CN101115340B

CN101115340B - 变换器电路

Info

Publication number: CN101115340B
Application number: CN2007101296277A
Authority: CN
Inventors: 宫崎弘行; 畠山刚
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: EP1885165A3; US20080025055A1; EP1885165A2; KR100882001B1; TWI372579B; US7515443B2; EP1885165B1; CN101115340A; JP2008034206A; KR20080011086A; JP4584880B2; TW200808127A

Abstract

本发明提供具备能够以较少的部件数量构成的保护电路的多个放电灯驱动用的变换器电路。将多个驱动变压器的初级线圈串联连接到对应的平衡变压器的初级线圈，并联连接到开关电路的输出端子间。而且，构成将前述平衡变压器的全部次级线圈串联连接、并联连接到开关电路的输出端子间的驱动多个放电灯的变换器电路。该变换器电路还具备：电压检测电路，其检测串联连接的平衡变压器的次级线圈中的任一个的连接中点的电压；和电压比较电路，其将电压检测电路的输出与基准电压进行比较。由此，在连接中点的电压超过基准电压时，能够在电压比较电路的输出中得到表示异常动作的信号。

Description

变换器电路

技术领域

本发明涉及一种对荧光灯等放电灯的点亮进行控制的变换器电路，特别涉及能够以较少的电路元件数来实现负荷开路异常、负荷短路异常等异常动作时的控制的变换器电路。

背景技术

众所周知，由变换器产生的高频驱动信号来驱动荧光灯等的放电灯而进行发光。不言而喻这种放电灯用作照明用，最近多用于液晶显示装置的背光灯用光源。变换器电路和放电灯是如下结构：在变换器电路中包含的变换器的输出侧设置驱动变压器(トランス)，通过连接器连接该驱动变压器的次级线圈例的输出端子。

然而，在这种情况下，有时放电灯和连接器之间的连接状况不好而没有使放电灯连接到与驱动变压器的次级线圈侧的输出端子连接的连接端子上。或者，如果因为某种原因而使驱动变压器的次级线圈侧的输出端子短路，则产生由驱动变压器的高电压引起的放电，导致冒烟、起火等。除了上述原因之外，如果放电灯自身损坏或者变旧，则与连接器连接的驱动变压器的次级线圈侧的输出端子成为负荷开路状态、负荷短路状态，上述的冒烟、起火等危险性变高。

因此，在变换器电路中，需要避免产生负荷开路状态、负荷短路状态等异常动作而引起发热等。为此，以往设置了异常动作检测电路，该异常动作检测电路检测变换器的驱动变压器的次级线圈侧的输出端子的开路状态、短路状态而使变换器的动作停止。

例如，在放电灯的低压部连接检测电阻，检测在该电阻两端产生的电压，由此能够检测流过放电灯的电流。因此，通过反馈在该电阻两端产生的电压，将流过放电灯的电流控制为恒定。而且，在变换器电路中设置有在放电灯异常时动作的过电压保护电路、过电流保护电路等。

例如，在特开2005-310587号公报中，在电压电流变换变压器的次级线圈上设置分压电容器，在该分压电容器上连接有检测放电灯的异常等的异常电压检测电路。利用该异常电压检测电路，在由于放电灯破裂或损坏、还有连接器的非接触等而成为开路(open)状态的情况下，输出电压上升，在异常电压检测电路中发现异常。此外，在由于异物混入连接器等而导致短路(short)状态的情况下，输出电压下降，因此同样地在异常电压检测电路中发现异常。

然而，在上述以往的变换器电路中，需要设置与放电灯的数量相当的异常电压检测电路。由此，例如在对大型液晶电视中所使用的放电灯进行驱动的变换器电路的情况下，使用的放电灯的数量较多，因而导致异常电压检测电路的成本增加的结果。此外，在放电灯成为开路(open)状态的情况的检测中，对检测电压的上升进行检测。此外，在放电灯成为短路(short)的情况的检测中，对检测电压的下降进行检测。因此，在这种情况下使用叫做窗口比较器方式的电路。该窗口比较器电路检测出检测电压是否在上限值以及下限值的范围内。因此，在上限值的检测和下限值的检测中需要两个比较器。因此，还必然增加部件的使用数量，进一步提高成本。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供具备能够以较少的部件数量构成的保护电路的多个放电灯驱动用的变换器电路。

为了达到本发明的上述目的，与本发明的实施方式有关的变换器电路，设置多组各自的初级线圈被串联连接起来的驱动变压器和平衡变压器的组，将多组前述串联连接的初级线圈的两端并联连接到开关电路的输出端子间，并且将前述平衡变压器的全部次级线圈串联连接，连接到前述开关电路的前述输出端子间，该变换器电路的特征在于，具备：

