TWI308735B - - Google Patents

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1308735 日修(更)正替換頁 - (案號第094142279號專利案之說明書修正) 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種冷陰極螢光燈的驅動控制電路與方 法’尤才曰種利用可程式頻率分配器輸出一信號來啟動可 程式脈波產生器的輪出，每當可程式頻率分配器不斷產生 轉％後，可父互驅動二組可程式脈波產生器，每一組可程 式脈波產生器可藉由軟體的設定來達到功率驅動控制的目 的。 【先前技術】 一按，放電燈管（Discharge Lamp)常被應用於液晶顯 示器之背光源（Backlight )，例如：冷陰極螢光燈（c〇id

Cathode F1 uorescent Lamp，CCFL )即為其中之一種。 _ g輸入父"IL電源彳§號時，其頻率變化需符合燈管的頻 率特性，端點電壓（該電壓（亦稱為觸發或啟動電壓）一般 大於1000V，依燈官規格特性而定），可讓冷陰極螢光燈被 # 觸發及點亮，當該冷陰極螢光燈導通後其工作電壓會立即 降低，其工作電壓約為觸發電壓1/3〜1/2之大小（約為 300〜700V，依燈管規格特性而定），其工作電流與亮度呈正 比，一般燈官工作電流為3mA至7mA(依燈管規格特性而定） 皆可驅動，而其工作頻率約為30KHz至100KHz左右。 上述放電燈管具有負阻抗之特性，其等效阻抗會隨著 輸入功率的增加而降低，供應電源或功率至燈管之電路， 即所謂一般的換流器（inverter)必須要提供一可=制交 5 1308735 ^源及—回授電路來維持電路的穩定性，另-方面亦需 具有負載調整之功能。 ， 功率驅動㈣及賴控制是冷陰極螢光燈管普遍使用 • β —種控制手段’傳統的冷陰極螢光燈管的控制，其係使 用一特殊應用積體電路（Applicati〇n Specific ntegrated Circuit ’ ASIC)來進行控制，但於使用該殊 f用積體電路時，會因燈管的尺寸眾多，所應用的驅動頻 ♦ 2極為繁多’必需各別量身訂做，不符合現代產業「模組 竹、用」的精神’因此本發明即為改進使用特殊應用積體電 &的缺失’利用同-微控制H來控制不同的冷陰極榮光燈 B以達到具有模組共用的精神，同時可節省製造成本之 目的。 【發明内容】 基於解決以上所述習知技藝的缺失，本發明為一種冷陰 φ 極螢光燈的驅動控制電路與方法，主要目的為使用一微控 制器（Micro Control Unit，MCU) ’其内部包括有：一輸 出/輸入埠（I/O)、一類比/數位轉換器（ADC)、一可程式 頻率分配器（Programmable Frequency Divider，PFD)、 二可程式脈波產生器（Programmable puise Generat〇r， PPG)，該技術為利用可程式頻率分配器輸出一信號來啟動 _ 可程式脈波產生器的輸出，每當可程式頻率分配器不斷產 生轉態後’可交互驅動二組可程式脈波產生器，每一組可 程式脈波產生器可藉由軟體的設定來達到功率驅動控制的 目的。 1308735 本發明之另一目的，係為藉由類比/數位轉換器做為冷 陰極螢光燈的電流、電壓偵測，以達到功率驅動控制的目 的。 本發明之第三目的，係為可程式頻率分配器可藉由軟 體設定微控制器（MCU)内部計時器（Timer)來改變可程 式頻率分配器的頻率；同時可程式脈波產生器可藉由設定 其内部計時器及預除器來改變輸出脈波寬度，如此便可多 功能及有彈性來控制驅動不同種類的冷陰極螢光燈。 為達到上述目的，本發明之一種冷陰極螢光燈的驅動 控制方法，其所利用的架構係包括有一微控制器、若干個 輸出/輸入埠、若干個類比/數位轉換器、一比較器、一可 程式頻率分配器及二可程式脈波產生器，其控制方法係包 括有： 利用可程式頻率分配器之輸出以提供第一可程式脈波產 生器及第二可程式脈波產生器啟動所需之訊號控制 源； 應用一軟體更改可程式頻率分配器之計數器數值，以匹 配冷陰極螢光燈管之頻率；以及 利用可程式頻率分配器之轉態週期，以交互驅動二可程 式脈波產生器。 為達上述之目的，本發明之一種冷陰極螢光燈的驅動 控制電路架構，其係包括有： 至少一比較器； 至少一輸入/輸出埠；

