CN100394689C

CN100394689C - 两相h型桥式驱动电路及方法

Info

Publication number: CN100394689C
Application number: CNB021552916A
Authority: CN
Inventors: 黄南川; 蔡庆龙
Original assignee: Richtek Technology Corp
Current assignee: Richtek Technology Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: CN1507309A

Abstract

本发明公开了一种两相H型桥式驱动电路及方法，其中驱动电路包括有两个H型桥式电路，每一H型桥式电路包含有一变压器及两组分别连接在变压器第一侧两端的开关组件，且该两个H型桥式电路共用一组开关组件。其中每一开关组件都具有一高位开关元件及一低位开关元件，并且每一开关元件都由一信号控制，通过改变控制每一开关元件的信号来调整通过负载的电流。实现分别调控每一负载的目的，并且降低成本。

Description

两相H型桥式驱动电路及方法

技术领域

本发明涉及一种H型桥式(H-bridge)驱动电路，更具体地说，涉及一种两相冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)的驱动电路及方法。

背景技术

冷阴极荧光灯广泛地被用来当作背光式显示器的光源，特别是背光式液晶显示器，而该冷阴极荧光灯需要由一电路来驱动，在以前由于显示器的尺寸较小，只须一个冷阴极荧光灯就足够了。然而，随着科学技术的进一步发展，显示器的尺寸越来越大，所以需要至少两个冷阴极荧光灯来作为光源，因此，也就需要一种可以驱动两个冷阴极荧光灯的驱动电路。

为此，在美国第5,892,336号专利中揭露了一种可驱动两个冷阴极荧光灯的驱动电路，该驱动电路包括有一变压器、一交流(AC)电源，该交流电源连接在变压器的第一侧，而在变压器的第二侧耦接有两个串联的冷阴极荧光灯。由于该电路将两个冷阴极荧光灯串接在一起，所以流经两个冷阴极荧光灯的电流相等，然而每个灯管在制成后均会有些微小的差异，从而使得灯管的发光特性不一样，因此，若需将灯管亮度调整至相同时，该串联式驱动电路就无法使用。

另外在美国第6,396,722号专利中也揭露了一种驱动电路，该驱动电路是利用四个MOS晶体管和一个变压器组成一全桥式(full bridge)电路，并利用全桥式电路来驱动冷阴极荧光灯，然而，该电路只能驱动一个冷阴极荧光灯，若要驱动两个冷阴极荧光灯，则必须使用两组独立的全桥式电路。虽然，使用两组独立的全桥式电路就能分别调整通过灯管的电流，并使灯管的亮度一致或使通过灯管的电流相同，但是，这样就会提高成本。

因此，如何提供一种能调整流经灯管电流以控制灯管亮度且降低成本的驱动电路是本发明中创作人的研创动机所在。

发明内容

本发明中的两相H型桥式驱动电路主要是为了解决现有荧光灯驱动不能分别控制两个冷阴极荧光灯所流经的电流及采用两个驱动电路会导致成本增加的问题。

本发明中两相H型桥式驱动电路包括：

一第一组开关组件，该第一组开关组件连接在一输入电压与一参考电位之间，其包含有一连接在该输入电压与一第一节点之间的第一高位开关组件，及一连接在该第一节点与参考电位之间的第一低位开关组件；

一第二组开关组件，该第二组开关组件连接在所述输入电压与参考电位之间，其包含有一连接在该输入电压与一第二节点之间的第二高位开关组件，及一连接在该第二节点与参考电位之间的第二低位开关组件；

一第三组开关组件，该第三组开关组件连接在所述输入电压与参考电位之间，其包含有一连接在所述输入电压与一第三节点之间的第三高位开关组件，及一连接在该第三节点与参考电位之间的第三低位开关组件；

