CN1725929B - 多灯管驱动系统 - Google Patents

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Abstract

一种多灯管驱动系统，其包括一变压器、一反馈电路、一控制电路及若干冷阴极荧光灯。所述反馈电路是用以侦测所述冷阴极荧光灯的输出电流是否达到一预定值。所述控制电路至少包括一缓慢升压电路及一波形产生电路，在对所述多灯管驱动系统开始供电时，由所述缓慢升压电路以缓慢升压方式启动所述等冷阴极荧光灯，并在所述反馈电路所侦测到的输出电流达至所述预定值时，即在所有冷阴极荧光灯已完全启动之后，切换至由所述波形产生电路控制，使所述等冷阴极荧光灯以正常的工作电压运行。

Description

多灯管驱动系统
【技术领域】
本发明关于一种驱动系统，特别是一种适用于冷阴极萤光灯的驱动系统。
【背景技术】
萤光灯可广泛应用于很多场合，尤多用于需照明的情形，且对电源供应要求不高的场合。其中一种萤光灯为冷阴极萤光灯(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)，可用于液晶显示面板中，以作为背光源或周边光源之用，所述液晶显示面板常用于笔记本电脑、网络浏览器、某些工业用的自动控制装置及娱乐等统中。
冷阴极萤光灯的灯管内填充有如氩(Argon)、氙(Xenon)等惰性气体，借由所述冷阴极萤光灯启动时激发惰性气体以形成电弧(plasma)来产生电流，而使所述冷阴极萤光灯发光。所述惰性气体的激发需借由高压交流电来驱动形成，故需设计专用的驱动电路，以将外部提供的低压直流电转换成高压交流电，而提供至所述冷阴极萤光灯，以驱动所述萤光灯发光。
如图1，为现有技术冷阴极萤光灯驱动系统示意图。所述驱动系统10包含一电源供应器12、一CCFL驱动电路14、一控制器18、一反馈回路16及一冷阴极萤光灯电路15。所述反馈回路16包含有感测电阻Rs，以感测所述冷阴极萤光灯电路的输出电流Iout，并提供一反馈VFB至所述控制器16。所述电源供应器12提供一直流输入电压Vcc至所述CCFL驱动电路14。所述CCFL驱动电路14受所述控制器18的控制，其可为一自我共振电路，如已知的Royer电路，即为一DC/AC转换器，以将所述直流输入电压Vcc转换成交流输出电压Vout，并提供至所述冷阴极萤光灯电路15。其中，所述CCFL驱动电路14包括有变压器140。
如图1所示的配置中，所述冷阴极萤光灯电路15包括冷阴极萤光灯CCFL1及CCFL2，其由单一变压器140(分别经由各自的阻抗Co11及Co12)加以驱动。然，现有技术中若所述驱动系统10驱动两个以上的冷阴极萤光灯时，需设置一个以上的变压器，且与的匹配的电路更趋复杂，如此将大大提高所述驱动系统10的生产成本。
且，当其中一个回路Co11、CCFL1因出现电路问题而未能启动其中的冷阴极萤光灯CCFL1时，并不会影响另一回路Co12、CCFL2的启动，因为仅有输出电流Iout被电阻Rs感测到，整个驱动系统仍能运作。然，对于装设有冷阴极萤光灯CCFL1、CCFL2的液晶显示器的面板而言，若有某个冷阴极萤光灯未能启动而得以点亮，则会影响整个面板的照明状况，且会使整个冷阴极萤光灯统的寿命大幅地衰减，此为一不想要的情形。
因此，实有必要提供一种多灯管驱动系统，以一个变压器启动多个冷阴极萤光灯，且在确保每一冷阴极萤光灯完全启动之后，才使各个冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行。
【发明内容】
为克服上述的缺点及其它的目的，本发明之一目的在于提供一种多灯管驱动系统，以一个变压器驱动多个冷阴极萤光灯，如两个或以上的冷阴极萤光灯。
