CN101835321B

CN101835321B - 非对称保护检测电路

Info

Publication number: CN101835321B
Application number: CN 200910126960
Authority: CN
Inventors: 艾祖华
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: CN101835321A

Abstract

一种非对称保护检测电路包括：第一灯管；多支第二灯管；第一变压器，包括第一一次侧及第一二次侧，第一二次侧具有第一端及第二端，第一端连接到第一灯管的一侧；多个第二变压器，分别包括第二一次侧及第二二次侧，多个第二二次侧分别具有一第四端及一第三端，多个第三端分别连接至一第二灯管的一侧；多个阻抗，第二端及多个第四端分别经由一阻抗接地，第二端及阻抗连接于一第一连接点，各第四端及阻抗的连接点并接于一第二连接点；以及电压差分压单元，设置于第一连接点及第二连接点之间，并于其间产生一电压检测点。本发明可准确检测出LCD背光源的任一灯管是否有异常情形。

Description

非对称保护检测电路

技术领域

本发明涉及一种非对称保护检测电路，尤其涉及一种可准确检测出LCD背光源的灯管是否有异常情形的非对称保护检测电路。

背景技术

图1为公知LCD背光源的灯管异常检测电路图，该灯管异常检测电路包括一驱动电路91、第一及第二变压器921和922、第一灯管931及第二灯管932、两个第一及第二电容941和942、一电压保护检测电路95、一电流保护检测电路96、一脉冲宽度调制IC97。其中脉冲宽度调制IC97及第一变压器921及第二变压器922的一次侧与驱动电路91相连接，而第一及第二变压器921、922二次侧的其一端部与第一灯管931及第二灯管932的一侧相连接，另一端部则与电流保护检测线部96相连接，第一及第二灯管931、932的另一侧则接地，并将两个第一电容941的一端分别与第一及第二变压器921、922二次侧的一端与第一及第二灯管931、932的一侧相连接，两个第一电容941的另一端则分别与第二电容942的一端部相连接，两个第二电容942的另一端则接地，而第一及第二电容941、942的连接处形成一检测点98，该检测点98与电压保护检测电路95相连接，并将电压保护检测电路95及电流保护检测电路96与脉冲宽度调制IC97相连接。

通过电压保护检测电路95针对检测点98电压进行检测，以得知第一及第二灯管931、932是否有异常情形发生。然而，第一变压器921及第二变压器922此组变压器二次侧用分压电路检测灯管电压，若灯管开路时，电压过高，而使电压保护检测电路95动作。而灯管短路时则利用每组变压器二次侧串接电流保护检测电路来保护，使检测电路元件过多。

图2为公知LCD背光源的桥式相位检测装置的电路图，该桥式相位检测装置包括驱动电路81、第一变压器821、第二变压器822、第一灯管831、第二灯管832、阻抗841、阻抗842、阻抗843、电压保护检测电路85、电流保护检测电路86以及脉冲宽度调制IC87。其中第一及第二变压器821、822的一次侧与驱动电路81相连接，而第一及第二变压器821、822二次侧的其一端部分别与第一及第二灯管831、832的一侧相连接，二次侧的另一端部则与电流保护检测电路86相连接，该第一及第二灯管831、832的另一侧接地，并将阻抗841的一端部与第一变压器821二次侧一端及第一灯管831一侧的连接处相连接，该阻抗842的一端部则与第二变压器822二次侧一端及第二灯管832一侧的连接处相连接，并将阻抗841及阻抗842的另一端相连接，以形成有一检测点7，该电压检测点7与阻抗843及电压保护检测电路85相连接，该电压保护检测电路85及电流保护检测电路86并与脉冲宽度调制IC87相连接，脉冲宽度调制IC87则与驱动电路81连接，以形成一检测回路。

将第一灯管831及第二灯管832的相位设定成相反，而检测点7的电压由阻抗841及阻抗842的相位相加而成，使该检测点7的电压于正常工作时的相位恰好相差180度，故阻抗841及阻抗842相加后的电压趋近于零电压，不会触发电压保护检测电路85；若任一灯管开路时，阻抗841及阻抗842相加后的电压会产生相位差，使其相加后的工作电压不会为零电压，致使电压保护检测电路85可轻易检测出第一及第二灯管831、832是否有异常情形发生。但是，当第一及第二灯管831、832同时开路时，检测点7也无法触发电压触发保护电路85。

