CN1649464B - 状态检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种状态检测装置，能简单而确实地检测多个负荷的驱动状态。本发明状态检测装置(1)，用于在具有互相并联连接的多个负荷(11-1～11-4)和向该多个负荷(11-1～11-4)提供驱动电流的驱动单元(12)的装置中检测负荷(11-1～11-4)的驱动状态，其特点是，具有检测单元(41-1、41-2)，将多个负荷(11-1～11-4)分为多对并检测在各对中流动的电流；合成电压产生单元(42)，产生合成通过检测单元(41-1、41-2)所检测的检测电压(V1、V2)的合成电压(V3)，和状态检测单元(43-1、43-2)，根据以合成电压产生单元(42)所产生的合成电压(V3)和多个检测电压(V1、V2)的大小关系来检测多个负荷(11-1～11-4)的驱动状态。
Description
技术领域
本发明涉及状态检测装置，尤其是下述状态检测装置，这种装置在装有互相并联连接的多个负荷和向该多个负荷提供驱动电流的驱动单元的装置中检测该负荷的驱动状态。
背景技术
近几年，作为计算机用或电视机用的显示器，薄型、小功率液晶显示器引人注目。液晶显示器有透过型液晶显示器和反射型液晶显示器。其中，在透过型液晶显示器中设置用于从液晶画面背面供给光的背光。
在背光中，在很多情况下，采用冷阴极管(CCFL)等放电管。冷阴极管的个数随着液晶显示器的尺寸增加而增加。例如，17英寸液晶显示器通常采用4个冷阴极管。
图4是采用4个冷阴极管的系统结构示意图。
在装有4个冷阴极管101-1～101-4的情况下，为了简化连接，分为冷阴极管101-1和冷阴极管101-2所组成的一对和冷阴极管101-3和冷阴极管101-4所组成的一对，并通过3管脚连接器CN1、CN2连接各对冷阴极管而成。连接器CN1由端子T11、T12和T13三个端子构成，连接器CN2由端子T21、T22和T23三个端子构成。
如图4所示，冷阴极管101-1的高压侧与端子T11连接，冷阴极管101-2的高压侧与端子T12连接，冷阴极管101-1的低压侧与冷阴极管101-2的低压侧作为一个连接点，与端子T13连接。而且，冷阴极管101-3的高压侧与端子T21连接，冷阴极管101-4的高压侧与端子T22连接，冷阴极管101-3的低压侧与冷阴极管101-4的低压侧作为一个连接点，与端子T23连接。再者，端子T11、T12、T21、T22通过各电容器C与一个连接点连接，与驱动电路等连接，端子T13、T23通过电阻等接地连接。
这时，冷阴极管一般利用高压启动放电管，工作后以低压工作，在点亮失败的情况下，需要再启动。因此，需要检测放电管的点亮状态。历来，在检测放电管点亮的电路中，检测放电管两端的电压(例如，参照专利文献1：特開平7-45379号公报，专利文献2：特開平11-67474号公报，专利文献3：特開平2000-21586号公报)。
然而，现有检测放电管点亮的电路是检测一个灯点亮、熄灭状态的电路，在具有诸如大型液晶显示器的背光那样多个放电管的情况下，若一个灯点亮，则判断点亮。但是，在采用诸如大型液晶显示器的背光的多灯式灯单元的情况下，在一个放电管不能点亮，其它放电管点亮的状态下，液晶显示器画面亮度变得不均匀，进行不了正常显示。因此，要求即使在一个放电管不能点亮的情况下，也能确实检测不能点亮的状态检测装置。
发明内容
本发明是鉴于上述情况提出的，其目的是提供一种状态检测装置，能简单而又确实检测多个负荷的驱动状态。
本发明是状态检测装置(1)，可在具有相互并联连接的多个负荷(11-1～11-4)和向该多个负荷(11-1～11-4)提供驱动电流的驱动单元(12)的装置中检测负荷(11-11～11-4)的驱动状态，其特点是，具有检测单元(41-1、41-2)，来将多个负荷(11-1～11-4)分为多对并检测在各对中流动的电流；合成电压产生单元(42)，可产生将利用检测单元(41-1、41-2)所检测的检测电压(V1，V2)合成的合成电压(V3)；和状态检测单元(43-1、43-2)，可根据利用合成电压产生单元(42)所产生的电压(V3)与多个检测电压(V1、V2)的大小关系来检测多个负荷(11-1～11-4)的驱动状态。