本发明之二目的在于提供一种多灯管驱动系统，在确保每一冷阴极萤光灯完全启动之后，才使各个冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行。
本发明的多灯管驱动系统，至少包括一CCFL驱动电路、一反馈电路、一控制电路及若干冷阴极萤光灯，所述CCFL驱动电路包括有一变压器。所述变压器具有一初级线圈及一次级线圈，用以将自初级线圈输入的交流电压转换成自所述次级线圈的输出。若干冷阴极萤光灯耦合至所述变压器的次级线圈。所述反馈电路，耦合若干冷阴极萤光灯，用以侦测所述等冷阴极萤光灯的输出电流是否达到一预定值，其中，所述预定值可定义为(n-1)/nImin(n≥2)，Imin表示启动所有冷阴极萤光灯所需的最小电流。所述控制电路，耦合至所述变压器的初级线圈，且至少包括一缓慢升压电路及一波形产生电路。在对所述多灯管驱动系统开始供电时，由所述缓慢升压电路以缓慢升压方式启动所述等冷阴极萤光灯，以在所述灯管电流侦测电路的输出电流达至所述预定值时，即表示各个冷阴极萤光灯已完全启动之后，切换至由所述波形产生电路起作用。所述波形产生电路产生一合适的波形，使所述等冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行。此外，所述多灯管驱动系统设置有一计时保护电路，以在一预设时间之后，发送一切断信号至所述控制电路，使所述多灯管驱动系统停止启动所述冷阴极萤光灯，以避免现有技术中因个别冷阴极萤光灯未启动，而影响整个冷阴极萤光灯的寿命，其中，所述预设时间设定为启动所有数目冷阴极萤光灯所需的最大时间Tmax。
本发明相较于现有技术的优点在于：所述多灯管驱动系统可借由单一个变压器以驱动若干个冷阴极萤光灯，并在确定每一灯管完全启动之后，才使各个灯管以正常的工作电压运行，如此确保了整个面板的照明状况，且提高了整个冷阴极萤光灯统的寿命。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明。
图1为传统冷阴极萤光灯驱动系统的电路图。
图2为本发明多灯管驱动系统的电路图。
图3为图2中缓慢升压电路的特征曲线图。
【具体实施方式】
如图2所示，为本发明多灯管驱动系统的电路图。其中，图中以四个冷阴极萤光灯为例予以说明，然，本发明适用于多数个，如两个及以上的冷阴极萤光灯。且，所述等冷阴极萤光灯可装设于液晶面板中或/及装有液晶面板的各种装置中，抑或装设于其它合适的装置中。此外，本发明的多灯管驱动系统也可应用于类似冷阴极萤光灯的负载中，或其它合适的特定用途中，在此并非有所限制。
所述多灯管驱动系统20包括一CCFL驱动电路22、一反馈电路24、一控制电路26及一冷阴极萤光灯电路27。
所述CCFL驱动电路22由一电源供应器(未图标)提供一直流输入电压Vcc，并经由所述控制电路26的控制，而输出一交流电压Vout至所述冷阴极萤光灯电路27。所述CCFL驱动电路22可采用一自我共振电路，如已知的Royer电路，或其它合适的驱动电路，以将所述直流输入电压Vcc转换成交流输出电压Vout即可。其中，所述CCFL驱动电路22包括有一变压器220，所述变压器220具有一初级线圈及一次级线圈(未图示)，且所述冷阴极萤光灯电路耦合至所述次级线圈，自所述初级线圈输入的交流电压转换成自所述次级线圈输出，并以提供合适的功率至所述冷阴极萤光灯电路27。所述变压器220的特性是由其线圈匝数及磁芯所确定，且端视所述冷阴极萤光灯电路的负载数目等状况而选用合适的变压器，如在本实施例中，所述变压器220的选用匹配四个冷阴极萤光灯负载，然，在其它的实施例中，可采用具特定匝数及磁芯的变压器以驱动多个冷阴极萤光灯负载，如两个以上的冷阴极萤光灯负载。
在本实施例中，所述冷阴极萤光灯电路27包含有四个冷阴极萤光灯负载，且所述冷阴极萤光灯电路27亦可包含合适数目的负载。理想上，每一冷阴极萤光灯负载特性相等，然，因每个冷阴极萤光灯的特性差异会影响各个冷阴极萤光灯所在回路的阻抗，如各个回路Co11、CCFL1，Co12、CCFL2，Co13、CCFL3，Co14、CCFL4的阻抗不同，故可适当调节其中部分或全部阻抗Co11、Co12、Co13及Co14的值，以确保每一CCFL回路具有约略相等的阻抗；或者，在各个回路中另外串联合适的阻抗，如平衡电感等(未图标)，以平衡各个回路的阻抗，使流经每一冷阴极萤光灯的电流大致平衡；抑或，其它合适的电路设置，使电流均匀地流至每一CCFL回路中。
所述反馈电路24可包括一比较器242及一灯管电流侦测电路244。所述灯管电流侦测电路244至少包含一感测阻抗Rs，用以感测所述冷阴极萤光灯电路27所输出的电流Iout，以作为一感测电流Isense，且经由所述感测阻抗Rs而产生一反馈电压VFB；或依需要分别感测所述冷阴极萤光灯电路内各个CCFL回路的输出电流Iout’(未图示)。所述比较器242，接收所述感测电流Isense及一预设值IREF，所述预设值IREF作为一参考电流信号，且将两者进行比较，根据所述比较结果而输出一相应的控制信号CN至所述控制电路26。其中，所述预设值IREF可定义为启动冷阴极萤光灯所需的最小电流值，如在本实施例中，所述预设值IREF可设定为3/4Imin，Imin表示为启动四个冷阴极萤光灯所需的最小电流值，然，若所述冷阴极萤光灯电路27包含有N个冷阴极萤光灯，则所述预设参考值IREF设定为(n-1)/nImin，n≥2。此外，所述预设值IREF亦可视所述灯管电流侦测电路244的设置及其它特定的需要而设定为合适的值，如在其它一些实施例中，所述灯管电流侦测电路244用以侦测任一冷阴极萤光灯回路的输出电流或同时侦测各个冷阴极萤光灯回路的输出电流，则所述预设值IREF设定为Imin’，Imin’表示为启动单一冷阴极萤光灯所需的最小电流值。
在本实施例中，假定，当所述比较器242的输入端所接收的感测电流Isense大于3/4Imin时，即表示所述灯管电流侦测电路244所侦测到的输出电流Isense大于启动四个冷阴极萤光灯所需的最小电流值时，可启动所有的冷阴极萤光灯，并在所述比较器242的输出端产生一控制信号CN，如低电平信号″0″至所述控制电路26。而当所述比较器242所接收的感测电流Isense小于或等于3/4Imin时，表示所述多灯管驱动系统40未能启动所有的冷阴极萤光灯，如发生某一个或几个冷阴极萤光灯回路因电路出现故障而未能启动的现象，并产生一相对的控制信号CN，如高电平信号″1″至所述控制电路26(上述的假定亦可相反定义)，以下将进一步详细描述。其中，所述控制信号CN可由合适的开关，如晶体管开关来替代，例如，控制信号″0″对应开关的开状态，控制信号″1″可对应开关的关闭状态。
此外，所述多灯管驱动系统20设置有一计时保护电路(未图示)，用以对所有冷阴极萤光灯的启动时间进行计时，并由所述计时保护电路的内部或其他的外部装置提供一预设时间Tmax，所述Tmax为启动所有冷阴极萤光灯的最大启动时间，当所述多灯管驱动系统20的启动时间超过所述Tmax时，所述计时保护电路产生一切断信号至所述多灯管驱动系统20，使所述多灯管驱动系统20停止启动，如此避免所述多灯管驱动系统20因个别冷阴极萤光灯未启动而产生现有技术中所产生的不利影响。
所述控制电路26接收所述比较器242所输出的控制信号CN及所述灯管电流侦测电路244的反馈电压VFB，并经由所述控制信号CN的控制，以输出一适当的波形信号至所述驱动电路22。所述控制电路26至少包含一缓慢升压电路262及一波形产生电路260，请同时参考图3，在所述多灯管驱动系统20启动之时，由所述缓慢升压电路262以曲线1的缓慢升压方式启动所述冷阴极萤光灯，且在某一时间点T0后，所述时间点T0对应所有冷阴极萤光灯完全启动的时点，即切换至由所述波形产生电路260产生一合适的波形(未图标)至所述驱动电路22，使各个冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行，以避免现有技术中有个别冷阴极萤光灯未启动的现象发生。需注意的是，所述缓慢升压电路262不同于现有技术中的软启动方式，其在于确保所有冷阴极萤光灯的完全启动。
所述波形产生电路260可采用含有一脉宽调变电路PWM的控制芯片，或为其他的合适电路，以产生合适的波形，使各个冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行即可。在本实施例中，所述波形产生电路260具有一第二参考端REF2，其参考电压设定为2.5V，且所述波形产生电路260包括有一比较器264，所述比较器264具有第一引脚端261、第二引脚端263、一第一参考端REF1及一输出端265。所述第一引脚端261连接所述比较器242及所述灯管电流侦测电路244的输出端，以接收所述比较器242所输出的控制信号CN，并经由所述控制信号CN的控制而选择性地接收所述灯管电流侦测电路244输出的反馈电压VFB。所述输出端265耦合至所述驱动电路22，以输出合适的波形信号至所述驱动电路22，以由所述驱动电路22驱动若干冷阴极萤光灯的运行。因此，所述波形产生电路260可为由所述比较器264的第一引脚端261、第一参考端REF1及输出端265所定义的路经，且所述波形产生电路260之波形产生可如脉宽调变电路PWM，此可为现有技术，在此不加详述。而所述缓慢升压电路262可为由所述第二参考端REF2、所述比较器264的第二引脚端263及输出端265所定义的路经，以下将详细描述所述缓慢升压电路262。
所述缓慢升压电路262至少包含一电容C及一电阻R，所述电容C与电阻R相互串联并连接在所述波形产生电路260的第二参考端REF2及一地线之间，且所述电容C与电阻R之间的接点，即输出端Vo连接在所述波形产生电路260的第二引脚端263。如图2及3所示，由所述电容C及电阻R组成充电电路，以产生曲线2之缓慢升压的方式启动各个冷阴极萤光灯。(曲线2上的T0即对应所有冷阴极萤光灯完全启动的时点，虚线3表示所述多灯管驱动系统20中有个别灯管未完全启动的现象存在，其上的Tmax即对应启动所有冷阴极萤光灯的最大启动时间，而曲线1则表示现有技术中用于启动的特征曲线。)由此，所述缓慢升压电路之充电时间可由设置所述电容C或电阻R的值来确定，且所述电容C或电阻R的值是根据多灯管驱动系统20中冷阴极萤光灯的数目及特性来确定。
以本实施例而言，在对所述多灯管驱动系统20开始供电时，先由所述缓慢升压电路262启动各个冷阴极萤光灯，即所述缓慢升压电路262接收所述第二参考端REF2所传送来的参考电压2.5V，以开始对所述电容C进行充电，使在所述电容C的输出端产生一输出电压Vo，所述输出电压Vo经由所述第二引脚端263及所述输出端265所定义的路径输入至所述驱动电路22，以启动所述冷阴极萤光灯。由此，所述灯管电流侦测电路244产生所述感测由流Isense，并以输入至所述比较器242，由所述比较器242将所述感测电流Isense与所述预设参考值IREF进行比较，在所述感测电流Isense小于预设参考值IREF的期间，所述比较器242产生一控制信号″1″至所述第一引脚端261，切断受所述反馈电压VFB的控制，而由所述缓慢升压电路262起作用，即对所述电容C不断充电，使输出电压Vo由初始的参考电压2.5V不断降低并输入至所述第二引脚端263，同时不断输出不同的感测电流Isense至所述比较器242，直至所述输出电压Vo大致降低至1.2V时，致使所述所述反馈电压VFB将超过输出电压Vo，此时所述比较器242所接收的感测电流Isense将大于所述预设参考值IREF，即在各个冷阴极萤光灯已完全启动的情形下，由所述比较器242产生一控制信号″0″至所述第一引脚端261，以切换至由所述波形产生电路260起作用，所述波形产生电路260产生一合适的波形，如PWM脉冲信号或其它类型的波形信号至所述驱动电路22，使所述等冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行。此外，所述计时保护电路同时侦测所述多灯管驱动系统的启动时间T，当所述启动时间T大于预设时间Tmax时，由所述计时保护电路切断所述多灯管驱动系统的启动。
由上所述，本发明多灯管驱动系统20是用在冷阴极萤光灯的启动期间，抑可在冷阴极萤光灯的运行期间，因特定的情形而采用本发明。且本发明是由所述比较器242确定在所述缓慢升压电路262与波形产生电路260之间的转换，此外，抑可省略所述比较器242的设置，而可直接由反馈电压VFB与输出电压Vo的比较来确定，即在所述输出电压Vo超过所述反馈电压VFB的期间，由所述输出电压Vo主导控制整个多灯管驱动系统的运行，而由于所述电容C的继续充电致使所述反馈电压VFB超过所述输出电压Vo时，则由所述反馈电压VFB主导控制整个多灯管驱动系统的运行。

Claims (7)

1.一种多灯管驱动系统，包括一电源供应器、一驱动电路、一控制电路、一反馈回路及若干冷阴极萤光灯，其特征在于：所述驱动电路包含一变压器，所述控制电路至少包含一电容与电阻所形成的缓慢升压电路及一脉宽调变电路，所述缓慢升压电路经由电容的充电过程以缓慢升压方式启动所述冷阴极萤光灯，并在所述反馈回路确定各个冷阴极萤光灯已完全启动之后，由所述脉宽调变电路产生一波形，使各个冷阴极萤光灯以正常的工作电压运行。
2.如权利要求1所述的多灯管驱动系统，其特征在于：所述波形产生电路具有一参考端且包括有一比较器，所述比较器具有第一引脚端、第二引脚端及一输出端，所述形成缓慢升压电路的电容与电阻相串联于所述参考端及一地线之间，所述电容与电阻之间的接点连接在所述第二引脚端。
3.如权利要求2所述的多灯管驱动系统，其特征在于：所述缓慢升压电路的充电时间由所述电容的值来确定，且所述电容的值是根据多灯管驱动系统中冷阴极萤光灯的数目来确定。
4.如权利要求2所述的多灯管驱动系统，所述多灯管驱动系统包括一灯管电流侦测电路，用以侦测所述冷阴极萤光灯的输出电流，并产生一反馈电压。
5.如权利要求4所述的多灯管驱动系统，其特征在于：当所述多灯管驱动系统开始对若干冷阴极萤光灯供电时，所述缓慢升压电路由于电容的充电而产生一输出电压，所述缓慢升压电路具有一输出电压，当所述输出电压超过反馈电压时，由所述输出电压控制整个多灯管驱动系统的运行，由于所述电容的继续充电致使所述反馈电压超过输出电压时，由所述反馈电压控制整个多灯管驱动系统的运行。
6.如权利要求4所述的多灯管驱动系统，其特征在于：所述比较器接收所述灯管电流侦测电路之输出电流及一参考电流，当所述输出电流大于所述参考电流，所述多灯管驱动系统切换至由所述脉宽调变电路控制。
7.如权利要求1所述的多灯管驱动系统，其特征在于：所述多灯管驱动系统包括一计时保护电路，用以当所述多灯管驱动系统的启动时间超过一预设时间时，由所述计时保护电路产生一切断信号来切断所述多灯管驱动系统的运作。
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