一第一变压器，该第一变压器连接在第一及第二节点之间，以形成一第一H型桥式电路，并供应一第一电流到一第一负载回路；以及

一第二变压器，该第二变压器连接在第一及第三节点之间，以形成一第二H型桥式电路，并供应一第二电流到一第二负载回路；

其中，所述第一高、低位开关组件，第二高、低位开关组件，第三高、低位开关组件分别受控于第一至第六信号而作开启及闭合。

另外，所述两相H型桥式驱动电路更包括有用于感测流经第一负载回路的电流的第一电流感测电路，以及用于感测流经第二负载回路的电流的第二电流感测电路，该第一、第二电流感测电路为用于检测第一及第二电流的第一、第二电流传感器。

本发明中两相H型桥式电路的驱动方法，包括下列步骤：

使用一第一H型桥式电路供应一第一电流至一第一负载回路，该第一H型桥式电路含有一第一组开关组件、一第二组开关组件及一第一变压器，该第一组开关组件具有一第一高位开关组件连接在一输入电压及一第一节点之间及一第二低位开关组件连接在该第一节点及一参考电位之间，该第二组开关组件具有一第二高位开关组件连接在该输入电压及一第二节点之间及一第二低位开关组件连接在该第二节点及该参考电位之间，该第一变压器连接在该第一及第二节点之间，并用以供应该第一电流；以及

使用一第二H型桥式电路供应一第二电流至一第二负载回路，该第二H型桥式电路含有一第三组开关组件、所述第一组开关组件及一第二变压器，该第三开关组件具有一第三高位开关组件连接在该输入电压及一第三节点之间及一第三低位开关组件连接在该第三节点及该参考电位之间，该第二变压器连接在该第一及第三节点之间，并用以供应该第二电流；

其中，该第一H型桥式电路与第一H型桥式电路共用所述第一组开关组件。

由上述可知，本发明中的驱动电路包括有两个H型桥式电路，每一H型桥式电路包含一变压器及两组分别连接在变压器第一侧两端的开关组件，而变压器的第二侧连接有一冷阴极荧光灯，该两个H型桥式电路共用一组开关组件。并且每一开关组件具有一高位开关元件及一低位开关元件，每一开关元件分别受控于一信号，通过改变控制每一开关元件的信号来调整通过冷阴极荧光灯的电流，使灯管的亮度一致或平衡负载电流。

再者，本发明中的驱动电路只需使用六个开关元件，从而可大大减少成本。

附图说明

下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。

图1是本发明中两相H型桥式驱动电路的实施例图；

图2是图1中所示电路在负载电流不平衡情况下的时序图；

图3是图1中所示电路在负载电流平衡情况下的时序图；以及

图4是本发明中两相H型桥式驱动电路在负载电流平衡情况下的另一实施例图。

具体实施方式

如图1所示，本发明中的两相H型桥式驱动电路100包括有一第一开关组件110、一第二开关组件120、一第三开关组件130、一第一变压器TX1、一第二变压器TX2、以及两个电流传感器160及170。其中，第一开关组件110包含有一连接在一输入电压Vin与一节点114之间的高位NMOS晶体管112以及一连接在节点114与参考电位GND之间的低位NMOS晶体管116；第二开关组件120包含有一连接在一输入电压Vin和一节点124之间的高位NMOS晶体管122以及一连接在节点124与参考电位GND之间的低位NMOS晶体管126；第三开关组件130包含有一连接在一输入电压Vin和一节点134之间的高位NMOS晶体管132以及一连接在节点134和参考电位GND之间的低位NMOS晶体管136；第一变压器TX1的第一侧连接在开关组件110与120之间以形成一H型桥式电路，而其第二侧与一冷阴极荧光灯140相连接；第二变压器TX2的第一侧连接在开关组件110与130之间以形成另一H型桥式电路，而其第二侧与另一冷阴极荧光灯150相连接；两个电流传感器160及170分别用于感测通过冷阴极荧光灯140和150的电流I1及I2。在该驱动电路中，NMOS晶体管112、116、122、126、132和136均作开关元件用，且分别受控于信号S1、S2、S3、S4、S5及S6。当晶体管116、122及132同时导通时，产生的电流IA1和IB1分别通过变压器TX1、TX2，而当晶体管112、126及136同时导通时，产生的电流IA2及IB2分别通过变压器TX1、TX2，因而经变压器TX1及TX2转换后分别在冷阴极荧光灯140及150处产生交流电流I1及I2。本发明中的该实施例是借助于控制信号S3、S4、S5及S6来调整通过冷阴极荧光灯140及150的电流I1及I2，从而调整冷阴极荧光灯140及150的亮度。