1308735 - (案號第094142279號專利案之說明書修正） 至少一類比/數位轉換器 至少二可程式脈波產生器，其係至少包括 器及第二脈波產生器，該第—可程式脈波產生 二脈波產生器可用以交互輸出工作脈波信號以驅 冷陰極螢光燈管；以及 ^ >、-可程式頻率分配器，可程式頻率分配器之輸出以 提供第-可程式脈波產生器及第二可程式脈波產生器 啟動所需之訊號控制源，以及可程式頻率分配器之轉 態週期，以交互驅動二可程式脈波產生器。 為進一步對本發明有更深入的說明，乃藉由以下圖示、 圖號說明及發明詳細說明，冀能對貴審查委員於審查工 作有所助益。 【實施方式】 茲配合下列之圖式說明本發明之詳細結構，及其連結 關係，以利於貴審委做一瞭解。 請參閱圖一及圖三所示，本發明係為一冷陰極螢光燈 驅動控制電路，該驅動控制電路已被設計成為一微控制器 (Micro Control Unit，MCU) 1，該微控制器1架構至少包 括有若干個輸出/輸入埠（I/O)、若干個類比/數位轉換器 (ADC ) 18、一比較器14、一可程式頻率分配器 (Programmable Frequency Divider，PFD) 11及二可程式 脈波產生器（Programmable Pulse Generator ’ PPG) (12、 13)，而該微控制器1實際應用於控制冷陰極螢光燈的架構 8 1308735 " (案號第G94丨42279號專利案之說明書修正） 如下： 微控制器1的第一可程式脈波產生器（PPG0) 12及第二 可程式脈波產生器（PPG1) 13分別接至第一燈管驅動元件2 及苐一燈管驅動元件3，而本發明電路中所實施第一、二燈 - 官驅動元件（2、3)皆為金屬氧化半導體場效電晶體（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor j MOSFET) ’但熟習本項技藝人仕，亦可使用絕緣極雙極性電 曰日體（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或雙 極 f生接面電晶體（Bip〇iar juncti〇n Transistor，BJT) 做為燈管驅動元件，而該第―、二燈管驅動元件（2、3) 再連接有一昇壓元件4輸入端’該昇壓元件4之輸出端再連 接有一冷陰極螢光燈管5及一分壓電阻（R1) 6，以形成一 推挽式驅動電路，其中該昇壓元件4係為一昇壓變壓器 頻變壓器）。 〇门 比較器14用於啟動第-可程式脈波產生器（ppG〇) 12 的控制信號，當比較器14輪出一負緣信號（Fa Edge)’即可啟動第一可程式脈波產生器12，第一裎 器12的間長度係為一第一計數器(圖“示; 計時結束（Ti祖〇Verflow)時，第數器 12即停Α料。 H切邊產生器 ΙΝΤ1負信號15被應用於啟動第二 13,的控制信號，幻NT1接受到一^式脈波產生器 咖），即可啟動第二可程式脈波產生器 波產生器13的輸出時間長度係為-第二計數;(一圖 9 1308735 (案號第094142279號專利案之說明難正） 及第二預除器（圖中未示）以一軟體控制，當第二計數器 什時結束（Timer Overflow)時’第二可程式脈波產生器 13即停止輸出。 當可程式頻率分配器（PFD) 11輸出準位由低至高，且 準位尚過於參考電壓（Vref) 16時，比較器14產生負緣信 號，便可產生第一可程式脈波產生器12的輸出。