TWI386889B - 背光開路保護電路 - Google Patents

Description

背光開路保護電路

本發明係關於一種背光開路保護電路，尤指一種用於液晶顯示器之背光開路保護電路。

液晶顯示器具輕、薄、耗電小等優點，因此被廣泛應用於筆記型電腦、行動電話、個人數位助理等現代化資訊設備。由於液晶顯示器中之液晶分子本身並不發光，因此液晶顯示器需借助一背光模組發光來實現圖像顯示。通常背光模組包括複數背光燈管及一調節該複數背光燈管工作電流之脈寬調變積體電路，當一背光燈管工作出現意外，造成該脈寬調變積體電路之輸出負載開路時，該脈寬調變積體電路需一背光開路保護電路使其停止工作。

請參考圖1，係一種先前技術背光開路保護電路100之電路結構示意圖。該背光開路保護電路100包括四開路檢測電路110、一輸入電路130、一脈寬調變積體電路150及一控制開關170。

每一開路檢測電路110包括一檢測輸出端112，該檢測輸出端112連接至一背光燈管111之低壓端。該輸入電路130包括四二極體131、四偏置電阻132、四濾波電容135、一第一電晶體1331、一第二電晶體1332、一第三電晶體1333及一第四電晶體1334。該第一電晶體1331之源極接地，該第一電晶體1331之汲極電連接至該第二電晶體1332之源極，該第二電晶體1332之汲極電連接至該第三電晶體1333之源極，該第三電晶體1333之汲極電連接至該第四電晶體1334之源極，該第四電晶體1334之汲極係該輸入電路130之輸出端。該第一電晶體1331、該第二電晶體1332、第三電晶體1333及第四電晶體1334之閘極分別經由並聯之一偏置電阻132及一濾波電容135接地，該四二極體131之負極分別電連接至該第一電晶體1331、該第二電晶體1332、第三電晶體1333及第四電晶體1334之閘極，該四二極體131之正極分別作為該輸入電路130之一輸入端，並分別連接至該四檢測輸出端112。

該脈寬調變積體電路150包括一控制端151，當該控制端151被拉為低電壓時，該脈寬調變積體電路150停止工作。

該控制開關170包括一第五電晶體171及一限流電阻172，該第五電晶體171之源極接地，該第五電晶體171之汲極電連接至該脈寬調變積體電路150之控制端151，該第五電晶體171之閘極及該第四電晶體1334之汲極皆經由該限流電阻172電連接至一5V電源(脈寬調變積體電路150之一引腳)。

該背光開路保護電路100正常工作時，該四開路檢測電路110之四檢測輸出端112皆輸出四高電壓訊號。該四高電壓訊號藉由該四二極體131使得該第一電晶體1331、該第二電晶體1332、該第三電晶體1333及該第四電晶體1334皆開啟，則該第四電晶體1334之汲極被下拉為低電壓，因此該第五電晶體171關閉，從而該脈寬調變積體電路150之控制端151保持高電壓，維持該脈寬調變積體電路150正常工作。

當任意一開路檢測電路110檢測到相連之背光燈管111處於開路或對地短路狀態時，其對應之開路檢測電路110之檢測輸出端112輸出一低電壓訊號，使得對應連接之電晶體關閉，則輸入電路130之輸出不影響該第五電晶體171之閘極狀態。由於該第五電晶體171之閘極及該第四電晶體1334之汲極皆經由該限流電阻172電連接至一5V電源，因此該第五電晶體171開啟，其將該控制端151之電位拉為低電平，該脈寬調變積體電路150停止工作，實現背光開路保護功能。

惟，該背光開路保護電路100中，該輸入電路130包括之電晶體數目及二極體131數目分別與待測背光燈管111數目相等，且需配合該控制開關170之第五電晶體171實現背光開路保護功能，其結構較為複雜，成本較高，且如果採用之背光燈管111增多時，該輸入電路130亦需相應增加電晶體數量，進一步增加成本。