而且，其特点是，具有第2状态检测单元(44)，根据利用合成电压产生单元(42)所产生的合成电压(V3)来检测多个负荷(11-1、11-2)的驱动状态。
再者，其特点是，可具有第3状态检测单元(45)，检测从驱动单元(12)给多个负荷(11-1～11-4)提供的电流、并根据电流来检测多个负荷(11-1～11-4)的驱动状态。
而且，其特点是，负荷(11-1～11-4)可为放电管。
再者，参考符号不过是参考，不由其限定本发明范围。
依据本发明，通过将相互并联连接的多个负荷分成多对并检测出外加在各对上的外加电压，产生将所检测的多个外加电压合成的电压，并根据所产生的合成电压和多个外加电压的大小关系来检测多个负荷的驱动状态，在多对中的任何一对中，负荷为非驱动状态时，可将其检测出来。因此，可确实检测多个负荷的点亮、熄灭状态。
附图说明
图1是本发明第一实施例的电路结构图。
图2是本发明第一实施例的操作说明图。
图3是本发明第二实施例的电路结构图。
图4是背光系统结构图。
具体实施方式
[第一实施例]
图1表示本发明第一实施例的电路结构示意图。
在本实施例中，以液晶显示器等背光系统为例进行说明。
本实施例的背光系统1由灯单元11、驱动电路12、驱动控制电路13和状态检测装置14构成。
灯单元11由4个冷阴极管(CCFL)11-1～11-4、电容器C11～C18构成。冷阴极管11-1～11-4互相并联连接，冷阴极管11-1和冷阴极管11-2在低压侧连接，可作为一个端子T13连接，冷阴极管11-3和冷阴极管11-4在低压侧连接，可作为一个端子T23连接。端子T13通过电阻R11接地。而且，端子T23通过电阻R12接地。
再者，冷阴极管11-1的高压侧与端子T11连接。端子T11通过电容器C11、C12与驱动电路12连接。冷阴极管11-2的高压侧与端子T12连接。端子T12通过电容器C13、C14与驱动电路12连接。冷阴极管11-3的高压侧与端子T21连接。端子T21通过电容器C15、C16与驱动电路12连接。冷阴极管11-4的高压侧与端子T22连接。端子T22通过电容器C17、C18与驱动电路12连接。在冷阴极管11-1～11-4中，从驱动电路12提供驱动电压。利用来自驱动电路12的驱动电压驱动和点亮灯单元11。
驱动电路12由电容器C20、变压器21、电阻R11和R12构成，根据来自驱动控制电路13的驱动信号同冷阴极管11-1～11-4一起谐振，从变压器21的次级线圈L2向冷阴极管11-1～11-4外加驱动电压。
驱动控制电路13依据将灯点亮的外来指示信号向驱动电路12提供驱动信号。
状态检测装置14由检测单元41-1、41-2、中间电位产生单元42、比较器43-1、43-2、完全熄灭状态检测单元44、驱动电流检测单元45和输出单元46构成。
检测单元41-1由二极管D41、电容器C41和电阻R41构成，与端子T13连接，产生将端子T13的电位整流与平滑化的检测电位V1。向比较器43-1的非反转输入端子和中间电压产生单元42提供在检测单元41-1整流和平滑化的检测电位V1。
检测单元41-2由二极管D42、电容器C42和电阻R42构成，与端子T23连接，产生将端子T23的电位整流与平滑化的检测电位V2。向比较器43-2的非反转输入端子和中间电位产生单元42提供在外加电压检测单元41-2整流与平滑化的检测电位V2。
中间电位产生单元42由二极管D43、D44、电阻R43、R44和R45构成，利用电阻R43～R45产生将检测单元41-1的检测电位V1与检测单元41-2的检测电位V2分压的中间电位V3。将在中间电位产生单元42所产生的中间电压V3向比较器43-1、43-2的反转输入端子和状态检测单元44提供。
