CN201369868Y - 光源驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种光源驱动装置，包括功率因数校正电路、电源转换电路、变压器、平衡电路、换流器控制信号处理器及换流器控制器。功率因数校正电路将接收到的电源信号转换为直流信号。电源转换电路用于将该直流信号转换为方波信号。变压器用于将方波信号转换为交流信号，其包括一次侧与二次侧。平衡电路与变压器相连，用于平衡流经该等灯管的电流。换流器控制信号处理器设置于变压器的二次侧，用于接收第一控制信号。换流器控制器设置于变压器的一次侧，其受控于换流器控制信号处理器并驱动电源转换电路。本实用新型利用分别设置于变压器的一次侧和二次侧的换流器控制器和换流器控制信号处理器来处理信号，简化电路设计，节省电路板面积，降低成本。

Description

光源驱动装置
技术领域
本实用新型涉及一种光源驱动装置，尤其涉及一种整合交流/直流转换器的光源驱动装置。
背景技术
通常，冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamps，CCFLs)或者外部电极荧光灯(External Electrode Fluorescent Lamps，EEFLs)用作平面显示装置LCD模块的背光源，例如：液晶显示器、等离子显示面板等。在LCD模块中，冷阴极荧光灯是由换流器电路(Inverter Circuit)来驱动，其可供应交流信号至放电灯。
图1所示是一种习知的光源驱动装置，用于驱动光源模块20，其包括交流电源10、EMI滤波电路11、功率因数校正电路12、电源转换电路13、变压电路14、平衡电路15、换流器控制器16、PWM隔离变压器17、驱动电路18与功率因数控制器19。
其中，交流电源10输出交流信号，并经由EMI滤波电路11滤波后传送至功率因数校正电路12。EMI滤波电路11连接于交流电源10与功率因数校正电路12之间，用于滤除交流信号中的EMI信号。功率因数校正电路12受控于功率因数控制器19，将该交流信号转换为直流信号。电源转换电路13用于将接收到的直流信号转换为方波信号。变压电路14的一次侧与电源转换电路13相连，用于将接收到的方波信号进行升压。平衡电路15将接收到的信号平均地提供给光源模块20中的每一个光源(CCFLs、EEFLs等)，以确保每个光源电流平衡。换流器控制器16根据接收的调光信号、开关信号，经PWM隔离变压器17与驱动电路18输出控制信号控制电源转换电路13的输出。功率因数控制器19由功率因数校正电路12的输出取得反馈信号，以控制功率因数校正电路12的输出。
习知的光源驱动装置中，因换流器控制器16设置于二次侧，需单独的驱动电路18来驱动电源转换电路13，且换流器控制器16需PWM隔离变压器17来隔离并控制驱动电路18和电源转换电路13，这不仅使整个电路的设计复杂，而且增加了电路板的面积，导致成本增加。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种可简化电路、降低成本的光源驱动装置。
一种光源驱动装置，用于驱动包括多个灯管的光源模块，其包括功率因数校正电路、电源转换电路、变压电路、平衡电路、换流器控制信号处理器及换流器控制器。功率因数校正电路用于将接收到的电源信号转换为直流信号。电源转换电路与该功率因数校正电路的输出相连，用于将该直流信号转换为方波信号。变压电路与该电源转换电路相连，用于将方波信号转换为可驱动该灯管的电信号。变压电路包括变压器，变压器包括一次侧与二次侧。平衡电路与该变压电路相连，用于平衡流经该等灯管的电流。换流器控制信号处理器用于接收二次侧的第一控制信号并产生第二控制信号。换流器控制器设置于该变压器的一次侧，用于根据该换流器控制信号处理器输出的第二控制信号驱动电源转换电路。
因本实用新型将换流器控制集成电路拆分为换流器控制器和换流器控制信号处理器且分别设置于变压器的一次侧和二次侧，从而简化电路设计，节省电路板的面积，降低成本。
