CN201035270Y - 液晶面板背光装置的反馈与保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液晶面板背光装置的反馈与保护电路，用于检测液晶面板背光装置的每一支冷阴极荧光灯管的电压与电流，并在整合所有电压与电流输入信号后向脉宽调制控制器输出单一电流和电压反馈信号，以稳定和控制冷阴极灯管端的电压与电流，并根据各检测输入信号判断是否有异常发生。当任一冷阴极荧光灯管发生短路(人体触碰)或开路(未点亮)时，产生异常状态保护信号并传给脉宽调制控制器，停止背光装置的所有输出，从而保护液晶面板背光装置不会因异常持续而使电路组件损坏或发生人体触电的危险。本实用新型可配合将电路进行集成电路化的设计，以简化传统的用各个组件组成的反馈与保护电路，从而减少电路组件布局的面积并降低整体成本。

Description

液晶面板背光装置的反馈与保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种液晶面板背光装置的反馈与保护电路，特别是涉及可将电路进行集成电路化设计，以简化传统的以各个组件组成的反馈与保护电路，减少电路组件布局所占的面积并降低整体成本的液晶面板背光装置的反馈与保护电路。

背景技术

液晶面板背光装置使用高频交流正弦波电源来供应冷阴极荧光灯管(CCFL)发光的能量，因此使用将直流转换为交流的换流电路来达到能量转换的目的。现有的交换式换流器(DC/ACInverter)由于成本的考虑都使用一个交换式换流器专用的脉宽调制控制器(PWM Controller)来控制整个换流电路，提供全部冷阴极荧光灯管发光，从而产生足够的光源。但是一个脉宽调制控制器只有一个电压反馈输入端、一个电流反馈输入端与一个异常状态保护控制输入端，液晶面板背光装置必须能够整合每一冷阴极荧光灯管的电压与电流输入信号，再向脉宽调制控制器的输入端输出单一的电压反馈信息与电流反馈信号，另一方面，也必须检测是否有任一冷阴极荧光灯管发生短路(人体触碰)或开路(未点亮)的异常情形，以将异常状态保护信号输出至脉宽调制控制器，关闭背光装置的所有输出，以保护换流电路不会因异常持续而损坏电路组件或造成人体触电的危险。目前现有的方式都是用各个组件组成该反馈与保护电路，电路的组成组件众多且复杂，图1为现有液晶面板背光装置的反馈与保护电路的电路方块图。请参照图1，输入端子CN11的各接脚分别连接至输入电压端、参考地端、致能信号与调光信号，其中交换式开关控制电路1包含多个功率晶体管(图中未示出)和脉宽调制控制器2，脉宽调制控制器2的输出端输出多个控制脉波，以驱动各种不同的开关拓朴使功率晶体管(图中未示出)导通，从而使得输入电压端可以从变压器T1～T4的一次侧线圈转换到二次侧线圈，以便传送能量。二次侧线圈的漏感与各串联电容发生谐振现象而产生正弦波电压，其输出到各冷阴极荧光灯管的两侧，使得灯管发光以供应背光装置的光源。其中变压器T1二次侧线圈的漏感与电容C11、C12串联产生谐振，变压器T2二次侧线圈的漏感与电容C21、C22串联产生谐振，变压器T3二次侧线圈的漏感与电容C31、C32串联产生谐振，变压器T4二次侧线圈的漏感与电容C41、C42串联产生谐振，输出端子CN1～CN4两端分别连接至冷阴极荧光灯管，以分别接收谐振产生的交流正弦波电源。电容C12、C22、C32、C42的作用是将各高压输出分压后经过二极管D11、D21、D31、D41而获取电压最大值，其经电阻R3、R2分压后输入脉宽调制控制器2的电压反馈输入端。二极管D12、D22、D32、D42的作用是将电容C12、C22、C32、C42的负向电压箝位到二极管顺向压降至大约负0.7V左右。二极管D15、D25、D35、D45获取电容C12、C22、C32、C42的端电压后，经过电阻R14与R15、R24与R25、R34与R35、R44与R45分别分压并经过电容C13、C23、C33、C43滤波后，在获取足够的正常工作时间的情形下让晶体管Q11、Q21、Q31、Q41导通。当任一灯管发生短路时，则让晶体管Q11、Q21、Q31、Q41无法导通到参考地端，电源电压VCC立刻经电阻R5充电至电容C3。当电容C3充电达到晶体管Q1的工作电压时，使晶体管Q1导通，而将脉宽调制控制器2的电流反馈输入端拉至低电位，使得脉宽调制控制器2停止输出，因而关闭背光装置的所有输出，电阻R33用于释放电容C3的能量。

