多燈管控制電路的製作方法
2023-05-07 19:35:11
專利名稱：多燈管控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多燈管控制電路，尤指一種用於至少一冷陰極螢光燈管(CCFL)的驅動，並可以通過該燈管的電壓反饋分別控制該燈管的多燈管控制電路。
背景技術：
冷陰極螢光燈管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)用於液晶顯示面板(LCD Panel)中，作為背光系統(Backlight System)的光源。這種冷陰極螢光燈管由一稱為換流器(Inverter)的驅動電路所驅動。由於技術進步及消費者的需求，LCD面板尺寸不斷增大，使得單一燈管已無法滿足其照明，因而需要使用二個或更多個燈管。
TFT面板背光源的電力供應(Power Supply)主要使用直流電DC轉換成為交流電AC的換流電路(Inverter Circuit)來達成能量的轉換及驅動冷陰極螢光燈管(CCFL)的發光。傳統的換流電路(Inverter Circuit)因電路拓撲的不同，一般分有半橋式換流電路、全橋式換流電路及推挽式換流電路等，均為將直流電DC轉換成交流電AC的換流電路。
請參考圖1，為傳統利用推挽式換流電路驅動多燈管的電路示意圖。其中PWM控制器U2連接於切換開關Q3、Q4用以分別控制該切換開關(Q3、Q4)的切換工作，用以將直流電DC轉換成為交流電AC，交流電AC分別經由變壓器T1、T2、T3、T4的升壓轉換，分別提供給連接於該變壓器(T1、T2)的至少一冷陰極螢光燈管(P1、P2)使用。
再者，再參考圖1，其中PWM控制器U2通過由二極體(D3、D6)、電容器(C2、C3、C5、C8、C17)組成的一電壓檢測單元82，以取得冷陰極螢光燈管P1、P2的工作電壓，電壓檢測單元82同時傳送一電壓反饋信號給PWM控制器U2。同時，PWM控制器U2通過由二極體(D1、D5…)、電容器(C15、C18)、電阻器R14…等，組成的一電流檢測單元84同時傳送一電流反饋信號給PWM控制器U2，該PWM控制器U2根據該電壓反饋信號與該電流反饋信號，用以輸出驅動信號控制切換開關Q3、Q4的切換工作，以調整冷陰極螢光燈管P1、P2工作電壓及工作電流，使其穩定工作。
再參考圖1，在上述說明中，所有燈管皆有一個PWM控制器U2控制開啟及開閉時間來調整面板畫面亮度，而大尺寸液晶電視有10到20幾根燈管，發生1～2根故障情形相對提高，因此若是有任一燈管故障未點亮時，即立刻關閉所有迴路以保護電路不受異常高壓破壞所使用零件。此現象，會使得液晶顯示面板(LCD Panel)無畫面。
發明內容
有鑑於此，本發明主要目的在於提出一種多燈管控制電路，分別控制多燈管，而且在任一燈管故障時，其它燈管仍能正常工作，以保證液晶顯示面板正常顯示。
本發明的一多燈管控制電路中，使用至少一電壓檢測單元用來分別取得該燈管的負載電壓，同時將取得的負載電壓傳送到一多燈管PWM控制單元，該多燈管PWM控制單元同時連接一PWM控制單元，並接收該PWM控制單元輸出的一脈寬調變信號。該燈管的負載電壓與脈寬調變信號，經過多燈管PWM控制單元運算處理後，分別傳送至少一控制信號到至少一驅動單元，同時通過變壓器提供燈管工作所需的電力。
在本發明第一實施例中，多燈管控制電路利用一多燈管PWM控制單元，連接於至少一驅動單元，至少一電壓檢測單元與一PWM控制單元。該多燈管PWM控制單元接收該PWM控制單元。該多燈管PWM控制單元接收該PWM控制單元輸出的脈寬調變信號，並通過該電壓檢測單元，分別取得該燈管的該負載電壓，經運算處理後，輸出至少一控制信號。該控制信號分別傳送到該驅動單元，以驅動該驅動單元中的至少一切換開關工作，該驅動單元依據一電源，同時通過變壓器提供燈管工作所需的電力。
在本發明第二實施例中，多燈管控制電路利用一多燈管PWM控制單元，連接於至少一驅動單元、至少一電壓檢測單元與一PWM控制單元。其中該PWM控制單元輸出一第一脈寬調變信號到該驅動單元並輸出一第二脈寬調變信號到該燈管PWM控制單元，該多燈管PWM控制單元接收該第二脈寬調變信號，並通過該電壓檢測單元，分別取得該燈管的該負載電壓，經運算處理後，輸出至少一控制信號。該控制信號與該第一脈寬調變信號，分別傳送到該驅動單元，用以驅動該驅動單元中的至少一切換開關工作，該驅動單元依據一電源，同時通過變壓器提供燈管工作所需的電力。
