CN102622968A

CN102622968A - 多灯管驱动***

Info

Publication number: CN102622968A
Application number: CN2011100279618A
Authority: CN
Inventors: 何记献; 郑金波
Original assignee: Huanyong Technology Co Ltd; Guolian Electronics (Shanghai) Co Ltd
Current assignee: Huanyong Technology Co Ltd; Guolian Electronics (Shanghai) Co Ltd; Ampower Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-01
Also published as: US20120187866A1; US8436547B2

Abstract

一种多灯管驱动***，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器、保护电路、多个变压器及异常侦测电路。变压器的次级绕组的高压端一一对应连接灯管。异常侦测电路侦测多灯管驱动***及灯管是否异常，包括信号转换电路、最高管电流取得电路、最低管电流取得电路及比较电路。信号转换电路将流经灯管的电流信号转换为电压信号。最高/最低管电流取得电路分别取得最高/最低电压信号。比较电路比较最高/最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及超过时，产生触发信号，触发保护电路。上述多灯管驱动***动态取得最高/最低管电流进行比较，当环境温度及灯管参数变化时，最高/最低管电流均变化，不会影响异常的判断，避免误动作的产生。

Description

多灯管驱动***

技术领域

本发明涉及背光源驱动***，特别涉及一种多灯管驱动***。

背景技术

冷阴极荧光灯常用作液晶显示屏的背光源。为驱动冷阴极荧光灯点亮，需要逆变器将直流电源转换为交流电源，提供合适的驱动电源。为保护冷阴极荧光灯及逆变器本身，逆变器中常设置异常侦测及保护电路，以及时侦测异常并采取保护措施。通常，异常侦测及保护电路将侦测到的信号与设定的参考电压进行比较，来确定是否进行保护。然而，因设定的参考电压为固定电压，容易因环境温度及灯管参数变化而导致保护误动作。

发明内容

有鉴于此，需提供一种多灯管驱动***，能精确侦测异常，避免误动作。

一种多灯管驱动***，用于驱动多个灯管，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器、保护电路、多个变压器及异常侦测电路。每个变压器包括初级绕组及次级绕组，所述变压器的初级绕组并联连接所述开关电路，所述变压器的次级绕组的高压端一一对应连接所述灯管。异常侦测电路连接所述变压器及所述保护电路，用于侦测所述多灯管驱动***及所述灯管是否异常，包括信号转换电路、最高管电流取得电路、最低管电流取得电路及比较电路。信号转换电路连接所述变压器的次级绕组的低压端，用于将流经所述灯管的电流信号转换为电压信号。最高管电流取得电路连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最高的灯管转换后的最高电压信号。最低管电流取得电路连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最低的灯管转换后的最低电压信号。比较电路连接所述最高管电流取得电路及所述最低管电流取得电路，用于比较所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值超过所述预先设定范围时，产生触发信号。其中，所述保护电路在接收到所述触发信号时，控制所述脉冲宽度调制控制器停止输出脉冲宽度调制信号，从而关闭所述开关电路的输出。

优选地，所述信号转换电路包括多个信号转换单元，一一对应连接所述变压器的次级绕组的低压端，每个信号转换单元包括第一电阻及第一电容，所述第一电阻一端连接对应的变压器的次级绕组的低压端，另一端接地，所述第一电容与所述第一电阻并联。

优选地，所述最高管电流取得电路包括多个第一二极管，一一对应连接所述信号转换单元与所述变压器的次级绕组的低压端，阳极分别连接对应的变压器的次级绕组的低压端，阴极相连并输出所述最高电压信号。

优选地，所述最低管电流取得电路包括多个第二二极管，一一对应连接所述信号转换单元与所述变压器的次级绕组的低压端，阴极分别连接对应的变压器的次级绕组的低压端，阳极相连且经由第二电阻接收第一参考电压并输出所述最低电压信号。

优选地，所述比较电路包括开关、第三二极管、第二电容及第四电阻。开关包括控制极、第一电极及第二电极，所述控制极连接所述第二二极管的阳极并经由第三电阻接地，所述第一电极连接所述第一二极管的阴极。所述第三二极管的阳极连接所述开关的第二电极，阴极输出所述触发信号。第二电容的一端连接所述第三二极管的阴极，另一端接地。第四电阻与所述第二电容并联。

