DE60127580T2 - Gegentakt-LLC-Resonanz-LCD-Rücklichtwechselrichterschaltung mit Spannungsspeisung - Google Patents

Gegentakt-LLC-Resonanz-LCD-Rücklichtwechselrichterschaltung mit Spannungsspeisung Download PDF

Info

Publication number
DE60127580T2
DE60127580T2 DE60127580T DE60127580T DE60127580T2 DE 60127580 T2 DE60127580 T2 DE 60127580T2 DE 60127580 T DE60127580 T DE 60127580T DE 60127580 T DE60127580 T DE 60127580T DE 60127580 T2 DE60127580 T2 DE 60127580T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inverter circuit
frequency signal
low frequency
switching
resonant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60127580T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60127580D1 (de
Inventor
Chin Chang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Application granted granted Critical
Publication of DE60127580D1 publication Critical patent/DE60127580D1/de
Publication of DE60127580T2 publication Critical patent/DE60127580T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2821—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
    • H05B41/2824—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using control circuits for the switching element
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3927—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung, welche sich zur LCD-Hintergrundbeleuchtung oder dergleichen eignet, und im Besonderen auf eine LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung, welche ein geringes Profil und einen großen Dimmungsbereich aufweist.
  • Genauer gesagt, die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Wechselrichterschaltung (10), welche in einer dimmbaren LCD-Hintergrundbeleuchtung zu verwenden ist, um eine Hochfrequenzdimmung mit einer Niederfrequenzmodulation durchzuführen, wobei die verbesserte, elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung (10) aufweist:
    • – Schaltmittel zum Betrieb der elektronischen Wechselrichterschaltung auf einer durch ein Niederfrequenzsignal modulierten, hohen Frequenz,
    • – Niederfrequenzsignalgeneratormittel (30) zur Erzeugung des Niederfrequenzsignals, wobei das Niederfrequenzsignal positiv und negativ verlaufende Teile aufweist,
    • – Logikmittel, um, von dem Niederfrequenzsignal angesteuert, die Schaltmittel zu steuern, wobei die Logikmittel zum Abschalten des Betriebs der Schaltmittel während des negativen Teils des Niederfrequenzsignals dadurch bewirken, dass die elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung (10) durch das Niederfrequenzsignal und das Niederfrequenzsignal mit einem Niederfrequenz-Pulsbreitenmodulationssignal frequenzmoduliert wird,
    • – einen spannungsgespeisten Gegentakt-LLC-Resonanzkreis mit einem Resonanzinduktor (L), einem Magnetisierungsinduktor (T_1) sowie einem Resonanzkondensator (Cr).
  • Eine elektronische Wechselrichterschaltung dieser Art ist aus US 5 814 938 bekannt. Die bekannte, elektronische Wechselrichterschaltung ist über einen großen Bereich dimmbar. Ein Nachteil der bekannten Schaltung ist jedoch, dass, wenn die elektronische Wechselrichterschaltung durch das Niederfrequenzsignal abgeschaltet wird, der Strom im Allgemeinen in dem Resonanzinduktor von Null abweicht und die in dem Resonanzinduktor gespeicherte Energie nicht gleichmäßig abgeführt wird.
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine elektronische Wechselrichterschaltung vorzusehen, bei welcher keine Energie oder fast keine Energie in dem Resonanzinduktor übrig bleibt, wenn die elektronische Wechselrichterschaltung durch das Niederfrequenzsignal abgeschaltet wird.
  • Eine elektronische Wechselrichterschaltung, welche in einer dimmbaren LCD-Hintergrundbeleuchtung zu verwenden ist, um eine Hochfrequenzdimmung mit einer Niederfrequenzmodulation durchzuführen, wobei die verbesserte, elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung aufweist:
    • – Schaltmittel zum Betrieb der elektronischen Wechselrichterschaltung auf einer durch ein Niederfrequenzsignal modulierten, hohen Frequenz,
    • – Niederfrequenzsignalgeneratormittel zur Erzeugung des Niederfrequenzsignals, wobei das Niederfrequenzsignal positiv und negativ verlaufende Teile aufweist,
    • – Logikmittel, um, von dem Niederfrequenzsignal angesteuert, die Schaltmittel zu steuern, wobei die Logikmittel zum Abschalten des Betriebs der Schaltmittel während des negativen Teils des Niederfrequenzsignals dadurch bewirken, dass die elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung durch das Niederfrequenzsignal und das Niederfrequenzsignal mit einem Niederfrequenz-Pulsbreitenmodulationssignal frequenzmoduliert wird,
    • – einen spannungsgespeisten Gegentakt-LLC-Resonanzkreis mit einem Resonanzinduktor (L), einem Magnetisierungsinduktor (T_1) sowie einem Resonanzkondensator (Cr), ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Wechselrichterschaltung weiterhin aufweist:
    • – Synchronisierungsmittel zur Synchronisierung eines im Wesentlichen minimalen Pegels eines dem Resonanzinduktor (L) zugeordneten, im Wesentlichen alternierenden Induktorstroms mit dem Niederfrequenzsignal, damit der erste und zweite Schalttransistor (Q1, Q2) abgeschaltet werden können.
