200809719 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤其係驅動螢光 本發明一般係關於一種驅動燈的裝置 氣體放電燈的裝置。 【先前技術】 燈一般具有標稱額定值 作電壓及電流。一般而言 一燈以使得實際光輸出小 ，即提供_標稱光輸出之標稱操 而要能夠在一調暗模式中操作 於標稱值。 可猎由減小燈電流來實現锢 ^ 4 一 σ 3，但在氣體放電燈之情況 下 選写知稭由可變的負載循搢少 丄 n , g ^ 戰循％在一切換模式（交替開啟/ 關閉）中驅動燈。在該等開啟 、肩功間，该燈接收標稱功 率，在该專關閉週期期間，該燈 叫丄μ 化不接收功率0若開啟/關 閉刀換頻率夠高（至少高於20Hz)，則所產生的光輸出係在 ㈣啟週期期間的光輸出與在該關閉週期期間的光輸出之 日守間平均值。此平均值取決於負載循環△，定義為△= ΐΟΝ/ΟοΝ + ΐορρ) 〇 LCD面板之背光。對於一 作為一應用之一範例，提到一 lcd面板之背光，在用於—LCD mL⑶監視器之情 況下，習知在該LCD背後配置一水平螢光燈陣列。一lcd 驅動器接收影像信號，並將該等LCD單元控制為透明、部 分透明或不透明，即讓燈光通過或不通過。該等LCD單元 因此定義影像像素。在該影像之一明亮部分中，該等LCD 早几係透明而使得該燈光通過而對應的影像像素係明亮。 在該影像之一黑暗部分中，該等LCD單元係不透明而使得 119409.doc 200809719 該燈光受到阻擋而對應的影像像素係黑暗。以此方式，可 以獲得約1:2〇〇至1:500之一對比度。但是，對於良好的圖 像品質，需要至少1:12〇〇甚或較佳的係1:18〇〇之一對比 度。可藉由將該等燈調暗來提供對比度之此進一步增加。 一燈調暗控制器依據該等影像信號來開啟與關閉該等燈。 因此，在用於LCD TV或LCD監視器之一背光系統中，一 般採用與該圖框頻率（一般介於50 Hz與125 Hz之間，取決 於相關設備之設定）相等之一切換頻率來操作該等燈，而 一負載循環在從2%至20〇/〇之一典型範圍中變化，但該負載 循環甚至可以係設定為高達4〇%。在此類情形下，該開啟 時間可從0.16 ms(125 Hz時2%的負載循環）變化到4 ms(5〇 Hz時20°/〇的負載循環）或更長。 在該等開啟週期期間，該等螢光燈中的電流並非一直流 電流而該電流具有來自一振盪器之一高頻率電流成分，該 頻率-般處於20至200 kHz之等級’更一般的係處於約5〇 他之等、級。比較LF燈頻率=圖框頻帛，應將此頻率指示 為HF電流頻率。因此’在一開啟週期期間，該燈接收有限 數目之HF電流循環。在2%的負載循環之一情形下，對於 一 50 Hz的燈頻率及一5〇 kHz_F電流頻率，hf電流循環 之此數目將為20 ;對於爭古仏揀此、方， 了於更同的燈頻_，此數目甚至會更 低。 & 產生该荨HF電流循環之振盈哭一 ^ Μ σσ兩又包含一計時器控制 器與-變«。該計時器控制器產 」Μ具有兩個信號 值"尚π與π低’’之對稱組塊信號。實 兄1口鈮貝「丁、正弦形燈電流係由該 119409.doc 200809719 k:壓荔提供’但該正弦形燈帝 之控制。 …一序文計時器組塊信號 一；般地，燈驅動器進一步包含一負載猶環控制器，提供 二唬(“不為負載循環命令信號)’其決定在 員率％該燈之開啟/關閉切換。通常，此負載循環 ::號及該hf組塊信號彼此無關。在此類情況下，在開 啟或關閉該燈之時刻該燈之電流條件並非預先知道，而可 7隨不同的燈循環而變化。