优选地，所述开关为P型金属氧化物半导体场效应管，所述控制极为栅极，所述第一电极为源极，所述第二电极为漏极。

优选地，所述比较电路包括比较器、第三二极管、第二电容、第四电阻及第五电阻。比较器包括正输入端、负输入端及输出端，所述正输入端连接所述第一二极管的阴极，所述负输入端连接所述第二二极管的阳极。所述第三二极管的阳极连接所述比较器的输出端，阴极输出所述触发信号。第二电容的一端连接所述第三二极管的阴极，另一端接地。第四电阻与所述第二电容并联。第五电阻一端连接所述比较器的输出端，另一端接收第二参考电压。

上述多灯管驱动***动态取得最高管电流与最低管电流并进行比较，以确定是否发生异常，因而，当环境温度及灯管参数变化时，最高管电流与最低管电流均随之变化，不会影响异常状况的判断，避免误动作的产生。

附图说明

图1为本发明一实施方式中多灯管驱动***的示意图；

图2为本发明一实施方式中多灯管驱动***的具体电路图；及

图3为本发明另一实施方式中多灯管驱动***的具体电路图。

主要元件符号说明

多灯管驱动*** 10、20

滤波电路 100

脉冲宽度调制控制器 110

开关电路 120

异常侦测电路 130

信号转换电路 1300

信号转换单元 1301

最高管电流取得电路 1310

最低管电流取得电路 1320

比较电路 1330、1330A

比较器 1331

保护电路 140

变压器 T1、T2

灯管 L1、L2

开关 Q

第一至第五电阻 R1、R2、R3、R4、R5

第一至第二电容 C1、C2

第一至第三二极管 D1、D2、D3

第一参考电压 Vcc1

第二参考电压 Vcc2

输入电源 Vin

具体实施方式

图1为本发明一实施方式中多灯管驱动***10的示意图。在本实施方式中，多灯管驱动***10用于将输入电源Vin转换为交流电源，驱动多个灯管L1、L2(仅以两个为例)。其中，输入电源Vin为直流电源。在本发明的其它实施方式中，输入电源Vin也可为交流电源。多灯管驱动***10包括滤波电路100、开关电路120、脉冲宽度调制控制器110、多个变压器T1、T2、异常侦测电路130及保护电路140。滤波电路100用于滤波，在本实施例中，滤波电路100包括电容，例如，三个相互并联的电容。滤波电路100滤波后输出直流电源信号。开关电路120与滤波电路100相连，用于将滤波电路100输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。在本实施方式中，第一交流电源信号为方波信号。开关电路120包括全桥电路、半桥电路、推挽式电路等。

脉冲宽度调制控制器110用于产生脉冲宽度调制信号，控制开关电路120导通或关闭，从而将滤波电路100输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。保护电路140用于在多灯管驱动***10或灯管L1、L2异常时，进行保护，并通知脉冲宽度调制控制器110，使脉冲宽度调制控制器110停止输出脉冲宽度调制信号，开关电路120停止转换，从而使多灯管驱动***10关掉，避免损坏。

每个变压器T1、T2均包括初级绕组与次级绕组。变压器T1、T2的初级绕组并联连接开关电路120，次级绕组的高压端一一对应连接灯管L1、L2，即变压器T1的次级绕组的高压端对应连接灯管L1，变压器T2的次级绕组的高压端对应连接灯管L2。变压器T1、T2用于将开关电路120输出的第一交流电源信号转换为第二交流电源信号。在本实施方式中，第二交流电源信号为弦波信号。

异常侦测电路130连接变压器T1、T2及保护电路140，用于侦测多灯管驱动***10及灯管L1、L2是否异常，包括信号转换电路1300、最高管电流取得电路1310、最低管电流取得电路1320及比较电路1330。信号转换电路1300连接变压器T1、T2的次级绕组的低压端，用于将流经灯管L1、L2的电力信号转换为电压信号。最高管电流取得电路1310连接信号转换电路1300，用于取得灯管L1、L2中电流最高的灯管转换后的最高电压信号。最低管电流取得电路1320连接信号转换电路1300，用于取得灯管L1、L2中电流最低的灯管转换后的最低电压信号。比较电路1330连接最高管电流取得电路1310及最低管电流取得电路1320，用于比较最高电压信号与最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与最低电压信号的差值超过预先设定范围时，产生触发信号，触发保护电路140。在本实施方式中，预先设定范围可根据实际情况及需要设定，例如，为0.7V。保护电路140在接收到所述触发信号时，进行保护，并控制脉冲宽度调制控制器110停止输出脉冲宽度调制信号，从而关闭开关电路120的输出，即关闭多灯管驱动***10，以避免损坏。