  • Die Synchronisierungsmittel stellen sicher, dass die Energie in dem Resonanzinduktor bei Abschalten des Wechselrichters Null oder nahezu Null ist, so dass keine oder kaum eine Abführung dieser Energie stattfindet, wenn die elektronische Wechselrichterschaltung durch das Frequenzsignal abgeschaltet wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 – ein elektrisches Schaltbild einer LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung nach dem Stand der Technik;
  • 2 – ein elektrisches Schaltbild einer LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung nach dem Stand der Technik;
  • 3 – ein elektrisches Schaltbild einer LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4a und 4b – typische, in dem Schaltkreis von 3 auftretende Wellenformen; sowie
  • 5 – Zeitdiagramme bestimmter, in dem Schaltkreis von 3 auftretender Signale.
  • Wenden wir uns nun der Zeichnung zu, in welcher gleiche Bezugsziffern ähnliche oder identische Elemente kennzeichnen und 3 eine elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Es wird beabsichtigt, die verbesserte Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zur LCD-Hintergrundbeleuchtung einzusetzen.
  • Die LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein spannungsgespeister Gegentakt-LLC-Resonanzkreis zum Betreiben einer Last 35. Die in 3 dargestellte Last 35 ist als ohmsche Last dargestellt, kann jedoch ebenfalls durch eine Fluoreszenzlampe vom Kaltkathodentyp (z.B. CCFL) dargestellt sein, ist aber nicht auf eine solche beschränkt. Das Licht von Last 35 kann zum Beispiel zur Beleuchtung eines LCD-Flachbildschirms eines Computers (nicht dargestellt) verwendet werden. Die Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 kann von einer konventionellen Wechselspannungsquelle gespeist werden, welche dann gleichgerichtet und zur Abgabe der von der Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 verwendeten Gleichspannung umgewandelt wird.
  • Die LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 der vorliegenden Erfindung bietet gegenüber den LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen nach dem Stand der Technik zwei wichtige Vorteile. Zum einen ist die LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 der vorliegenden Erfindung leistungsfähiger als LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen nach dem Stand der Technik. Zum anderen weist die LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 der vorliegenden Erfindung einen größeren Dimmungsbereich als Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen nach dem Stand der Technik auf. Beide Vorteile werden unten näher erörtert. Zuerst wird der allgemeine Betrieb der Schaltung beschrieben.
  • Allgemeiner Schaltungsbetrieb
  • Der Betrieb der in 3 dargestellten Schaltungsanordnung findet wie folgt statt. Die Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 arbeitet in zwei Intervallen, einem ersten, als [t_0, t_1] definierten Intervall und einem zweiten, als [t_1, t_2] definierten Intervall in jedem Hochfrequenz-Schaltzyklus. Unter Zugrundlegung eines stationären Betriebszustands wird Schalttransistor Q1 in dem ersten Intervall [t_0, t_1 ] zum Zeitpunkt t_0 eingeschaltet und Schalttransistor Q2 ausgeschaltet. Die Spannung an Q2 gleicht der Spannung an dem Resonanzkondensator Cr (s. Vcr in 4b, Wellenform 4f), welcher, wie bei Punkt B in Wellenform 4f ersichtlich, via Resonanz mit dem Eingangsinduktor L1 und Magnetisierungsinduktivität von T_1 nach und nach vollständig geladen wird. Der Primärstrom Ip des Ausgangstransformators T_1 (s. 4a, Wellenform 4a) stellt die Summe des Resonanzkondensatorstroms Icr (s. 4a, Wellenform 4b) und des Resonanzinduktorstroms IL1 (s. 4a, Wellenform 4c) dar. Der Strom in dem Resonanzkondensator Icr ist größer als der Resonanzinduktorstrom IL1. Die Schalttransistoren Q1 und Q2 führen lediglich den Resonanzinduktorstrom IL1. Der Resonanzkondensatorstrom Icr wird durch Last 35 gesenkt.
