專利名稱：驅(qū)動(dòng)放電燈的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置，尤其涉及用于顯示裝置的放電燈驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
冷陰極熒光燈(CCFL)被廣泛用于大屏幕液晶顯示(LCD)監(jiān)視器和LCDTV的背光。圖1是日本專利申請(qǐng)公開No.1996-78180中所公開的傳統(tǒng)CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。如圖1所示，該CCFL驅(qū)動(dòng)電路包括逆變器100、鎮(zhèn)流電容200、檢測(cè)電阻400、電壓轉(zhuǎn)換電路500、誤差放大器600、脈寬調(diào)制(PWM)控制電路700以及放電燈300。該逆變器100將DC電源110的DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻電壓，并將該高頻電壓提供給放電燈300。該鎮(zhèn)流電容200補(bǔ)償該放電燈300的負(fù)阻抗特性。檢測(cè)電阻400檢測(cè)流過(guò)放電燈300的電流。電壓轉(zhuǎn)換電路500實(shí)施對(duì)檢測(cè)電阻400上的電壓的半波整流，以將該電壓轉(zhuǎn)換成脈沖形式的電壓。誤差放大器600生成與電壓轉(zhuǎn)換電路500的輸出信號(hào)和參考電壓之間的差相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。該P(yáng)WM控制電路700將誤差放大器600的輸出信號(hào)與三角波的參考信號(hào)做比較，輸出其寬度隨燈電流變化的脈沖信號(hào)。
在LCD器件中，CCFL燈的周邊罩有接地的金屬，用來(lái)保護(hù)該CCFL燈，并減小電磁干擾(EMI)?？墒?，漏電流可能流過(guò)在燈的每個(gè)端子和該金屬罩350之間存在的寄生電容CPA。漏電流的量可能等于燈電流的量。由于使用用來(lái)減少EMI的接地的金屬罩，因此在由檢測(cè)電阻400檢測(cè)到的電流和實(shí)際流過(guò)放電燈300的燈電流之間可能存在很大的差值。
因此，需要一種無(wú)論是否使用用來(lái)減少EMI的金屬罩都可以檢測(cè)實(shí)際燈電流的放電燈驅(qū)動(dòng)電路。還需要一種放電燈驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)該放電燈壽命結(jié)束時(shí)，當(dāng)該燈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中沒(méi)有放電燈時(shí)，或者當(dāng)放電燈未正確連接時(shí)，該放電燈驅(qū)動(dòng)電路就不再工作。為了設(shè)計(jì)這種放電燈驅(qū)動(dòng)電路，需要檢測(cè)變壓器次級(jí)側(cè)的電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例包括可精確檢測(cè)燈電流和變壓器次級(jí)側(cè)電壓的放電燈驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的實(shí)施例還包括一種驅(qū)動(dòng)放電燈的方法，其中精確檢測(cè)燈電流和變壓器次級(jí)側(cè)電壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括逆變器、鎮(zhèn)流電容、放電燈和燈電流檢測(cè)電路的放電燈驅(qū)動(dòng)電路。逆變器基于脈寬調(diào)制控制信號(hào)將DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓，并將該AC電壓輸出至輸出端口。鎮(zhèn)流電容具有與逆變器輸出端口的第一端子相連接的端子。放電燈連接在該鎮(zhèn)流電容的另一個(gè)端子和該輸出端口的第二端子之間。燈電流檢測(cè)電路根據(jù)鎮(zhèn)流電容上的電壓輸出第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，以生成與流過(guò)放電燈的燈電流成正比的燈電流檢測(cè)電壓。
在一些實(shí)施例中，放電燈驅(qū)動(dòng)電路還可以包括信號(hào)處理單元和脈寬調(diào)制控制電路，信號(hào)處理單元放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，以生成第三電壓信號(hào)，脈寬調(diào)制控制電路將第三電壓信號(hào)和參考信號(hào)作比較，以生成脈寬隨燈電流幅值變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。