附图说明
图1是一种习知光源驱动装置的模块图。
图2是本实用新型第一实施方式的光源驱动装置的模块图。
图3是本实用新型的光源驱动装置的换流器控制信号处理器模块图。
图4是本实用新型第二实施方式的光源驱动装置的模块图。
图5是本实用新型的光源驱动装置的反馈比较电路模块图。
图6是本实用新型第三实施方式的光源驱动装置的模块图。
具体实施方式
图2所示是本实用新型第一实施方式中光源驱动装置的模块图。该光源驱动装置用于驱动光源模块420，其包括交流电源400、电磁干扰(Electro-MagneticInterference，EMI)滤波电路401、功率因数校正电路402、功率因数控制器403、电源转换电路404、变压电路406、平衡电路408、换流器控制信号处理器410、光电耦合器412以及换流器控制器414。本实施方式中，光源模块420包括多个灯管。
交流电源400提供交流信号，并经由EMI滤波电路401滤波后传送至功率因数校正电路402。EMI滤波电路401连接于交流电源400与功率因数校正电路402之间，用于滤除交流信号中的EMI信号。功率因数校正电路402受控于功率因数控制器403，用于将该交流信号转换为直流信号。在本实施例中，该直流信号设定为大约400V。
本实施方式中，功率因数控制器403由功率因数校正电路402的输出取得反馈信号，以控制该功率因数校正电路402，从而调整功率因数校正电路402的直流输出为设定值。
电源转换电路404与功率因数校正电路402的输出相连，用于将功率因数校正电路402输出的直流信号转换为方波信号。本实施方式中，电源转换电路404可以为全桥式架构(Full-Bridge)或半桥式架构(Half-Bridge)。
变压电路406用于将电源转换电路404输出的方波信号转换为可驱动该光源模块420的电信号。本实施方式中，变压电路406输出的电信号是弦波信号，其它实施方式中，该电信号也可以为方波信号。变压电路406包括变压器T1，该变压器T1具有一次侧与二次侧，其中，该一次侧与电源转换电路404相连，该二次侧与平衡电路408相连。本实用新型其它实施方式中，变压器T1亦可具有多个二次侧。通常，根据安规可知，为了使光源模块420及驱动其的平衡电路408处于安全状态，则使用变压器T1将交流电源400与光源模块420及平衡电路408隔离开来。
平衡电路408用于平衡流经该等灯管的电流。由于背光模块中每一灯管存在差异，故可使用普通电容、电感或变压器进行平衡，或结合电容、电感及变压器进行平衡。
换流器控制信号处理器410连接于变压器T1的二次侧，用于接收二次侧的第一控制信号，该第一控制信号包括调光信号、开关信号和保护信号。换流器控制信号处理器410将各种不同的第一控制信号经过处理后输出第二控制信号以反馈给换流器控制器414。在本实施方式中，第一控制信号和第二控制信号均为低频信号。
请参阅图3，换流器控制信号处理器410包括保护电路4102、调光电路4104、开关电路4106及逻辑运算电路4108。保护电路4102用于接收保护信号，调光电路4104用于接收调光信号，开关电路4106用于接收开关信号。保护电路4102、调光电路4104及开关电路4106分别处理该保护信号、调光信号及开关信号，逻辑运算电路4108包括反相器41086、与门电路41082和开关41084，反相器41086的输入端连接该保护电路4102的输出端，与门电路41082的输入端连接该反相器41086、调光电路4104及开关电路4106的输出端，与门电路41082的输出端连接至开关41084。当调光电路4104及开关电路4106均输出触发信号且保护电路4102没有输出触发信号时，与门电路41082便会触发开关41084，输出该第二控制信号。
本实用新型其它实施方式中，该第一控制信号只包括调光信号和开关信号，相应地，该换流器控制信号处理器410也只包括调光电路4104、开关电路4106及逻辑运算电路4108，取消了保护电路4102的设计。该逻辑运算电路4108的与门电路41082的输入端连接该调光电路4104及该开关电路4108的输出端，当该调光电路4104及该开关电路4108均输出触发信号时，该与门电路41082即输出该第二控制信号。