有鑑於此，提供一種結構簡單且成本較低之背光開路保護電路實為必要。

一種背光開路保護電路，其包括一第一開路檢測電路、一脈寬調變積體電路、一第二開路檢測電路及一控制電路。該第一開路檢測電路包括一第一檢測輸出端。該脈寬調變積體電路包括一控制端。該控制電路包括一電晶體，該電晶體之閘極及汲極分別連接於該第一檢測輸出端及該控制端，且其汲極連接至一電源，其源極接地。該第二開路檢測電路包括一第二檢測輸出端，其連接至該控制端，並配合該電晶體之汲極電壓一併控制該控制端之電壓。

一種背光開路保護電路，其包括一脈寬調變積體電路、一第一開路檢測電路、一控制電路及一第二開路檢測電路。該脈寬調變積體電路包括一控制端。該第一開路檢測電路檢測背光燈管之工作狀態並輸出相應之電壓訊號至該控制端。該控制電路包括一開關元件。該第二開路檢測電路檢測背光燈管之工作狀態並控制該開關元件之開啟與關斷。

相較於先前技術，本發明背光開路保護電路之控制電路可藉由一電晶體實現二組背光燈管之開路保護，所用元件較少，因此其結構簡單，成本亦較低。

請參閱圖2，係本發明背光開路保護電路一較佳實施方式之電路結構示意圖。該背光開路保護電路200包括一第一開路檢測電路210、一第二開路檢測電路220、一脈寬調變積體電路250及一控制電路270。

該第一開路檢測電路210用於檢測一第一背光燈管組(未標示)之開路狀況。該第一背光燈管組包括二串聯之背光燈管211，該二背光燈管211之高壓端分別連接至一交流電壓源218之兩端，以提供該背光燈管211工作所需之電壓，因此，該第一開路檢測電路210僅需檢測該第一背光燈管組之其中一背光燈管211之開路狀況，即可對該第一背光燈管組中串聯之所有背光燈管進行開路保護。

該第二開路檢測電路220用於檢測一第二背光燈管組(未標示)之開路狀況。該第二背光燈管組包括二串聯之背光燈管221，該二背光燈管221之高壓端分別連接至一交流電壓源228之兩端，以提供該背光燈管221工作所需之電壓，因此，該第二開路檢測電路220僅需檢測該第二背光燈管組之其中一背光燈管221之開路狀況，即可對該第二背光燈管組中串聯之所有背光燈管進行開路保護。

該第一開路檢測電路210包括一第一檢測電阻213、一第一二極體215、一第二二極體217及一第一檢測輸出端212。該第一二極體215之負極連接至該第一背光燈管組中之一背光燈管211之低壓端，其正極接地。該第二二極體217之正極連接至該背光燈管211之低壓端，其負極經由該第一檢測電阻213接地。該第一檢測輸出端212自該第二二極體217之負極引出。

該第二開路檢測電路220包括一第二檢測電阻223、一第三二極體225、一第四二極體227及一第二檢測輸出端222。該第三二極體225之負極連接至該第二背光燈管組中之一背光燈管221之低壓端，其正極接地。該第四二極體227之正極連接至該背光燈管221之低壓端，其負極經由該第二檢測電阻223接地。該第二檢測輸出端222自該第四二極體227之負極引出。

該脈寬調變積體電路250包括一控制端251，當該控制端251為高電壓時，該脈寬調變積體電路250正常工作，該控制端251輸入高電壓之規格要求為1.17V~1.32V。當該控制端251為低電壓時，該脈寬調變積體電路250會停止工作。該控制端251經由一保護電阻280連接至該第一檢測輸出端212。

該控制電路270包括一限流電阻272、一參考電阻274、一電晶體276及一濾波電容278。該電晶體276之閘極經由該限流電阻272連接至該第二檢測輸出端222，汲極經由該參考電阻274連接至一5伏(V)直流電源，並經由該保護電阻280連接至該控制端251，該電晶體276之源極接地。該濾波電容278連接於該電晶體276之汲極及源極之間。