  • Sobald die Resonanzkondensatorspannung Vcr (s. 4b, Wellenform 4f) in einer halben Resonanzperiode bei t_1 Null erreicht, wird Schalttransistor Q1 ausgeschaltet und Q2 bei Nullspannungsschaltung eingeschaltet. Die zweite, halbe Resonanzperiode [t_1, t_2] ist mit der ersten, halben Resonanzperiode [t_0, t_1] symmetrisch (wie in 4a, Wellenformen 4a und 4e, und 4b, Wellenform 4f dargestellt). Die Gatesteuerspannung an Punkt Vgs1 ist bei Punkt H des erfinderischen Schaltkreises von 3 (Wellenform 4g von 4b) dargestellt. Spannung Vgs1 stellt einen, dem Ausgang von UND-Gatter AND1 zugeordneten Logikpegel dar. Spannung VQ1 (4b, Wellenform 4b) entspricht der Spannung an Punkt I in 3; die gleiche Wellenform würde an Punkt J auftreten. Diese Spannungen stellen jeweils die Spannung an den Schalttransistoren Q1 und Q2 dar.
  • Spannung Vm (4b, Wellenform 4i) entspricht der Spannung an Punkt K von 3 und stellt die an den Mittelpunkt der Primärwicklung von Transformator T_1 angelegte Spannung dar.
  • Ebenfalls sei erwähnt, dass der Induktorstrom IL1 (s. 4a, Wellenform 4c) nahezu eine reine Sinuswellenform darstellt. Es sei erwähnt, dass Resonanzinduktor L1 so ausgeführt ist, dass der Resonanzinduktorstrom IL1 in jedem Hochfrequenzschaltzyklus Null erreicht (s. Punkt C in 4a, Wellenform 4c). Durch Erreichen eines Nullpegels in jedem Schaltzyklus besteht daher die Möglichkeit, ein Niederfrequenz-PWM-Signal mit den IL1 Nullpunkten zu synchronisieren, um Schalttransistoren Q1 und Q2 gleichzeitig abzuschalten, wobei der Resonanzinduktor effektiv abgeschaltet wird, um, wie unten beschrieben, die Niederfrequenz-PWM-Dimmung zu ermöglichen.
  • Höhere Effizienz
  • Wie in 3 dargestellt, ist in einem Ausführungsbeispiel der LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 die Last 35 mit einer Sekundärwicklung eines Transformators T_1 verbunden. Ein LLC-Resonanzkreis wird durch Resonanzinduktor L1, Last 35, die Magnetisierungsinduktivität von Transformator T_1 und den Resonanzkondensator Cr gebildet. Der für L1 ausgewählte Induktivitätswert liegt typischerweise in der Größenordnung von 20–30 Mikrohenry. Solche Werte sind signifikant geringer als Induktivitätswerte, welche Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik, wie in 2 dargestellt, zugeordnet sind. Typische Induktivitätswerte für die Schaltungsanordnung von 2 liegen in der Größenordnung von 150–300 Mikrohenry. Es ist allgemein bekannt, dass stromgespeiste Gegentaktkonfigurationen in Abhängigkeit der Betriebsfrequenz des Schaltkreises höhere Induktivitätswerte, typischerweise in der Größenordnung von 150–300 Mikrohenry, erforderlich machen, um einen nahezu konstanten Strom sicherzustellen. Durch den geringen Induktivitätswert des Induktors L1 der vorliegenden Erfindung geht die Schaltungsanordnung von einem stromgespeisten Parallelresonanzkreis in einen spannungsgespeisten LLC-Reihenresonanzkreis über, bei dem es sich um eine leistungsfähigere Schaltungsanordnung handelt. Der geringere Induktivitätswert von L1 ist realisierbar, da der Gegentakt-LLC-Schaltkreis der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz zu dem Schaltkreis nach dem Stand der Technik, wie in 2 dargestellt, welcher stromgespeist wird, spannungsgespeist wird.