此點不合需要，因為 ==燦’此令使用者討厭。該負载猶環越低，則此 矢員閃爍效果將越明顯。 逛可以在自亥等燈切換作於盘 狹L號與忒專HF電流循環之間實 ㈣^時序關係。例如，可以使用一虹在該振盤器輸出 切換頻率之間提供同步。在此類情況下，開啟 刻-般與一HFf流循環（即，該财組塊信號之上 升邊緣）之開始一致。 當該組塊信號係”高"時，將繼 …㈣壓器放電。因此，在一完整 中^變㈣之磁荷條件從零升高至ϋ大值（在 =號期間)而接著回降至零(在"低，，組塊信號期間)。在 來的HF循環中’重複此動作。結果，平均磁荷條件高 出㈣Γ磁荷狀態之第一最大值相對較高。因此，可能 岸^ «而產生—不穩定的光輸出。為了防止飽和效 壓器之尺寸必須相對較大，從而導致成本增加。 右口亥變昼器係直流搞合而且係直接驅動，則其在一 119409.doc 200809719 燈循環内可以緩慢漂移至飽和。 先前技術中習知之一阮μ山把上 ^ ,r .„ ^相對較高電荷狀態之解決 方式係一所明的緩慢開始機 變化。但是，在中門啟:二广負载循環僅係逐漸 、 〃、中開啟蚪間相對較短之系統中，此機 般而言’本發明旨在提供針對上㈣題之-解決方 制無法應用或者應用起來必定會遇到較大困難 式 【發明内容】 依據本發重要具有與前⑽ 之一90。固定時序關係的第-時刻開啟-燈，而在—同樣 具有與該册組塊信號之―州固定時序關係的第二時刻切 換該燈驅動器。與該HF組塊信號之一9〇。時序關係意味著 =HF組塊㈣m於中途。在該HF組塊信號之 门t5刀之其餘-半期間將該變麼器充電，亦即從相位 9〇至相位180。，以達到該磁荷條件之—第二最大值。在 該HF組塊信號之，，低，，部分之第—半期間，亦即從相位⑽。 至相，270。，將該變壓器放電成使得該磁荷狀態達到零， 而接著在該HF組塊信號之"低”部分之其餘一半期間，亦即 :相位27G。至相位36〇。，將該變麼器進—步放電成達到一 取小值，或者更佳的係稱為該磁荷條件之一第三最大值， t與該第二最大值相比具有相反方向。最後，在該HF組塊 仏5虎之下南"部分之第一半期間，亦即從相位0。至相位 亥電荷條件升高至零，然後重複以上過程。因此， 4电何條件之平均值始終為零，而磁化峰值（即，第二及 119409.doc 200809719 第三最大值）低於前面提到的第―最大值。 【實施方式】 圖1示意性顯示依據本發一# 塊圖，直且有用以、車拉$ -耗例性燈驅動器i之一方 2,該燈驅動器丨輸出一燈 ，。在，、輸出 壓哭4,…. 動_。該燈電路3包含-變 U其將其初級繞組輕合至該輸出 耦合至一變壓器輸出5，—-人級繞組
^ 6係連接至該變壓哭給屮S 下面將說明，該燈驅動信號^系一 ^ 〇 收之變壓器輸出電請… 而該燈6所接 电爪係正弦形信號。應注意，兮織-态4可以係整合於該燈驅動器丨 A又1 驅動器輸出而信號L係一内部信號。…兄下輸出5係該 ㈣驅動器1包含-燈調暗二器1。，其具有一接收影 像#號S i之輸入11，並具有輪屮 _ 、 上/、有輸出一调暗控制信號Sdcc之一 輸出1 2。该影像信號s i包含針對一 一 Τη衫像之水平與垂直時序 資訊，且還包含像素資訊。依據此 像此衫像“唬S!，該燈調暗 控制器Π)計算針對受驅動燈之一調暗位準，並因此計算針 對此燈之-負載循環。依據此負載循環，該調暗控制信號 Sdcc包含用以與该影像信號&同步開啟與關閉該燈之時序 資訊。在此範例性具體實施例中，該調暗控制信號⑻係 一兩位準信號，其中一高位準指示燈開啟而一低位準指示 燈關閉。 