狀態檢測裝置的製作方法

2023-09-11 02:28:20 2

專利名稱：狀態檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及狀態檢測裝置，尤其是下述狀態檢測裝置，這種裝置在裝有互相併聯連接的多個負荷和向該多個負荷提供驅動電流的驅動單元的裝置中檢測該負荷的驅動狀態。
背景技術：
近幾年，作為計算機用或電視機用的顯示器，薄型、小功率液晶顯示器引人注目。液晶顯示器有透過型液晶顯示器和反射型液晶顯示器。其中，在透過型液晶顯示器中設置用於從液晶畫面背面供給光的背光。
在背光中，在很多情況下，採用冷陰極管(CCFL)等放電管。冷陰極管的個數隨著液晶顯示器的尺寸增加而增加。例如，17英寸液晶顯示器通常採用4個冷陰極管。
圖4是採用4個冷陰極管的系統結構示意圖。
在裝有4個冷陰極管101-1～101-4的情況下，為了簡化連接，分為冷陰極管101-1和冷陰極管101-2所組成的一對和冷陰極管101-3和冷陰極管101-4所組成的一對，並通過3管腳連接器CN1、CN2連接各對冷陰極管而成。
連接器CN1由端子T11、T12和T13三個端子構成，連接器CN2由端子T21、T22和T23三個端子構成。
如圖4所示，冷陰極管101-1的高壓側與端子T11連接，冷陰極管101-2的高壓側與端子T12連接，冷陰極管101-1的低壓側與冷陰極管101-2的低壓側作為一個連接點，與端子T13連接。而且，冷陰極管101-3的高壓側與端子T21連接，冷陰極管101-4的高壓側與端子T22連接，冷陰極管101-3的低壓側與冷陰極管101-4的低壓側作為一個連接點，與端子T23連接。再者，端子T11、T12、T21、T22通過各電容器C與一個連接點連接，與驅動電路等連接，端子T13、T23通過電阻等接地連接。
這時，冷陰極管一般利用高壓啟動放電管，工作後以低壓工作，在點亮失敗的情況下，需要再啟動。因此，需要檢測放電管的點亮狀態。歷來，在檢測放電管點亮的電路中，檢測放電管兩端的電壓(例如，參照專利文獻1特開平7-45379號公報，專利文獻2特開平11-67474號公報，專利文獻3特開平2000-21586號公報)。
然而，現有檢測放電管點亮的電路是檢測一個燈點亮、熄滅狀態的電路，在具有諸如大型液晶顯示器的背光那樣多個放電管的情況下，若一個燈點亮，則判斷點亮。但是，在採用諸如大型液晶顯示器的背光的多燈式燈單元的情況下，在一個放電管不能點亮，其它放電管點亮的狀態下，液晶顯示器畫面亮度變得不均勻，進行不了正常顯示。因此，要求即使在一個放電管不能點亮的情況下，也能確實檢測不能點亮的狀態檢測裝置。

發明內容
本發明是鑑於上述情況提出的，其目的是提供一種狀態檢測裝置，能簡單而又確實檢測多個負荷的驅動狀態。
本發明是狀態檢測裝置(1)，可在具有相互並聯連接的多個負荷(11-1～11-4)和向該多個負荷(11-1～11-4)提供驅動電流的驅動單元(12)的裝置中檢測負荷(11-1～11-4)的驅動狀態，其特點是，具有檢測單元(41-1、41-2)，來將多個負荷(11-1～11-4)分為多對並檢測在各對中流動的電流；合成電壓產生單元(42)，可產生將利用檢測單元(41-1、41-2)所檢測的檢測電壓(V1，V2)合成的合成電壓(V3)；和狀態檢測單元(43-1、43-2)，可根據利用合成電壓產生單元(42)所產生的電壓(V3)與多個檢測電壓(V1、V2)的大小關係來檢測多個負荷(11-1～11-4)的驅動狀態。
而且，其特點是，具有第2狀態檢測單元(44)，根據利用合成電壓產生單元(42)所產生的合成電壓(V3)來檢測多個負荷(11-1、11-2)的驅動狀態。
