CN1731909A - 多灯管控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多灯管控制电路，用于至少一冷阴极荧光管的驱动，并可以通过该灯管的电压反馈，用以分别控制该灯管，包括有：至少一驱动单元；至少一变压器，连接于该驱动单元与该灯管；一电流检测单元，连接于该驱动单元与该灯管；一电流检测单元，连接于该灯管，取得该灯管的一负载电流；一PWM控制单元，连接于该电流检测单元，接收该负载电流用以输出一脉宽调变信号；至少一电压检测单元，分别连接于该灯管与该变压器，分别取得该灯管的负载电压；及一多灯管PWM控制单元，连接于该驱动单元、该电压检测单元与该PWM控制单元，接收该脉宽调变信号与该灯管的该负载电压，以输出至少一控制信号，并分别传送到该驱动单元，用以驱动至少一切换开关工作。

Description

多灯管控制电路

技术领域

本发明涉及一种多灯管控制电路，尤指一种用于至少一冷阴极荧光灯管(CCFL)的驱动，并可以通过该灯管的电压反馈分别控制该灯管的多灯管控制电路。

背景技术

冷阴极荧光灯管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)用于液晶显示面板(LCD Panel)中，作为背光系统(Backlight System)的光源。这种冷阴极荧光灯管由一称为换流器(Inverter)的驱动电路所驱动。由于技术进步及消费者的需求，LCD面板尺寸不断增大，使得单一灯管已无法满足其照明，因而需要使用二个或更多个灯管。

TFT面板背光源的电力供应(Power Supply)主要使用直流电DC转换成为交流电AC的换流电路(Inverter Circuit)来达成能量的转换及驱动冷阴极荧光灯管(CCFL)的发光。传统的换流电路(Inverter Circuit)因电路拓扑的不同，一般分有半桥式换流电路、全桥式换流电路及推挽式换流电路等，均为将直流电DC转换成交流电AC的换流电路。

请参考图1，为传统利用推挽式换流电路驱动多灯管的电路示意图。其中PWM控制器U2连接于切换开关Q3、Q4用以分别控制该切换开关(Q3、Q4)的切换工作，用以将直流电DC转换成为交流电AC，交流电AC分别经由变压器T1、T2、T3、T4的升压转换，分别提供给连接于该变压器(T1、T2)的至少一冷阴极荧光灯管(P1、P2)使用。

再者，再参考图1，其中PWM控制器U2通过由二极管(D3、D6)、电容器(C2、C3、C5、C8、C17)组成的一电压检测单元82，以取得冷阴极荧光灯管P1、P2的工作电压，电压检测单元82同时传送一电压反馈信号给PWM控制器U2。同时，PWM控制器U2通过由二极管(D1、D5…)、电容器(C15、C18)、电阻器R14…等，组成的一电流检测单元84同时传送一电流反馈信号给PWM控制器U2，该PWM控制器U2根据该电压反馈信号与该电流反馈信号，用以输出驱动信号控制切换开关Q3、Q4的切换工作，以调整冷阴极荧光灯管P1、P2工作电压及工作电流，使其稳定工作。

再参考图1，在上述说明中，所有灯管皆有一个PWM控制器U2控制开启及开闭时间来调整面板画面亮度，而大尺寸液晶电视有10到20几根灯管，发生1～2根故障情形相对提高，因此若是有任一灯管故障未点亮时，即立刻关闭所有回路以保护电路不受异常高压破坏所使用零件。此现象，会使得液晶显示面板(LCD Panel)无画面。

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的在于提出一种多灯管控制电路，分别控制多灯管，而且在任一灯管故障时，其它灯管仍能正常工作，以保证液晶显示面板正常显示。

本发明的一多灯管控制电路中，使用至少一电压检测单元用来分别取得该灯管的负载电压，同时将取得的负载电压传送到一多灯管PWM控制单元，该多灯管PWM控制单元同时连接一PWM控制单元，并接收该PWM控制单元输出的一脉宽调变信号。该灯管的负载电压与脉宽调变信号，经过多灯管PWM控制单元运算处理后，分别传送至少一控制信号到至少一驱动单元，同时通过变压器提供灯管工作所需的电力。