另外，电阻R11、R21、R31、R41分别连接于冷阴极荧光灯管与参考地端之间，用于获取电流检测信号。二极管D14、D24、D34、D44的作用是将电阻R11、R21、R31、R41的负向电压箝位到二极管顺向压降至大约负0.7V左右。二极管D13、D23、D33、D43获取电阻R11、R21、R31、R41的电压最大值，经电阻R4、R1分压后输入脉宽调制控制器2的电流反馈输入端。二极管D16、D26、D36、D46获取电阻R11、R21、R31、R41的端电压，经过电阻R12与R13、R22与R23、R32与R33、R42与R43分别分压并经过电容C14、C24、C34、C44滤波后，在获取足够的正常工作时间的情形下让晶体管Q12、Q22、Q32、Q42导通，当任一灯管发生开路时，则让晶体管Q12、Q22、Q32、Q42无法导通到参考地端，电源电压VCC立刻经电阻R6充电至电容C3，当电容C3充电达到晶体管Q1的工作电压时，使晶体管Q1导通而将脉宽调制控制器2的电流反馈输入端拉至低电位，使得脉宽调制控制器2停止输出，因而关闭背光装置的所有输出。现有电路的缺点是使用了许多分散的组件来达成反馈与保护的控制电路，增加了印刷电路板布局的困难与面积，且提高了整体换流电路的成本，另外，控制晶体管的工作电压范围过大，容易发生调整不当而无法启动保护动作的可能性。

因此，需要提供一种液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其可以简化传统的以各个组件所组成的反馈与保护电路，减少电路组件布局所占的面积并降低整体成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其通过将电路进行集成电路化的设计，从而简化了传统的以各别组件所组成的反馈与保护电路，以达到减少电路组件布局所占的面积并降低整体成本的目的。

本实用新型的目的在于提供一种液晶面板背光装置的反馈与保护电路，包括：至少一个变压器，其具有初极绕组及次极绕组；交换式开关控制电路，其具有脉宽调制控制器，该交换式开关控制电路连接输入端子及该初级绕组；反馈与保护控制单元，其具有至少一个电流信号输入端、至少一个电压信号输入端、第一延迟控制端、第二延迟控制端及至少一个异常状态保护信号端，该异常状态保护信号端连接该脉宽调制控制器；至少一个电流检测组件，其连接该电流信号输入端；至少一个电压检测组件，其连接该电压信号输入端；以及至少一个输出端子，其连接该次极绕组、冷阴极荧光灯管、该电流检测组件及该电压检测组件；其中，当该冷阴极荧光灯管开路或短路时，该反馈与保护控制单元根据第一参考电压值及第二参考电压值产生异常状态保护信号，并将该信号输出至该脉宽调制控制器，使该交换式开关控制电路停止该液晶面板背光装置的所有输出。

由此，根据本实用新型的液晶面板背光装置之反馈与保护电路，其利用将电路进行集成电路化的设计，以简化传统的以各个组件所组成的反馈与保护电路，从而达到减少电路组件布局所占的面积并降低整体成本的目的。

附图说明

图1是现有液晶面板背光装置的反馈与保护电路的电路方块图；

图2是本实用新型一实施例的液晶面板背光装置的反馈与保护电路系统方块图；

图3是表示图2中的液晶面板背光装置的反馈与保护电路的详细内部电路方块图；

图4是本实用新型另一实施例的液晶面板背光装置的反馈与保护电路系统方块图；

图5是表示图3中的液晶面板背光装置的反馈与保护电路的另一电路构成方块图；以及

图6是表示图3中的液晶面板背光装置的反馈与保护电路的信号波形图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，通过下述实施例并结合附图对本实用新型进行详细说明，具体如下：