图3为公知对称式电压保护检测电路的电路图，该对称式电压保护检测电路700包括第一及第二灯管711、712、驱动电路(driver)720、控制器730、第一及第二变压器T1和T2、4电阻器R1、R2、R3和R4以及一对二极管D1和D2。第一及第二变压器T1和T2分别连接到驱动电路720与相应的第一及第二灯管711和712之间，来自驱动电路720的驱动信号通过第一及第二变压器T1和T2。驱动电路720连接到第一及第二变压器T1和T2的一次侧，而第一及第二变压器T1和T2的二次侧连接到第一及第二灯管711和712的一侧。

第一及第二灯管711、712的另一侧分别通过电阻器R3及R4连接到基准电压Vref，第一及第二灯管711、712借由基准电压Vref及提供给第一及第二灯管711、712的电压之间的电压差被点亮。基准电压Vref为接地电压。自第一及第二灯管711、712穿过二极管D1、D2的总电流IFB提供给控制器730作为反馈电流。第一及第二变压器T1、T2的二次侧彼此连接，而在第一及第二变压器T1、T2之间的节点E为中心点，由第一灯管711形成的负载与由第二灯管712形成的负载是对称的，节点E连接到和接地点串连的电阻器R1及R2上，控制器730检测在R1及R2之间的电压Vd。当第一及第二灯管711、712正常连接与工作时，第一及第二变压器T1、T2的二次侧通过相同的电流，故连接到节点E到接地端的电阻器R1及R2将无电流通过，电压检测点的电压为零。若任一灯管开路时，两变压器的差异电流将通过电阻器R1及R2，使电压检测点的电压升高，电压Vd超过一个参考值而使保护电路动作，此时控制器730提供一个断开信号到驱动电路720，关闭驱动电路720。但是，当两灯管同时开路时，电压检测点的电压Vd并未超过该参考值，同样无法触发保护电路。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在提供一种非对称保护检测电路，用以准确检测出LCD背光源的灯管是否有异常情形，且若有任一灯管发生异常，皆可被检测出来。

为达上述目的，本发明提出一种非对称保护检测电路包括至少一灯管模块，灯管模块其包括：第一灯管；多支第二灯管；第一变压器，包括第一一次侧及第一二次侧，第一二次侧具有一第一端及一第二端，第一端连接到第一灯管的一侧；多个第二变压器，分别包括一第二一次侧及一第二二次侧，各第二二次侧具有一第四端及一第三端，各第三端连接至所述多支第二灯管其中之一的一侧；多个阻抗，第二端及些第四端分别经由所述多个阻抗其中之一接地，第二端及阻抗连接于一第一连接点，各第四端及阻抗的连接点并接于一第二连接点；以及电压差分压单元，其一端与该第一连接点连接，另一端与该第二连接点连接，产生一电压检测点。

承上所述，于非对称保护检测电路中，其中之一灯管异常时，相加后的电压不为零电压，使电压保护检测电路可轻易检测出任一灯管的异常。当所有灯管皆异常时，电流保护检测电路检测的电流值几乎为零，因此，任一支灯管异常时，本发明的非对称保护检测电路皆可检测出来。

附图说明

图1为公知LCD背光源的灯管异常检测电路图；

图2为公知LCD背光源的桥式相位检测装置的电路图；

图3为公知对称式电压保护检测电路的电路图；

图4为本发明优选实施例的非对称保护检测电路一形态的电路图；

图5为本发明另一实施例的非对称保护检测电路另一形态的电路图；

图6为图5的非对称保护检测电路的电压保护检测电路的电路示意图；

图7A为本发明的非对称保护检测电路正常工作波形图；以及

图7B至7D为本发明的非对称保护检测电路异常工作波形图。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