圖2解說該調暗控制信號Sdcc包含決定受該燈驅動器1控 制之一燈應於時間tl開啟而應於時間12關閉並應於時間= 再次開啟以產生一負載循環△ = (t2_u)/(t3_ti)之時序資 119409.doc 200809719 讯。應注思，此係該燈調暗控制器】〇 此亦將該等切換時間物2指示為，，目：序’而因 明，實際切換可發生於不同時間。…5，下面將說 該燈駆動器Iit 一步包含—具有提供—高頻 號Sv之一輸出42的振盪器4〇 '态4 合至-橋接電路60之—幹入61圖所不。此輸出42係轉 ' 輪入61。該橋接電路60可以係一入 橋之-.橋。由於橋接電路本身係已知，因此I需十八； =明:Γ電路6°之設計。只須提及該橋接電路二 ^供一輸出電流SB之一輸出62便足矣，依據該振盈哭作 ^之料’該輸出電流&具有一正方向或一負方向（以 广則頭才曰不）。舉例而言’假定當該振盪器信號〜為高時 該《輸出電流SB為正（源自62)，而當該振堡器信號^為 低％該橋接輸出電流％為負（下沉至62)。 該橋接輸出62係連接至—可控制開關5G之—輸入51，該 可控制開關5〇之輸出52係連接至該裝置輸出2。該可控制 開關50具有兩個操作狀態。在—第—操作狀態"關閉"中， 該開關50係導電而將在其輸入51處接收之信號傳遞至其輸 出52，在此狀態中，該燈驅動信號[跟隨該交流電流％而 又驅動燈係開啟。在一第二操作狀態"開啟”中，該開關 5 0係非導電而阻擋在其輸入5丨處接收的所有進入信號；在 此狀恶中，該燈驅動信號L為零而一受驅動燈係關閉。因 此’藉由將该可控制開關5〇分別切換為其關閉與開啟狀態 來實施受驅動燈之開啟與關閉。 該燈驅動器1進一步包含一燈切換控制器2〇，其具有一 li9409.doc 200809719 耦&至忒：):且凋日曰控制為丨〇之輸出丨2以便接收該調暗控制俨 唬Sdcc的輸入21，並具有一耦合至該開關5〇之一控制端子 53的控制輸出22。該燈切換控制請係設計成在其控制輸 出22處產生一用以決定該可控制開關50的操作狀態之開關 控制輸出信號Ss。為方便起見，將假定該開關控制輸出信 號Ss係-兩位準信號，而分別在其中由該開關控制輸出信 號Ss之-高值決定該開關之關閉狀態而在其中由該開關控 制輸出信號Ss之一低值決定該開關之開啟狀態。 應注思，該橋接電路60與該開關5〇可以係整合成形成一 切換橋。 在一先前技術之裝置中，可以將該調暗命令信號^“直 接耦σ至忒開關5〇之控制端子53。在此類情況下，將在時 間tl與t2開啟與關閉受驅動的燈與該振盈器輸出信號有 :隨機相位關係、，如圖2所示。本發明中，該燈切換控制 即20係配置於该燈調暗控制器丨〇與該可切換開關π之間。 :燈切換控制器2〇係設計成依據在其第一輸入處接收之調 曰°卩7 L旒Sdcc與在一第二輸入23處接收之振盪器輸出信 $ Sv來產生其輸出控制信號Ss。更特定言之，在該調暗命 T信號Sdcc進行從低至高之一轉變之時間〖丨後，該燈切換 控制器2〇一直等待到該振盪器輸出信號Sv在時間til具有 _ 預定相位’而僅在此時才令其輸出控制信號Ss變 ^如圖2所不。因此，受驅動的燈6在處於與該振盪器信 唬Sv之一預定相位關係時始終係開啟，而該燈切換信號與 該振盪器信號之間無需存在真正的同步。 119409.doc 200809719 以了類似方式，在該調暗命令信號以“進行從高至低之 一轉變之時間t2後’該燈切換控制器2()可以—直等待到該 盪器輸出信號Sv在tl2具有一第二預定相位，而僅在： 時^令其輸出控制信ESs變低。