在另一些實(shí)施例中，該放電燈驅(qū)動(dòng)電路可以包括第一至第四電容，這些電容通過(guò)將印刷電路板用作第一至第四電容的介電材料、將排列在該印刷電路板相對(duì)面上的圖形用作第一至第四電容的電極來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種包括逆變器、鎮(zhèn)流電容、放電燈和電壓檢測(cè)電路的放電燈驅(qū)動(dòng)電路。逆變器基于脈寬調(diào)制控制信號(hào)將DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓，并將該AC電壓輸出至輸出端口。鎮(zhèn)流電容具有與逆變器輸出端口的第一端子相連接的端子。放電燈連接在該鎮(zhèn)流電容的另一個(gè)端子和該輸出端口的第二端子之間。電壓檢測(cè)電路連接在逆變器輸出端口的第一和第二端子之間，并配置成輸出第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，以生成與逆變器輸出端口的第一和第二端子上的電壓成正比的第一檢測(cè)電壓。該電壓檢測(cè)電路還根據(jù)鎮(zhèn)流電容上的電壓輸出第三電壓信號(hào)和第四電壓信號(hào)，以生成與流過(guò)放電燈的燈電流成比例的第二檢測(cè)電壓。
根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，提供了一種驅(qū)動(dòng)放電燈的方法。該方法包括基于脈寬調(diào)制控制信號(hào)將DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓；使用通過(guò)鎮(zhèn)流電容的該轉(zhuǎn)換過(guò)的AC電壓驅(qū)動(dòng)放電燈；輸出第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，以生成與響應(yīng)鎮(zhèn)流電容上的電壓而流過(guò)放電燈的燈電流成比例的燈電流檢測(cè)電壓；放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，以生成第三電壓信號(hào)。第三電壓信號(hào)還與參考信號(hào)相比較，以生成脈寬隨燈電流幅值而變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。
該方法還可以包括生成第四電壓信號(hào)和第五電壓信號(hào)，以生成與逆變器輸出端口上的電壓成比例的檢測(cè)電壓；以及放大第四電壓信號(hào)和第五電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，以生成第六電壓信號(hào)。第六電壓信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以生成脈寬隨該檢測(cè)電壓而變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。


圖1是傳統(tǒng)CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖3是圖2中燈電流檢測(cè)電路的電路圖。
圖4和圖5是圖3中燈電流檢測(cè)電路的等效電路圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖8是圖7中信號(hào)檢測(cè)電路的電路圖。
圖9是構(gòu)成圖7的CCFL驅(qū)動(dòng)電路中信號(hào)檢測(cè)電路的電容的示意圖，該電容使用PCB的兩側(cè)面來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖10是構(gòu)成圖7的CCFL驅(qū)動(dòng)電路中信號(hào)檢測(cè)電路的電阻的電路圖，該電阻在半導(dǎo)體集成電路中實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
在此公開本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例?？墒?，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)描述僅為有代表性地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。參考圖2，該CCFL驅(qū)動(dòng)電路可以包括逆變器1100、鎮(zhèn)流電容1200、燈電流檢測(cè)電路1300、信號(hào)處理單元1600、PWM控制電路1700以及放電燈1400。另外，該CCFL驅(qū)動(dòng)電路可以進(jìn)一步包括圍繞該放電燈1400的金屬罩1500。