如图2所示，该图示出了图1所示电路中信号S1、S2、S3、S4、S5及S6的时序图，其中，斜线区域A1表示信号S2与S3的重叠面积，斜线区域A2表示信号S1与S4的重叠面积，斜线区域A3表示信号S2与S5的重叠面积，斜线区域A4表示信号S1与S6的重叠面积，斜线区域A1及A2的面积表示通过变压器TX1第一侧的电流值，而斜线区域A3及A4的面积表示通过变压器TX2第一侧的电流值，如图2所示，区域A1、A2与A3、A4的面积不同，因此，通过变压器TX1及TX2的电流值并不相同。由于CCFL的亮度与通过的电流成正比，因此若要调整其中一个CCFL的亮度，只须改变信号S3、S4或S5、S6使其重叠的面积改变便可增减亮度，进而使两个CCFL的亮度相同，同样地，若要使通过两个CCFL的电流相同，只须将信号S3、S5以及S4、S6的重叠面积A1，A3以及A2，A4调整至相同即可，如图3所示。

如图4所示，本发明在负载电流平衡情况下另一实施例的驱动电路200同样包括有NMOS晶体管112、116、122、126、132及136，变压器TX1和TX2、冷阴极荧光灯140和150，以及两个电流传感器160和170，各元件之间的连接方式与前述实施例相同，在此不再详细说明。但此处的晶体管122与132受控于同一信号S3，而晶体管126及136受控于同一信号S4。由于晶体管122，132以及126，136分别由信号S3以及S4来控制，因此，通过冷阴极荧光灯140及150的电流I1及I2必然相等。从而利用该实施例后可以进一步简化控制信号S1～S4的产生电路。

另外，上述仅对本发明中的两个较佳实施例作了说明，但并不能作为本发明的保护范围，因作为本领域的技术人员对其作出相应的修改与修饰是可以的，因此，凡是依据本发明的设计精神而作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种两相H型桥式驱动电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述第一电流等于第二电流。

3.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述第一电流不等于第二电流。

4.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述输入电压是直流电压。

5.根据权利要求4中所述的驱动电路，其特征在于：所述第一及第二电流为交流电流。

6.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路更包括有第一及第二电流感测电路，以分别用于感测第一及第二电流。

7.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述第一及第二负载回路分别至少包括有一冷阴极荧光灯。

8.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述第三信号与第五信号相同，而第四信号与第六信号相同。

9.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述第一变压器将输入电压转换成第一交流电压，供给所述第一负载回路；所述第二变压器将输入电压转换成第二交流电压，供给所述第二负载回路。

10.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述第三信号不同于第五信号，而第四信号不同于第六信号。

11.根据权利要求1中所述的驱动电路，其特征在于：所述高位及低位开关元件是NMOS晶体管。

12.一种两相H型桥式电路的驱动方法，包括下列步骤：

13.根据权利要求12中所述的驱动方法，其特征在于：所述方法更包括有控制每一开关组件的开启时间，使得第一电流等于第二电流。

14.根据权利要求12中所述的驱动方法，其特征在于：所述方法更包括有控制每一开关组件的开启时间，使得第一电流不等于第二电流。

15.根据权利要求12中所述的驱动方法，其特征在于：所述方法更包括有下列步骤，即分别将输入电压转换为第一及第二交流电压，并供给第一及第二负载回路。