TWI431369B - 燈管控制系統 - Google Patents

Description

燈管控制系統

本發明涉及燈管控制系統，尤其係關於一種用於液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)背光模組(Backlight module)之控制系統。

液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)面板係以放電燈(Discharge Lamp)，特別係冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)作為背光(Backlight)系統之光源。典型地，冷陰極螢光燈係由換流器電路(Inverter Circuit)來驅動，其可供應交流訊號至燈管。

在較大型之液晶顯示面板中，需要設置兩隻或更多隻冷陰極螢光燈以提供足夠的亮度。故，換流器電路通常具有多組輸出，以供應足夠的交流訊號驅動燈管。然，換流器電路一般由一組輸入控制訊號控制，這樣使得多組輸出係同步且相同。

見圖1所示，燈管控制系統10接收開關訊號，並根據該開關訊號輸出兩組相同電訊號以同時驅動第一燈管10A及第二燈管10B。由於該第一燈管10A與第二燈管10B只能根據該等電訊號被同時點亮或減灭，當液晶顯示面板有低亮度需求時，即，僅在某一時刻需要一個燈管點亮時，該做法無法同時滿足低亮度照明且節省燈管電能消耗之需求。

有鑑於此，需提供一種燈管控制系統，可實現當液晶顯示面板有低亮度需求時，同時滿足照明及節省燈管電能消耗之需求。

一種燈管控制系統，用於驅動至少兩個燈管，包括控制電路、電源轉換電路、變壓諧振電路及開關模組。其中控制電路用於接收一組開關訊號，並根據該組開關訊號輸出控制訊號；電源轉換電路電性連接於控制電路，用於根據控制電路輸出之控制訊號及開關模組輸出之控制訊號輸出複數交流訊號；變壓諧振電路電性連接於電源轉換電路，用於根據該等交流訊號輸出至少兩組電訊號，以分別對應驅動該兩個燈管；開關模組與電源轉換電路電性連接，用於根據另一組開關訊號控制該電源轉換電路是否向該變壓諧振電路中的部分輸出該等交流訊號，從而控制該部分變壓諧振電路是否向對應燈管輸出該等電訊號，以控制是否驅動該等對應燈管。

藉由以下對具體實施方式之詳細描述結合附圖，將可輕易瞭解上述內容及此項發明之諸多優點。

圖2係本發明所示之燈管控制系統20應用環境示意圖。其中，第一燈管10A及第二燈管10B與燈管控制系統20電性連接，燈管控制系統20接收第一開關訊號及第二開關訊號，並根據該第一開關訊號及第二開關訊號分別輸出第一電訊號及第二電訊號，從而可分別驅動第一燈管10A與第二燈管10B。

圖3係本發明一實施方式中燈管控制系統20A之功能模組 圖。在本實施例中，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)中包括兩個燈管，分別為第一燈管10A與第二燈管10B，電性連接於燈管控制系統20A，該等燈管係CCFL或者其他類型之燈管。

燈管控制系統20A包括控制電路201A、開關模組202A、電源轉換電路203A及變壓諧振電路204A。在本實施方式中，控制電路201A用於接收第一開關訊號，並根據第一開關訊號輸出控制訊號。該第一開關訊號可以是數位方波訊號或電源訊號(如：直流訊號)。開關模組202A電性連接於控制電路201A，並根據第二開關訊號控制是否輸出該控制訊號。

電源轉換電路203A電性連接控制電路201A及開關模組202A，包括第一電源轉換電路203A1及第二電源轉換電路203A2。其中，第一電源轉換電路203A1直接電性連接於控制電路201A，用於根據該控制訊號輸出第一交流訊號。第二電源轉換電路203A2透過開關模組203A電性連接該控制電路201A，用於根據該開關模組203A所傳輸之控制訊號輸出第二交流訊號。