1、1’：非对称保护检测电路

10：灯管模块 11、720、81、91：驱动电路

15、15’、85、95：电压保护检测电路

151：整流滤波单元 152：或门

16、16’、86、96：电流保护检测电路

17、87、97：脉冲宽度调制IC

21、821、921、T₁：第一变压器

22、822、922、T₂：第二变压器

31、711、831、931：第一灯管

32、712、832、932：第二灯管

40：电压差分压单元 7、98：检测点

700：对称式电压保护检测电路

730：控制器

841、842、843、Z₁～Z_N：阻抗

941：第一电容 942：第二电容

A：第一连接点 B：第二连接点

C、C₁～C_N：电压检测点 D₁、D₂：二极管

E：节点 I_FB：电流

R₁、R₂、R₃、R₄：电阻器 V_A、V_B、V_C、V_d：电压

V₀：额定输出电压峰值 V_ref：基准电压

Z_A：第二阻抗 Z_B：第三阻抗

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明实施例的非对称保护检测电路。

图4为本发明优选实施例的非对称保护检测电路一形态的电路图。图5为本发明优选实施例的非对称保护检测电路另一形态的电路图。非对称保护检测电路1及1’用于平面显示器的直下式背光模块中，本发明的非对称保护检测电路包括至少一灯管模块10，灯管模块10主要包括第一灯管31；多支第二灯管32；第一变压器21；多个第二变压器22；多个阻抗Z₁～Z_N以及电压差分压单元40。图4的非对称保护检测电路1包括一灯管模块10，图5的非对称保护检测电路1包括多个灯管模块10，以下先以非对称保护检测电路1为例进行说明。

第一灯管31及多支第二灯管32为冷阴极灯管(CCFL)，但不以此为限。第一变压器21包括第一一次侧及第一二次侧，第一二次侧具有一第一端及一第二端，第一端用以提供具有第一相位的交流电。第一端连接到第一灯管31的一侧，第一灯管31的另一侧接地。多个第二变压器22，分别包括一第二一次侧及一第二二次侧，各第二二次侧具有一第三端及一第四端，第三端用以提供具有第二相位的交流电，其中第一相位与第二相位相差一百八十度，当第一端及第四端为正高压端时，第二端及第三端为负高压端；当第一端及第四端为负高压端，第二端及第三端为正高压端。该些第三端分别连接至一第二灯管32的一侧，多支第二灯管32的另一侧接地。

第二端及多个第四端分别经由一阻抗接地，第二端及阻抗连接于一第一连接点A，各第四端及阻抗的连接点并接于一第二连接点B。电压差分压单元40包括第二阻抗Z_A及第三阻抗Z_B，第二阻抗Z_A的一端与第一连接点A相连接，第三阻抗Z_B的一端与第二连接点B相连接，第二阻抗Z_A的另一端与第三阻抗Z_B的另一端连接于一电压检测点C。其中第二阻抗Z_A的阻抗值及第三阻抗Z_B的阻抗值远大于多个阻抗Z₁～Z_N的阻抗值，第二阻抗Z_A的阻抗值与第三阻抗Z的阻抗值相等。多个阻抗Z₁～Z_N、第二阻抗Z_A及第三阻抗Z_B为电容器或电阻元件。

非对称保护检测电路1还包括一驱动电路11，与第一变压器21的第一一次侧及多个第二变压器22的第二一次侧相连接，驱动电路11用以转换直流电源为交流电源，提供交流电源给第一变压器21的第一一次侧及多个第二变压器22的第二一次侧。

非对称保护检测电路1还包括电压保护检测电路15，与电压检测点C连接，用以检测电压检测点C的电压，并产生一第一保护信号。电压检测点C的电压于正常工作时趋近于零电压，若电压保护检测线路15检测到的电压非趋近于零电压，且大于一基准电压时，即代表灯管产生异常，电压保护检测线路15即输出第一保护信号，关闭驱动电路11。

非对称保护检测电路1还包括一电流保护检测电路16，与第一端及阻抗的连接点相连接，用以检测第一灯管31是否有电流通过，当电流保护检测电路16检测无电流通过时，输出一第二保护信号，关闭驱动电路11。

非对称保护检测电路1还包括一该脉冲宽度调制IC17，电压保护检测电路15及电流保护检测电路16与脉冲宽度调制IC17相连接，脉冲宽度调制IC17与驱动电路11连接，脉冲宽度调制IC17接收第一或第二保护信号，以控制驱动电路11的开或关。