  • Unter Bezugnahme auf den bekannten Schaltkreis von 1 sei erwähnt, dass, obgleich dieser Schaltkreis spannungsgespeist wird, was in einer leistungsfähigeren Schaltungsanordnung resultiert, der Induktivitätswert keine geringen Werte realisieren kann, da ein hoher Induktivitätswert von Lr erforderlich ist, um die Spannungsquelle Vin in eine Stromquelle umzuwandeln. Daher ist der Induktor bei dem bekannten Schaltkreis von 1 auf Grund des großen Induktivitätswertes keine Komponente des Resonanztanks. Im Gegensatz dazu ist der Induktor L1 auf Grund der Schaltungskonfiguration des erfinderischen Schaltkreises von 3 eine Komponente des Resonanztanks. Infolgedessen kann sein Wert niedriger als dieser des bekannten Schaltkreises von 1 sein.
  • Der Induktivitätswert von Induktor L1 ist bei der vorliegenden Schaltungsanordnung gering genug, um als Teil eines Resonanzkreises angesehen zu werden, der durch den Induktor L1, Last 35 sowie die Magnetisierungsinduktivität von Transformator T1 (nicht dargestellt) und den Resonanzkondensator Cr gebildet wird. Eine weitere wünschenswerte Konsequenz des eine Komponente des Resonanzkreis darstellenden Induktors L1 ist, dass der Induktorstrom, wie in 4a, Wellenform 4c, dargestellt, im Wesentlichen sinusförmig, mit einer bestimmten Gleichsstromvorspannung, ist. Es ist ein Wechselstrom (z.B. ein sinusförmiger Strom) erforderlich, um ein Niederfrequenz-PWM-Signal (200 Hz) mit den IL1 Nullpunkten zu synchronisieren, um Schalttransistoren Q1 und Q2 gleichzeitig abzuschalten, wobei der Resonanzinduktor effektiv abgeschaltet wird, um, wie unten beschrieben, eine Niederfrequenz-PWM-Dimmung zu ermöglichen.
  • Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, welches zu einer größeren Leistungsfähigkeit des Schaltkreises beiträgt, ist die Verwendung eines geringeren Transformatorwindungsverhältnisses für Transformator T_1, was zu geringeren Leitungsverlusten in den Wicklungen führt.
  • Zusammenfassend erreicht die LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 der vorliegenden Erfindung eine höhere Leistungsfähigkeit als LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen nach dem Stand der Technik durch: Verwendung einer spannungsgespeisten Gegentaktkonfiguration, welche einen Drosselregler als Abwärtswandler, der schon an sich ineffizient ist, überflüssig macht; Verwendung eines niedrigen Induktivitätswertes für Induktor L1, welcher zu einer höheren Schaltungseffizienz beiträgt; sowie Verwendung eines geringeren Transformatorwindungsverhältnisses für Transformator T_1.
  • Niederfrequenz-PWM-Dimmung
  • Neben der Tatsache, dass eine größere Effizienz gegenüber konventionellen LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen erreicht wird, sieht die LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 der vorliegenden Erfindung einen größeren Dimmungsbereich als konventionelle LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen vor.
  • Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10 für eine bestimmte, volle Ausgangsleistung (d.h. Hochfrequenzschaltung, wie aus 3 ersichtlich, VSQ1 = 50kHz) optimal ausgelegt ist; jedoch ist die Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung 10, wenn gewünscht, ebenfalls imstande, in einem niederfrequenten, pulsbreitenmodulierten (PWM) Schaltmodus zu arbeiten. Die Kombination aus Hochfrequenzschaltung und Niederfrequenz-PWM-Schaltung ermöglicht einen größeren Dimmungsbereich, als dieser bei konventionellen LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltungen erreicht werden kann. Die Niederfrequenz-PWM-Schaltung wird bei der vorliegenden Erfindung durch Verwendung einer logischen Steuerung mit Synchronisierung realisiert. Dieser Lösungsweg steht im Gegensatz zu konventionellen Lösungswegen, wie z.B. der Schaltung von 2, bei welcher ein Schalttransistor Q0 zur Steuerung der Dimmungsstärke der Lampe verwendet wird. Bei der Schaltung von 2 liegt der typische Dimmungsbereich bei 30% bis 100% des Wertes der vollen Ausgangsleistung. Dagegen liegt der Dimmungsbereich der vorliegenden Erfindung bei etwa 3% bis 100% des Wertes der vollen Ausgangsleistung.