變壓諧振電路204A包括第一變壓器204A1與第二變壓器204A2，其中，第一變壓器204A1之初級繞組電性連接第一電源轉換電路203A1，其次級繞組電性連接第一燈管10A，以根據第一交流訊號輸出第一電訊號驅動第一燈管10A。第二變壓器204A2之初級繞組電性連接第二電源轉換電路203A2，其次級繞組電性連接第二燈管10B，以根據第二交流訊號輸出第二電訊號驅動第二燈管10B。

請同時參閱圖4，所示為本實施方式中燈管控制系統應用效果示意圖。舉例而言，假設每個燈管之最大亮度為200尼特(Nits)，在時間t1時，第一開關訊號為開，第二開關訊號為關時，開關模組202A斷開第二電源轉換電路203A2與控制電路201A之間的電性電性連接，此時控制訊號無法傳輸至第二電源轉換電路203A2，則僅第一燈管10A被點亮。在時間t2時，第一開關訊號為開，第二開關訊號亦為開，開關模組202A將導通，此時控制訊號傳輸至第二電源轉換電路203A2，第一燈管10A及第二燈管10B均被點亮。在時間t3時，第一開關訊號為關，第二開關訊號為開，此時沒有控制訊號傳輸至第一電源轉換電路203A1及第二電源轉換電路203A2，第一燈管10A與第二燈管10B均不會點亮。在時間t4時，第一開關訊號為關，第二開關訊號亦為關，此時亦無控制訊號傳輸至第一電源轉換電路203A1及第二電源轉換電路203A2，第一燈管10A與第二燈管10B均不會點亮。換言之，第一開關訊號控制所有燈管是否點亮，而第二開關訊號僅控制第二燈管是否點亮。這樣利用輸出不同第二開關訊號即可實現滿足低照度或節能之需求。例如，當兩個燈管同時被點亮時，所有燈管最大亮度為400Nits；而當兩個燈管可分別被點亮時，所有燈管最大亮度為200Nits。

在本實施方式中，第一開關訊號及第二開關訊號可依據需求設置。如在時刻t(t係在實數範圍內變化)，該第一開關訊號與第二開關訊號之振幅、相位可為同步或異步，且極性可相同或相反。相應地，燈管控制系統20A所 輸出之電訊號之振幅、相位可為同步或異步，且極性可相同或相反。相應地，燈管控制系統20A所輸出之電訊號可分別控制燈管減灭或點亮，而無須所有燈管全部動作。且，在更多其他實施方式中，該等電訊號可以不僅限於兩個。

圖5所示為本發明另一實施方式之燈管控制系統20B功能模組示意圖。在本實施方式中，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)中包括兩個燈管，分別為第一燈管10A與第二燈管10B，電性連接於燈管控制系統20B，該等燈管係CCFL或者其他類型之燈管。

燈管控制系統20B包括控制電路201B、開關模組202B、電源轉換電路203B以及變壓諧振電路204B。在本實施方式中，控制電路201B用於接收第一開關訊號，並根據第一開關訊號輸出控制訊號。該第一開關訊號可以是數位方波訊號或電源訊號(如：直流訊號)。電源轉換電路203B電性連接於該控制電路201B，用於根據該控制訊號輸出交流訊號。開關模組202B電性連接於該電源轉換電路203B，用於根據第二開關訊號控制該電源轉換電路203B向該變壓諧振電路204B輸出該交流訊號，從而控制該變壓諧振電路204B向第一燈管10A及10B輸出電訊號。

變壓諧振電路204B包括第一變壓器204B1與第二變壓器204B2，其中第一變壓器204B1及第二變壓器204B2之初級繞組分別與電源轉換電路203B及開關模組202B電性連接，其次級繞組分別對應電性連接第一燈管10A與第二燈管10B，以根據電源轉換電路所傳輸之交流訊號及開關模 組所輸出之交流訊號分別輸出第一電訊號及第二電訊號，以對應驅動第一燈管10A及第二燈管10B。本實施方式之效果亦可參閱圖4所示，在此不再贅述。