比较器43-1将在检测单元41-1所检测的检测电位V1和在中间电位产生单元42所产生的中间电位V3的大小关系作比较，在检测电位V1高于中间电位V3时，将输出B作为高电平，若检测电位V1小于中间电位V3，则将输出B作为低电平。向输出单元46提供比较器43-1的输出B。
比较器43-2将在检测单元41-2所检测的检测电位V2和在中间电位产生单元42所产生的中间电位V3作比较，在检测电位V2高于中间电位V3时，将输出C作为高电平，而若检测电位V2小于中间电位V3，则将输出C作为低电平。向输出单元46提供比较器43-2的输出C。
而且，完全熄灭状态检测单元44由电阻46、R47和比较器44a构成，冷阴极管11-1～11-4检测完全熄灭状态。电阻46、R47将电源电压Vcc分压而产生基准电压Vref 1。向比较器44a的反转输入端子提供利用电阻R46、R47所产生的基准电压Vref 1。比较器44a将在中间电位产生单元42所产生的中间电位V3与利用电阻R46、R47所产生的基准电位Vref 1作比较，若中间电位V3高于基准电压Vref 1，则将输出A作为高电平，而若中间电位V3低于基准电压Vref 1，则将输出A作为低电平。向输出单元46提供状态检测单元44的输出A。
再者，驱动电流检测单元45检测向灯单元11所提供的驱动电流，对冷阴极管11-1或11-2与冷阴极管11-3或11-4(即两对中各取其一)逐个检测熄灭状态。驱动电流检测单元45由二极管D45、电容器C43、电阻R48～R50、比较器45a构成。二极管D45、电容器C43、电阻R48将构成驱动电路13的变压器21的原线圈L1的外加电压进行整流与平滑化而产生检测电压V4。向比较器45a的反转输入端子提供利用二极管D45、电容器C43和电阻R48进行整流和平滑化的检测电压V4。
另一方面，电阻R49、R50将电源电压VCC分压而产生基准电压Vref 2。向比较器45a的非反转输入端子提供利用电阻R49、R50所产生的基准电压Vref 2。
而且，这时，将电阻R49、R50设置为：由电阻R49、R50所产生的基准电压Vref 2高于在4个冷阴极管11-1～11-4点亮时的电压V4。
比较器45a将利用二极管D45、电容器C43、电阻C48进行整流和平滑化的检测电压V4与基准电压Vref 2做比较，若检测电压V4小于基准电压Vref 2，则将输出D作为高电平，而若检测电压V4高于基准电压Vref 2，则将输出D作为低电平。将状态检测单元45的输出D向输出单元46提供。
输出单元46由电阻R51、R52和NPN晶体管Q1构成。将比较器43-1、43-2、状态检测单元44、45的输出A、B、C、D向晶体管Q1的基极提供。通过电阻R52在晶体管Q1的集电极外加电源电压Vcc。在晶体管Q1的集电极与电阻R52的连接点上连接状态输出端子Tout。而且，晶体管Q1的发射极接地。再者，状态输出端子Tout与驱动控制电路13连接。
晶体管Q1，在冷阴极管11-1～11-4的任何一个熄灭、比较器43-1、43-2、状态检测单元44、45的输出A、B、C、D任何一个为低电平时断开，将状态输出端子Tout置为高电平。而且，晶体管Q1在冷阴极管11-1～11-4全部点亮、比较器43-1、43-2、状态检测单元44、45的输出A、B、C、D都是高电平时接通，将状态输出端子Tout置为低电平。
驱动控制电路13在状态输出端子Tout为低电平时，判断冷阴极管11-1～11-4全部点亮，向驱动电路12提供驱动信号，灯单元11继续点亮。而且，驱动控制电路13在状态输出端子Tout为高电平时，则判断冷阴极管11-1～11-4中至少有一个冷阴极管未点亮，或出故障，熄灭，停止向驱动电路12提供驱动信号，停止对灯单元11的驱动。