以下说明如图5所示的非对称保护检测电路1’，其与非对称保护检测电路1’相同之处不再赘述，不同之处说明如下。

如图5所示，非对称保护检测电路1’包括多个灯管模块10，非对称保护检测电路1’具有多个电压检测点C₁～C_N与电压保护检测电路15’连接，以检测多个电压检测点C₁～C_N的电压。

图6为图5的非对称保护检测电路的电压保护检测电路的电路示意图，电压保护检测电路15’包括整流滤波单元151以及或门(OR gate)152。整流滤波单元151对多个电压检测点C₁～C_N的电压进行整流滤波并输出多个输入电压。或门152，与整流滤波单元151连接，根据多个输入电压输出一第一保护信号，当第一保护信号为高电平时，关闭该驱动电路11。

非对称保护检测电路1’还包括电流保护检测电路16’与多个第一连接点A连接，以检测多个第一连接点A的电流，当电流保护检测电路16’检测任一第一连接点A无电流通过时，输出一第二保护信号，关闭驱动电路11。

此外，当非对称保护检测电路1’包括多个灯管模块10时，各灯管模块10可有至少一支灯管重叠，也即，该支灯管同时属于两个不同灯管模块，如此在一灯管模块全异常(开路)时，它组有共重叠使用的灯管模块也可检测出异常而使保护动作。

图7A为本发明一应用例的非对称保护检测电路正常工作波形图，图7B至图7D为本发明的非对称保护检测电路异常工作波形图。举例来说，当非对称保护检测电路1包括一支第一灯管31及两支第二灯管32，且第一端为正高压端，第三端为负高压端时，阻抗Z₁～Z₃的阻抗值相等，第二阻抗Z_A及第三阻抗Z_B的阻抗值相等且远大于阻抗Z₁～Z₃的阻抗值。如图7A所示，当三支灯管都正常工作时，电压检测点C的电压V_C为第一连接点A的电压V_A及第二连接点B的电压V_B的总的二分之一，当电压V_A的峰值为+V₀时(V₀为额定输出电压峰值)，两支第二灯管32的电流于第二连接点B电压V_B为-V₀，所以，电压检测点C的电压V_c趋近于零电压。

如图7B所示，当其中之一第二灯管32异常(开路)时，B点的电压降为-(1/2)V_o，电压检测点C的电压V_C为(V_A+V_B)/2，其峰值约为+(1/4)V₀，不为零电压，使电压保护检测电路15可轻易检测出第二灯管32的异常。如图7C所示，当第一灯管31开路，而两支第二灯管32正常时，V_A约为零电压，当V_B的峰值为-V₀时，V_C的峰值约为-(1/2)V₀。如图7D所示，当第一灯管31正常工作，而两支第二灯管32开路时，V_B约为零电压，当V_A的峰值为+V₀时，V_C的峰值约为+(1/2)V₀。当三支灯管皆异常时，虽然无法以C点检测异常，但借由电流保护检测电路16会检测出电流值异常(几乎为零)而使保护功能动作。因此，任何灯管异常的情形，本发明的非对称保护检测电路皆可检测出来。

综上所述，本发明的非对称保护检测电路，其中之一灯管异常时，相加后的电压不为零电压，使电压保护检测电路可轻易检测出灯管的异常。当所有灯管皆异常时，电流保护检测电路检测的电流值几乎为零，因此，任一支灯管异常时，本发明的非对称保护检测电路皆可检测出来。

以上所述仅为举例性，而非为限制性的。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于所附的权利要求的保护范围中。

Claims

1.一种非对称保护检测电路，该非对称保护检测电路包括至少一灯管模块，该灯管模块包括：

一第一灯管；

多支第二灯管；

一第一变压器，包括一第一一次侧及一第一二次侧，该第一二次侧具有一第一端及一第二端，该第一端连接到该第一灯管的一侧；

多个第二变压器，分别包括一第二一次侧及一第二二次侧，所述多个第二二次侧分别具有一第三端及一第四端，所述多个第三端分别连接至所述多支第二灯管其中之一的一侧；

多个阻抗，该第二端及所述多个第四端分别经由所述多个阻抗其中之一接地，该第二端及该阻抗连接于一第一连接点，各该第四端及该阻抗的连接点并接于一第二连接点；以及

一电压差分压单元，其一端与该第一连接点连接，另一端与该第二连接点连接，于其间产生一电压检测点。

2.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其中该第一灯管及所述多个第二灯管为冷阴极灯管。

3.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其中该第一灯管及所述多个第二灯管的另一侧接地。

4.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其中该电压差分压单元包括一第二阻抗及一第三阻抗，该第二阻抗的一端与该第一连接点连接，该第三阻抗的一端与该第二连接点连接，该第二阻抗的另一端与该第三阻抗的另一端连接于该电压检测点。