逆變器1100包括DC電源1110、電容1120、金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管1130、二極管1140、扼流圈1150、電阻1160、雙極型晶體管1170和1175、電容1180以及變壓器1190。信號(hào)處理單元1600包括差動(dòng)放大器1610和電壓轉(zhuǎn)換電路1620。
鎮(zhèn)流電容(CB)1200耦合在變壓器1190的次級(jí)側(cè)的第一端子和放電燈(CCFL)1400的第一端子之間。燈電流檢測(cè)電路1300耦合到鎮(zhèn)流電容1200的TCB1和TCB2兩端和節(jié)點(diǎn)N1。
此后，參考圖2對(duì)CCFL驅(qū)動(dòng)電路的操作進(jìn)行描述。逆變器1100將DC電源1110的DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓，并將該AC電壓輸出至放電燈1400。該鎮(zhèn)流電容1200補(bǔ)償放電燈1400的負(fù)阻抗特性。該燈電流檢測(cè)電路1300輸出第一電壓信號(hào)Va和第二電壓信號(hào)Vb，以生成與響應(yīng)鎮(zhèn)流電容1200上的電壓而流過(guò)放電燈1400的燈電流成正比的電壓。該信號(hào)處理單元1600放大第一電壓信號(hào)Va和第二電壓信號(hào)Vb之差并對(duì)其進(jìn)行整流(rectify)，以使用差動(dòng)放大器1610和電壓轉(zhuǎn)換電路1620來(lái)檢測(cè)峰值。PWM控制電路1700將信號(hào)處理單元1600的輸出信號(hào)與參考三角波信號(hào)(未示出)做比較，生成脈寬直接隨燈電流的幅值而變化的脈沖信號(hào)CS。PWM控制電路1700的輸出信號(hào)CS控制PMOS晶體管1130的通斷。當(dāng)PWM控制電路1700的輸出信號(hào)CS的占空度增加時(shí)，在扼流圈1150中生成的電流增加。相反，當(dāng)PWM控制電路1700的輸出信號(hào)CS的占空度減小時(shí)，在扼流圈1150中生成的電流減少。電阻1160、雙極型晶體管1170和1175、電容1180以及變壓器1190可以是轉(zhuǎn)子型振蕩器。當(dāng)在扼流圈1150中產(chǎn)生的電流增加時(shí)，在變壓器1190次級(jí)側(cè)中感應(yīng)的電壓VSEC增加。相反，當(dāng)在扼流圈1150中產(chǎn)生的電流減少時(shí)，在變壓器1190次級(jí)側(cè)中感應(yīng)的電壓VSEC減小。
在CCFL驅(qū)動(dòng)器件中，CCFL燈1400的周邊可以罩有接地的金屬罩1500。正如在現(xiàn)有技術(shù)中所描述的那樣，該金屬罩1500可減少電磁干擾(EMI)。可是，漏電流可能流過(guò)在燈的每個(gè)端子和金屬罩1500之間存在的寄生電容(未示出)，并且該漏電流的幅值可能很難檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)器件包括利用鎮(zhèn)流電容(CB)1200上的電壓來(lái)檢測(cè)燈電流的燈電流檢測(cè)電路1300。因此，無(wú)論是否有該接地的金屬罩1500，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)器件都可以精確地檢測(cè)燈電流。
圖3是圖2中燈電流檢測(cè)電路1300的電路圖。圖4和圖5是圖3中燈電流檢測(cè)電路1300的等效電路圖。參看圖3，燈電流檢測(cè)電路1300包括電容C 1至C4以及電阻R1和R2。電容C1耦合在鎮(zhèn)流電容(CB)1200的端子TCB1和節(jié)點(diǎn)N2之間，電容C2耦合在節(jié)點(diǎn)N2和節(jié)點(diǎn)N1之間。電容C3耦合在鎮(zhèn)流電容(CB)1200余下的端子TCB2和節(jié)點(diǎn)N3之間，電容C4耦合在節(jié)點(diǎn)N3和節(jié)點(diǎn)N1之間。電阻R1耦合在節(jié)點(diǎn)N2和接地點(diǎn)GND之間，電阻R2連接在節(jié)點(diǎn)N3和接地點(diǎn)GND之間。在燈電流檢測(cè)電路1300中，電容C1至C4具有相同的電容量(C)，電阻R1至R2具有相同的電阻值(RA)。燈電流檢測(cè)電壓VSLI是電阻R1上的電壓和電阻R2上的電壓的總和。
鎮(zhèn)流電容(CB)1200可以表示為如圖4所示的包括電壓電源VCB和電容CB的支路。由于該電容CB可以設(shè)計(jì)成具有大于10倍于電容C1至C4中每個(gè)電容的電容量的電容量，因此可以忽略電容CB的電容量。因此，圖4的電路可以簡(jiǎn)化成圖5的電路。在圖5中，當(dāng)連接到最右端支路的電容(C/2)的阻抗遠(yuǎn)大于與電容(C/2)并聯(lián)連接的電阻(2RA)的阻抗時(shí)，連接到最右端支路的電容(C/2)可以被忽略。