再者，其特點是，可具有第3狀態檢測單元(45)，檢測從驅動單元(12)給多個負荷(11-1～11-4)提供的電流、並根據電流來檢測多個負荷(11-1～11-4)的驅動狀態。
而且，其特點是，負荷(11-1～11-4)可為放電管。
再者，參考符號不過是參考，不由其限定本發明範圍。
依據本發明，通過將相互並聯連接的多個負荷分成多對並檢測出外加在各對上的外加電壓，產生將所檢測的多個外加電壓合成的電壓，並根據所產生的合成電壓和多個外加電壓的大小關係來檢測多個負荷的驅動狀態，在多對中的任何一對中，負荷為非驅動狀態時，可將其檢測出來。因此，可確實檢測多個負荷的點亮、熄滅狀態。


圖1是本發明第一實施例的電路結構圖。
圖2是本發明第一實施例的操作說明圖。
圖3是本發明第二實施例的電路結構圖。
圖4是背光系統結構圖。
具體實施例方式圖1表示本發明第一實施例的電路結構示意圖。
在本實施例中，以液晶顯示器等背光系統為例進行說明。
本實施例的背光系統1由燈單元11、驅動電路12、驅動控制電路13和狀態檢測裝置14構成。
燈單元11由4個冷陰極管(CCFL)11-1～11-4、電容器C11～C18構成。冷陰極管11-1～11-4互相併聯連接，冷陰極管11-1和冷陰極管11-2在低壓側連接，可作為一個端子T13連接，冷陰極管11-3和冷陰極管11-4在低壓側連接，可作為一個端子T23連接。端子T13通過電阻R11接地。而且，端子T23通過電阻R12接地。
再者，冷陰極管11-1的高壓側與端子T11連接。端子T11通過電容器C11、C12與驅動電路12連接。冷陰極管11-2的高壓側與端子T12連接。端子T12通過電容器C13、C14與驅動電路12連接。冷陰極管11-3的高壓側與端子T21連接。端子T21通過電容器C15、C16與驅動電路12連接。冷陰極管11-4的高壓側與端子T22連接。端子T22通過電容器C17、C18與驅動電路12連接。在冷陰極管11-1～11-4中，從驅動電路12提供驅動電壓。利用來自驅動電路12的驅動電壓驅動和點亮燈單元11。
驅動電路12由電容器C20、變壓器21、電阻R11和R12構成，根據來自驅動控制電路13的驅動信號同冷陰極管11-1～11-4一起諧振，從變壓器21的次級線圈L2向冷陰極管11-1～11-4外加驅動電壓。
驅動控制電路13依據將燈點亮的外來指示信號向驅動電路12提供驅動信號。
狀態檢測裝置14由檢測單元41-1、41-2、中間電位產生單元42、比較器43-1、43-2、完全熄滅狀態檢測單元44、驅動電流檢測單元45和輸出單元46構成。
檢測單元41-1由二極體D41、電容器C41和電阻R41構成，與端子T13連接，產生將端子T13的電位整流與平滑化的檢測電位V1。向比較器43-1的非反轉輸入端子和中間電壓產生單元42提供在檢測單元41-1整流和平滑化的檢測電位V1。
檢測單元41-2由二極體D42、電容器C42和電阻R42構成，與端子T23連接，產生將端子T23的電位整流與平滑化的檢測電位V2。向比較器43-2的非反轉輸入端子和中間電位產生單元42提供在外加電壓檢測單元41-2整流與平滑化的檢測電位V2。
中間電位產生單元42由二極體D43、D44、電阻R43、R44和R45構成，利用電阻R43～R45產生將檢測單元41-1的檢測電位V1與檢測單元41-2的檢測電位V2分壓的中間電位V3。將在中間電位產生單元42所產生的中間電壓V3向比較器43-1、43-2的反轉輸入端子和狀態檢測單元44提供。
比較器43-1將在檢測單元41-1所檢測的檢測電位V1和在中間電位產生單元42所產生的中間電位V3的大小關係作比較，在檢測電位V1高於中間電位V3時，將輸出B作為高電平，若檢測電位V1小於中間電位V3，則將輸出B作為低電平。向輸出單元46提供比較器43-1的輸出B。