电压检测电路，其检测串联连接的前述平衡变压器的次级线圈中的任一个的连接中点的电压；以及

电压比较电路，其将前述电压检测电路的输出与基准电压进行比较，

在前述连接中点的电压超过前述基准电压时，在前述电压比较电路的输出中得到表示异常动作的信号。

为了达到本发明的上述目的，与本发明的其它实施方式有关的变换器电路的特征在于，具备：

开关电路；

将驱动变压器的初级线圈和平衡变压器的初级线圈串联连接的n个(n为2，3，...)串联电路；以及

将前述n个串联电路中所使用的n个前述平衡变压器的次级线圈全部串联连接的次级线圈串联电路，

将前述n个串联电路和前述次级线圈串联电路分别并联连接到前述开关电路的输出端子间。

根据本发明，可以提供具备能够由较少的部件数量构成的保护电路的多个放电灯驱动用的变换器电路。

通过以下结合附图的说明和所附权利要求书，本发明的其它特征将显而易见。

附图说明

图1是与本发明的实施方式1有关的使用了偶数个驱动变压器的变换器电路的电路图。

图2是与本发明的实施方式2有关的使用了奇数个驱动变压器的变换器电路的电路图。

具体实施方式

<实施方式1>

图1是与本发明的实施方式1有关的使用了偶数个驱动变压器的变换器电路的电路图。在图1的变换器电路中，在端子1以及端子2之间提供直流电源电压Vin。直流电源电压Vin作为直流动作电源而被提供给控制电路3以及开关电路4。

控制电路3在内部具备振荡电路，向开关电路4提供开关脉冲。此外，开关电路4响应于从控制电路3提供的开关脉冲，对直流电源电压Vin进行切换而产生高频驱动信号。因此，开关电路4具备由多个双极晶体管或者FET晶体管构成的开关元件。

此外，图1的变换器电路具备四个驱动变压器DT1至DT4、四个平衡变压器CT1至CT4以及一个反馈变压器FBT。如图1所示，四个平衡变压器CT1至CT4的次级线圈CT1-2至CT4-2以及反馈变压器FBT的初级线圈FBT-1串联连接。而且，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间，被施加来自开关电路4的高频驱动信号。

此外，驱动变压器DT1的初级线圈DT1-1和平衡变压器CT1的初级线圈CT1-1串联连接，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间。

同样地，驱动变压器DT2的初级线圈DT2-1和平衡变压器CT2的初级线圈CT2-1串联连接，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间。

同样地，驱动变压器DT3的初级线圈DT3-1和平衡变压器CT3的初级线圈CT3-1串联连接，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间。

同样地，驱动变压器DT4的初级线圈DT4-1和平衡变压器CT4的初级线圈CT4-1串联连接，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间。

此外，众所周知，在驱动变压器DT1至DT4的次级线圈DT1-2至DT4-2中产生高频驱动信号，分别驱动连接的放电灯，但是这种连接是通常的连接，在图中进行了省略。

此外，反馈变压器FBT的次级线圈FBT-2的一个端子连接在二极管5的正极，二极管5的负极通过串联连接的两个电阻6、7接地。在两个电阻6、7的连接中点和接地间连接整流用的电容器8。此外，次级线圈FBT-2的另一个端子接地。

根据以上结构，在两个电阻6、7的连接中点可得到与流过四个平衡变压器CT1至CT4的次级线圈CT1-2至CT4-2以及反馈变压器FBT的初级线圈FBT-1的串联连接电路的高频驱动信号成比例的电压。该电压被提供给控制电路3的IF/B端子。

因此，控制电路3根据提供到该IF/B端子的电压，对内部所具备的振荡电路的振荡频率、脉冲信号的周期进行控制。由此，进行控制使得流过四个平衡变压器CT1至CT4的次级线圈CT1-2至CT4-2以及反馈变压器FBT的初级线圈FBT-1的串联连接电路的高频驱动信号的电流值成为恒定。由此，与驱动变压器DT1至DT4的次级线圈DT1-2至DT4-2连接的放电灯以固定的亮度进行点亮动作。

此外，使用该反馈变压器FBT的反馈电路，也可以检测流过与驱动变压器DT1至DT4的次级线圈DT1-2至DT4-2连接的多个放电灯中的任一个放电灯的电流。在这种情况下，不需要反馈变压器FBT。