因此，受驅動的燈在處於 與该振盡器信號Sv之-預定相位關係時始終係關閉，而該 燈切換信號與該振盈器信號之間無需存在真正的同步。/ 圖3係解說在一更大時間標度之數個信號之-曲線圖。 该弟-信號係該開關控制信號以，其定義從時間⑴ 間112之燈開啟週期。續坌—产 ^ Λ 4弟一 h唬係在1與0之間交替的振 盈器輸出信號SV。該第三信號係在正與負電流(分別指示' 為+1與-1)之間交替的橋接輸出信號Sb。應注意，該产接 :出信號SB與該振盈器輸出信號Sv同相。第四信號絲驅 紅，其從時間U1至時間t12,對應於該橋接輸出信號 而其在此時間範圍之外為零。圖3所示第五信號指示 该變壓器4之磁荷Μ。 在圖3所不情形中，該振i器輸出信號&之第_預定相 位係從低至高之轉變，即該開啟間隔（U1至tl2)之開始⑴ 與該振盪器輸出信號Sv之一上升邊缝 ^ , 、 升邊緣一致；此將係指示為 相位角0〇。同樣，該振i哭給ψ ^ 輸出# 5虎S v之第二預定相位等 於0。，使得該燈切換控制器20之輸出 别&制^唬Ss之開啟間 隔叫至叫之持續時間始終係該振盈器信號Sv之週期之 ^數倍數。可以看出從相位〇。⑴υ至相位18〇。（叫該磁 何從〇升南到最大值（指示為”1”）’而從相位180。（叫至 相位360。㈣返回至零。該磁荷叫有—不等於零之平均 】19409.doc -13 - 200809719 值MAV(若採取圖3之符號，則此平均值將等於〇5)。 圖4係可與圖3相比之一曲線圖，其解說依據本發明之裝 置中的數個信號，圖4中省略信號Sv及SB。在此情況下， 該開啟間隔之開始tll與該振盈器輸出信號&之一相位角 90致。因此，當該燈驅動信號[在時間⑴變高時，直 至該振蘯器輸出信號Sv的之下一下降邊緣（時間叫之時間 對應於該輸出信號s v之之2 5 %。在此時間期 間，從相位9〇。叫）至相位180。(叫，該磁荷職〇升高到 -約0.5之最大值。㈣’從相位跡至相位⑽。⑽），該 電流方向係反向，而該磁荷M減小至一約_〇5之最小值。 然後，該磁荷Μ重複地從該最小值變化為該最大值並往回 變化，直至到達該開啟間隔之結束tl2，此亦與該振盈器 輸出信號〜之一相位角9〇。一致，使得該磁荷Μ最終升高 至零（叫。該磁荷Μ現在具有一等於零之平均值〜。該 最小與最大磁荷之絕對值始終低於圖3所示情況（若採取圖 3之符號，則此絕對值將等於〇 5)。 圖5係解說該燈驅動器R此操作3〇〇之—流程圖。在一 第一步驟3CU中’該燈切換控制器2〇—直等待到該調暗命 令信號Sdcc變高。在一第二步驟3〇2中，在該調暗命令产 ，變高後，該燈切換控制器2。一直等待到該振㈣ 號Sv達到》亥相位90。在_第三步驟3〇3中，在該振盪器信 號Sv達到該相位90。之時刻，嗜佟 J 。亥垃切換控制器20令該開關 控制#號Ss變高以便令受驅動的燈變成開啟。在一第井 驟3〇4[該燈切換控制器2。-直等待到該調暗命令I; 119409.doc 14 200809719
Sdcc變低。在一第五步