比較器43-2將在檢測單元41-2所檢測的檢測電位V2和在中間電位產生單元42所產生的中間電位V3作比較，在檢測電位V2高於中間電位V3時，將輸出C作為高電平，而若檢測電位V2小於中間電位V3，則將輸出C作為低電平。向輸出單元46提供比較器43-2的輸出C。
而且，完全熄滅狀態檢測單元44由電阻46、R47和比較器44a構成，冷陰極管11-1～11-4檢測完全熄滅狀態。電阻46、R47將電源電壓Vcc分壓而產生基準電壓Vref1。向比較器44a的反轉輸入端子提供利用電阻R46、R47所產生的基準電壓Vref1。比較器44a將在中間電位產生單元42所產生的中間電位V3與利用電阻R46、R47所產生的基準電位Vref1作比較，若中間電位V3高於基準電壓Vref1，則將輸出A作為高電平，而若中間電位V3低於基準電壓Vref1，則將輸出A作為低電平。向輸出單元46提供狀態檢測單元44的輸出A。
再者，驅動電流檢測單元45檢測向燈單元11所提供的驅動電流，對冷陰極管11-1或11-2與冷陰極管11-3或11-4(即兩對中各取其一)逐個檢測熄滅狀態。驅動電流檢測單元45由二極體D45、電容器C43、電阻R48～R50、比較器45a構成。二極體D45、電容器C43、電阻R48將構成驅動電路13的變壓器21的原線圈L1的外加電壓進行整流與平滑化而產生檢測電壓V4。向比較器45a的反轉輸入端子提供利用二極體D45、電容器C43和電阻R48進行整流和平滑化的檢測電壓V4。
另一方面，電阻R49、R50將電源電壓VCC分壓而產生基準電壓Vref2。向比較器45a的非反轉輸入端子提供利用電阻R49、R50所產生的基準電壓Vref2。
而且，這時，將電阻R49、R50設置為由電阻R49、R50所產生的基準電壓Vref2高於在4個冷陰極管11-1～11-4點亮時的電壓V4。
比較器45a將利用二極體D45、電容器C43、電阻C48進行整流和平滑化的檢測電壓V4與基準電壓Vref2做比較，若檢測電壓V4小於基準電壓Vref2，則將輸出D作為高電平，而若檢測電壓V4高於基準電壓Vref2，則將輸出D作為低電平。將狀態檢測單元45的輸出D向輸出單元46提供。
輸出單元46由電阻R51、R52和NPN電晶體Q1構成。將比較器43-1、43-2、狀態檢測單元44、45的輸出A、B、C、D向電晶體Q1的基極提供。通過電阻R52在電晶體Q1的集電極外加電源電壓Vcc。在電晶體Q1的集電極與電阻R52的連接點上連接狀態輸出端子Tout。而且，電晶體Q1的發射極接地。再者，狀態輸出端子Tout與驅動控制電路13連接。
電晶體Q1，在冷陰極管11-1～11-4的任何一個熄滅、比較器43-1、43-2、狀態檢測單元44、45的輸出A、B、C、D任何一個為低電平時斷開，將狀態輸出端子Tout置為高電平。而且，電晶體Q1在冷陰極管11-1～11-4全部點亮、比較器43-1、43-2、狀態檢測單元44、45的輸出A、B、C、D都是高電平時接通，將狀態輸出端子Tout置為低電平。
驅動控制電路13在狀態輸出端子Tout為低電平時，判斷冷陰極管11-1～11-4全部點亮，向驅動電路12提供驅動信號，燈單元11繼續點亮。而且，驅動控制電路13在狀態輸出端子Tout為高電平時，則判斷冷陰極管11-1～11-4中至少有一個冷陰極管未點亮，或出故障，熄滅，停止向驅動電路12提供驅動信號，停止對燈單元11的驅動。
下面對本實施例的背光系統1的操作進行說明。
圖2是本發明第一實施例的操作說明示意圖。
一從外部向驅動控制電路13提供點亮指示信號，驅動控制電路13就向驅動電路12提供驅動信號。
驅動電路12與冷陰極管11-1～11-4諧振。冷陰極管11-1～11-4一與驅動電路12諧振，驅動電流就流過，點亮燈。