  • Bezug nehmend auf 3 ist ein erstes Signalgeneratormittel (d.h. ein Niederfrequenz-PWM-Signalgenerator 30) dargestellt, welches bei Punkt F eine 200Hz-Rechteckwelle abgibt. Das 200Hz-Ausgangssignal wird an den Eingang D des D-Flipflops 32 abgegeben. Beide Eingänge des D-Flipflops 32 werden auf die ansteigende Flanke getriggert. Das von dem Niederfrequenz-PWM-Signalgenerator 30 erzeugte 200Hz-Signal wird ebenfalls dem Eingang SET eines RS-Flipflops 34 zugeführt, welcher ebenfalls auf die ansteigende Flanke getriggert wird. Der Ausgang Q des RS-Flipflops 34 ist mit einem ersten Eingang jeweiliger UND-Gatter, AND1 und AND2, verbunden. Ebenfalls in 3 dargestellt ist ein Widerstand RSENSE, von welchem eine, im Wesentlichen zwischen 0 und 0,5 Volt liegende Spannung an Punkt E erzeugt wird. Eine Nullspannung wird an Punkt E an den Nullpunkten des Resonanzinduktorstroms IL1 erzeugt.
  • Eine Niederfrequenz-PWM-Dimmung wird im Allgemeinen durch Synchronisierung der Nullpunkte (s. Punkt C in dem Wellenformdiagramm 4c von 4a) in dem Resonanzinduktorstrom IL1 in jedem Hochfrequenz-Schaltzyklus mit der negativ gehenden Flanke des von dem Niederfrequenz-PWM-Signalgenerators 30 erzeugten 200Hz-Signals erreicht. Das heißt, die Schaltungsanordnung schaltet die Schalttransistoren Q1 und Q2 bei der 200Hz-Rate in Synchronisation mit den Nullpunkten von Induktorstrom IL1 ab. Eine Synchronisation ist erforderlich, da durch ein Abschalten der Schaltransistoren Q1 und Q2 an einem anderen Punkt als dem Nullpunkt von Induktorstrom IL1 eine gleichmäßige Abführung der in dem Resonanzinduktor L1 gespeicherten Energie nicht möglich wäre. An den Nullpunkten des Induktorstroms IL1 ist die gespeicherte Energie Null oder nahezu Null.
  • Wir nehmen nun Bezug auf die Wellenformdiagramme von 3, 4a, 4b und 5. Bei Betrieb wird das in 5a dargestellte, von dem Niederfrequenz-PWM-Signalgenerator 30 erzeugte 200Hz-Signal gleichzeitig dem Eingang D des D-Flipflops 32 und dem Eingang S des RS-Flipflops 34 zugeführt. Im Hinblick auf Wellenform 5a in 5 ist die ansteigende Flanke eines Zyklus der 200Hz-Wellenform durch Bezugsziffer 501 gekennzeichnet. Das RS-Flipflop 34 folgt Wellenform 5a und ist daher an der ansteigenden Flanke 501 der 200Hz-Wellenform auf logisch Eins. Infolgedessen ist das erste Eingangssignal der jeweiligen UND-Gater AND1 und AND2 an der ansteigenden Flanke 501 gleich logisch Eins.
  • Der Eingang T des D-Flipflops 32 ist mit dem Ausgang von Operationsverstärker 36 verbunden, welcher, wie in 5b von 5 dargestellt, in Reaktion auf eine an Punkt E an Widerstand RSENSE erzeugte Spannung ein 50kHz-Ausgangssignal im Bereich von 0 bis 0,5 Volt abgibt. Der Eingang T des D-Flipflops 32 wird auf die ansteigende Flanke getriggert und speichert die 200Hz-Wellenform an dem Eingang D an jeder ansteigenden Flanke der 50kHz-Wellenform, welche, wie in 5b dargestellt, an dem Eingang T empfangen wird. Angesichts der beiden, dem D-Flipflop 32 zugeführten Eingangssignale, wie beschrieben, ‚trackt’ der Ausgang Q des D-Flipflops die 200Hz-Eingangswellenform bei einer 50kHz-Speicherrate.
