号。

第一开关电路512包括第二电阻R2与第一晶体管Q1，第二电阻R2一端接收反馈电路60所反馈的第一电流信号，用于限流。在本实施方式中，第一晶体管Q1的基极连接于第二电阻R2的另一端，其集电极连接于第一电阻R1与第一电容C1的交接点，其发射极接地。当第一开关电路512通过第二电阻R2接收到第一电流信号后，第一晶体管Q1的基极电压升高，使得第一晶体管Q1导通，将第一充电电路511的输出经过第一晶体管Q1的集电极发射极接地，则第一充电电路511停止向频率切换设置电路40输出第一频率切换信号。

作为本发明一实施例的进一步改进，第一开关电路512还包括第二电容C2，其一端连接于第二电阻R2的一端，其另一端接地，用于对第一电流信号进行滤波。

第二频率控制电路52包括第二充电电路521与第二开关电路522。第二充电电路521用于接收第二使能信号，并根据第二使能信号输出第二频率切换信号。第二开关电路522，用于接收反馈电路60反馈的流经第二灯管12的第二电流信号，并在收到第二电流信号后短路第二充电电路521的输出。

在本实施方式中，第二充电电路521包括第三电阻R3与第三电容C3。第三电阻R3一端用于接收第二使能信号，其阻值较大，用于延时。第三电容C3一端连接于第三电阻R3的另一端，第三电容C3的另一端接地。当第二充电电路521接收到第二使能信号后，经过第三电阻R3延时后对第三电容C3充电，并于第三电阻R3与第三电容C3的交接点输出第二频率切换信号。

第二开关电路522包括第四电阻R4与第二晶体管Q2，第四电阻R4一端输入反馈电路60所反馈的第二电流信号，用于限流。第二晶体管Q2基极连接于第四电阻R4的另一端，其集电极连接于第三电阻R3与第三电容C3的交接点，其发射极接地。当第二开关电路522通过第四电阻R4接收到第二电流信号后，第二晶体管Q2的基极电压升高，使得第二晶体管Q2导通，第二充电电路521的输出经过第二晶体管Q2的集电极发射极接地，则第二充电电路521停止向频率切换电路40输出第二频率切换信号。

作为本发明一实施例的进一步改进，第二开关电路522还包括第四电容C4，一端连接于第四电阻R4的一端，另一端接地，用于对第二电流信号进行滤波。

作为本发明一实施例的进一步改进，通过调整第二充电电路521中第三电阻R3与第三电容C3的值来预设计数值，用于控制第二频率切换控制电路52延时发送第二频率切换信号。当第二充电电路521接收到第二使能信号时开始计数，第二频率切换控制电路52若在预设计数值计数完后仍未接收到反馈电路60的第二电流信号，则发送第二频率切换信号至频率切换设置电路40。

频率切换设置电路40还包括第五电阻R5、第六电阻R6及第三晶体管Q3。第五电阻R5一端连接于PWM控制器41。第六电阻R6一端连接于PWM控制器41，另一端接地。第三晶体管Q3基极接收第一频率切换控制电路51与第二频率切换控制电路52输出的第一与第二频率切换信号，其集电极连接于第五电阻R5的另一端。其中，当第三晶体管Q3接收到第一频率切换信号或第二频率切换信号时，第三晶体管Q3导通，使第五电阻R5与第六电阻R6所构成的并联电路的阻抗降低。

具体而言，当第三晶体管Q3接收到第一频率切换信号或第二频率切换信号时，进入导通状态，此时频率切换设置电路40的阻抗相当于第五电阻R5与第六电阻R6并联，阻抗较小。当第三晶体管Q3没有接收到第一频率切换信号或第二频率切换信号中的任何一个信号时，进入截止状态，此时频率切换设置电路40的阻抗相当于是第六电阻R6，阻抗较大。

在本实施方式中，频率切换设置电路40的阻抗不同，其流经PWM控制器41的电流则不同，阻抗越大，则电流越小，PWM控制器41输出的频率则越慢。

PWM控制器41包括灯管时钟震荡器411与控制逻辑单元412，用于产生PWM控制信号。灯管时钟震荡器411用于根据第五电阻R5与第六电阻R6所构成的并联电路阻抗的大小调整其输出的频率。在本实施方式中，当电流较大时，即第三晶体管Q3处于导通状态时，灯管时钟震荡器411产生的频率较快，也就是使相应的第一灯管11或第二灯管12处于点灯模式(Striking Mode)。当电流较小时，即第三晶体管Q3处于截止状态时，灯管时钟震荡器411产生的频率较慢，也就是使双灯管11、12处于工作模式(Operation Mode)。控制逻辑单元412用于根据灯管时钟震荡器411所产生的频率输出PWM控制信号至图1中电源转换电路30。在本实施方式中，PWM控制信号包括使双灯管11、12进入点灯模式的或工作模式的PWM控制信号。