這時，若冷陰極管11-1～11-4都亮燈，則檢測單元41-1、41-2的檢測電位V1和V2成為規定的電壓V11。這裡，若設電阻R43、R44、R45為R43＝R44＝(R45/3)，則中點電位V3成為V3＝0.75×V11。
因此，比較器43-1、43-2的輸出B、C都成為高電平。而且，完全熄滅檢測單元44，因為中間電壓V3高於基準電壓Vref1，所以輸出A也成為高電平。因為電壓V4低於基準電壓Vref2，所以輸出D成為高電平。
因此，因為所有冷陰極管11-1～11-4都點亮，所以所有輸出A～D都成為高電平。因此，電晶體Q1接通，狀態輸出端子Tout成為低電平。在狀態輸出端子Tout為低電平時，驅動控制電路13識別出冷陰極管11-1～11-4都處於點亮狀態，則繼續點亮燈。
而且，若冷陰極管11-1～11-4中有一個冷陰極管，例如冷陰極管11-1熄滅，則檢測單元41-1的檢測電位V1成為V1＝{(2/3)×V11}，檢測單元41-2的檢測電位V2成為V2＝{(4/3)×V11}。因此，來自檢測電位V1和V2的中間電位V3成為V3＝{(4/3)×0.75×V11}。
因此，因為檢測電位V1小於中間電位V3，所以，比較器43-1的輸出B成為低電平。
若比較器43-1的輸出成為低電平，則電晶體Q1斷開，狀態輸出端子Tout成為高電平。狀態檢測端子Tout一成為高電平，驅動控制電路13就判斷冷陰極管11-1～11-4中有一個熄滅，而中止向驅動電路12提供驅動信號，使燈單元11熄滅。
若在冷陰極管11-1～11-4中，在檢測單元41-1、41-2的某一個所檢測的一對冷陰極管，例如冷陰極管11-1、11-2都熄滅，則檢測單元41-1的檢測電位V1成為0，V1＝0，檢測單元41-2的檢測電位V2成為V2＝2×V11。因此，從檢測電位V1、V2得出的中間電位V3成為V3＝(2×0.75×V11)。
因此，因為檢測電位V1小於中間電壓V3，所以，比較器43-1的輸出B成為低電平。
若比較器43-1的輸出為低電平，則電晶體Q1斷開，狀態輸出端子Tout成為高電平。狀態檢測端子Tout一成為高電平，驅動控制電路13就判斷冷陰極管11-1～11-4有一個熄滅而中止向驅動電路12提供驅動信號，使燈單元11熄滅。
若冷陰極管11-1～11-4都熄滅，則檢測單元41-1的檢測電位V1和檢測單元41-2的檢測電位V2都為0，V1＝0，V2＝0。
而且，因為檢測電位V1、V2都為0，所以中間電位V3也為0。因此，比較器43-1、43-2的輸出成為不確定。另一方面，因為完全熄滅狀態檢測單元44的輸出，將中間電位V3和基準電壓Vref1作比較，若中間電位V3成為0電位，則其輸出成為低電平。
若狀態檢測單元44的輸出成為低電平，則電晶體Q1斷開，狀態輸出端子Tout成為高電平。狀態輸出端子Tout一成為高電平，驅動控制電路13就判斷冷陰極管11-1～11-4有一個熄滅，於是中止向驅動電路12提供驅動信號，使燈單元11熄滅。
這時，在冷陰極管11-1～11-4中，在利用檢測單元41-1檢測驅動電流的冷陰極管11-1、11-2的一對和利用檢測單元41-2檢測驅動電流的冷陰極管11-3、11-4的一對各自的一個冷陰極管，例如，冷陰極管11-1和冷陰極管11-3熄滅時，檢測電位V1、V2都成為規定的電壓V11。這裡，若將電阻R43、R44、R45取作R43＝R44＝(R45/3)，則中間電位V3成為V3＝0.75×V11。
因此，比較器43-1、43-2的輸出B、C都成為高電平。而且，完全熄滅檢測單元44，因為中間電壓V3高於基準電壓Vref1，所以輸出A也成為高電平。向燈單元11提供通常的驅動電流。但是，若將通常在1個冷陰極管中流過的電流取作I，則在這時，因為只有2個冷陰極管亮燈，所以在1個冷陰極管流過的電流成為(2×I)。因此，高電壓側電容器的電壓成為通常電壓的2倍，因為變壓器21的原線圈的電壓也升高，所以，電壓V4變得高於基準電壓Vref2，狀態檢測單元45的輸出D成為低電平。
