CN1838849B - 应用于变动电压的反流器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于变动电压的反流器控制方法，其对应变动输入电压来改变反流器的电力导通周期的电力导通时距，从而使调光工作周期、电力导通周期、及反流器的变压器震荡工作周期能维持一定基准，以达到在变动输入电压的情况下，仍保持有既定调光范围及稳定驱动电力输出，从而兼具保护变压器及负载寿命的效果。

Description

应用于变动电压的反流器控制方法

技术领域

本发明涉及一种应用于变动电压的反流器控制方法，特别涉及一种能在反流器输入电压变动时，改变反流器的电力导通周期的电力导通时距而达到保持既定调光范围及稳定驱动电力输出而兼具保护变压器及负载寿命的效果。

背景技术

背光模组一直是显示屏驱动光源的关键零件，而背光模组除了提供光源照明之外，如何根据环境照明度来改变背光模组实际照明效果的调光功能更是实际应用中最基本的功能。

现有市场所采用的背光模组的驱动电力来源大多采用高压反流器，其中可区分为电流馈入推挽式并联谐振反流器、及单级式架构反流器，而反流器中的变压器则有绕线式变压器及压电式变压器之分，其工作周期波形可如图1-1、2-1所示(图1-1为BURST MODE调光方法，图2-1则为STANDBY MODE调光方法，详细技术内容可参照中国台湾发明专利第I221051号)，此处假设输入电压为10V的直流电压，调光效率(调光工作周期1a、1c)为100％，则电力导通周期2a、2c的电力导通时距分别为50％ON、50％OFF，变压器震荡工作周期3a、3c则在10V振幅基准以弦波波形100％动作，负载(冷阴极灯管)则假设输出管电流回馈电力为6mA，当输入电压变动为20V，如图1-2、2-2所示，现有调光机制是在输入电压变动相对提高管电流回馈电力(例如12mA)时，为维持背光模组维持在既有调光效率亮度，便由管电流回馈电力传输至调光控制器(也有采用自变压器输出端或输入端取得电压回馈电力作为比较值)，藉此回馈电力与调光控制器内建参考值比较后决定出二次调光工作周期，如图中所示，在输入电压变动为20V直流电压时，调光工作周期1b、1d将转换为50％ON、50％OFF，电力导通周期2b、2d在电力导通时距仍然维持50％ON、50％OFF状态下也随之改变为50％ON、50％OFF，变压器震荡工作周期3a、3d则变成在20V振幅下以50％ON、50％OFF状态动作，图3-1、4-1则表示输入电压为10V直流电压，调光效率(调光工作周期1e、1g)为50％，图3-2、4-2则表示输入电压为20V直流电压，调光效率(调光工作周期1f、1h)变动为25％，其余电力导通周期2e、2g、2f、2h及震荡工作周期3e、3g、3f、3h假设条件则同于上述，该种调光控制机制虽可达到冷阴极灯管维持在既定效率亮度，但从各图中却可以归纳出以下缺陷：

一、由于调光工作周期受到限缩，相对影响背光模组的实际可调光范围，尤其如图3-2所示，以既有背光模组可调光范围多限定在20％～100％，但在输入电压大幅变动下，原设定50％调光效率的变压器实际动作仅为25％的单一弦波动作波形，此举将造成背光模组无法继续向下修正调光效率，而使实际调光效率范围局限在50％～100％，而非原设定的20％～100％。

二、变压器及驱动器在输入电压变动后将改变其震荡振幅(由10V变更为20V)，这样将造成变压器及驱动器的使用寿命大幅缩短。

三、当输入电压变动幅度较大且不稳定时，相对冷阴极灯管的管电流将产生较高波形因子而易使冷阴极灯管发生单端黑化现象。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述缺陷，在输入电压变动的情况下改善传统变动调光工作周期的技术缺陷。根据本发明的应用于变动电压的反流器控制方法的步骤包括：A、接收外部调光信号以决定输出一调光工作周期；B、接收调光工作周期及取得输入电压并对应反流器的变压器工作条件以决定输出电力的导通周期；C、接收电力导通周期以决定输出反流器的变压器震荡工作周期；D、当输入电压变动时，根据输入电压变动量在C步骤的变压器震荡工作周期基准下变动电力导通周期的电力导通时距；E、接收变动电力导通时距后的电力导通周期以决定输出反流器的变压器震荡工作周期。本发明可达到既定调光范围以及变压器维持一定电压振幅震荡动作和负载(冷阴极灯管)的管电流对称平均而可有效保持既定使用寿命。