  • Der Ausgang Q des D-Flipflops 32 ist über einen logischen Inverter 33 mit dem Eingang RESET des RS-Flipflops 34 verbunden. Wie oben angegeben, ‚trackt’ der Ausgang Q des D-Flipflops 32 die 200Hz-Eingangswellenform bei einer 50kHz-Speicherrate. In Folge der Triggerung auf die negative Signalflanke wird das RS-Flipflop 34 bei jeder negativ gehenden Flanke (s. z.B. Punkt 505 von Wellenform 5a von 5) der 200Hz-Wellenform zurückgesetzt, wodurch der Ausgang Q logisch Null ist, wodurch wiederum bewirkt wird, dass die jeweiligen ersten Eingänge in die UND-Gatter AND1 und AND2 bei einer 200Hz-Rate logisch Null sind. Infolgedessen wird sowohl Q1 als auch Q2 an einem Punkt, an welchem der Strom in Induktor L1 praktisch Null ist, abgeschaltet.
  • Zurückkommend auf 3 sei erwähnt, dass die jeweiligen zweiten Eingänge in die UND-Gatter über das RS-Flipflop 31 mit einem zweiten Signalgeneratormittel (d.h. einer 50kHz-Quelle, VSQ1) verbunden sind. Es sei erwähnt, dass das Ausgangssignal der UND-Gatter AND1 und AND2 50kHz-Wellenformen (von jeweiligen zweiten Eingängen abgegeben), moduliert durch die 200kHz-Wellenform (von jeweiligen ersten Eingängen abgegeben), sind, wobei die 200kHz-Modulationswellenform mit den Nullpunkten des Induktorstroms IL1 synchronisiert wird.
  • Ebenfalls sei erwähnt, dass der Niederfrequenz-PWM-Signalgenerator 30 weiterhin einen Dimmungssteuerungsknopf 37 aufweist, um das Tastverhältnis des 200Hz-Ausgangssignals von Null auf 100% zu steuern. Ein Tastverhältnis von 0% entspricht einem Spannungsausgang mit einem Gleichspannungspegel von Null, ein Tastverhältnis von 100% einem Spannungsausgang mit einem Gleichspannungspegel von 5V.
  • Inschrift der Zeichnung
  • 1
    • Control IC
    • Steuer-IC
  • 4i
    • Time (μs)
    • Zeit (μs)
  • 5a
    • PWM-Ausgangssignal
    • @ Punkt F
  • 5b
    • Ausgang Operationsverstärker auch „T" von D-Flipflop
  • 5c
    • R-S-Ausgang an Punkt D

Claims (6)

  1. Elektronische Wechselrichterschaltung (10), welche in einer dimmbaren LCD-Hintergrundbeleuchtung zu verwenden ist, um eine Hochfrequenzdimmung mit einer Niederfrequenzmodulation durchzuführen, wobei die verbesserte, elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung (10) aufweist: – Schaltmittel zum Betrieb der elektronischen Wechselrichterschaltung auf einer durch ein Niederfrequenzsignal modulierten, hohen Frequenz, – Niederfrequenzsignalgeneratormittel (30) zur Erzeugung des Niederfrequenzsignals, wobei das Niederfrequenzsignal positiv und negativ verlaufende Teile aufweist, – Logikmittel, um, von dem Niederfrequenzsignal angesteuert, die Schaltmittel zu steuern, wobei die Logikmittel zum Abschalten des Betriebs der Schaltmittel während des negativen Teils des Niederfrequenzsignals dadurch bewirken, dass die elektronische LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung (10) durch das Niederfrequenzsignal und das Niederfrequenzsignal mit einem Niederfrequenz-Pulsbreitenmodulationssignal frequenzmoduliert wird, – einen spannungsgespeisten Gegentakt-LLC-Resonanzkreis mit einem Resonanzinduktor (L), einem Magnetisierungsinduktor (T_1) sowie einem Resonanzkondensator (Cr), dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Wechselrichterschaltung weiterhin aufweist: – Synchronisierungsmittel zur Synchronisierung eines im Wesentlichen minimalen Pegels eines dem Resonanzinduktor (L) zugeordneten, im Wesentlichen alternierenden Induktorstroms mit dem Niederfrequenzsignal, damit der erste und zweite Schalttransistor (Q1, Q2) abgeschaltet werden können.
  2. Elektronische Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltmittel aufweisen: – einen ersten Schalttransistor (Q1) und einen zweiten Schalttransistor (Q2) sowie – einen zweiten Signalgenerator, um dem ersten und zweiten Schalttransistor (Q1, Q2) ein zweites Signal zum Betreiben der LCD-Hintergrundbeleuchtungs-Wechselrichterschaltung (10) in dem ersten Dimmungsmodus zuzuführen.