若狀態檢測單元45的輸出D成為低電平，則電晶體Q1斷開，狀態檢測端子Tout成為高電平。狀態檢測端子Tout一成為高電平，驅動控制電路13就判斷冷陰極管11-1～11-4有一個熄滅，從而中止向驅動電路12提供驅動信號，使燈單元11熄滅。
如上所述，可以檢測出4個冷陰極管11-1～11-4的點亮狀態的全部組合，可確實檢測冷陰極管11-1～11-4的狀態。
圖3是本發明第二實施例的電路結構示意圖。在該圖中，與圖1同樣的結構部分給出同樣符號，其說明茲從略。
本實施例的背光系統100，其燈單元111由n個冷陰極管11-1～11-n構成。
而且，n個冷陰極管11-1～11-n以2個為一對時，利用檢測單元141-1～141-(n/2)，檢測出與構成驅動電路112的電阻R11～R1n的連接點的電位。再者，讓檢測單元141-1～141-(n/2)採用與檢測單元41同樣的結構。將在檢測單元141-1～141-(n/2)所檢測的檢測電位V1～V(n/2)向中間電位檢測單元142和比較器143-1～143-(2/n)的反轉輸入端子提供。
中間電位檢測單元142由二極體D102-1～D102-(n/2)、電阻R102-1～R102-(n/2)、電阻R45構成，產生中間電位V3。
比較器143-1～143-(2/n)將檢測電位V1～V(n/2)和中間電位V3作比較，在檢測電位V1～V(n/2)高於中間電位V3時，將輸出作為高電平，而若檢測電位V1～V(n/2)低於中間電位V3，則將輸出作為低電平。將比較器43-1～43-(n/2)的輸出向輸出電路46提供。
根據本實施例，可確實檢測驅動n個冷陰極管11-1～11-n時點亮時的狀態。
權利要求
1.一種狀態檢測裝置，用於在具有互相併聯連接的多個負荷和向該多個負荷提供驅動電流的驅動單元的裝置中檢測該負荷的驅動狀態，其特徵在於，具有外加電壓檢測單元，將上述多個負荷分為多對而檢測外加在各對上的外加電壓；合成電壓產生單元，產生合成利用上述外加電壓檢測單元所檢測的多個外加電壓的電壓；和狀態檢測單元，根據利用上述合成電壓產生單元所產生的合成電壓和上述多個外加電壓的大小關係以檢測上述多個負荷的驅動狀態。
2.按權利要求1所述的狀態檢測裝置，其特徵是，具有第2狀態檢測單元，根據利用上述合成電壓產生單元所產生的合成電壓以檢測上述多個負荷的驅動狀態。
3.按權利要求1或權利要求2所述的狀態檢測裝置，其特徵是，具有第3狀態檢測單元，檢測從上述驅動單元向上述多個負荷所供給的電流、根據該電流來檢測上述多個負荷的驅動狀態。
4.按權利要求1至3中任何一項所述的狀態檢測裝置，其特徵是，上述負荷是放電管。
全文摘要
本發明提供一種狀態檢測裝置，能簡單而確實地檢測多個負荷的驅動狀態。本發明狀態檢測裝置(1)，用於在具有互相併聯連接的多個負荷(11－1～11－4)和向該多個負荷(11－1～11－4)提供驅動電流的驅動單元(12)的裝置中檢測負荷(11－1～11－4)的驅動狀態，其特點是，具有檢測單元(41－1、41－2)，將多個負荷(11－1～11－4)分為多對並檢測在各對中流動的電流；合成電壓產生單元(42)，產生合成通過檢測單元(41－1、41－2)所檢測的檢測電壓(V1、V2)的合成電壓(V3)，和狀態檢測單元(43－1、43－2)，根據以合成電壓產生單元(42)所產生的合成電壓(V3)和多個檢測電壓(V1、V2)的大小關係來檢測多個負荷(11－1～11－4)的驅動狀態。
文檔編號H05B41/24GK1649464SQ200410096478
公開日2005年8月3日 申請日期2004年11月30日 優先權日2004年1月30日
發明者枝村高次 申請人:三美電機株式會社