图2是本实用新型一实施例的液晶面板背光装置的反馈与保护电路系统方块图，图3是表示图2中的液晶面板背光装置的反馈与保护电路的详细内部电路方块图，而图6是表示图3中的液晶面板背光装置的反馈与保护电路的信号波形图。请同时参照图2、图3及图6，此反馈与保护电路系统包括：变压器T1～Tn，其分别具有初极绕组及次极绕组；交换式开关控制电路1，其具有脉宽调制控制器2，交换式开关控制电路1连接输入端子CN11及初级绕组；反馈与保护控制单元U1，其具有电流信号输入端S11～S1n、电压信号输入端S21～S2n、第一延迟控制端VC1、第二延迟控制端VC2及异常状态保护信号端DT与连接至反向器INV1所产生的反向异常状态保护信号端DT’，异常状态保护信号端DT连接脉宽调制控制器2；电流检测组件，其分别由电阻R11-Rn1构成，并连接至电流信号输入端S11～S1n；电压检测组件，其分别由电容C11及C12、电容C21及C22...电容Cn1及Cn2组成(也可由多电阻组成或至少一个电阻及电容组成)，并连接至电压信号输入端。其中，输入该电流信号输入端S21～S2n的电压信号为交流电压信号或直流电压信号，而输入该电压信号输入端S21～S2n的电压信号为交流电压信号或直流电压信号；以及输出端子CN1～CNn，其连接次极绕组、冷阴极荧光灯管、电流检测组件及电压检测组件；电流信号输入端S11～S1n及电压信号输入端S21～S2n分别连接钳位二极管，将输入信号的负向电压钳位到二极管顺向压降的准位。因此电压信号输入端S21～S2n、电流信号输入端S11～S1n的信号将等于以下计算式：

S21～S2n的信号＝VCn2＝2×Vo(n)×[Cn1/(Cn1+Cn2)]-VD

S11～S1n的信号＝Io(n)×Rn1

其中，Vo(1)～Vo(n)为第一输出电压～第n输出电压，Io(1)～Io(n)为第一输出电流～第n输出电流，VD为二极管电压。

在第一反馈输出FB1及第二反馈输出FB2将电流信号输入端S11～S1n的信号与电压信号输入端S21～S2n的信号整合后，经过二极管获取其最大值，第一反馈输出FB1及第二反馈输出FB2将等于以下计算式：

FB1＝[S11～S1n]max-VD

FB2＝[S21～S2n]max-VD

当任一冷阴极荧光灯管发生开路(未点亮)时，多组单一输入的电流比较器COMP11～COMP1n将电压信号的峰值与第一参考电压值VERF1进行比较，当电压信号的峰值低于第一参考电压值VERF 1时，多组单一输入的电流比较器COMP11～COMP1n输出停止信号，使第一延迟控制端VC1的电压逐渐上升。当第一延迟控制端VC1的电压高于第二参考电压值VERF2时，反馈与保护控制单元U1经由异常状态保护信号端DT输出异常状态保护信号；当冷阴极荧光灯管短路时，多组单一输入的电压比较器COMP21～COMP2n将该电压信号的峰值与该第一参考电压值VERF1进行比较，当电压信号的峰值低于第一参考电压值VERF1时，电压比较器COMP21～COMP2n输出停止信号，使第二延迟控制端VC2电压逐渐上升。当第二延迟控制端VC2电压高于第二参考电压值VERF2时，反馈与保护控制单元U1经由该异常状态保护信号端DT输出该异常状态保护信号。其中，延迟控制第一延迟控制端VC1及第二延迟控制端VC2的方式为内设固定延迟控制方式或外部延迟控制方式。

图4是本实用新型的另一具体实施例的液晶面板背光装置的反馈与保护电路系统方块图，其应用于LCD_TV等输出端子无返回线(RETURN)的情形，请参照图4，图4无返回线与图2有返回线(RETURN)的差异在于图2的电压与电流的输入信号交流波形都为同向，图4的电压与电流的输入信号交流波形则为反向，除电压与电流的输入信号交流波形反向外，工作方式没有任何不同，本实用新型可提供如图2与图4所示的不同的应用选择。