該電晶體276係一P型通道增強型金屬氧化物半導體場效應電晶體(P－channel metal－oxide－semiconductor field－effect transistor,P－MOSFET)，其於低電壓時開啟，並於高電壓時關斷，該電晶體276之型號可為2N6851、IRF9530及AP2305等。該脈寬調變積體電路250係採用型號為OZ9939G之積體電路。該背光燈211、221係冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent light,CCFL)。該限流電阻272之電阻值為3.3K Ω。該保護電阻280之電阻值為1K Ω。

當該背光開路保護電路200正常工作時，該背光燈管211產生之電流流經其低壓端、該第二二極體217及該第一檢測電阻213。同時，背光燈管221產生之電流流經其低壓端、該第四二極體227及該第二檢測電阻223，該第二檢測電阻223之電壓經由該第二檢測輸出端222輸出至該電晶體276之閘極，故該電晶體276關斷。該5V直流電源經該參考電阻274、該第一檢測電阻213接地，此時該第一檢測電阻213兩端之電壓為實際輸入至該控制端251之電壓。參考該控制端251正常工作之規格要求，該參考電阻274之電阻值R274及該第一檢測電阻213之電阻值R213滿足如下關係：1.17<5×R213/(R274+R213)<1.32

當該第一檢測電阻213之電阻值R213取0.68KΩ(千歐姆)，依據上述關係，可計算該參考電阻274之電阻值R274為1.89 KΩ~2.22 KΩ。選取該參考電阻274之電阻值為2.0 KΩ。如此，該控制端251保持正常工作電壓，該脈寬調變電路250正常工作。

當該第一開路檢測電路210檢測到與其相連之一背光燈管211為開路或對地短路時，該第一開路檢測電路210之第一檢測輸出端212輸出一低電壓訊號將該控制端251之電壓拉低，該脈寬調變積體電路250停止工作，實現背光開路保護功能。

當該第二開路檢測電路220檢測到與其相連之一背光燈管221為開路或對地短路時，該第二開路檢測電路220之第二檢測輸出端222輸出一低電壓訊號至該電晶體276之閘極，使得該電晶體276開啟，該控制端251經由該保護電阻280及該電晶體276接地，從而將該控制端251之電壓拉低，該脈寬調變積體電路250停止工作，實現背光開路保護功能。

相較於先前技術，本發明之背光開路保護電路200之控制電路270中僅需要一電晶體276實現二組背光燈管之開路保護功能，其所使用之電晶體數量大為減少，並藉由對該參考電阻274之設定，可較好實現開路保護之控制，從而該背光開路保護電路200所用元件較少，其結構較為簡單，成本亦較低。

惟，本發明並不限於上述實施方式所述，如該第一檢測輸出端212及該第二檢測輸出端222亦可相互替換；該第一檢測電阻213之電阻值亦可為0.43 K Ω。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

背光開路保護電路．．．200

第一開路檢測電路．．．210

背光燈管．．．211、221

第一檢測輸出端．．．212

第一檢測電阻．．．213

第一二極體．．．215

第二點極體．．．217

電壓源．．．218、228

第二開路檢測電路．．．220

第二檢測輸出端．．．222

第二檢測電阻．．．223

第三二極體．．．225

第四二極體．．．227

保護電阻．．．280

脈寬調變積體電路．．．250

控制端．．．251

控制電路．．．270

限流電阻．．．272

參考電阻．．．274

電晶體．．．276

濾波電容．．．278

圖1係一種先前技術背光開路保護電路之電路結構示意圖。

圖2係本發明背光開路保護電路一較佳實施方式之電路結構示意圖。

背光開路保護電路．．．200

第一開路檢測電路．．．210

背光燈管．．．211、221

第一檢測輸出端．．．212

第一檢測電阻．．．213

第一二極體．．．215

第二點極體．．．217

電壓源．．．218、228

第二開路檢測電路．．．220

第二檢測輸出端．．．222

第二檢測電阻．．．223

第三二極體．．．225

第四二極體．．．227

保護電阻．．．280

脈寬調變積體電路．．．250

控制端．．．251

控制電路．．．270

限流電阻．．．272

參考電阻．．．274

電晶體．．．276

濾波電容．．．278

Claims (27)