作为本发明一实施例的进一步改进，双灯管驱动电路还包括连接电路70，连接于第一频率切换控制电路51、第二频率切换控制电路52与频率切换设置电路40之间，用于将第一频率切换控制电路51输出的第一频率切换信号及第二频率切换控制电路52输出的第二频率切换信号经由同一点，即第三晶体管Q3的基极传送至频率切换设置电路40，而彼此之间不会产生干扰。

连接电路70包括第一二极管D1、第二二极管D2及第七电阻R7。第一二极管D1的阳极连接于第一频率切换控制电路51，第二二极管D2的阳极连接于第二频率切换控制电路52。第七电阻R7的一端连接至第一二极管D1与第二二极管D2的阴极，另一端连接于频率切换设置电路40，用于将电流信号转换成电压信号。其中，第一二极管D1与第二二极管D2用于避免第一频率切换控制电路51与第二频率切换控制电路52之间的干扰。

在其它实施方式中，所述多个电阻，如第三电阻R3、第六电阻R6等的个数及阻值可依实际电路的需求灵活予以设定，不唯本实施方式所揭示者。

图3与图4分别为本发明的以工作模式及点灯模式驱动第二灯管12后第一电流信号与第二电流信号的变化及液晶显示面板的平均亮度的示意图。

图3与图4皆是本发明的双灯管驱动电路以接收到第一使能信号为起始点。t1时间为双灯管驱动电路接收到第二使能信号的时间，在t1时间之前第一灯管11已经完成从点灯模式到工作模式的的转换。t2时间为第二充电电路521的计数时间，自从t1时间开始计数。若在t2计数时间内第二灯管12无法以工作模式驱动，则在t3时间内转入点灯模式驱动，待接收到第二电流信号后再进入工作模式。

从图3的可以看出，若第二灯管12在t2时间内成功以工作模式驱动的，则第一灯管11的电流信号无异常，因此液晶显示面板的平均亮度Nits(cd/m2)亦无异常亮度变化。从图4的测量结果可以看出，若第二灯管12无法在t2时间内以工作模式驱动，则转以点灯模式驱动，此时第一灯管11会产生一定的干扰电流，液晶显示面板的平均亮度Nits(cd/m2)亦会在t3时间内出现异常亮度变化。

因为本发明首先以工作模式驱动，只有在工作模式驱动不成功的情况下，才采用点灯模式，可以减少液晶显示面板的平均亮度出现异常亮度变化的情况。

本发明采用频率切换控制电路50与频率切换设置电路40，可以分别对第一使能信号与第二使能信号进行响应，实现第一灯管11与第二灯管12的异步驱动，光效率与电效率都优于同步驱动的方式。同时利用反馈电路60与第二充电电路512的计数功能对第二灯管12的驱动方式进行选择，使可调光的范围增加，避免了面板瞬间亮度的异常变化。

Claims (16)

1.一种双灯管驱动电路，用于驱动第一灯管与第二灯管，其特征在于，所述双灯管驱动电路包括：

第一频率切换控制电路，用于接收第一使能信号，并根据所述第一使能信号输出第一频率切换信号；

第二频率切换控制电路，用于接收第二使能信号，并根据所述第二使能信号输出第二频率切换信号；

频率切换设置电路，与所述第一频率切换控制电路及所述第二频率切换控制电路相连接，用于根据所述第一频率切换信号或所述第二频率切换信号调整输出不同的脉宽调变控制信号；

第一电源转换电路，连接于所述频率切换设置电路，用于根据所述频率切换设置电路输出的脉宽调变控制信号将外部电信号转换为第一方波信号输出；

第二电源转换电路，连接于所述频率切换设置电路，受控于第二使能信号以接收所述频率切换设置电路输出的脉宽调变控制信号，将外部电信号转换为第二方波信号输出；

第一变压电路，连接于所述第一电源转换电路与所述第一灯管之间，用于将所述第一方波信号升压整流后输出可驱动所述第一灯管的第一弦波交流信号；

第二变压电路，连接于所述第二电源转换电路与所述第二灯管之间，用于将所述第二方波信号升压整流后输出可驱动所述第二灯管的第二弦波交流信号；及

反馈电路，连接于所述第一灯管、所述第二灯管与所述第一频率切换控制电路、所述第二频率切换控制电路之间，用于将流经所述第一灯管的第一电流信号反馈至所述第一频率切换控制电路，以及将流经所述第二灯管的第二电流信号反馈至所述第二频率切换控制电路，以控制所述第一频率切换控制电路与所述第二频率切换控制电路的输出。

2.如权利要求1所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第一电源转换电路在收到所述第一使能信号后才接收所述频率切换设置电路输出的脉宽调变控制信号。