本發明的多燈管控制電路用於至少一冷陰極螢光燈管(CCFL)的驅動，並可以通過該燈管的電壓反饋分別控制多燈管而且在任一燈管故障時，其它燈管仍能正常工作，以保證液晶顯示面板正常顯示。
圖1為傳統利用推挽式換流電路驅動多燈管的電路示意圖；圖2為本發明第一實施例的電路方塊示意圖；圖3為本發明使用的多燈管PWM控制單元電路示意圖；及圖4為本發明第二實施例的電路方塊示意圖。
其中，附圖標記說明如下82、86電壓檢測單元84、88電流檢測單元P1、P2、P3、P4冷陰極螢光燈管U2、U4PWM控制器VCC電源1多燈管PWM控制單元10運算邏輯單元102第一比較器104第二比較器106邏輯單元108驅動元件RV1第一參考電壓RV2第二參考電壓2電壓檢測單元3燈管4PWM控制單元5電流檢測單元6驅動單元7變壓器具體實施方式
請參考圖2，為本發明第一實施例的電路方塊示意圖。本發明多燈管控制電路，連接一電源VCC，用以驅動至少一燈管3發光，包括一多燈管PWM控制單元1、至少一電壓檢測單元2、一PWM控制單元4、一電流檢測單元5、至少一驅動單元6、至少一變壓器7。
再參考圖2，該電壓檢測單元2分別連接於該燈管3與該變壓器7，分別取得該燈管3的一負載電壓。該電流檢測單元5，連接於該燈管3與該PWM控制單元4，取得該燈管3的一負載電流，並將之傳送到該PWM控制單元4。該PWM控制單元4，接收該負載電流用以輸出一脈寬調變信號。
該多燈管PWM控制單元1，連接於該驅動單元6、該電壓檢測單元2與該PWM控制單元4，接收該脈寬調變信號與該燈管3的該負載電壓，經由運算處理後，輸出至少一控制信號，並分別傳送到該驅動單元6，用以驅動該驅動單元6中的至少一切換開關(未標識)工作。該驅動單元6依據該電源VCC及多燈管PWM控制單元1的脈寬信號，同時通過該變壓器7提供該等關3工作所需的電力。上述說明中，該驅動單元6，為一半橋式驅動單元或一推挽式驅動單元。該切換開關，由二個N通道場效應電晶體或二個P通道場效應電晶體組成。
配合圖2，請參考圖3本發明使用的多燈管PWM控制單元電路示意圖。多燈管PWM控制單元1，由至少一運算邏輯單元10並接組成，該運算邏輯單元10，分別通過該電壓檢測單元2接收該燈管3的該負載電壓，並接收PWM控制單元4輸出的該脈寬調變信號。該負載電壓與該脈寬調變信號經由運算處理後，分別輸出該控制信號到該驅動單元6，用以驅動該切換開關(未標示)工作。
再配合圖2，請參考圖3，其由該運算邏輯單元10，包括有一第一比較器102、一第二比較器104、一邏輯單元106、一驅動元件108。該第一比較器102，連接比較信號。該第二比較器104，連接一第二比較信號。該邏輯單元106，連接於該第一比較器102、該第二比較器104、該PWM控制單元4，接收該第一比較信號、該第二比較器信號及該脈寬調變信號，並通過一驅動元件108輸出控制信號到驅動單元6，用以驅動該驅動單元6中的至少一切換開關(未標示)工作。該驅動單元6依據該電源VCC及多燈管PWM控制單元1的脈寬調變信號，同時通過變壓器7提供燈管3工作所需的電力。
再配合圖2，請參考圖3，該第一參考電壓RV1與該第二參考電壓RV2，為一電壓上限值及一電壓下限值。並且，邏輯單元106為一「或」邏輯單元。電壓檢測單元2取得燈管3的負載電壓並將之傳送到該第一比較器102及該第二比較器104，同時，負載電壓與該第一參考電壓RV1、該第二參考電壓RV2進行比較運算。若是，燈管3的負載電壓其值介於第一參考電壓RV1與該第二參考電壓RV2之間，此情況為正常狀態，此時，第一比較器102或第二比較器104，輸出高電位的第一比較信號或高電位的第二比較信號到該邏輯單元106，邏輯單元106並進行或(OR)的邏輯運算。此時，邏輯單元106輸出到驅動單元6的控制信號，為一除能信號，如此，燈管3的負載電壓於異常情況下，該除能信號使得該切換開關(未標示)停止工作，用以停止提供電力到該異常的燈管3。