多灯管驱动***10动态取得最高管电流与最低管电流并进行比较，以确定是否发生异常，取代了传统的固定参考电压比较，因而，环境温度及灯管L1、L2参数变化时，最高管电流与最低管电流均随之变化，避免误动作的产生。此外，在对多灯管驱动***10进行安规要求项目，如接触电流，测试时，灯管L1、L2被短路使得灯管L1、L2的电容不参与谐振，而导致管电流信号产生相移，异常侦测电路130可侦测到此异常并触发保护电路140。

图2所示为本发明一实施方式中多灯管驱动***10的电路图。在本实施方式中，信号转换电路1300包括多个信号转换单元1301，一一对应连接变压器T1、T2的次级绕组的低压端，即第一个信号转换单元1301连接变压器T1，第二个信号转换单元1301连接变压器T2。每个信号转换单元1301用于将对应的灯管L1、L2的电流信号转换为电压信号，其包括第一电阻R1及第一电容C1。第一电阻R1的一端连接对应的变压器T1、T2的次级绕组的低压端，另一端接地，第一电容C1与第一电阻R1并联。其中，第一电阻R1用于将对应的灯管L1、L2的电流信号转换为电压信号，第一电容C1用于对第一电阻R1转换后的电压信号滤波，以取得稳定电压。在本实施方式中，转换后的电压信号为交流信号。

最高管电流取得电路1310包括多个第一二极管D1，一一对应连接信号转换单元1301与变压器T1、T2的次级绕组的低压端。所述第一二极管D1的阳极分别连接对应的变压器T1、T2的次级绕组的低压端，阴极相连并输出最高电压信号。所述第一二极管D1将信号转换单元1301转换后的电压信号中的最高电压信号筛选并输出至比较电路1330。

最低管电流取得电路1320包括多个第二二极管D2，一一对应连接信号转换单元1301与变压器T1、T2的次级绕组的低压端。所述第二二极管D2的阴极分别连接对应的变压器T1、T2的次级绕组的低压端，阳极相连且经由第二电阻R2接收第一参考电压Vcc1并输出最低电压信号至比较电路1330。在本实施方式中，最高电压信号与最低电压信号均为交流讯号。

比较电路1330包括开关Q、第三二极管D3、第三电阻R3、第二电容C2及第四电阻R4。开关Q包括控制极、第一电极及第二电极。开关Q的控制极连接第二二极管D2的阳极，即接收最低电压信号，并经由第三电阻R3接地。开关Q的第一电极连接第一二极管D1的阴极，即接收最高电压信号，第二电极连接第三二极管D3的阳极。第三二极管D3的阴极输出所述触发信号至保护电路。第二电容C2的一端连接第三二极管D3的阴极，另一端接地。第四电阻R4与第二电容C2并联。第三二极管D3、第二电容C2及第四电阻R4用于将交流的最高电压信号转换为直流信号，然后输出至保护电路140，即触发信号为直流信号。

在本实施方式中，开关Q为P型金属氧化物半导体场效应管，控制极为栅极，第一电极为源极，第二电极为漏极。

在本实施方式中，灯管L1、L2的参数相同，变压器T1、T2的参数相同，信号转换单元1301的参数相同，第一二极管D1的参数相同，第二二极管D2的参数相同。因而，若灯管L1、L2及多灯管驱动***10无异常，流经灯管L1、L2的电流相差不大，差异值未达到预先设定范围，比较电路1330无触发信号产生，保护电路140不会进行保护。

若灯管L1、L2及多灯管驱动***10中任一者异常，例如，灯管L1断管，此时，流经灯管L1的电流很小。因而，与灯管L1对应的信号转换单元1301的电压信号的电压小于与灯管L2对应的信号转换单元1301的电压信号的电压。又因为第一二极管D1参数相同，阴极相连，故与灯管L2对应的第一二极管导通，即，第一二极管D1取得与最高电流信号对应的最高电压信号。开关Q的第一电极的电压等于最高电压信号减去第一二极管D1的导通压降。

同时，因为第二二极管D2参数相同，阳极相连，故与灯管L1对应的第二二极管D2导通，即，第二二极管D2取得与最低电流信号对应的最低电压信号。开关Q的控制极的电压等于最低电压信号加上第二二极管D2的导通压降。开关Q的控制极与第一电极的压差为最低电压加上第一二极管D1与第二二极管D2的导通压降再减去最高电压，因为最低电压几乎为0，最高电压至少为几伏，开关Q导通。此时，最高电压信号输入至第三二极管D3的阳极，经第三二极管D3、第二电容C2及第四电阻R4的整流滤波后，变成直流形式的触发信号，并输入至保护电路140。如此，侦测电路130可侦测出异常。