下面对本实施例的背光系统1的操作进行说明。
图2是本发明第一实施例的操作说明示意图。
一从外部向驱动控制电路13提供点亮指示信号，驱动控制电路13就向驱动电路12提供驱动信号。
驱动电路12与冷阴极管11-1～11-4谐振。冷阴极管11-1～11-4一与驱动电路12谐振，驱动电流就流过，点亮灯。
[状态1]
这时，若冷阴极管11-1～11-4都亮灯，则检测单元41-1、41-2的检测电位V1和V2成为规定的电压V11。这里，若设电阻R43、R44、R45为R43＝R44＝(R45/3)，则中点电位V3成为V3＝0.75x V11。
因此，比较器43-1、43-2的输出B、C都成为高电平。而且，完全熄灭检测单元44，因为中间电压V3高于基准电压Vref 1，所以输出A也成为高电平。因为电压V4低于基准电压Vref2，所以输出D成为高电平。
因此，因为所有冷阴极管11-1～11-4都点亮，所以所有输出A～D都成为高电平。因此，晶体管Q1接通，状态输出端子Tout成为低电平。在状态输出端子Tout为低电平时，驱动控制电路13识别出冷阴极管11-1～11-4都处于点亮状态，则继续点亮灯。
[状态2]
而且，若冷阴极管11-1～11-4中有一个冷阴极管，例如冷阴极管11-1熄灭，则检测单元41-1的检测电位V1成为V1＝{(2/3)x V11}，检测单元41-2的检测电位V2成为V2＝{(4/3)x V11}。因此，来自检测电位V1和V2的中间电位V3成为V3＝{(4/3)x 0.75 x V11}。
因此，因为检测电位V1小于中间电位V3，所以，比较器43-1的输出B成为低电平。
若比较器43-1的输出成为低电平，则晶体管Q1断开，状态输出端子Tout成为高电平。状态检测端子Tout一成为高电平，驱动控制电路13就判断冷阴极管11-1～11-4中有一个熄灭，而中止向驱动电路12提供驱动信号，使灯单元11熄灭。
[状态3]
若在冷阴极管11-1～11-4中，在检测单元41-1、41-2的某一个所检测的一对冷阴极管，例如冷阴极管11-1、11-2都熄灭，则检测单元41-1的检测电位V1成为0，V1＝0，检测单元41-2的检测电位V2成为V2＝2 x V11。因此，从检测电位V1、V2得出的中间电位V3成为V3＝(2 x 0.75 x V11)。
因此，因为检测电位V1小于中间电压V3，所以，比较器43-1的输出B成为低电平。
若比较器43-1的输出为低电平，则晶体管Q1断开，状态输出端子Tout成为高电平。状态检测端子Tout一成为高电平，驱动控制电路13就判断冷阴极管11-1～11-4有一个熄灭而中止向驱动电路12提供驱动信号，使灯单元11熄灭。
[状态4]
若冷阴极管11-1～11-4都熄灭，则检测单元41-1的检测电位V1和检测单元41-2的检测电位V2都为0，V1＝0，V2＝0。
而且，因为检测电位V1、V2都为0，所以中间电位V3也为0。因此，比较器43-1、43-2的输出成为不确定。另一方面，因为完全熄灭状态检测单元44的输出，将中间电位V3和基准电压Vref 1作比较，若中间电位V3成为0电位，则其输出成为低电平。
若状态检测单元44的输出成为低电平，则晶体管Q1断开，状态输出端子Tout成为高电平。状态输出端子Tout一成为高电平，驱动控制电路13就判断冷阴极管11-1～11-4有一个熄灭，于是中止向驱动电路12提供驱动信号，使灯单元11熄灭。
[状态5]
这时，在冷阴极管11-1～11-4中，在利用检测单元41-1检测驱动电流的冷阴极管11-1、11-2的一对和利用检测单元41-2检测驱动电流的冷阴极管11-3、11-4的一对各自的一个冷阴极管，例如，冷阴极管11-1和冷阴极管11-3熄灭时，检测电位V1、V2都成为规定的电压V11。这里，若将电阻R43、R44、R45取作R43＝R44＝(R45/3)，则中间电位V3成为V3＝0.75 x V11.