在本发明第一实施例中，多灯管控制电路利用一多灯管PWM控制单元，连接于至少一驱动单元，至少一电压检测单元与一PWM控制单元。该多灯管PWM控制单元接收该PWM控制单元。该多灯管PWM控制单元接收该PWM控制单元输出的脉宽调变信号，并通过该电压检测单元，分别取得该灯管的该负载电压，经运算处理后，输出至少一控制信号。该控制信号分别传送到该驱动单元，以驱动该驱动单元中的至少一切换开关工作，该驱动单元依据一电源，同时通过变压器提供灯管工作所需的电力。

在本发明第二实施例中，多灯管控制电路利用一多灯管PWM控制单元，连接于至少一驱动单元、至少一电压检测单元与一PWM控制单元。其中该PWM控制单元输出一第一脉宽调变信号到该驱动单元并输出一第二脉宽调变信号到该灯管PWM控制单元，该多灯管PWM控制单元接收该第二脉宽调变信号，并通过该电压检测单元，分别取得该灯管的该负载电压，经运算处理后，输出至少一控制信号。该控制信号与该第一脉宽调变信号，分别传送到该驱动单元，用以驱动该驱动单元中的至少一切换开关工作，该驱动单元依据一电源，同时通过变压器提供灯管工作所需的电力。

本发明的多灯管控制电路用于至少一冷阴极荧光灯管(CCFL)的驱动，并可以通过该灯管的电压反馈分别控制多灯管而且在任一灯管故障时，其它灯管仍能正常工作，以保证液晶显示面板正常显示。

附图说明

图1为传统利用推挽式换流电路驱动多灯管的电路示意图；

图2为本发明第一实施例的电路方块示意图；

图3为本发明使用的多灯管PWM控制单元电路示意图；及

图4为本发明第二实施例的电路方块示意图。

其中，附图标记说明如下：

82、86电压检测单元    84、88电流检测单元

P1、P2、P3、P4冷阴极荧光灯管    U2、U4PWM控制器

VCC电源

1多灯管PWM控制单元    10运算逻辑单元

102第一比较器    104第二比较器

106逻辑单元    108驱动元件

RV1第一参考电压    RV2第二参考电压

2电压检测单元    3灯管    4PWM控制单元

5电流检测单元    6驱动单元    7变压器

具体实施方式

请参考图2，为本发明第一实施例的电路方块示意图。本发明多灯管控制电路，连接一电源VCC，用以驱动至少一灯管3发光，包括：一多灯管PWM控制单元1、至少一电压检测单元2、一PWM控制单元4、一电流检测单元5、至少一驱动单元6、至少一变压器7。

再参考图2，该电压检测单元2分别连接于该灯管3与该变压器7，分别取得该灯管3的一负载电压。该电流检测单元5，连接于该灯管3与该PWM控制单元4，取得该灯管3的一负载电流，并将之传送到该PWM控制单元4。该PWM控制单元4，接收该负载电流用以输出一脉宽调变信号。

该多灯管PWM控制单元1，连接于该驱动单元6、该电压检测单元2与该PWM控制单元4，接收该脉宽调变信号与该灯管3的该负载电压，经由运算处理后，输出至少一控制信号，并分别传送到该驱动单元6，用以驱动该驱动单元6中的至少一切换开关(未标识)工作。该驱动单元6依据该电源VCC及多灯管PWM控制单元1的脉宽信号，同时通过该变压器7提供该等关3工作所需的电力。上述说明中，该驱动单元6，为一半桥式驱动单元或一推挽式驱动单元。该切换开关，由二个N通道场效应晶体管或二个P通道场效应晶体管组成。

配合图2，请参考图3本发明使用的多灯管PWM控制单元电路示意图。多灯管PWM控制单元1，由至少一运算逻辑单元10并接组成，该运算逻辑单元10，分别通过该电压检测单元2接收该灯管3的该负载电压，并接收PWM控制单元4输出的该脉宽调变信号。该负载电压与该脉宽调变信号经由运算处理后，分别输出该控制信号到该驱动单元6，用以驱动该切换开关(未标示)工作。

再配合图2，请参考图3，其由该运算逻辑单元10，包括有：一第一比较器102、一第二比较器104、一逻辑单元106、一驱动元件108。该第一比较器102，连接比较信号。该第二比较器104，连接一第二比较信号。该逻辑单元106，连接于该第一比较器102、该第二比较器104、该PWM控制单元4，接收该第一比较信号、该第二比较器信号及该脉宽调变信号，并通过一驱动元件108输出控制信号到驱动单元6，用以驱动该驱动单元6中的至少一切换开关(未标示)工作。该驱动单元6依据该电源VCC及多灯管PWM控制单元1的脉宽调变信号，同时通过变压器7提供灯管3工作所需的电力。

