CN1866082A - 一种可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，通过改变驱动脉冲发生器与开关管的连接关系获得四种控制模式：全桥控制模式、半桥控制模式、单端控制模式、推挽控制模式；所述的全桥控制模式为：驱动脉冲发生器的四个输出脚均分别连接一个开关管，所述的半桥控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，所述的推挽控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，所述的单端控制模式为：所述驱动脉冲发生器的一个输出脚连接一个开关管，该方法可实现多种控制方式的直接变换，从而大大方便了电路设计且大大提高了电路应用的适应性。

Description

一种可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法

技术领域

本发明涉及一种可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法。

背景技术

近年来，随着LCD(液晶显示器)应用的不断普及，其相关的技术也获得了很大发展。由于液晶本身不能主动发光，因而需要背景光才能获得明暗和色彩变化的图像，目前冷阴极荧光灯作为液晶显示器的背光源得到了广泛应用，而冷阴极荧光灯工作时需要一个小型的高压电源，该电源从液晶显示器总电源取得直流电，采用开关电源的工作模式经过逆变，产生交流高压，使冷阴极荧光灯发光工作。一般要求该电源具有体积小、重量轻、转换效率高、可靠性高、电磁噪音小的特点，作为逆变电源的工作模式主要有全桥、半桥、推挽等模式，各种模式特点各不相同，因而在冷阴极荧光灯驱动电路中都得到了一定程度的应用。

现有的冷阴极荧光灯驱动电路一般只有一种驱动模式，若需应用不同的驱动模式则需根据需要设计不同的控制电路。比如移相全桥方式由于四个驱动脉冲的相位和脉宽变化规律限制，不能直接变换其它驱动模式，因而应用的适应性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，该方法可实现多种控制方式的直接变换，从而大大方便了电路设计且大大提高了电路应用的适应性。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：通过改变驱动脉冲发生器与开关管的连接关系获得四种控制模式：全桥控制模式、半桥控制模式、单端控制模式、推挽控制模式；

所述的全桥控制模式为：驱动脉冲发生器的四个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出分别驱动相应的开关管，以分别控制四个开关管的导通或截止。

所述的半桥控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出分别驱动相应的开关管，以分别控制两个开关管的导通或截止，所述开关管一个为P型开关管，另一个为N型开关管；

所述的推挽控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出分别驱动相应的开关管，以分别控制两个开关管的导通或截止，所述开关管均为P型开关管或均为N型开关管；

所述的单端控制模式为：所述驱动脉冲发生器的一个输出脚连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的脉冲输出驱动相应的开关管，以控制开关管的导通或截止。

应用本发明的方法可以方便将控制模式在全桥式、半桥式、推挽式、单端式之间转换，这样，在设计冷阴极荧光灯驱动电路控制IC时，不再需要分别设计成多个不同工作模式的冷阴极荧光灯驱动电路控制IC，只需要设计一种控制IC，因而大大方便了电路设计和控制芯片的使用。

附图说明

图1是本发明的全桥式冷阴极荧光灯驱动电路的电路结构示意图。

图2是本发明的四个输出驱动脉冲的相互关系示意图。

图3是本发明的半桥式冷阴极荧光灯驱动电路的电路结构示意图。

图4是本发明的单端式冷阴极荧光灯驱动电路的电路结构示意图。

图5是本发明的推挽式冷阴极荧灯驱动电路的电路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的冷阴极荧光灯管驱动电路包括：

振荡器1，其产生一定频率的三角波作为开关脉冲触发频率信号和脉宽大小的基准信号；

误差放大器12，其把反馈回来的灯管电流取样信号与设定值的误差放大输出给比较器2；

比较器2，其把误差放大器12和振荡器1的数值进行比较，控制驱动脉冲发生器3的各个输出脉冲宽度或相位发生变化；

驱动脉冲发生器3，其产生具有一定周期和规律性变化的一组方波信号(A、B、C、D)驱动相应的开关管(4、5、6、7)，以分别控制开关管的导通或截止，使输入变压器初级的电压、电流按一定规律变化；

电磁变压器8，将开关管输出的脉冲直流电升压转变成交流高压，交流高压驱动冷阴极荧光灯管9发光；

由于灯管正常工作时需要保持灯管电流恒定，因此在灯管低压侧串接了一个取样电阻10，灯电流在电阻10上产生的电压即反馈信号，通过二极管11整流后反馈到误差放大器，再通过上述的控制回路，控制各个开关管的规律性的导通与截止，反过来又影响到灯电流的变化，这样灯电流的变化最终通过整个电路达到了闭环控制。

本发明四个驱动脉冲输出A、B、C、D，分别对应驱动四个开关管(4、5、6、7)(两个N型MOSFET和两个P型MOSFET)，对应关系为脉冲输出A对应开关管4，脉冲输出B对应开关管5，脉冲输出C对应开关管6，脉冲输出D对应开关管7，A、B构成半桥臂，C、D构成半桥臂。A、B、C、D四个输出驱动脉冲的相互关系如图2所示，四个输出驱动脉冲的周期相同均为T(即频率相同)，ON为开关管导通时间，OFF为关闭时间，由图中可以看出，开关管4导通时开关管5不导通，开关管5导通时开关管4不导通；开关管7和开关管6也有同样的关系。见图1，开关管4，开关管7导通时，电流由电源正极依次经过开关管4，变压器初级，开关管7，最后进入电源地；开关管6，开关管5导通时，电流由电源正极依次经过开关管6，变压器初级，开关管5，最后进入电源地，这样便构成了全桥工作模式。