光电耦合器412作为隔离元件，电性连接于换流器控制器414和换流器控制信号处理器410之间，即换流器控制器414通过光电耦合器412与换流器控制信号处理器410电性连接。光电耦合器412用于隔离换流器控制信号处理器410与换流器控制器414。
光电耦合器412的输入端连接至开关41084，当开关41084被触发时，光电耦合器412将第二控制信号以耦合的方式传输至换流器控制器414。
在其它实施方式中，光电耦合器412可用其它的隔离元件，例如，隔离变压器代替。
换流器控制器414与电源转换电路404和光电耦合器412电性连接。换流器控制器414接收换流器控制信号处理器410经由光电耦合器412输出的第二控制信号，并输出第三控制信号以驱动电源转换电路404。在本实施方式中，第三控制信号为高频信号。
换流器控制器414包括开关及调光控制器4142和驱动电路4144。在本实施方式中，开关及调光控制器4142和驱动电路4144与换流器控制器414的其它电路集成于一体。开关及调光控制器4142与光电耦合器412电性连接，用于接收第二控制信号并根据该第二控制信号控制换流器控制器414的开启和关闭。驱动电路4144与电源转换电路404电性连接，用于输出第三控制信号以驱动电源转换电路404。
图4所示是本实用新型第二实施方式中光源驱动装置的模块图。本实施方式与本实用新型的第一实施方式不同的处在于：本实施方式的光源驱动装置还包括反馈比较电路411及光电耦合器413，其换流器控制器414还包括反馈电路4146。
反馈比较电路411连接于二次侧，用于接收二次侧的电流反馈信号。
光电耦合器413电性连接于反馈比较电路411和换流器控制器414的反馈电路4146之间，即反馈比较电路411通过光电耦合器413与反馈电路4146电性连接。光电耦合器413用于隔离反馈比较电路411与反馈电路4146。
请参阅图5，反馈比较电路411包括三端基准稳压源TL431及电阻R1、R2，三端基准稳压源TL431的三端分别为：输入端、接地端及输出端。电阻R2连接于三端基准稳压源TL431的输入端与接地端之间，电阻R1一端连接于三端基准稳压源TL431的输入端，另一端接收电流反馈信号。光电耦合器413连接于三端基准稳压源TL431与反馈电路4146之间。电流反馈信号经过电阻R1被传输至三端基准稳压源TL431，三端基准稳压源TL431接收电流反馈信号进一步控制光电耦合器413，使得光电耦合器413将电流反馈信号传输至反馈电路4146，再通过驱动电路4144驱动电源转换电路404。
图6所示是本实用新型第三实施方式中光源驱动装置的模块图。本实施方式与本实用新型的第一实施方式不同的处在于：本实施方式的光源驱动装置还包括反馈比较电路411及光电耦合器413。
该反馈比较电路411与本实用新型第二实施方式中的反馈比较电路411的架构与功能均相同。
反馈比较电路411连接于二次侧，用于接收二次侧的电流反馈信号，并通过光电耦合器413电性连接于反馈比较电路411和功率因数控制器403之间，即反馈比较电路411通过光电耦合器413与功率因数控制器403电性连接。光电耦合器413用于隔离反馈比较电路411与功率因数控制器403。该反馈比较电路411将电流反馈信号通过光电耦合器413传输至功率因数控制器403，功率因数控制器403接受该电流反馈信号进一步控制功率因数校正电路402，从而调整功率因数校正电路402的直流输出值。
因本实用新型将换流器控制集成电路拆分为换流器控制器414和换流器控制信号处理器410且分别设置于一次侧和二次侧，并仅用一个光电耦合器传递信号，且驱动电路4144整合于换流器控制器414中，从而简化了换流器的驱动电路，节省电路板的面积，降低成本。

Claims (16)