另一方面，平衡变压器CT2的次级线圈CT2-2和平衡变压器CT3的次级线圈CT3-2的连接中点通过电容器9以及电阻10的串联电路接地。此外，电容器9以及电阻10的连接中点连接在二极管11的正极。二极管11的负极通过电阻12以及电容器13接地，另外，电阻12以及电容器13的连接中点被提供给比较器电路14的-输入端子。在比较器电路14的+输入端子上施加基准电压(Vref)15。

比较器电路14的输出合成到从先前的两个电阻6、7的连接中点得到的电压中，并被提供给控制电路3的IF/B端子上。在图1所示的变换器电路中，在正常动作时，平衡变压器CT2的次级线圈CT2-2和平衡变压器CT3的次级线圈CT3-2的连接中点大致成为0电位。

然而，如果任一个放电灯为破损、寿命、连接不良等，则平衡变压器CT2的次级线圈CT2-2和平衡变压器CT3的次级线圈CT3-2的连接中点较大地偏离0电位。由比较器电路14检测该变化，提供给控制电路3的IF/B端子。

比较器电路14通过使用开路集电极(open collector)型电路，在变换器电路正常动作时，呈现高阻抗。此外，在上述说明中，在正常动作时，平衡变压器CT2的次级线圈CT2-2和平衡变压器CT3的次级线圈CT3-2的连接中点大致为0电位。然而，通常由于存在电路部件等的参差不齐，因此使用基准电压(Vref)15来设置某种程度的公差。

因此，当由于连接的任一个放电灯的破损、寿命、连接不良等而提供给比较器电路14的-输入端子的电压变高、并超过基准电压(Vref)15时，比较器电路14的输出成为接地电位，检测到异常动作。如果控制电路3的IF/B端子成为接地电位，则控制电路3停止动作。

根据与本发明的实施方式1有关的变换器电路，虽然使用多个驱动变压器来进行多个放电灯的点亮控制，但是能够利用一个比较器电路进行异常动作的检测。此外，驱动变压器的个数是两个以上的偶数个时能够应用本实施方式1。即，关于利用二极管11进行的电压的检测，如果平衡变压器的次级线圈为j个(j为偶数)，则从第(j/2)个次级线圈和第((j/2)+1)个次级线圈的连接点进行检测即可。

<实施方式2>

图2是与本发明的实施方式2有关的使用奇数个驱动变压器的变换器电路的电路图。此外，在图2中，对相同的电路要素使用相同的附图标记。在图2的变换器电路中，与图1的变换器电路同样地，在端子1以及端子2之间提供直流电源电压Vin。直流电源电压Vin作为直流动作电源而被提供给控制电路3以及开关电路4。

控制电路3与图1所示的控制电路3具有相同的结构且进行相同动作，因此省略说明。

与本实施方式2有关的变换器电路具备五个驱动变压器DT1至DT5、五个平衡变压器CT1至CT5以及一个反馈变压器FBT。如图2所示，五个平衡变压器CT1至CT5的次级线圈CT1-2至CT5-2以及反馈变压器FBT的初级线圈FBT-1串联连接。而且，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间，被施加来自开关电路4的高频驱动信号。

同样地，驱动变压器DT3的初级线圈DT3-1和平衡变压器CT3的初级线圈CT3-1串联连接，其两端连接在开关电路4的一对输出端子间。

同样地，驱动变压器DT5的初级线圈DT5-1和平衡变压器CT5的初级线圈CT5-1串联连接，该串联连接的两端连接在开关电路4的一对输出端子间。

此外，在驱动变压器DT1至DT5的次级线圈DT1-2至DT5-2中产生高频驱动信号，分别驱动连接的放电灯，但是这种连接是通常的连接，在图中进行了省略。

反馈变压器FBT的次级线圈FBT-2的一个端子连接在二极管5的正极，二极管5的负极通过串联连接的两个电阻6、7接地。在两个电阻6、7的连接中点和接地间连接整流用的电容器8。此外，次级线圈FBT-2的另一个端子接地。根据以上结构，在两个电阻6、7的连接中点得到与流过五个平衡变压器CT1至CT5的次级线圈CT1-2至CT5-2以及反馈变压器FBT的初级线圈FBT-1的串联连接电路的高频驱动信号成比例的电压。该电压被提供给控制电路3的IF/B端子。

因此，控制电路3根据提供给该IF/B端子的电压，对内部所具备的振荡电路的振荡频率、脉冲信号的周期进行控制。由此，进行控制使得流过五个平衡变压器CT1至CT5的次级线圈CT1-2至CT5-2以及反馈变压器FBT的初级线圈FBT-1的串联连接电路的高频驱动信号的电流值成为恒定。由此，与驱动变压器DT1至DT5的次级线圈DT1-2至DT5-2连接的放电灯以固定的亮度进行点亮动作。