因此，比较器43-1、43-2的输出B、C都成为高电平。而且，完全熄灭检测单元44，因为中间电压V3高于基准电压Vref 1，所以输出A也成为高电平。向灯单元11提供通常的驱动电流。但是，若将通常在1个冷阴极管中流过的电流取作I，则在这时，因为只有2个冷阴极管亮灯，所以在1个冷阴极管流过的电流成为(2 x I)。因此，高电压侧电容器的电压成为通常电压的2倍，因为变压器21的原线圈的电压也升高，所以，电压V4变得高于基准电压Vref2，状态检测单元45的输出D成为低电平。
若状态检测单元45的输出D成为低电平，则晶体管Q1断开，状态检测端子Tout成为高电平。状态检测端子Tout一成为高电平，驱动控制电路13就判断冷阴极管11-1～11-4有一个熄灭，从而中止向驱动电路12提供驱动信号，使灯单元11熄灭。
如上所述，可以检测出4个冷阴极管11-1～11-4的点亮状态的全部组合，可确实检测冷阴极管11-1～11-4的状态。
[第二实施例]
图3是本发明第二实施例的电路结构示意图。在该图中，与图1同样的结构部分给出同样符号，其说明兹从略。
本实施例的背光系统100，其灯单元111由n个冷阴极管11-1～11-n构成。而且，n个冷阴极管11-1～11-n以2个为一对时，利用检测单元141-1～141-(n/2)，检测出与构成驱动电路112的电阻R11～R1n的连接点的电位。再者，让检测单元141-1～141-(n/2)采用与检测单元41同样的结构。将在检测单元141-1～141-(n/2)所检测的检测电位V1～V(n/2)向中间电位检测单元142和比较器143-1～143-(2/n)的反转输入端子提供。
中间电位检测单元142由二极管D102-1～D102-(n/2)、电阻R102-1～R102-(n/2)、电阻R45构成，产生中间电位V3。
比较器143-1～143-(2/n)将检测电位V1～V(n/2)和中间电位V3作比较，在检测电位V1～V(n/2)高于中间电位V3时，将输出作为高电平，而若检测电位V1～V(n/2)低于中间电位V3，则将输出作为低电平。将比较器43-1～43-(n/2)的输出向输出电路46提供。
根据本实施例，可确实检测驱动n个冷阴极管11-1～11-n时点亮时的状态。
Claims (4)
1.一种状态检测装置，用于在具有互相并联连接的多个负荷和向该多个负荷提供驱动电流的驱动单元的装置中检测上述多个负荷的驱动状态，其特征在于，具有：外加电压检测单元，将上述多个负荷分为多对而检测外加在各对上的外加电压；合成电压产生单元，产生合成利用上述外加电压检测单元所检测的多个外加电压的电压；和状态检测单元，根据利用上述合成电压产生单元所产生的合成电压和上述多个外加电压的大小关系以检测上述多个负荷的驱动状态。
2.按权利要求1所述的状态检测装置，其特征是，具有第2状态检测单元，根据利用上述合成电压产生单元所产生的合成电压以检测上述多个负荷的驱动状态。
3.按权利要求1或权利要求2所述的状态检测装置，其特征是，具有第3状态检测单元，检测从上述驱动单元向上述多个负荷所供给的电流、根据该电流来检测上述多个负荷的驱动状态。
4.按权利要求1或权利要求2所述的状态检测装置，其特征是，上述多个负荷是放电管。
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