附图说明

图1-1～4-2是现有的调光机制的工作周期示意图；

图5-1～8-2是本发明的工作周期示意图；以及

图9是本发明的实施电路方块示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现结合附图说明如下：

请同时参阅图5-1、6-1及9所示，如图所示，本发明是一种应用于变动电压的反流器控制方法，为便于比较上述传统调光机制，本发明的假设条件同上，但非用以限定本发明的实施范围，本发明的控制方法的步骤及实施电路包括：

A、接收外部调光信号11以决定输出一调光工作周期1i、1k、1p、1r的第一控制器1，该第一控制器1是一脉宽调变猝发信号产生器，该外部调光信号11则由使用者操控外部调光钮设定，在第5-1图及第6-1图表示调光工作周期1i、1k为100％，图7-1及图8-1则表示调光工作周期1p、1r为50％，图5-1、6-1、7-1、8-1均表示输入电压7为10V。

B、接收该调光工作周期1i、1k、1p、1r及取得输入电压7并对应反流器的变压器4工作条件以决定输出电力导通周期2i、2k、2p、2r的第二控制器2，该第二控制器2是一脉宽调变频率产生器或与第一控制器1整合为一微控制器，本发明的实施电路是以压电式变压器4为实施例进行说明，而视输入电压7的大小，第二控制器2可连接有一浮动电压准位器21，在图5-1及图6-1中，对应100％调光工作周期1i、1k，则电力导通周期2i、2k也为100％ON，其电力导通时距则为50％ON、50％OFF，而在图7-1及图8-1中，对应50％调光工作周期1p、1r，则电力导通周期2p、2r也为50％ON、50％OFF，其电力导通时距则为50％ON、50％OFF。(图6-1及图8-1，在电力导通时距为OFF状态虽仍提供有一维持电压，但此维持电压并不影响本发明的操作，且为便于统一解释本发明，此一维持电压变量将忽略不叙述，以免造成混淆。)

C、接收该电力导通周期2i、2k、2p、2r以决定输出该反流器的变压器4震荡工作周期3i、3k、3p、3r的驱动器3，该驱动器3可为双切换开关的功率晶体管，并利用电感41充放电效应而形成弦波样态的震荡工作周期3i、3k、3p、3r，在图5-1及图6-1中，对应100％调光工作周期1i、1k，则震荡工作周期3i、3k也为100％ON，而在图7-1及图8-1中，对应50％调光工作周期1p、1r，则震荡工作周期3p、3r也为50％ON、50％OFF。

D、当该输入电压7变动时，本发明由一预设有参考电力值且取得输入电压7经比较后输出调变信号至第二控制器2的电力检测器6根据该输入电压7变动量在第C步骤的变压器4震荡工作周期3i、3k、3p、3r基准下变动电力导通周期2i、2k、2p、2r的电力导通时距，此时该电力检测器6可为一具备比较器的线性逻辑电路或内建于第二控制器2整合为一微控制器的比较电路、或将第一控制器1、第二控制器2及电力检测器6整合为一微控制器，其中，该第D步骤也可为同时取得回馈电力51与该输入电压7作联集比较后决定电力导通周期2j、2m、2q、2u的电力导通时距，此时该电力检测器6则为一具备窗型比较器的线性逻辑电路，而此联集判断基准可区分为：

D1：当回馈电力51不变且输入电压7不变，则调光工作周期1i、1k、1p、1r及电力导通周期2i、2k、2p、2r的电力导通时距维持不变。

D2：当回馈电力51变动但输入电压7不变，则根据回馈电力51变动量变化调光工作周期1i、1k、1p、1r，但电力导通周期2i、2k、2p、2r的电力导通时距维持不变，此基准多发生在冷阴极灯管5的管电流突然发生短暂异常或损坏等状况，因此，若该状况发生，在正常状态下多能在极短时间内回复，若无法回复，则应属冷阴极灯管5已损坏需更换。

D3：当回馈电力51不变但输入电压7变动，则调光工作周期1j、1m、1q、1u维持不变，电力导通周期2j、2m、2q、2u的电力导通时距则根据输入电压7变动量修正。

D4：当回馈电力51变动且输入电压7变动，则调光工作周期1j、1m、1q、1u维持不变，此时须视驱动器3可容忍范围，若在容忍范围内，则可仅将电力导通周期2j、2m、2q、2u的电力导通时距根据输入电压7变动量修正，但若超过驱动器3可容忍范围，则可同时根据回馈电力51变动量变化调光工作周期1j、1m、1q、1u且电力导通周期2j、2m、2q、2u的电力导通时距则根据输入电压7变动量修正。