5.如权利要求4所述的非对称保护检测电路，其中该第二阻抗的阻抗值与该第三阻抗的阻抗值相等。

6.如权利要求4所述的非对称保护检测电路，其中所述多个阻抗、第二阻抗及第三阻抗为电容器。

7.如权利要求4所述的非对称保护检测电路，其中所述多个阻抗、第二阻抗及第三阻抗为电阻元件。

8.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其中该第一端用以提供具有第一相位的交流电，该第三端用以提供具有第二相位的交流电，该第一相位与该第二相位相差一百八十度。

9.如权利要求1或8所述的非对称保护检测电路，其中该第一端为正高压端，所述多个第三端为负高压端。

10.如权利要求1或8所述的非对称保护检测电路，其中该第一端为负高压端，所述多个第三端为正高压端。

11.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其还包括一驱动电路，与该第一变压器的该第一一次侧及所述多个第二变压器的该第二一次侧相连接，该驱动电路用以转换直流电源为交流电源，提供交流电源给该第一变压器的该第一一次侧及所述多个第二变压器的所述多个第二一次侧。

12.如权利要求11所述的非对称保护检测电路，其还包括一电压保护检测电路，与该电压检测点连接，用以检测该电压检测点的电压，并输出一第一保护信号。

13.如权利要求12所述的非对称保护检测电路，其中该电压检测点的电压于正常工作时趋近于零电压，若该电压保护检测电路检测到的电压大于一基准电压时，即代表其中一灯管产生异常，输出该第一保护信号，关闭该驱动电路。

14.如权利要求11所述的非对称保护检测电路，其还包括一电流保护检测电路，与该第一连接点连接，用以检测该第一灯管的电流是否有电流通过。

15.如权利要求14所述的非对称保护检测电路，其中当该电流保护检测电路检测无电流通过时，输出一第二保护信号，关闭该驱动电路。

16.如权利要求11所述的非对称保护检测电路，其中该非对称保护检测电路包括多个灯管模块时，该非对称保护检测电路包括多个电压检测点与该电压保护检测电路连接，以检测所述多个电压检测点的电压，并发出一第一保护信号。

17.如权利要求16所述的非对称保护检测电路，其中该电压保护检测电路包括：

一整流滤波单元，对所述多个电压检测点的电压进行整流滤波后输出多个输入电压；以及

一或门，与整流滤波单元连接，根据所述多个输入电压输出一第一保护信号。

18.如权利要求17所述的非对称保护检测电路，其中当该电压保护检测电路输出的该保护信号为高电平时，关闭该驱动电路。

19.如权利要求11所述的非对称保护检测电路，其中当该非对称保护检测电路包括多个灯管模块时，该非对称保护检测电路具有多个第一连接点，该非对称保护检测电路还包括一电流保护检测电路与所述多个第一连接点连接，以检测所述多个第一连接点的电流，并发出一第二保护信号。

20.如权利要求19所述的非对称保护检测电路，其中当该电流保护检测电路检测任一所述多个第一连接点无电流通过时，发出该第二保护信号，关闭该驱动电路。

21.如权利要求12至20中任意一所述的非对称保护检测电路，其还包括一脉冲宽度调制IC，该电压保护检测电路及该电流保护检测电路与该脉冲宽度调制IC相连接，该脉冲宽度调制IC与该驱动电路连接，该脉冲宽度调制IC接收所述多个保护信号，以控制该驱动电路的开或关。

22.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其中当该非对称保护检测电路包括多个灯管模块时，各该灯管模块至少一支灯管同时属于两个不同灯管模块。

23.如权利要求1所述的非对称保护检测电路，其用于平面显示器的直下式背光模块。