配合圖2，請參考圖4，為本發明第二實施例的電路方塊示意圖。其中本發明第二實施例的電路與第一實施例的電路差異處，在於本發明第二實施例的該驅動單元6，為一全橋式驅動單元。同時，該驅動單元6中的該切換開關(未標示)，由N通道場效應電晶體、P通道場效應電晶體或由N通道場效應電晶體與P通道場效應電晶體組成。並且，該PWM控制單元4，連接於該驅動單元6與該多燈管PWM控制單元1，傳送一第一脈寬調變信號給該驅動單元6、該電壓檢測單元2與該PWM控制單元4，接收該第二脈寬調變信號與該燈管3的該負載電壓，經由運算處理後，輸出至少一控制信號，並分別傳送到該驅動單元6。該驅動6單元6接收第一脈寬調變信號與該控制信號，以進行驅動該切換開關(未標示)工作。
配合圖3，再參考圖4，若是，燈管3的負載電壓其值介於第一參考電壓RV1與該第二參考電壓RV2之間。此時，邏輯單元106輸出到驅動單元6的控制信號，為該PWM控制單元4輸出的第二脈寬調變信號，來控制驅動單元6中的該切換開關(未標示)工作。
若是，燈管3的負載電壓其值大於第一參考電壓RV1或其值小於該第二參考電壓RV2，此情況為異常狀態。此時，邏輯單元106輸出到驅動單元6值控制信號，為以除能信號。如此，燈管3的負載電壓於異常情況下，該除能信號使得該切換開關(未標示)停止工作，用以停止提供電力到該異常的燈管3。
綜上所述，本發明一種多燈管控制電路，在以多燈管控制電路中，使用至少以電壓檢測單元2用來分別取得該燈管3的負載電壓及該PWM控制單元輸出的一脈寬調變信號，並經過運算處理後，分別傳送至少一控制信號到該驅動單元6，用以停止驅動單元6中該切換開關(未標示)的切換工作，進而停止提供該異常的燈管3工作所需的電力。
如此，在一多燈管控制電路中，若是一燈管3損壞了，會立刻熄滅，並且其他正常的燈管3也不會收到該異常燈管的影響。事實上1～2根故障，肉眼並不易察覺出，一般使用者通常不會把亮度設定在100％，如果覺得亮度稍嫌不足的話，只需將亮度再調亮一點即可，不必立即送修，待調整最高仍無法滿足高度需求時才送修，所以本發明可大幅降低送修次數，節省許多維修成本及人力。
因此本發明有效的改善了傳統使用多燈管產生光源的液晶顯示面板(LCDPanel)，因為某一燈管損壞即立刻關閉所有迴路而導致液晶顯示面板(LCDPanel)無畫面顯示的情況。
本發明所公開的附圖和說明，僅針對本發明的實施例，凡本領域普通技術人員依據上述的說明作其他種種的改變，仍屬於本發明的技術方案以及本發明的專利範圍中。
權利要求
1.一種多燈管控制電路，連接一電源，用以驅動至少一燈管發光，其特徵在於，包括至少一驅動單元，連接於該電源，分別具有至少一切換開關；至少一變壓器，連接於該驅動單元與該燈管，作為能量轉換；一電流檢測單元，連接於該燈管，取得該燈管的一負載電流；一PWM控制單元，連接於該電流檢測單元，接收該負載電流，用以輸出一脈寬調變信號；至少一電壓檢測單元，分別連接於該燈管與該變壓器組，分別取得該燈管的一負載電壓；及一多燈管PWM控制單元，連接於該驅動單元、該電壓檢測單元與該PWM控制單元，接收該脈寬調變信號與該燈管的該負載電壓，輸出至少一控制信號，用以驅動該切換開關工作。
2.如權利要求1所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該驅動單元為一半橋式驅動單元。
3.如權利要求1所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該驅動單元為一推挽式驅動單元。
4.如權利要求1所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該切換開關為N通道場效應電晶體。
5.如權利要求1所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該切換開關為P通道場效應電晶體。
6.如權利要求1所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該多燈管PWM控制單元，由至少一運算邏輯單元並接組成，該運算邏輯單元，分別接收該燈管的該負載電壓與該脈寬調變信號，經由運算處理後，分別輸出該控制信號到該驅動單元，用以驅動該切換開關工作。
7.如權利要求1所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該運算邏輯單元包括有一第一比較器，連接一第一參考電壓與該電壓檢測單元，用以輸出一第一比較信號；一第二比較器，連接一第二參考電壓與該電壓檢測單元，用以輸出一第二比較信號；及一邏輯單元，連接於該第一比較器、該第二比較器、該PWM控制單元及該驅動單元，接收該第一比較信號，該第二比較信號、該脈寬調變信號，並通過一驅動元件輸出該控制信號。