1. 一種背光開路保護電路，包括：一第一開路檢測電路，其包括一第一檢測輸出端；一脈寬調變積體電路，其包括一控制端；一控制電路，其包括一電晶體，該電晶體之閘極及汲極分別連接於該第一檢測輸出端及該控制端，且其汲極連接至一電源，其源極接地；及一第二開路檢測電路，其包括一第二檢測輸出端，該第二檢測輸出端連接至該控制端並配合該電晶體之汲極電壓一併控制該控制端之電壓；其中，該第一開路檢測電路用於檢測二串聯之背光燈管之工作狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該第一檢測輸出端自該串聯之二背光燈管其中之一背光燈管之低壓端引出。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體之汲極經由一參考電阻連接至該電源。
4. 如申請專利範圍第3項所述之背光開路保護電路，其中，該電源係一5V直流電源。
5. 如申請專利範圍第3項所述之背光開路保護電路，其中，該第二檢測輸出端經一第二檢測電阻接地。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光開路保護電路，其中，該控制端之工作規格要求為1.17V~1.32V。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光開路保護電路，其中，該參考電阻之電阻值為1.89KΩ~2.22KΩ。
8. 如申請專利範圍第7項所述之背光開路保護電路，其中，該參考電阻之電阻值為2KΩ。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光開路保護電路，其中，該第二檢測電阻之電阻值為0.68KΩ。
10. 如申請專利範圍第5項所述之背光開路保護電路，其中，該第二檢測電阻之電阻值為0.43KΩ。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體之汲極與源極間連接一濾波電容。
12. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該第一檢測輸出端經一第一檢測電阻接地。
13. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體係一P型通道金屬氧化物半導體場效應電晶體。
14. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該第二檢測輸出端及該電晶體閘極之間串聯一限流電阻。
15. 如申請專利範圍第14項所述之背光開路保護電路，其中，該限流電阻之電阻值為3.3KΩ。
16. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該第一檢測輸出端經由一保護電阻連接至該控制端。
17. 如申請專利範圍第16項所述之背光開路保護電路，其中，該保護電阻之電阻值為1 KΩ。
18. 如申請專利範圍第1項所述之背光開路保護電路，其中，該脈寬調變積體電路之型號為OZ9939G。
19. 一種背光開路保護電路，其包括：一脈寬調變積體電路，其包括一控制端；一第一開路檢測電路，其檢測背光燈管之工作狀態並輸出相應之電壓訊號至該控制端；一控制電路，其包括一開關元件；及一第二開路檢測電路，其檢測背光燈管之工作狀態並控制該開關元件之開啟與關斷；其中，該第一開路檢測電路包括二串聯之背光燈管，該第一檢測輸出端自其中之一背光燈管之低壓端引出，並經由一第一檢測電阻接地。
20. 如申請專利範圍第19項所述之背光開路保護電路，其中，該第二開路檢測電路包括二串聯之背光燈管，該第二檢測輸出端自其中之一背光燈管之低壓端引出，並經由一第二檢測電阻接地。
21. 如申請專利範圍第19項所述之背光開路保護電路，其中，該背光燈管係冷陰極螢光燈管。
22. 如申請專利範圍第19項所述之背光開路保護電路，其中，該開關元件係一P型通道增強型金屬氧化物半導體場效應電晶體。
23. 如申請專利範圍第22項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體之汲極經由一參考電阻連接至一電源。
24. 如申請專利範圍第23項所述之背光開路保護電路，其中，該電源係一5V直流電源。
25. 如申請專利範圍第22項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體之型號為2N6851。
26. 如申請專利範圍第22項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體之型號為IRF9530。
27. 如申請專利範圍第22項所述之背光開路保護電路，其中，該電晶體之型號為AP2305。