图5是表示图3中的液晶面板背光装置的反馈与保护电路的另一电路构成方块图，其与图3的不同之处在于，将图3中的多组单一输入的电流比较器COMP11～COMP1n及多组单一输入的电压比较器COMP21～COMP2n分别整合为多组输入的电流比较器COMP1及多组输入的电压比较器COMP2，使电路更为精简。

如上所述，本实用新型是利用将电路进行集成电路化的设计，以简化传统的以各个组件组成的反馈与保护电路，进而达到减少电路组件布局所占的面积并降低整体成本的目的。就实用性而言，利用本实用新型所衍生的产品，当可充分满足目前市场的需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。在上述实施例中，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

符号说明

Rn电阻                 Cn电容

Dn二极管               DBn二极管

Qn晶体管               CN11输入端子

CN1～CNn输出端子       F1保险丝

T1～Tn变压器

Vo1～Vo(n)第一输出电压～第n输出电压

Io(1)～Io(n)第一输出电流～第n输出电流

COMP1、COMP11～COMP1n 电流比较器

COMP2、COMP21～COMP2n 电压比较器

COMPn比较器            VCC电源电压

VD二极管电压           U1反馈与保护控制单元

S11～S1n电流信号输入端 S21～S2n电压信号输入端

VC1第一延迟控制端      VC2第二延迟控制端

FB1第一反馈输出        FB2第二反馈输出

DT异常状态保护信号端

DT’反向异常状态保护信号端

INV1反向器             1交换式开关控制电路

2脉宽调制控制器        GND参考地端

VERF1第一参考电压值    VERF2第二参考电压值

Claims (9)

1.一种液晶面板背光装置的反馈与保护电路，包括：

至少一个变压器，其具有初极绕组及次极绕组；

交换式开关控制电路，其具有脉宽调制控制器，所述交换式开关控制电路连接输入端子及所述初级绕组；

其特征在于，还包括：

反馈与保护控制单元，其具有至少一个电流信号输入端、至少一个电压信号输入端、第一延迟控制端、第二延迟控制端以及至少一个异常状态保护信号端，所述异常状态保护信号端连接所述脉宽调制控制器；

至少一个电流检测组件，其连接所述电流信号输入端；

至少一个电压检测组件，其连接所述电压信号输入端；

以及

至少一个输出端子，其连接所述次极绕组、冷阴极荧光灯管、所述电流检测组件及所述电压检测组件。

2.根据权利要求1所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，输入所述电流信号输入端的其中一个电压信号为交流电压信号或直流电压信号。

3.根据权利要求1所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，输入所述电压信号输入端的其中一个电压信号为交流电压信号或直流电压信号。

4.根据权利要求2或3所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，所述反馈与保护控制单元还包含至少一个比较器，当所述冷阴极荧光灯管开路时，所述比较器将所述电压信号的峰值与第一参考电压值进行比较，当所述电压信号的峰值低于所述第一参考电压值时，所述比较器输出停止信号，使所述第一延迟控制端电压逐渐上升，当所述第一延迟控制端电压高于第二参考电压值时，所述反馈与保护控制单元经由所述异常状态保护信号端输出异常状态保护信号；当所述冷阴极荧光灯管短路时，所述比较器将所述电压信号的峰值与所述第一参考电压值进行比较，当所述电压信号的峰值低于所述第一参考电压值时，所述比较器输出停止信号，使所述第二延迟控制端电压逐渐上升，当所述第二延迟控制端电压高于第二参考电压值时，所述反馈与保护控制单元经由所述异常状态保护信号端输出所述异常状态保护信号。

5.根据权利要求4所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，所述比较器为单一输入或多组输入。

6.根据权利要求1所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，所述电压检测组件由多个电阻、多个电容或至少一个电阻及至少一个电容分压所构成。

7.根据权利要求1所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，所述电流检测组件由至少一个电阻构成。

8.根据权利要求1所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，延迟控制所述第一延迟控制端及所述第二延迟控制端的方式为内设固定延迟控制方式或外部延迟控制方式。

9.根据权利要求1所述的液晶面板背光装置的反馈与保护电路，其特征在于，所述异常状态保护信号端还可连接至反向器以产生反向异常状态保护信号。

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