3.如权利要求1所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第一频率切换控制电路包括：

第一充电电路，用于接收所述第一使能信号，并根据所述第一使能信号输出所述第一频率切换信号；及

第一开关电路，用于接收所述反馈电路所反馈的第一电流信号，并在收到所述第一电流信号后短路所述第一充电电路的输出。

4.如权利要求3所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第一充电电路包括：

第一电阻，一端接收所述第一使能信号，用于限流；及

第一电容，一端连接于所述第一电阻的另一端，其另一端接地；

其中，当所述第一充电电路接收到所述第一使能信号后，经过所述第一电阻对所述第一电容进行充电，并于所述第一电阻与所述第一电容的交接点输出所述第一频率切换信号。

5.如权利要求4所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：

第二电阻，一端接收所述反馈电路所反馈的第一电流信号；及

第一晶体管，其基极连接于所述第二电阻的另一端，其集电极连接于所述第一电阻与所述第一电容的交接点，其发射极接地；

其中当所述第一开关电路通过所述第二电阻接收到第一电流信号后，所述第一晶体管的基极电压升高，使得所述第一晶体管导通，所述第一充电电路的输出经过所述第一晶体管的集电发射极接地，则所述第一充电电路停止向所述频率切换设置电路输出所述第一频率切换信号。

6.如权利要求5所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第一开关电路还包括第二电容，一端连接于所述第二电阻的一端，另一端接地，用于对所述第一电流信号进行滤波。

7.如权利要求3所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第二频率切换控制电路包括：

第二充电电路，用于接收所述第二使能信号，并根据所述第二使能信号输出所述第二频率切换信号；及

第二开关电路，用于接收所述反馈电路所反馈的第二电流信号，并根据所述第二电流信号控制所述第二充电电路是否继续输出所述第二频率切换信号。

8.如权利要求7所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第二充电电路包括：

第三电阻，一端接收所述第二使能信号，用于延时；及

第三电容，一端连接于所述第三电阻的另一端，另一端接地；

其中，当所述第二充电电路接收到所述第二使能信号后，经过所述第三电阻延时后对所述第三电容充电，并于所述第三电阻与所述第三电容的交接点输出所述第二频率切换信号。

9.如权利要求8所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第二充电电路还包括计数功能，通过调整第三电阻与第三电容的值来预设计数值，用于控制第二频率切换控制电路延时产生所述第二频率切换信号。

10.如权利要求9所述的双灯管驱动电路，其特征在于，第二充电电路接收到所述第二使能信号开始计数；所述第二频率切换控制电路若在预设的计数完成后仍没有接收到所述反馈电路所反馈的所述第二电流信号，则发送所述第二频率切换信号至所述频率切换设置电路。

11.如权利要求8所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：

第四电阻，一端用于输入所述反馈电路所反馈的第二电流信号，用于对所述第二电流信号进行延时；及

第二晶体管，其基极连接于所述第四电阻的另一端，其集电极连接于所述第三电阻与所述第三电容的交接点，其发射极接地，用于对所述第二充电电路的输出进行控制；

其中，当所述第二开关电路通过所述第四电阻接收到所述第二电流信号后，所述第二晶体管导通，所述第二充电电路的输出经过所述第二晶体管的集电发射极接地，则所述第二充电电路停止向所述频率切换设置电路输出所述第二频率切换信号。

12.如权利要求11所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述第二开关电路还包括第四电容，一端连接于所述第四电阻的一端，另一端接地，用于对所述第二电流信号进行滤波。

13.如权利要求7所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述频率切换设置电路包括：

脉宽调变控制器，用于产生所述脉宽调变控制信号；

第五电阻，一端连接于所述脉宽调变控制器；

第六电阻，一端连接于所述脉宽调变控制器，另一端接地；

第三晶体管，其基极接收所述第一频率切换控制电路与所述第二频率切换控制电路输出的频率切换信号，其集电极连接所述第五电阻的另一端，其发射极接地；

其中，当所述第三晶体管接收到所述第一频率切换信号或所述第二频率切换信号时，所述第三晶体管导通，使得所述第五电阻与所述第六电阻所构成的并联电路阻抗降低。

14.如权利要求13所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述脉宽调变控制器包括：

灯管时钟震荡器，用于根据所述第五电阻与所述第六电阻所构成的并联电路阻抗大小调整其输出的频率；及

控制逻辑单元，用于根据所述灯管时钟震荡器所输出的频率输出脉宽调变控制信号至所述电源转换电路。

15.如权利要求1所述的双灯管驱动电路，其特征在于，还包括连接电路，连接于所述第一频率切换控制电路、所述第二频率切换控制电路与所述频率切换设置电路之间，用于将所述第一频率切换控制电路及所述第二频率切换控制电路所传送的第一频率切换信号及第二频率切换信号传送至所述频率切换设置电路。

16.如权利要求15所述的双灯管驱动电路，其特征在于，所述连接电路包括：

第一二极管，其阳极连接于所述第一频率切换控制电路；

第二二极管，其阳极连接于所述第二频率切换控制电路，其阴极连接于所述第一二极管的阴极；及

第七电阻，其一端连接至所述第一二极管与所述第二二极管的阴极，另一端连接于所述频率切换设置电路；

其中，所述第一二极管与第二二极管用于避免所述第一频率切换控制电路与所述第二频率切换控制电路之间的干扰。

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