Sd „ ,, . " 5卡，在该負載循環命令信號 ==’該燈切換控制器2。一直等待到該振蘯器信號 :;目位9〇。。在-第六步_中，在該振蘯器信號 位90。之時刻，該燈切換控制器2〇令該開關控 “儿s夂低讀令％㈣的燈變成關閉。 二習::項技術者應清楚，本發明並不限於上述範例性具 而可在隨㈣請專利範圍所Μ的本發明之保 濩性乾嚀内進行若干變更及修改。 例如，與藉由該燈調暗控制器10來決定該燈開啟間隔 tl2至til)不同’亦可以藉由該燈切換控制器2〇依據對抑 振盈器脈衝進行計數來決定該關閉時間t i 2。 j外’該燈切換控制器20可以接收該振盈器信號Sv，而 遠燈切換控制器20具有一 9〇。相移器用於決定該等切換時 間。圖6解說其中該驅動器6〇1包含一產生一主振盈器信號 St的主振逢器602之—變化方案，該域I器信號St具有-观的負載循環並具有高達該振盈器信號sv的兩倍之一頻 率。該驅動器601進一步包含兩個分頻器6〇3與6〇·如正 反器）、’在該主振盈器信號批―特^相位上從高變低及反 :亦然。可藉由該主振盈器信號以之上升邊緣來觸發該第 一分頻器603 ’而可藉由該主振盈器信號St之下降邊緣來 觸發該第二分頻器604。因此’儘管該等兩個分頻器咖及 _之輸出k號就該主振盡器信號而言呈現一⑽。相位 差’但其就其自身頻率而言呈現一90。相位差。該第二分 頻器604之輸出信號可用作振盈器信號Sv，而該第一分頻 119409.doc 200809719 輪、^ ^ 可用作欲_合至該燈切換控制器20的輸 之一辅助信號Sa。 据盪ΐ:山已針對該開關控制信號Ss之上升邊緣與該塊狀 出信號Sv之相位9。。_致之理想情況來說明本發 曰 係°亥振盪杰輸出信號Sv之上升邊緣。但 1，。^意’在該開關控制信號Ss之上升邊緣與介於0。與 18〇之間的該塊狀振盈器輸出信號〜之一相“一致之情 况下，本發明已經提供一改良。 —文中7已針對-其中當該開關控制信號Ss處於高位時 50:: :: 5:糸導電而當該開關控制信號SS處於低位時該開關 係非¥電之情況來說明本發明’但應明白還可以係“亥 :關控制信號SS處於餘日㈣_洲導電而當該„控 制佗唬SS處於高位時該開關50係非導電。 士上文令’已參考橋接輸出信號sB作為一電流信號來說明 明。還可以參考橋接輸出信號SB作為-電麼信號（通 過6亥開關50或受該開關50阻措）’其在通過時引起該燈電 路中之-整流電流而在受阻擒時引起該燈電路中之一 流。 v ▲文中e參考方塊圖來解說本發明’其解說依據本發 明该褒置之功能性組塊。應理解可將一或多個此等功能性 組塊實施在硬體中’其中藉由個別硬體組件執行此類功能 性組塊之功能’但亦可以將一或多個此等功能性組塊實施 t軟體中，以便藉由電腦程式或可程式裝置（例如微處理 A、微控制器'數位信號處理器等）之-或多個程式線執 H9409.doc 200809719 行此類功能性組塊之功能。 【圖式簡單說明】 以上說明内容參考附圖進—步說明本發明之上述及其他 方面、特徵及優點’其t相同的參考數字指示相同或類似 之部分，而其中： 圖1示意性顧示依據本發明之一燈驅動器之一範例性具 體貫施例之一方塊圖； 圖2至4係示意性解說依據圖丨之燈驅動器中各種信號之 時序之曲線圖； 圖5係示意性解說該燈驅動器的操作之一範例之一流程 圖； 圖6仏不思性解說依據本發明該燈驅動器之一變化之一 方塊圖。 【主要元件符號說明】 1 燈·驅動器 2 輸出 3 燈電路 4 變壓器 5 變壓器輸出 6 燈 10 燈調暗控制器 11 輸入 12 輸出 20 燈切換控制器 119409.doc -17- 200809719 21 輸入 22 控制輸出 23 弟·一輸入 40 振盪器 42 輸出 50 可控制開關 51 輸入 52 輸出 53 控制端子 60 橋接電路 61 輸入 62 輸出 601 驅動器 602 主振盪器 603 第一分頻器 604 第二分頻器 119409.doc -18