  3. Elektronische Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1, wobei die Logikmittel aufweisen: – ein mit dem ersten Schalttransistor (Q1) verbundenes, erstes UND-Gatter (UND1) sowie ein mit dem zweiten Schalttransistor (Q2) verbundenes, zweites UND-Gatter (UND2), wobei das erste und zweite UND-Gatter einen ersten Eingang, welcher so geschaltet ist, dass er das Niederfrequenzsignal von einer Niederfrequenzsignalquelle (30) empfängt, und einen zweiten Eingang, welcher so geschaltet ist, dass er ein Hochfrequenzsignal von einer Hochfrequenzsignalquelle (VSQ1) empfängt, aufweisen, wobei das erste und zweite UND-Gatter (UND1, UND2) während des positiv verlaufenden Teils des Niederfrequenzsignals abwechselnd ein Signal mit dem Wert Logisch Eins und ein Signal mit dem Wert Logisch Null und während des negativ verlaufenden Teils des Niederfrequenzsignals ein Signal mit dem Wert Logisch Null abgeben.
  4. Elektronische Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1 mit – einer einen Ausgang aufweisenden Schaltstufe, sowie – einem Schaltkreis mit einer Resonanzfrequenz, – wobei die Resonanzfrequenz von einem Resonanzinduktor (L), einer Last (35), der Magnetisierungsinduktivität eines Transformators (T_1) und einem Resonanzkondensator (Cr) erzeugt wird, wobei der Resonanzinduktor einen geringeren Induktivitätswert als einen vorgegebenen Schwellenwert aufweist.
  5. Elektronische Wechselrichterschaltung nach Anspruch 4, wobei die Schaltstufe Schalttransistoren (Q1, Q2) umfasst, welche so gesteuert werden, dass sie bei Nullspannungs-Einschaltzuständen schalten.
  6. LCD-Einrichtung mit einem LCD-Schirm, einer Fluoreszenzlampe und einem elektronischen Wechselrichter nach ein der Ansprüche 1 bis 5.
DE60127580T 2000-11-16 2001-11-14 Gegentakt-LLC-Resonanz-LCD-Rücklichtwechselrichterschaltung mit Spannungsspeisung Expired - Lifetime DE60127580T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US713411 2000-11-16
US09/713,411 US6784867B1 (en) 2000-11-16 2000-11-16 Voltage-fed push LLC resonant LCD backlighting inverter circuit
PCT/EP2001/013260 WO2002041670A2 (en) 2000-11-16 2001-11-14 A voltage-fed push-pull llc resonant lcd backlighting inverter circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60127580D1 DE60127580D1 (de) 2007-05-10
DE60127580T2 true DE60127580T2 (de) 2007-12-13

Family

ID=24866033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60127580T Expired - Lifetime DE60127580T2 (de) 2000-11-16 2001-11-14 Gegentakt-LLC-Resonanz-LCD-Rücklichtwechselrichterschaltung mit Spannungsspeisung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6784867B1 (de)
EP (1) EP1338178B1 (de)
JP (1) JP4125120B2 (de)
CN (1) CN100381022C (de)
AT (1) ATE358409T1 (de)
DE (1) DE60127580T2 (de)
TW (1) TW540253B (de)
WO (1) WO2002041670A2 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007506240A (ja) * 2003-09-17 2007-03-15 コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ．ブイ． 回路構造及びガス放電ランプの動作方法
CN100383616C (zh) * 2004-12-30 2008-04-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种液晶显示器电路
EP2012564A4 (de) * 2006-04-24 2011-04-13 Panasonic Corp Rücklicht-steuerung und display
EP2033500A1 (de) * 2006-06-09 2009-03-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Verfahren und einrichtung zur ansteuerung einer lampe
US8600290B2 (en) * 2007-06-05 2013-12-03 Lockheed Martin Corporation Hybrid band directed energy target disruption
US20090189842A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Industrial Technology Research Institute Backlight control apparatus
CN102542981A (zh) * 2011-12-14 2012-07-04 深圳市华星光电技术有限公司 发光二极管的驱动电路与方法及其应用的显示装置
DE102012203141A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Inficon Gmbh Vorrichtung zur Spannungsversorgung der Kathode eines Massenspektrometers
US20160065088A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 Shenzhen Wisepower Innovation Technology Co., Ltd Push pull inverter
US9426854B1 (en) 2015-11-30 2016-08-23 General Electric Company Electronic driver for controlling an illumination device
CN110504837B (zh) * 2018-05-16 2020-10-30 台达电子工业股份有限公司 电源转换电路及电源转换电路控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4920302A (en) * 1987-01-27 1990-04-24 Zenith Electronics Corporation Fluorescent lamp power supply
US5239293A (en) * 1988-08-09 1993-08-24 Thomson - Csf Method and device for the rear illumination of a liquid crystal matrix display panel
ATE120066T1 (de) 1990-01-29 1995-04-15 Philips Electronics Nv Schaltanordnung.