图3所示为本发明另一实施方式中多灯管驱动***20的电路图。本实施方式中的多灯管驱动***20与图2中的多灯管驱动***10的区别在于比较电路1330A的具体架构不同于比较电路1330，其余部分完全相同，因而此处不再赘述。比较电路1330A包括比较器1331、第三二极管D3、第二电容C2、第四电阻R4及第五电阻R5。比较器1331的正输入端连接第一二极管D1的阴极，负输入端连接第二二极管D2的阳极，输出端连接第三二极管D3的阳极。第五电阻R5的一端连接比较器1331的输出端，另一端接收第二参考电压。第三二极管D3、第二电容C2及第四电阻R4的连接关系与作用与图2中的相同，此处不再详述。在本实施方式中，比较电路1330A与图2中的比较电路1330的区别在于用比较器1331取代开关Q，但工作原理相似，因而不再另行说明。

本发明的多灯管驱动***10、20动态取得最高管电流与最低管电流并进行比较，以确定是否发生异常，因而，当环境温度及灯管L1、L2参数变化时，最高管电流与最低管电流均随之变化，不会影响异常状况的判断，避免误动作的产生。

Claims

1.一种多灯管驱动***，用于驱动多个灯管，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器及保护电路，其特征在于，所述多灯管驱动***还包括：

多个变压器，每个变压器包括初级绕组及次级绕组，所述变压器的初级绕组并联连接所述开关电路，所述变压器的次级绕组的高压端一一对应连接所述灯管；及

异常侦测电路，连接所述变压器及所述保护电路，用于侦测所述多灯管驱动***及所述灯管是否异常，所述异常侦测电路包括：

信号转换电路，连接所述变压器的次级绕组的低压端，用于将流经所述灯管的电流信号转换为电压信号；

最高管电流取得电路，连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最高的灯管转换后的最高电压信号；

最低管电流取得电路，连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最低的灯管转换后的最低电压信号；及

比较电路，连接所述最高管电流取得电路及所述最低管电流取得电路，用于比较所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值超过所述预先设定范围时，产生触发信号；

其中，所述保护电路在接收到所述触发信号时，控制所述脉冲宽度调制控制器停止输出脉冲宽度调制信号，从而关闭所述开关电路的输出。

2.如权利要求1所述的多灯管驱动***，其特征在于，所述信号转换电路包括多个信号转换单元，一一对应连接所述变压器的次级绕组的低压端，每个信号转换单元包括第一电阻及第一电容，所述第一电阻一端连接对应的变压器的次级绕组的低压端，另一端接地，所述第一电容与所述第一电阻并联。

3.如权利要求2所述的多灯管驱动***，其特征在于，所述最高管电流取得电路包括多个第一二极管，一一对应连接所述信号转换单元与所述变压器的次级绕组的低压端，阳极分别连接对应的变压器的次级绕组的低压端，阴极相连并输出所述最高电压信号。

4.如权利要求3所述的多灯管驱动***，其特征在于，所述最低管电流取得电路包括多个第二二极管，一一对应连接所述信号转换单元与所述变压器的次级绕组的低压端，阴极分别连接对应的变压器的次级绕组的低压端，阳极相连且经由第二电阻接收第一参考电压并输出所述最低电压信号。

5.如权利要求4所述的多灯管驱动***，其特征在于，所述比较电路包括：

开关，包括控制极、第一电极及第二电极，所述控制极连接所述第二二极管的阳极并经由第三电阻接地，所述第一电极连接所述第一二极管的阴极；

第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述开关的第二电极，阴极输出所述触发信号；

第二电容，一端连接所述第三二极管的阴极，另一端接地；及

第四电阻，与所述第二电容并联。

6.如权利要求5所述的多灯管驱动***，其特征在于，所述开关为P型金属氧化物半导体场效应管，所述控制极为栅极，所述第一电极为源极，所述第二电极为漏极。

7.如权利要求4所述的多灯管驱动***，其特征在于，所述比较电路包括：

比较器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述正输入端连接所述第一二极管的阴极，所述负输入端连接所述第二二极管的阳极；

第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述比较器的输出端，阴极输出所述触发信号；

第二电容，一端连接所述第三二极管的阴极，另一端接地；

第四电阻，与所述第二电容并联；及

第五电阻，一端连接所述比较器的输出端，另一端接收第二参考电压。