8.一種多燈管控制電路，連接一電源，用以驅動至少一燈管發光，其特徵在於，包括至少一驅動單元，連接於該電源，分別具有至少一切換開關；至少一變壓器，連接於該驅動單元與該燈管，作為能量轉換；一電流檢測單元，連接於該燈管，取得該燈管的一負載電流；一PWM控制單元，連接於該電流檢測單元與轉換單元，接收該負載電流，用以輸出一第一脈寬調變信號與一第二脈寬調變信號，並傳送該第一脈寬調變信號到該驅動單元；至少一電壓檢測單元，分別連接於該燈管與該變壓器組，分別取得該燈管的一負載電壓；及一多燈管PWM控制單元，連接於該驅動單元、該電壓檢測單元與該PWM控制單元，接收該第二脈寬調變信號與該燈管的該負載電壓，經由運算處理後，輸出至少一控制信號，用以驅動該切換開關工作。
9.如權利要求8所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該驅動單元為一全橋式驅動單元。
10.如權利要求8所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該切換開關為一N通道場效應電晶體。
11.如權利要求8所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該切換開關為一P通道場效應電晶體。
12.如權利要求8所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該切換開關為一N通道場效應電晶體與P通道場效應電晶體組成。
13.如權利要求8所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該多管PWM控制單元，由至少一運算邏輯單元並接組成，該運算邏輯單元分別接收該燈管的該負載電壓與該第二脈寬調變信號，經由運算處理後，分別輸出該控制信號到該驅動單元，用以驅動該切換開關工作。
14.如權利要求13所述的多燈管控制電路，其特徵在於，該運算邏輯單元包括有第一比較器，連接一第一參考電壓與該電壓檢測單元，用以輸出一第一比較信號；一第二比較器，連接一第二參考電壓與該電壓檢測單元，用以輸出一第二比較信號；一邏輯單元，連接於該第一比較器、該第二比較器、該PWM控制單元及該驅動單元，接收該第一比較信號、該第二比較信號、該第二脈寬調變信號，並通過一驅動元件輸出該控制信號。
15.一種使用於多燈管控制電路的多燈管PWM控制單元，連接於一PWM控制單元，用以控制驅動至少一燈管發光，其特徵在於，包括有至少一第一比較器，具有二個輸入端，其一輸入端連接一第一參考電壓，另一輸入端分別接收該燈管的一負載電壓，用以分別輸出至少一第一比較信號；至少一第二比較器，具有二個輸入端，其一輸入端連接一第二參考電壓，另一輸入端分別接收該燈管的一負載電壓，用以分別輸出至少一第二比較信號；及至少一邏輯單元，分別連接於該第一比較器，該第二比較器及該PWM控制單元，接收該第一比較信號、該第二比較信號及該PWM控制單元輸出的一脈寬調變信號，並分別通過至少一驅動元件，輸出至少一控制信號。
全文摘要
本發明涉及一種多燈管控制電路，用於至少一冷陰極螢光管的驅動，並可以通過該燈管的電壓反饋，用以分別控制該燈管，包括有至少一驅動單元；至少一變壓器，連接於該驅動單元與該燈管；一電流檢測單元，連接於該驅動單元與該燈管；一電流檢測單元，連接於該燈管，取得該燈管的一負載電流；一PWM控制單元，連接於該電流檢測單元，接收該負載電流用以輸出一脈寬調變信號；至少一電壓檢測單元，分別連接於該燈管與該變壓器，分別取得該燈管的負載電壓；及一多燈管PWM控制單元，連接於該驅動單元、該電壓檢測單元與該PWM控制單元，接收該脈寬調變信號與該燈管的該負載電壓，以輸出至少一控制信號，並分別傳送到該驅動單元，用以驅動至少一切換開關工作。
文檔編號H05B41/292GK1731909SQ20041007099
公開日2006年2月8日 申請日期2004年8月6日 優先權日2004年8月6日
發明者楊惠強, 王耀震 申請人:尼克森微電子股份有限公司