US5349273A (en) 1992-11-23 1994-09-20 Everbrite, Inc. Dimmer and ground fault interruption for solid state neon supply
US5428265A (en) * 1994-02-28 1995-06-27 Honeywell, Inc. Processor controlled fluorescent lamp dimmer for aircraft liquid crystal display instruments
US5719474A (en) * 1996-06-14 1998-02-17 Loral Corporation Fluorescent lamps with current-mode driver control
US5814938A (en) * 1996-08-05 1998-09-29 Transfotec International Cold cathode tube power supply
DE19711183A1 (de) * 1997-03-18 1998-09-24 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe
JP3514946B2 (ja) * 1997-05-29 2004-04-05 日産自動車株式会社 液晶表示装置
US5939830A (en) * 1997-12-24 1999-08-17 Honeywell Inc. Method and apparatus for dimming a lamp in a backlight of a liquid crystal display
US6307765B1 (en) * 2000-06-22 2001-10-23 Linfinity Microelectronics Method and apparatus for controlling minimum brightness of a fluorescent lamp

Also Published As

Publication number Publication date
US6784867B1 (en) 2004-08-31
EP1338178A2 (de) 2003-08-27
DE60127580D1 (de) 2007-05-10
JP4125120B2 (ja) 2008-07-30
CN100381022C (zh) 2008-04-09
EP1338178B1 (de) 2007-03-28
JP2004514251A (ja) 2004-05-13
WO2002041670A3 (en) 2002-07-18
CN1398504A (zh) 2003-02-19
ATE358409T1 (de) 2007-04-15
TW540253B (en) 2003-07-01
WO2002041670A2 (en) 2002-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69807751T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum dimmen einer leuchtstofflampe in einer lcd-anzeigen-rückbeleuchtung
DE69702998T2 (de) Vorschaltgerät mit höher Wirksamkeit für elektrodenlose Floureszenzlampe
DE60024215T2 (de) Modulares hochfrequenz-vorschaltgerät
DE69704082T2 (de) Steuerschaltung und -verfahren für piezoelektrischen transformator
DE69725974T2 (de) Lastschaltkreis
EP0264765B1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niedervolt-Halogenglühlampen
DE3420469C2 (de) Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Resonanz-Wechselrichters
DE60221343T2 (de) Hocheffiziente Steuerschaltung für Farbleuchtdioden
DE602005000801T2 (de) Apparat zum Betreiben einer Entladungslampe für den Betrieb mehrerer Lampen
DE60302181T2 (de) Verfahren zum Zünden einer Gasentladungslampe mittels eines hochenergetischen Startimpulses
DE3784956T2 (de) Stabilisiertes netzteil, das gleichzeitig wechselstrom und gleichstrom in einem transformator erzeugt.
DE60127580T2 (de) Gegentakt-LLC-Resonanz-LCD-Rücklichtwechselrichterschaltung mit Spannungsspeisung
DE102009030106B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung von Gasentladungslampen
WO2005059964B1 (en) Current-mode driver
JP2009516923A (ja) Ｌｅｄセルを駆動するための装置
DE69822126T2 (de) Elektronisches vorschaltgerät mit parallelladung und reihensteuerung
DE102010020483A1 (de) Elektrisches Gerät mit einer Beleuchtungseinrichtung mit Leuchtdioden
EP0062276A1 (de) Vorschaltanordnung zum Betreiben von Niederdruckentladungslampen
EP2952060B1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben und dimmen mindestens einer led
DE4128314A1 (de) Stromversorgungsschaltung
EP0978221A1 (de) Schaltungsanordnung zum dimmbaren betrieb einer leuchtstofflampe
DE10238272B4 (de) Vorrichtung zum Ansteuern einer Entladungslampe
DE19517950A1 (de) Stromversorgungseinrichtung
DE102012007450A1 (de) Wandler für ein Leuchtmittel, LED-Konverter und Verfahren zum Betreiben eines LLC-Resonanzwandlers
DE3400580C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition