CN201341262Y - 多灯管背光系统及其保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供多灯管背光系统。该多灯管背光系统包含电源、多个灯管模块及控制模块。每一个灯管模块包含灯管、电容元件及检测单元。检测单元耦接于电容元件与灯管之间，并系用以检测一电压并根据电压产生检测信号。控制模块耦接至检测单元及电源，并用以根据检测信号选择性地关闭电源。

Description

多灯管背光系统及其保护装置

技术领域

本发明涉及多灯管背光系统，并且特别地，涉及可提供完善电路保护功能的多灯管背光系统及其保护装置。

背景技术

近年来，随着液晶显示面板的尺寸不断增大，包含多个冷阴极灯管(ColdCathode Fluorescent Lamp，CCFL)的背光装置更加广泛地被用以提供液晶显示面板所需的高质量光源。

一般而言，在多灯管背光系统中，平衡变压器时常被用来维持流经每一个灯管的灯管电流均能大致相等，藉以确保多灯管背光系统提供给液晶显示面板的光源能够维持相当稳定且均匀的亮度。当平衡变压器的高压侧线圈自电源接收一输入电流后，平衡变压器的低压侧线圈将会根据输入电流感应产生一感应电流，并将得到的感应电流传送至各个灯管以驱动灯管发亮。

传统上，在多灯管背光系统中，平衡变压器的低压侧线圈与各个灯管之间将会分别串接一电感元件或一电容元件。藉此，可使灯管电流于进入灯管前，将会先流经电感元件或电容元件。其最主要目的在于，减少多灯管背光系统中由于各元件阻值的差异度不同而对于各灯管电流均匀度造成负面的影响。

举例而言，假设与灯管串接的平衡变压器的低压侧线圈或灯管本身的阻值并非十分均匀，将会使得各灯管电流间的偏差值变大，因而造成灯管电流的平衡效果变差。此时，若在平衡变压器的低压侧线圈与灯管之间串接电感元件或电容元件，将可使得低压侧线圈及灯管本身的阻值差异度均可被忽略不计，藉此多灯管背光系统的各灯管即可得到稳定而均匀的平衡灯管电流。

此外，针对多灯管背光系统采用电感平衡与采用电容平衡的差异而言，就实际成本的考虑上，相较于采用电感平衡的多灯管背光系统，采用电容平衡的多灯管背光系统可以节省较多的生产成本。然而，目前采用电容平衡的多灯管背光系统仍缺乏完善的保护机制，以避免由于灯管万一发生短路或断路时导致整个多灯管背光系统损坏的现象发生。

因此，本发明提供一种多灯管背光系统及其保护装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种多灯管背光系统及其保护装置。根据本发明的一具体实施例，提供一种多灯管背光系统。该多灯管背光系统包含电源、多个灯管模块及控制模块。该多个灯管模块中的每一个灯管模块分别包含灯管、电容元件及检测(sensing)单元。

在此实施例中，检测单元系耦接于电容元件与灯管之间，并用以检测电压并根据电压产生检测信号。至于控制模块则系耦接至检测单元及电源，并系用以根据检测信号选择性地关闭电源。

实际上，控制模块可以包含比较单元及控制单元。其中比较单元可藉由判断检测信号是否等于预设值或与预设值的差值是否大于阈值以产生比较信号。接着，控制单元接收比较信号并根据比较信号选择性地关闭电源。

根据本发明的另一具体实施例，提供一种应用于多灯管背光系统的保护装置。多灯管背光系统包含电源及多个灯管模块，其中该多个灯管模块中的每一个灯管模块分别包含灯管、电容元件及检测单元。至于检测单元，则耦接于灯管与电容元件之间，并系用以检测电压。

在此实施例中，保护装置可包含比较模块及控制模块。比较模块系耦接至检测单元，并用以根据检测单元所检测到的电压产生比较信号。另外，控制模块系耦接至比较模块及电源，并用以根据比较信号选择性地关闭电源。

相较于先前技术，本发明针对采用电容平衡的多灯管背光系统提出具有完善电路保护功能的保护装置，一旦多灯管背光系统中发生短路或断路等异常现象时，保护装置即会关闭电源以避免这些异常现象导致多灯管背光系统的损坏，藉以延长多灯管背光系统的使用寿命。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1是表示根据本发明的第一具体实施例的多灯管背光系统的示意图。

图2系表示根据本发明的第二具体实施例的保护装置应用于多灯管背光系统的示意图。

图3表示图二所示的控制模块的详细电路图。

具体实施方式

根据本发明的第一具体实施例，提供一种多灯管背光系统。请参照图1，图1表示该多灯管背光系统的示意图。本实施例以采用电容平衡的双灯管背光系统作为范例来进行详细的说明。如图1所示，多灯管背光系统1包含电源10、第一灯管模块8、第二灯管模块9及控制模块17。

在此实施例中，控制模块17耦接至电源10、第一灯管模块8及第二灯管模块9，并且包含平衡变压器172、比较单元171及控制单元173。其中，平衡变压器172耦接至电源10、电阻元件19、第一灯管模块8及第二灯管模块9。接下来，将分别就多灯管背光系统1所包含的各个元件及其具备的功能进行探讨。

在此实施例中，电源10用以提供多灯管背光系统1运行所需的电力。实际上，电源10可以是一交流电源。如图1所示，电源10提供输入电流I₁至平衡变压器172。当平衡变压器172的高压侧线圈1721接收输入电流I₁后，磁性耦接至高压侧线圈1721的低压侧线圈1722将会产生一感应电流I_C。接着，感应电流I_C将会分成第一感应电流I_C1及第二感应电流I_C2，并分别流至第一灯管模块8及第二灯管模块9。

接下来，将分别就第一灯管模块8以及第二灯管模块9所包含的元件及其功能进行介绍。在此实施例中，第一灯管模块8包含第一灯管11、第一电容元件13及第一检测单元15。其中第一检测单元15系耦接于第一灯管11与第一电容元件13之间。

如图1所示，当第一感应电流I_C1流入第一灯管模块8后，将会先流经第一电容元件13，接着再通过第一检测单元15，最后再流至第一灯管11。假设通过第一检测单元15的电流为第一检测电流I_S1，而流入第一灯管11则是第一灯管电流I₁。实际上，由于第一电容元件13及第一检测单元15均有阻值存在，故第一感应电流I_C1通常会大于第一检测电流I_S1，且第一检测电流I_S1通常会大于第一灯管电流I₁。

同理，第二灯管模块9包含第二灯管12、第二电容元件14及第二检测单元16。其中，第二检测单元16耦接于第二灯管12与第二电容元件14之间。如图1所示，第二感应电流I_C2将会先流经第二电容元件14，接着再通过第二检测单元16，最后再流至第二灯管12。假设通过第二检测单元16的电流为第二检测电流I_S2，而流入第二灯管12则是第二灯管电流I₂。实际上，第二感应电流I_C2通常会大于第二检测电流I_S2，且第二检测电流I_S2通常会大于第二灯管电流I₂。

一般而言，在多灯管背光系统1正常运行的情况下，第一灯管电流I₁与第二灯管电流I₂均会维持稳定的电流值，以确保多灯管背光系统1能提供具有均匀亮度的光源。

在实际应用中，第一灯管模块8的第一检测单元15及第二灯管模块9的第二检测单元16可能包含各种不同形式的元件，例如串联电容、变压器或光耦合元件。

接着，将分别就第一检测单元15及第二检测单元16所具备的功能进行探讨。首先，耦接于第一灯管11与第一电容元件13之间的第一检测单元15将会检测第一电压V₁并根据第一电压V₁产生第一检测信号。其中，第一电压V₁由第一检测电流I_S1流经第一检测单元15而产生。同样地，耦接于第二灯管12与第二电容元件14之间的第二检测单元16将会检测第二电压V₂并根据第二电压V₂产生第二检测信号。其中，第二电压V₂由第二检测电流I_S2流经第二检测单元16而产生。

当多灯管背光系统1处于正常运行的情形下，由于第一检测电流I_S1及第二检测电流I_S2均具有稳定的电流值，并且第一电压V₁/第二电压V₂由第一检测电流I_S1/第二检测电流I_S2流经第一检测单元15/第二检测单元16而产生，故第一电压V₁及第二电压V₂亦会维持稳定的电压值。

接下来，将就控制模块17所包含的元件及其功能进行探讨。如图1所示，除了平衡变压器172外，控制模块17还包含了比较单元171及控制单元173。其中比较单元171耦接至第一检测单元15及第二检测单元16。

在此实施例中，比较单元171可以自第一检测单元15接收第一检测信号并比较第一检测信号包含的第一电压V₁与第一预设值以产生第一比较信号。此外，比较单元171亦可自第二检测单元16接收第二检测信号，并比较第二检测信号包含的第二电压V₂与第二预设值以产生第二比较信号。实际上，第一预设值与第二预设值可以是当多灯管背光系统1处于正常运行的情形下，第一检测单元15及第二检测单元16分别量测到第一电压V₁及第二电压V₂的平均电压值。

在实际应用中，比较单元171可藉由下列两种方式进行比较以产生比较信号。第一种情形是比较单元171藉由判断第一检测单元15检测到的第一电压V₁是否等于第一预设值以产生第一比较信号并且藉由判断第二检测单元16检测到的第二电压V₂是否等于第二预设值以产生第二比较信号。在此实施例中，若比较单元171的判断结果为是，代表第一电压V₁/第二电压V₂等于第一预设值/第二预设值，亦即第一电压V₁/第二电压V₂能够维持在稳定的电压值。

举例而言，假设第一预设值与第二预设值分别是3伏特及2.5伏特，当第一检测单元15检测到的第一电压V₁为3伏特时，代表第一电压V₁等于第一预设值；当第二检测单元16检测到的第二电压V₂为2.5伏特时，代表第二电压V₂等于第二预设值。此时，由于第一电压V₁与第二电压V₂均能维持于稳定的电压值，故可得知多灯管背光系统1系处于正常运行的情形下。

至于第二种情形则是比较单元171藉由判断第一电压V₁与第一预设值的差值是否大于第一阈值以产生第一比较信号并且藉由判断第二电压V₂与第二预设值的差值是否大于第二阈值以产生第二比较信号。当比较单元171的判断结果为否，亦即第一电压V₁/第二电压V₂与第一预设值/第二预设值之间的差值很小，代表第一电压V₁/第二电压V₂仍能维持于稳定的电压值范围内，故可得知多灯管背光系统1此时系处于正常运行的情形下。

举例而言，假设第一预设值与第二预设值分别是3伏特及2.5伏特，且第一阈值与第二阈值分别为0.3伏特及0.2伏特。若第一检测单元15检测到的第一电压V₁为2.8伏特，则第一电压V₁与第一预设值3伏特的差值为0.2伏特，由于此一差值0.2伏特小于第一阈值0.3伏特，亦即代表第一电压V₁仍维持于稳定的电压值范围内。

另一方面，若第二检测单元16检测到的第二电压V₂为2.4伏特，则第二电压V₂与第二预设值2.5伏特的差值为0.1伏特，由于此一差值0.1伏特小于第二阈值0.2伏特，代表第二电压V₂仍维持于稳定的电压值范围内。

综上所述，当比较单元171的判断结果为第一电压V₁与第二电压V₂均仍能维持于原本稳定的电压值范围内，代表多灯管背光系统1处于正常运行的情形下。

然而，一旦多灯管背光系统1的电路中有短路或断路等异常现象发生时，原本处于正常运行状态的多灯管背光系统1将会因而受到影响。例如原本维持稳定的第一检测电流I_S1及第二检测电流I_S2将会受到影响而产生变化，因而造成根据第一检测电流I_S1及第二检测电流I_S2产生的第一电压V₁与第二电压V₂亦会改变而偏离原本稳定的电压值。

承上例，第一预设值与第二预设值分别是3伏特及2.5伏特，且第一阈值与第二阈值分别为0.3伏特及0.2伏特。若第一检测单元15检测到的第一电压V₁为2.5伏特，则第一电压V₁与第一预设值3伏特的差值为0.5伏特，由于此一差值0.5伏特已经大于第一阈值0.3伏特，故比较单元171将会判定第一电压V₁已经偏离原本稳定的电压值。

另一方面，若第二检测单元16检测到的第二电压V₂为2.2伏特，则第二电压V₂与第二预设值2.5伏特的差值为0.3伏特，由于此一差值0.3伏特已经大于第二阈值0.2伏特，故比较单元171将会判定第二电压V₂已经偏离原本稳定的电压值。

综上所述，一旦比较单元171判定第一电压V₁或第二电压V₂已偏离原本稳定的电压值时，很可能代表着多灯管背光系统1的电路中有短路或断路等异常现象发生。因此，为了防止这些异常现象的发生导致多灯管背光系统1毁坏，此时多灯管背光系统1必须具备关闭电源的保护机制。

接下来，将探讨控制模块17的控制单元173在多灯管背光系统1中所扮演的角色。如图1所示，控制单元173耦接至比较单元171及电源10，其主要功用在于自比较单元171接收第一比较信号及第二比较信号，并根据第一比较信号及第二比较信号选择性地关闭电源10。

详细而言，若比较单元171的判断结果为第一电压V₁与第二电压V₂均维持于稳定的电压值范围内，代表多灯管背光系统1处于正常运行的情形下，故控制单元173并不会关闭电源10。然而，一旦比较单元171的判断结果为第一电压V₁或第二电压V₂已偏离原本稳定的电压值范围时，代表着多灯管背光系统1的电路中很可能有短路或断路等异常现象发生。因此，为了避免多灯管背光系统1由于短路或断路等异常现象的发生而造成毁坏，控制单元173将会立即关闭电源10以保护多灯管背光系统1。

承上例，当第一电压V₁与第一预设值的差值大于第一阈值时，亦即代表第一电压V₁已偏离原本稳定的电压值范围，故控制单元173将会立即关闭电源10。同理，当第二电压V₂与第二预设值的差值大于第二阈值时，亦即代表第二电压V₂已偏离原本稳定的电压值范围，故控制单元173亦会立即关闭电源10以保护多灯管背光系统1。

综上所述，在此实施例中，藉由第一检测单元15/第二检测单元16、比较单元171与控制单元173的结合，可以构成多灯管背光系统1的完善保护机制。

根据本发明的第二具体实施例是一种保护装置。该保护装置应用于多灯管背光系统。本实施例系以采用电容平衡的双灯管背光系统作为说明的范例。请参照图二，图二系表示该保护装置应用于多灯管背光系统的示意图。如图2所示，多灯管背光系统2包含电源20、第一灯管模块28及第二灯管模块29。

在此实施例中，第一灯管模块28包含第一灯管21、第一电容元件23及第一检测单元25，且第一检测单元25耦接于第一灯管21与第一电容元件23之间，并用以检测第一电压V₁。同理，第二灯管模块29包含第二灯管22、第二电容元件24及第二检测单元26。其中，第二检测单元26耦接于第二灯管22与第二电容元件24之间，并用以检测第二电压V₂。在实际应用中，第一检测单元25及第二检测单元26可能包含各种不同形式的元件，例如串联电容、变压器或光耦合元件。

在此实施例中，应用于多灯管背光系统2的保护装置3包含比较模块31及控制模块32。接下来，将分别就比较模块31及控制模块32进行详细的探讨。如图2所示，保护装置3的比较模块31耦接至第一检测单元25及第二检测单元26。比较模块31的主要功用在于比较第一检测单元25/第二检测单元26所检测到的第一电压V₁/第二电压V₂与第一预设值/第二预设值并产生比较信号。

在实际应用中，比较模块31可藉由下列两种方式进行第一电压V₁/第二电压V₂与第一预设值/第二预设值的比较。第一种情形是比较模块31判断第一电压V₁/第二电压V₂是否等于第一预设值/第二预设值。若比较模块31的判断结果为“是”，代表第一电压V₁/第二电压V₂维持于原本稳定的电压值；若比较模块31的判断结果为“否”，代表第一电压V₁/第二电压V₂已偏离于原本稳定的电压值。

另一种情形则是比较模块31判断第一电压V₁/第二电压V₂与第一预设值/第二预设值的差值是否大于第一阈值/第二阈值。若比较模块31的判断结果为“是”，代表第一电压V₁/第二电压V₂已偏离于原本稳定的电压值范围；若比较模块31的判断结果为“否”，则代表第一电压V₁/第二电压V₂仍维持于原本稳定的电压值范围内。

在此实施例中，保护装置3的控制模块32耦接至比较模块31及电源20，控制模块32的主要功用在于自比较模块31接收比较信号，并根据比较信号选择性地关闭电源20。更详细地说，控制模块32根据比较模块31的判断结果选择性地关闭电源20。

举例而言，若比较模块31判定第一电压V₁与第一预设值的差值大于第一阈值，亦即第一电压V₁已偏离于原本稳定的电压值范围，代表多灯管背光系统2的电路中，很可能有短路或断路等异常现象发生，故为了避免这些异常现象造成多灯管背光系统2的毁坏，保护装置3的控制模块32将会立即关闭电源20以保护多灯管背光系统2。

在实际应用中，控制模块32可包含平衡变压器322。如图2所示，平衡变压器322耦接至电源20、电阻元件33、第一灯管模块28及第二灯管模块29。在此实施例中，平衡变压器322的主要功用在于自电源20接收输入电流并产生感应电流至第一灯管模块28及第二灯管模块29。至于此实施例所述的控制模块32的详细电路图，则请参照图三。如图3所示，控制模块32包含平衡变压器322，而VDD则为电源20所提供的输入电压。

相较于先前技术，本发明系针对采用电容平衡的多灯管背光系统提出具有完善电路保护功能的保护装置，一旦多灯管背光系统中发生短路或断路等异常现象时，保护装置即会关闭电源，以避免这些异常现象导致多灯管背光系统的损坏，藉以延长多灯管背光系统的使用寿命。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (7)

1.一种多灯管背光系统，包含：

一电源；

一控制模块耦接至该电源，用以选择性地关闭该电源；以及

多个灯管模块，其中每一个灯管模块包含：

一灯管；

一电容元件耦接至该灯管；以及

一检测单元耦接于该电容元件与该灯管之间，用以检测一电压并根据该电压产生一检测信号；

其特征在于，该控制模块系根据该检测信号选择性地关闭该电源。

2.如权利要求1所述的多灯管背光系统，其中，该控制模块包含：

一变压器，用以自该电源接收一输入电流并产生一感应电流；

一比较单元耦接至该检测单元，用以接收该检测信号并产生一比较信号；

以及

一控制单元耦接至该比较单元及该电源，用以根据该比较信号选择性地关闭该电源。

3.如权利要求2所述的多灯管背光系统，其中，该变压器包含：

一第一侧线圈耦接至该电源，用以接收该输入电流；以及

一第二侧线圈磁性耦接该第一侧线圈，用以产生该感应电流。

4.如权利要求1所述的多灯管背光系统，其中，该检测单元由至少一电容、

一变压器及一光耦合元件所组成的一群组中的其中之一构成。

5.一种保护装置，用于一多灯管背光系统，该多灯管背光系统包含一电源及多个灯管模块，其中每一个灯管模块包含一灯管、一电容元件及一检测单元，该检测单元系耦接于该灯管与该电容元件之间并用以检测一电压，其特征在于，该保护装置包含：

一比较模块，用以根据该电压产生一比较信号；以及

一控制模块耦接至该比较模块及该电源，用以根据该比较信号选择性地关闭该电源。

6.如权利要求5所述的保护装置，其中，该控制模块包含：

一变压器，用以自该电源接收一输入电流并产生一感应电流。

7.如权利要求5所述的保护装置，其中，该检测单元由至少一电容、一变压器及一光耦合元件所组成的一群组中的其中之一构成。

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