1.一种光源驱动装置，用于驱动包括多个灯管的光源模块，其特征在于，该光源驱动装置包括：
功率因数校正电路，用于将接收到的电源信号转换为直流信号；
电源转换电路，与该功率因数校正电路的输出相连，用于将该直流信号转换为方波信号；
变压电路，与该电源转换电路相连，用于将方波信号转换为驱动该等灯管的电信号，该变压电路包括变压器，该变压器包括一次侧与二次侧；
平衡电路，与该变压电路相连，用于平衡流经该等灯管的电流；
换流器控制信号处理器，用于接收来自该变压器二次侧的第一控制信号并产生第二控制信号；
换流器控制器，连接于该变压器的一次侧，用于根据该换流器控制信号处理器输出的第二控制信号驱动该电源转换电路；以及
隔离元件，电性连接于该换流器控制器和该换流器控制信号处理器之间，用于将该第二控制信号传送至该换流器控制器从而隔离该换流器控制信号处理器与该换流器控制器。
2.如权利要求1所述的光源驱动装置，其特征在于，该第一控制信号包括调光信号和开关信号。
3.如权利要求2所述的光源驱动装置，其特征在于，该换流器控制信号处理器包括调光电路及开关电路，该调光电路及开关电路的输入端分别接收该调光信号和开关信号，输出端连接至逻辑运算电路的输入端，该逻辑运算电路的输出端电性连接至该隔离元件。
4.如权利要求3所述的光源驱动装置，其特征在于，该逻辑运算电路包括与门电路和开关，该与门电路的输入端连接该调光电路及该开关电路的输出端，当该调光电路及该开关电路均输出触发信号时，该与门电路即输出该第二控制信号。
5.如权利要求3所述的光源驱动装置，其特征在于，该第一控制信号更包括保护信号。
6.如权利要求5所述的光源驱动装置，其特征在于，该换流器控制信号处理器更包括保护电路，该保护电路的输入端接收该保护信号，输出端连接至逻辑运算电路的输入端。
7.如权利要求6所述的光源驱动装置，其特征在于，该逻辑运算电路包括反相器、与门电路和开关，该反相器的输入端连接该保护电路的输出端，该与门电路的输入端连接该反相器、该调光电路及该开关电路的输出端，当该调光电路、开关电路均输出触发信号且该保护电路没有输出触发信号时，该与门电路即输出该第二控制信号。
8.如权利要求1所述的光源驱动装置，其特征在于，该换流器控制器还包括驱动电路和开关及调光控制器，该驱动电路与该电源转换电路电性连接，该开关及调光控制器与该隔离元件电性连接，用于接收该第二控制信号并据以控制该驱动电路。
9.如权利要求1所述的光源驱动装置，还包括反馈比较电路，电性连接于该换流器控制器，用于接收二次侧的电流反馈信号，并将该电流反馈信号传输至该换流器控制器。
10.如权利要求9所述的光源驱动装置，其特征在于，该反馈比较电路包括三端基准稳压源，其输入端接收该电流反馈信号，其输出端输出该电流反馈信号。
11.如权利要求10所述的光源驱动装置，其特征在于，该换流器控制器包括反馈电路，用于接收该反馈比较电路传输的电流反馈信号。
12.如权利要求11所述的光源驱动装置，还包括光电耦合器，电性连接于该反馈比较电路与该换流器控制器之间，用于将该电流反馈信号传送至该反馈电路从而隔离该反馈比较电路与该换流器控制器。
13.如权利要求1所述的光源驱动装置，还包括功率因数控制器，与该功率因数校正电路的输出相连，用于将该功率因数校正电路的输出信号反馈至该功率因数校正电路，以调整功率因数校正电路的直流输出为设定值。
14.如权利要求13所述的光源驱动装置，还包括反馈比较电路，电性连接于该功率因数控制器，用于接收二次侧的电流反馈信号，并将该电流反馈信号传输至该功率因数控制器。
15.如权利要求14所述的光源驱动装置，其特征在于，该反馈比较电路包括三端基准稳压源，其输入端接收该电流反馈信号，其输出端输出该电流反馈信号。
16.如权利要求15所述的光源驱动装置，还包括光电耦合器，电性连接于该反馈比较电路与该功率因数控制器之间，用于将该电流反馈信号传送至该反馈电路从而隔离该反馈比较电路与该功率因数控制器。
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