再配合图2，请参考图3，该第一参考电压RV1与该第二参考电压RV2，为一电压上限值及一电压下限值。并且，逻辑单元106为一“或”逻辑单元。电压检测单元2取得灯管3的负载电压并将之传送到该第一比较器102及该第二比较器104，同时，负载电压与该第一参考电压RV1、该第二参考电压RV2进行比较运算。若是，灯管3的负载电压其值介于第一参考电压RV1与该第二参考电压RV2之间，此情况为正常状态，此时，第一比较器102或第二比较器104，输出高电位的第一比较信号或高电位的第二比较信号到该逻辑单元106，逻辑单元106并进行或(OR)的逻辑运算。此时，逻辑单元106输出到驱动单元6的控制信号，为一除能信号，如此，灯管3的负载电压于异常情况下，该除能信号使得该切换开关(未标示)停止工作，用以停止提供电力到该异常的灯管3。

配合图2，请参考图4，为本发明第二实施例的电路方块示意图。其中本发明第二实施例的电路与第一实施例的电路差异处，在于本发明第二实施例的该驱动单元6，为一全桥式驱动单元。同时，该驱动单元6中的该切换开关(未标示)，由N通道场效应晶体管、P通道场效应晶体管或由N通道场效应晶体管与P通道场效应晶体管组成。并且，该PWM控制单元4，连接于该驱动单元6与该多灯管PWM控制单元1，传送一第一脉宽调变信号给该驱动单元6、该电压检测单元2与该PWM控制单元4，接收该第二脉宽调变信号与该灯管3的该负载电压，经由运算处理后，输出至少一控制信号，并分别传送到该驱动单元6。该驱动6单元6接收第一脉宽调变信号与该控制信号，以进行驱动该切换开关(未标示)工作。

配合图3，再参考图4，若是，灯管3的负载电压其值介于第一参考电压RV1与该第二参考电压RV2之间。此时，逻辑单元106输出到驱动单元6的控制信号，为该PWM控制单元4输出的第二脉宽调变信号，来控制驱动单元6中的该切换开关(未标示)工作。

若是，灯管3的负载电压其值大于第一参考电压RV1或其值小于该第二参考电压RV2，此情况为异常状态。此时，逻辑单元106输出到驱动单元6值控制信号，为以除能信号。如此，灯管3的负载电压于异常情况下，该除能信号使得该切换开关(未标示)停止工作，用以停止提供电力到该异常的灯管3。

综上所述，本发明一种多灯管控制电路，在以多灯管控制电路中，使用至少以电压检测单元2用来分别取得该灯管3的负载电压及该PWM控制单元输出的一脉宽调变信号，并经过运算处理后，分别传送至少一控制信号到该驱动单元6，用以停止驱动单元6中该切换开关(未标示)的切换工作，进而停止提供该异常的灯管3工作所需的电力。

如此，在一多灯管控制电路中，若是一灯管3损坏了，会立刻熄灭，并且其他正常的灯管3也不会收到该异常灯管的影响。事实上1～2根故障，肉眼并不易察觉出，一般使用者通常不会把亮度设定在100％，如果觉得亮度稍嫌不足的话，只需将亮度再调亮一点即可，不必立即送修，待调整最高仍无法满足高度需求时才送修，所以本发明可大幅降低送修次数，节省许多维修成本及人力。

因此本发明有效的改善了传统使用多灯管产生光源的液晶显示面板(LCDPanel)，因为某一灯管损坏即立刻关闭所有回路而导致液晶显示面板(LCDPanel)无画面显示的情况。

本发明所公开的附图和说明，仅针对本发明的实施例，凡本领域普通技术人员依据上述的说明作其他种种的改变，仍属于本发明的技术方案以及本发明的专利范围中。

Claims (15)