相同地， 虽可私式頻率分配器11之輸出準位改變由高至低，INT1 負“ 5虎15產生負緣信號，以產生第二可程式脈波產生器13 的輸出。藉由前述的動作，以便二組可程式脈波產生器 / 12 13)父互啟動，當然熟習本項技藝者，可藉由並聯 第一、二可程式脈波產生器（12、13)的輸出信號線，以 驅動更多組（例如：四組、八組）之可程式脈波產生器。 而利用-控制軟體以調整可程式脈波產生器的 除!的數值以改變可程式脈波產生器輸出之脈波寬度，= 脈波產生器脈波寛度必需控制在可程式頻率分配器 ，、則之週期内，而達到脈波寬度調p 一分壓電阻(R1)6與冷陰 乍= 光燈管6之電流值，而可達侧電流_制 控制方法，I::的二螢光燈的_ 包括有若干繼/輸人埠⑻架構係 比較器、—可程式頻率分配器及二可程式财奐器、-类广數位轉換器做為冷陰極營光燈的電；:電：，該 達到功率㈣控㈣目的，其控财法係包以娜，以 1308735 (案號第094142279號專利案之說明書修正） 個可程式頻率分配器之輸出以提供、 生器及第二可程式脈波產生器啟 二程式脈波產 源，該第-可程式脈波產生器及第需之訊號控制 ，·〖交互輸出工作脈波信號以驅動— 用 .· 可程式脈波產生器的輸出時間長。 數器及第—預除器以一軟體控制，當計 結束時，第-可程式脈波產生器即停止輸出 可j式脈波產生器的輸出時間長度係為一第二；： ，弟，預除器以-軟體控制，當第二計數器計時結1 犄，第二可程式脈波產生器即停止輸出； ^ 應用-軟體更改可程式頻率分配器之計數写、 配冷陰極螢光燈管之頻率； " 以匹 利^可程式頻率分配器之轉態週期，Μ 式脈波產生器；以及 .勒一了耘 類=立轉換器做為冷陰極榮光燈的電流、 以達到功率驅動控制的目的。 請參閱圖二所示，其中該可程式頻率分配器11以一㈣ 軟體啟動，以輸出一固定50%的功率（Duty)輸出信號1 可私式頻率分S己器i丨的頻率值係由微處理器之計時器^ 生’以該微處理Hi之電路架構，而可 : 度δ周即（P蘭）功率週期。 、藉由上述圖-至圖三之揭露，即可瞭解本發明主要 為使用-微控制器（Micr〇 c〇ntr〇i㈣’ Mcu)，其内部 包括有.一輸出/輸入埠、一類比/數位轉換器、—可程式 1308735 - (案號第094142279號專利案之說明書修正） ' 頻率分配器、二可程式脈波產生器，該技術為利用可程式 頻率分配器輸出一信號來啟動可程式脈波產生器的輸出， 每當可程式頻率分配器不斷產生轉態後，可交互驅動二組 • 可程式脈波產生器，每一組可程式脈波產生器可藉由軟體 - 的設定來達到功率驅動控制的目的。 綜上所述，本發明之結構特徵及各實施例皆已詳細揭 示，而可充分顯示出本發明案在目的及功效上均深富實施 之進步性，極具產業之利用價值，且為目前市面上前所未 • 見之運用，依專利法之精神所述，本發明案完全符合發明 專利之要件。 唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能 以之限定本發明所實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋 之範圍内，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至 禱。 【圖式簡单說明】 鲁 圖一係為本發明微控制器之架構圖 圖二係為本發明利用可程式頻率分配器來控制第一、二可 程式脈波產生器之波形圖 圖三係為本發明冷陰極螢光燈驅動控制電路圖 【主要元件符號說明】 1〜微控制器 11〜可程式頻率分配器 12〜第一可程式脈波產生器 12 1308735 _ (案號第094142279號專利案之說明書修正） • 13〜第二可程式脈波產生器 14〜第一比較器 15〜INT1負信號 • 16〜參考電壓 ， 17〜控制信號 18〜類比/數位轉換器 2〜第一燈管驅動元件 3〜第二燈管驅動元件 瞻 4〜昇壓元件 5〜冷陰極螢光燈管 6〜分壓電阻 13