假设电路中由于某种原因导致灯管电流变化，这会引起反馈信号的变化，反馈信号经过电阻10，二极管11，到达误差放大器，误差放大器将该信号电压与设定的电压的差值放大获得了一个输出电压，这个输出电压又送给比较器，比较器把误差放大器的输出电压与三角波的电压进行比较，如图2所示在三角波电压高于放大器电压的时间里面比较器输出为高电平，控制A驱动脉冲为低电平，用来使开关管P1开通，即开关管P1导通时间W对应于三角波电压高于误差放大器输出电压的时间，这里通过让误差放大器的输出电压高于三角波平均值电压(三角波中线)才开始控制开关管P1的导通时间，这样开关管P1导通最大占空比就小于50％。因此闭环负反馈关系为：灯电流增大→反馈电压增大→误差放大器输出电压增大→开关管P1导通时间减小→灯电流减小。以上说明了一个开关管的变化规律，其他开关管的变化规律相同。

以A脉冲驱动的P1开关管为例，单个周期内P1的导通时间W等于振荡器三角波电压高于误差放大器输出电压部分的时间，而误差放大器的输出电压只有高于三角波电压的平均值才对导通时间W起作用，因此，导通时间W周期T的比值即导通占空比一般小于50％，范围0-45％，其他开关脉冲导通占空比范围同样也为0-45％。如果灯管电流由于输入电压变化、电路调节等增大，反馈信号经过误差放大器放大后输出电压增大，输出电压增大导致各个驱动脉冲的导通占空比减小，即通过变压器的能量减小，输出减小导致电流减小，灯管电流减小的情况刚好相反，这样就通过四个输出驱动脉冲导通占空比的自动变化实现了对灯管电流的闭环控制。

本发明的全桥驱动电路四个驱动脉冲与其他全桥方式的区别在于，

1.四个驱动脉冲有着固定的相位关系，即在某一定频率下四个驱动脉冲的导通沿之间有固定时间关系，T1、T2、T3为常数；

2.四个驱动脉冲的导通占空比在电路中变化时同时发生变化，而且趋势相同，即增大时都增大，减小时都减小。

3.四个驱动脉冲的导通占空比变化范围均为0-50％。

本发明的全桥电路控制方式由于采用了具有以上特点的控制方法，因此本发明可通过改变驱动脉冲发生器与开关管的连接关系获得四种控制模式：全桥控制模式、半桥控制模式、单端控制模式、推挽控制模式；

如图1所示：所述的全桥控制模式为：驱动脉冲发生器的四个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出A、B、C、D分别驱动相应的开关管4、5、6、7，以分别控制四个开关管4、5、6、7的导通或截止。

如图3所示：所述的半桥控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出A、B(或驱动脉冲C和驱动脉冲D)分别驱动相应的开关管4、5(或开关管6、7)，以分别控制两个开关管4、5的导通或截止，所述开关管4、5一个为P型开关管，另一个为N型开关管；

如图5所示：所述的推挽控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出B、D分别驱动相应的开关管5、7，以分别控制两个开关管的导通或截止，所述开关管均为P型开关管或均为N型开关管；

如图4所示：所述的单端控制模式为：所述驱动脉冲发生器的一个输出脚连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的脉冲输出B驱动相应的开关管5，以控制开关管5的导通或截止。

Claims (5)

1、一种可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，其特征在于，通过改变驱动脉冲发生器与开关管的连接关系获得四种控制模式：全桥控制模式、半桥控制模式、单端控制模式、推挽控制模式；

所述的全桥控制模式为：驱动脉冲发生器的四个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出(A、B、C、D)分别驱动相应的开关管(4、5、6、7)，以分别控制四个开关管(4、5、6、7)的导通或截止。

所述的半桥控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出(A、B)分别驱动相应的开关管(4、5)，以分别控制两个开关管(4、5)的导通或截止，所述开关管(4、5)一个为P型开关管，另一个为N型开关管；

所述的推挽控制模式为：所述的驱动脉冲发生器的两个输出脚均分别连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的一组脉冲输出(B、D)分别驱动相应的开关管(5、7)，以分别控制两个开关管(5、7)的导通或截止，所述开关管(5、7)均为P型开关管或均为N型开关管；

所述的单端控制模式为：所述驱动脉冲发生器的一个输出脚连接一个开关管，产生具有一定周期和规律性变化的脉冲输出(B)驱动相应的开关管(5)，以控制开关管(5)的导通或截止。

2、根据权利1所述可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，其特征在于，通过调整四个开关管的导通占空比大小来适应电路中电压变化和参数调整并保持灯管电流达到设定值。

3、根据权利要求1所述可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，其特征在于，所述的四个驱动脉冲有着固定的相位关系，即在某一定频率下四个驱动脉冲的导通沿之间有固定时间关系。

4、根据权利要求2所述的可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，其特征在于，所述四个驱动脉冲的导通占空比在电路中变化时同时发生变化，而且趋势相同，即增大时都增大，减小时都减小。

5、根据权利要求3或4所述的可方便变换冷阴极荧光灯驱动电路控制模式的方法，其特征在于，所述的四个驱动脉冲的导通占空比变化范围均为0-50％。

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