1、一种多灯管控制电路，连接一电源，用以驱动至少一灯管发光，其特征在于，包括：

至少一驱动单元，连接于该电源，分别具有至少一切换开关；

至少一变压器，连接于该驱动单元与该灯管，作为能量转换；

一电流检测单元，连接于该灯管，取得该灯管的一负载电流；

一PWM控制单元，连接于该电流检测单元，接收该负载电流，用以输出一脉宽调变信号；

至少一电压检测单元，分别连接于该灯管与该变压器组，分别取得该灯管的一负载电压；及

一多灯管PWM控制单元，连接于该驱动单元、该电压检测单元与该PWM控制单元，接收该脉宽调变信号与该灯管的该负载电压，输出至少一控制信号，用以驱动该切换开关工作。

2、如权利要求1所述的多灯管控制电路，其特征在于，该驱动单元为一半桥式驱动单元。

3、如权利要求1所述的多灯管控制电路，其特征在于，该驱动单元为一推挽式驱动单元。

4、如权利要求1所述的多灯管控制电路，其特征在于，该切换开关为N通道场效应晶体管。

5、如权利要求1所述的多灯管控制电路，其特征在于，该切换开关为P通道场效应晶体管。

6、如权利要求1所述的多灯管控制电路，其特征在于，该多灯管PWM控制单元，由至少一运算逻辑单元并接组成，该运算逻辑单元，分别接收该灯管的该负载电压与该脉宽调变信号，经由运算处理后，分别输出该控制信号到该驱动单元，用以驱动该切换开关工作。

7、如权利要求1所述的多灯管控制电路，其特征在于，该运算逻辑单元包括有：

一第一比较器，连接一第一参考电压与该电压检测单元，用以输出一第一比较信号；

一第二比较器，连接一第二参考电压与该电压检测单元，用以输出一第二比较信号；及

一逻辑单元，连接于该第一比较器、该第二比较器、该PWM控制单元及该驱动单元，接收该第一比较信号，该第二比较信号、该脉宽调变信号，并通过一驱动元件输出该控制信号。

8、一种多灯管控制电路，连接一电源，用以驱动至少一灯管发光，其特征在于，包括：

至少一驱动单元，连接于该电源，分别具有至少一切换开关；

至少一变压器，连接于该驱动单元与该灯管，作为能量转换；

一电流检测单元，连接于该灯管，取得该灯管的一负载电流；

一PWM控制单元，连接于该电流检测单元与转换单元，接收该负载电流，用以输出一第一脉宽调变信号与一第二脉宽调变信号，并传送该第一脉宽调变信号到该驱动单元；

至少一电压检测单元，分别连接于该灯管与该变压器组，分别取得该灯管的一负载电压；及

一多灯管PWM控制单元，连接于该驱动单元、该电压检测单元与该PWM控制单元，接收该第二脉宽调变信号与该灯管的该负载电压，经由运算处理后，输出至少一控制信号，用以驱动该切换开关工作。

9、如权利要求8所述的多灯管控制电路，其特征在于，该驱动单元为一全桥式驱动单元。

10、如权利要求8所述的多灯管控制电路，其特征在于，该切换开关为一N通道场效应晶体管。

11、如权利要求8所述的多灯管控制电路，其特征在于，该切换开关为一P通道场效应晶体管。

12、如权利要求8所述的多灯管控制电路，其特征在于，该切换开关为一N通道场效应晶体管与P通道场效应晶体管组成。

13、如权利要求8所述的多灯管控制电路，其特征在于，该多管PWM控制单元，由至少一运算逻辑单元并接组成，该运算逻辑单元分别接收该灯管的该负载电压与该第二脉宽调变信号，经由运算处理后，分别输出该控制信号到该驱动单元，用以驱动该切换开关工作。

14、如权利要求13所述的多灯管控制电路，其特征在于，该运算逻辑单元包括有：

第一比较器，连接一第一参考电压与该电压检测单元，用以输出一第一比较信号；

一第二比较器，连接一第二参考电压与该电压检测单元，用以输出一第二比较信号；

一逻辑单元，连接于该第一比较器、该第二比较器、该PWM控制单元及该驱动单元，接收该第一比较信号、该第二比较信号、该第二脉宽调变信号，并通过一驱动元件输出该控制信号。

15、一种使用于多灯管控制电路的多灯管PWM控制单元，连接于一PWM控制单元，用以控制驱动至少一灯管发光，其特征在于，包括有：

至少一第一比较器，具有二个输入端，其一输入端连接一第一参考电压，另一输入端分别接收该灯管的一负载电压，用以分别输出至少一第一比较信号；

至少一第二比较器，具有二个输入端，其一输入端连接一第二参考电压，另一输入端分别接收该灯管的一负载电压，用以分别输出至少一第二比较信号；及

至少一逻辑单元，分别连接于该第一比较器，该第二比较器及该PWM控制单元，接收该第一比较信号、该第二比较信号及该PWM控制单元输出的一脉宽调变信号，并分别通过至少一驱动元件，输出至少一控制信号。

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