Claims (1)

1308735 -(案號第__號專利案之說明書修妇 __ 十、申請專利範固： 乂曰修(更)正替換頁 1. 一種冷陰極螢光燈 包括有若干個輪出動控制方法，其驅動控制電路係 - 一比較器、一可程别入埠、若干個類比/數位轉換器、 - ϋ，其控制方法^式频率分配器及二可程式脈波產生 利用可程式頻率分括有： 生器及第二可态之輪出以提供第一可程式脈波產 源； 脈波產生器啟動所需之訊號控制 應用一軟體更改可p 以匹 配冷陰極榮光燈二=分配器之計數器數值， 可程 利用可程式頻率：二頻率；以及 式脈波產生器 之㈣週期’以交互驅動二 2: ΓΛ專:，1項所述之冷陰極蟹光燈的驅動㈣ 弟-什數器及第一預除器以一 ：： 3如申程式脈波產生器即停止輸出。 方法:其中該第二可程式脈波產生器的輸出時間 為一第二計數器及第二預除器以一軟體控制，者 4 ^計時結束時，第二可程式脈波產生器即停止輸 4·如申請專利範圍第i項所述之冷陰極榮光燈的驅動控制 =法，其中該類比/數位轉換器做為冷陰極螢光燈的電 抓、電壓偵測，以達到功率驅動控制的目的。 5. -種冷陰㈣光燈的驅動控制電路架構， 路係包括有： 動控制電 1308735 . (案號第094142279號專利案之說明書修正) ”年b月：?日 修(更)正替換頁| ' 至少一比較器； 至少一輸入/輸出埠； 至少一類比/數位轉換器； • 至少二可程式脈波產生器，其係至少包括第一脈波產生 - 器及第二脈波產生器，該第一可程式脈波產生器及第 二脈波產生器可用以交互輸出工作脈波信號以驅動 一冷陰極螢光燈管；以及 至少一可程式頻率分配器，可程式頻率分配器之輸出以 φ 提供第一可程式脈波產生器及第二可程式脈波產生器 啟動所需之訊號控制源，以及可程式頻率分配器之轉 態週期，以交互驅動二可程式脈波產生器。 6. 如申請專利範圍第5項所述之冷陰極螢光燈的驅動控制 電路架構，其中該第一可程式脈波產生器及第二可程式 脈波產生器各別連接有一燈瞢驅動元件。 7. 如申請專利範圍第6項所述之冷陰極螢光燈的驅動控制 電路架構，其中該燈管驅動元件係為金屬氧化半導體場 • 效電晶體或雙極性接面電晶體之其中一者所構成，可做 為驅動面頻變壓益的主要元件。 8. 如申請專利範圍第5項所述之冷陰極螢光燈的驅動控制 電路架構，其中該第一可程式脈波產生器及第二可程式 脈波產生器皆連接有一昇壓元件，以提昇電壓來提供冷 陰極螢光燈管所需之工作電壓。 9. 如申請專利範圍第8項所述之冷陰極螢光燈的驅動控制 電路架構，其中該昇壓元件係為一昇壓變壓器。 10. 如申請專利範圍第5項所述之冷陰極螢光燈的驅動控 15 T308735 • (案號第094142279號專利案之說明書修正） β年1月1日修(更)正替換頁 制電路架構，其中該冷陰螢光燈更串聯有一分壓電阻， 以取得冷陰螢光燈之電流值’而可達到偵測電流偵測控 制亮度之目的。 16 '1308735 七、 指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（三）圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 1〜微控制器 11〜可程式頻率分配器 12〜第一可程式脈波產生器 13〜第二可程式脈波產生器 14〜第一比較器 15〜INT1負信號 16〜參考電壓 17〜控制信號 18〜類比/數位轉換器 2〜第一燈管驅動元件 3〜第二燈管驅動元件 4〜昇壓元件 5〜冷陰極榮光燈管 6〜分壓電阻 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：