在D3及D4前段判断基准下，请同时参阅图5-2及图6-2所示，本发明在输入电压7变动为20V时，调光工作周期1j、1m、1q、1u、电力导通周期2j、2m、2q、2u均未有因输入电压7变动而改变，因此可以有效保持既有调光范围，本发明是将驱动器3的电力导通时距由原本的50％ON、50％OFF修正为25％ON、75％OFF，图7-2及图8-2的电力导通时距修正方式也相同。

E、在上述第D项变动电力导通时距后的电力导通周期2j、2m、2q、2u产生，在电感41充放电效应下，让变压器4的震荡工作周期3j、3m、3q、3u维持不变，而震荡电压振幅则维持在10V，也就是说，变压器4将维持在相同电压振幅下震荡动作，这样将可有效维持变压器4的使用寿命，而冷阴极灯管5的管电流则维持恒定，这样将大幅降低单端黑化现象产生，而有效延长冷阴极灯管5的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述控制方法的步骤包括：

A、接收外部调光信号以决定输出一调光工作周期；

B、接收所述调光工作周期及取得输入电压并对应反流器的变压器工作条件以决定输出电力的导通周期；

C、接收所述电力导通周期以决定输出所述反流器的变压器震荡工作周期；

D、当所述输入电压变动时，根据所述输入电压变动量在所述C步骤的变压器震荡工作周期基准下变动电力导通周期的电力导通时距；

E、接收所述变动电力导通时距后的电力导通周期以决定输出所述反流器的变压器震荡工作周期。

2.根据权利要求1所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，根据所述控制方法制作的反流器是由一变压器及一输出一供所述变压器震荡工作周期的控制电路所构成，由所述变压器接收一输入电压以所述震荡工作周期动作转换电力来驱动后端负载动作，所述控制电路则包括：

一接收外部调光信号以决定输出调光工作周期的第一控制器；

一接收所述调光工作周期并对应所述变压器工作条件以决定输出电力导通周期的第二控制器；

一电性连接所述输入电压并接收所述电力导通周期以决定输出所述震荡工作周期的驱动器；以及，

一预设有参考电力值且取得输入电压经比较后输出调变信号至所述第二控制器变动电力导通周期的电力导通时距的电力检测器。

3.根据权利要求2所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述第一控制器是一脉宽调变猝发信号产生器。

4.根据权利要求2所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述第二控制器是一脉宽调变频率产生器。

5.根据权利要求2所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述电力检测器是一具备比较器的线性逻辑电路。

6.根据权利要求2所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述第二控制器可视输入电压大小连接有一浮动电压准位器。

7.根据权利要求1所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述D步骤替换为同时取得回馈电力与所述输入电压作联集比较后决定电力导通周期的电力导通时距。

8.根据权利要求7所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述D步骤的判断基准为：

D1：回馈电力不变且输入电压不变，则调光工作周期及电力导通周期的电力导通时距维持不变；

D2：回馈电力变动但输入电压不变，则根据回馈电力变动量变化调光工作周期，但电力导通周期的电力导通时距维持不变；

D3：回馈电力不变但输入电压变动，则调光工作周期维持不变，电力导通周期的电力导通时距则根据输入电压变动量修正；

D4：回馈电力变动且输入电压变动，则调光工作周期维持不变，电力导通周期的电力导通时距则根据输入电压变动量修正。

9.根据权利要求8所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述D步骤的判断基准D4替换为根据回馈电力变动量变化调光工作周期且电力导通周期的电力导通时距则根据输入电压变动量修正。

10.根据权利要求8所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，根据所述控制方法制作的反流器是由一变压器及一输出一供变压器震荡工作周期的控制电路所构成，由所述变压器接收一输入电压以所述震荡工作周期动作转换电力来驱动后端负载动作，所述控制电路包括：

一接收外部调光信号以决定输出调光工作周期的第一控制器；

一接收所述调光工作周期并对应所述变压器工作条件以决定输出电力导通周期的第二控制器；

一电性连接所述输入电压并接收所述电力导通周期以决定输出所述震荡工作周期的驱动器；以及，

一预设有参考电力值且取得输入电压经比较后输出调变信号至第二控制器变动电力导通周期的电力导通时距的电力检测器。

11.根据权利要求10所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述第一控制器是一脉宽调变猝发信号产生器。

12.根据权利要求10所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述第二控制器是一脉宽调变频率产生器。

13.根据权利要求10所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述电力检测器是一具备窗型比较器的线性逻辑电路。

14.根据权利要求10所述的应用于变动电压的反流器控制方法，其特征在于，所述第二控制器可视输入电压大小连接有一浮动电压准位器。

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