同樣，在本實施方式中，第一開關訊號及第二開關訊號可依據需求設置。如在時刻t(t係在實數範圍內變化)，該第一開關訊號與第二開關訊號之振幅、相位可為同步或異步，且極性可相同或相反。相應地，燈管控制系統20B所輸出之電訊號之振幅、相位可為同步或異步，且極性可相同或相反。從而，該等燈管可根據電訊號之控制分別被減灭或點亮，而無須全部動作。且，在更多其他實施方式中，該等電訊號可以不僅限於兩個。

本發明中，藉由兩組外部開關訊號，燈管控制系統可按需求分別控制點亮或減灭多隻冷陰極螢光燈，尤其在液晶顯示面板有僅需求一個燈管照明時，無須燈管全部動作即可同時滿足照明及節省電能消耗之目的。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，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例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

10、20、10A、10B‧‧‧燈管控制系統

201A、201B‧‧‧控制電路

202A、202B‧‧‧開關模組

203A、203B‧‧‧電源轉換電路

203A1、203B1‧‧‧第一電源轉換電路

203A2、203B2‧‧‧第二電源轉換電路

204A、204B‧‧‧變壓諧振電路

204A1、204B1‧‧‧第一變壓器

204A2、204B2‧‧‧第二變壓器

10A‧‧‧第一燈管

10B‧‧‧第二燈管

圖1係先前技術所示之燈管控制系統應用環境示意圖；圖2係本發明之燈管控制系統應用環境示意圖；圖3係本發明一實施方式中燈管控制系統之功能模組圖；圖4係本發明一實施方式中燈管控制系統應用效果示意圖 ；圖5係本發明另一實施方式中燈管控制系統之功能模組圖。

20A‧‧‧燈管控制系統

201A‧‧‧控制電路

202A‧‧‧開關模組

203A‧‧‧電源轉換電路

203A1‧‧‧第一電源轉換電路

203A2‧‧‧第二電源轉換電路

204A‧‧‧變壓諧振電路

204A1‧‧‧第一變壓器

204A2‧‧‧第二變壓器

10A‧‧‧第一燈管

10B‧‧‧第二燈管

Claims (5)

1. 一種燈管控制系統，用於驅動複數燈管，該燈管控制系統包括：控制電路，用於根據第一開關訊號產生控制訊號；電源轉換電路，與該控制電路電性相連，用於根據該控制電路所產生之控制訊號控制是否輸出複數交流訊號；變壓諧振電路，電性連接於該電源轉換電路與該等燈管之間，用於將該等交流訊號轉換為可驅動該等燈管之複數電訊號，以對應驅動該等燈管；及開關模組，與該電源轉換電路電性相連，用於根據第二開關訊號控制該電源轉換電路是否向該變壓諧振電路中的部分輸出該等交流訊號，從而控制該部分變壓諧振電路是否向對應燈管輸出該等電訊號，以控制是否驅動該等對應燈管。
2. 如申請專利範圍第1項所述之燈管控制系統，其中該變壓諧振電路包括：第一變壓器，其初級繞組與該電源轉換電路相連，其次級繞組與至少一燈管相連，用於將該電源轉換電路輸出之交流訊號轉換為可驅動該燈管之電訊號；以及第二變壓器，其初級繞組與該電源轉換電路相連，其次級繞組與至少另一燈管相連，用於將該電源轉換電路輸出之交流訊號轉換為可驅動該另一燈管之電訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之燈管控制系統，其中該開關模組連接於電源轉換電路與第二變壓器之間，用於根據該第二開關訊號控制是否輸出該交流訊號至該第二變壓器。
4. 如申請專利範圍第2項所述之燈管控制系統，其中該電源轉換電路更包括：第一電源轉換電路，與該第一變壓器相連，用於將該控制電路輸出之控制訊號轉換為第一交流訊號輸出至該第一變壓器；及第二電源轉換電路，與該第二變壓器相連，用於將該控制電路輸出之控制訊號轉換為第二交流訊號輸出至該第二變壓器。
5. 如申請專利範圍第4項所述之燈管控制系統，其中該開關模組連接於該控制電路與該第二電源轉換電路之間，用於根據該第二開關訊號控制是否輸出該控制訊號至該第二電源轉換電路。