此外，在本实施方式2中，使用该反馈变压器FBT的反馈电路，也可以检测流过与驱动变压器DT1至DT5的次级线圈DT1-2至DT5-2连接的任一个放电灯的电流。在这种情况下，不需要反馈变压器FBT。

在本实施方式2中，平衡变压器CT2的次级线圈CT2-2和平衡变压器CT3的次级线圈CT3-2的连接中点，通过电容器20以及电阻22的串联电路接地。此外，电容器20以及电阻22的连接中点连接在二极管25的正极。

同样地，平衡变压器CT3的次级线圈CT3-2和平衡变压器CT4的次级线圈CT4-2的连接中点通过电容器21以及电阻23的串联电路接地。此外，电容器21以及电阻23的连接中点连接在二极管24的正极。

二极管25的负极通过电阻26以及电容器27接地，另外，电阻26以及电容器27的连接中点被提供给比较器电路29的-输入端子。在比较器电路29的+输入端子上施加基准电压(Vref)28。此外，二极管24的负极与二极管25的负极共同连接。

比较器电路29的输出被合成到从先前的两个电阻6、7的连接中点得到的电压中，并提供给控制电路3的IF/B端子。在图2所示的与实施方式2有关的变换器电路中，在正常动作时，二极管24、25的负极的连接中点成为规定的电位。然而，当任一个放电灯成为破损、寿命、连接不良等时，二极管24、25的负极的连接中点较大地偏离正常动作时的规定电位，由比较器电路29检测该变化从而提供给控制电路3的IF/B端子。

因此，当由于任一个放电灯的破损、寿命、连接不良等而使提供给比较器电路29的-输入端子的电压变高、并超过基准电压(Vref)时，比较器电路29的输出成为接地电位，检测出异常动作。如果控制电路3的IF/B端子成为接地电位，则控制电路3停止动作。

在与本发明的实施方式2有关的变换器电路中，虽然使用奇数个驱动变压器来进行奇数个放电灯的点亮控制，但是也能够利用一个比较器电路进行异常动作的检测。此外，如果使用三个以上的奇数个驱动变压器，则能够应用本实施方式2。

此外，关于利用二极管24、25进行的电压的检测，如果平衡变压器的次级线圈为k个(k为奇数)，则从第((k-1)/2)个次级线圈和第((k+1)/2)个次级线圈的连接点、以及第((k+1)/2)个次级线圈和第((k+3)/2)个次级线圈的连接点的两处进行检测即可。

在图1以及图2所示的变换器电路不限于本发明的实施例，在不脱离本发明的精神的范围内能够进行各种变形。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，从而包含全部这类变形及等同结构和功能。

Claims

1.一种变换器电路，设置多组各自的初级线圈被串联连接起来的驱动变压器和平衡变压器的组，将多组前述串联连接的初级线圈的两端并联连接到开关电路的输出端子间，并且将前述平衡变压器的全部次级线圈串联连接，连接到前述开关电路的前述输出端子间，该变换器电路的特征在于，具备：

前述电压检测电路在平衡变压器的次级线圈为j个时，从第(j/2)个次级线圈和第((j/2)+1)个次级线圈的连接点进行检测，其中，j为偶数，

前述电压检测电路在平衡变压器的次级线圈为k个时，从第((k-1)/2)个次级线圈和第((k+1)/2)个次级线圈的连接点、以及第((k+1)/2)个次级线圈和第((k+3)/2)个次级线圈的连接点的两处进行检测，其中，k为奇数，

2.根据权利要求1所述的变换器电路，其特征在于，

前述电压比较电路具备比较器电路，

将前述平衡变压器的次级线圈中的任一个的连接中点的电压连接到前述比较器电路的反转输入端子上，

将前述基准电压连接到前述比较器电路的非反转输入端子上。

3.一种变换器电路，其特征在于，具备：

开关电路；

将驱动变压器的初级线圈和平衡变压器的初级线圈串联连接的n个串联电路，其中n为2，3，...；

将前述n个串联电路中所使用的n个前述平衡变压器的次级线圈全部串联连接的次级线圈串联电路，以及

从前述次级线圈串联电路检测电压的电压检测电路，

4.根据权利要求3所述的变换器电路，其特征在于，

设置将从前述次级线圈串联电路检测出的电压与基准电压进行比较的比较电路，在前述电压超过基准电压的情况下，从比较电路输出表示异常的信号。