參看圖5，燈電流檢測(cè)電壓VSLI可以大致用下列表達(dá)式1來(lái)表示。
<表達(dá)式1>
VSLI=VCB×2RA2RA+2jωC.]]>當(dāng)表達(dá)式1的分母近似為2/(jωC)時(shí)，表達(dá)式1可以簡(jiǎn)化成下列表達(dá)式2。
<表達(dá)式2>
VSLI＝VCB×jωC×RA。
如果把流過(guò)鎮(zhèn)流電容(CB)的電流即流過(guò)放電燈CCFL的電流表示成I，則表達(dá)式2中的VCB可以表示成I/(jωCB)。因此，表達(dá)式2可以重新寫成下列表達(dá)式3。
<表達(dá)式3>
VSLI=C×RACB×I.]]>參看表達(dá)式3，燈電流檢測(cè)電壓VSLI和流過(guò)放電燈CCFL的電流I成正比。因此，可以通過(guò)檢測(cè)燈電流檢測(cè)電壓VSLI來(lái)代替檢測(cè)燈電流I，控制逆變器1100。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。參看圖6，CCFL驅(qū)動(dòng)電路包括逆變器1100、鎮(zhèn)流電容1200、電壓檢測(cè)電路1320、信號(hào)處理單元1600-1、PWM控制電路1700和放電燈1400。CCFL驅(qū)動(dòng)電路還包括圍繞放電燈1400的金屬罩1500。逆變器1100包括DC電源1110、電容1120、MOS晶體管1130、二極管1140、扼流圈1150、電阻1160、雙極型晶體管1170和1175、電容1180以及變壓器1190。信號(hào)處理單元1600-1包括差動(dòng)放大器1610-1和電壓轉(zhuǎn)換電路1620-1。
鎮(zhèn)流電容(CB)1200連接在變壓器1190次級(jí)側(cè)的第一端子和放電燈(CCFL)1400的第一端子之間。電壓檢測(cè)電路1320連接在變壓器1190次級(jí)側(cè)的第一端子和第二端子之間。
在電壓檢測(cè)電路1320中，檢測(cè)電壓VSSV是電阻R3上的電壓和電阻R4上的電壓的和電壓，其等于(Vc-Vd)。當(dāng)電容C1和C2具有相同的電容量C且電阻R3和R4具有相同的電阻值RB時(shí)，檢測(cè)電壓VSSV可以表示成下列表達(dá)式4。
<表達(dá)式4>
VSSV=VSEC×2RB2RB+2jωC.]]>當(dāng)假設(shè)RB＜＜1/(jωC)時(shí)，表達(dá)式4分母的第一項(xiàng)2RB遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表達(dá)式4的第二項(xiàng)2/(jωC)，從而表達(dá)式4可以簡(jiǎn)化成下列表達(dá)式5。
<表達(dá)式5>
VSSV＝VSEC×jωC×RB。
在圖6的放電燈驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)使用電壓檢測(cè)電路1320，可以精確地檢測(cè)變壓器1190次級(jí)側(cè)上的電壓VSEC。因此，當(dāng)燈的壽命結(jié)束時(shí)，當(dāng)在該燈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中沒(méi)有燈時(shí)，或者當(dāng)燈沒(méi)有正確連接到燈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，放電燈可以停止工作。除了該電壓檢測(cè)電路1320，圖6的放電燈驅(qū)動(dòng)電路以和圖3的電路相似的方式工作。由此，將省略對(duì)圖6的放電燈驅(qū)動(dòng)電路工作的描述。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CCFL驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。圖7的CCFL驅(qū)動(dòng)電路包括檢測(cè)燈電流和變壓器次級(jí)側(cè)上的電壓VSEC的信號(hào)檢測(cè)電路1340。參看圖7，該CCFL驅(qū)動(dòng)電路包括逆變器1100、鎮(zhèn)流電容1200、信號(hào)檢測(cè)電路1340、信號(hào)處理單元1800、PWM控制電路1900和放電燈1400。另外，該CCFL驅(qū)動(dòng)電路可以進(jìn)一步包括圍繞該放電燈1400的金屬罩1500。逆變器1100包括DC電源1110、電容1120、MOS晶體管1130、二極管1140、扼流圈1150、電阻1160、雙極型晶體管1170和1175、電容1180以及變壓器1190。信號(hào)處理單元1800包括第一信號(hào)處理單元1810和第二信號(hào)處理單元1820。第一信號(hào)處理單元1810包括第一差動(dòng)放大器1812和第一電壓轉(zhuǎn)換電路1814。第二信號(hào)處理單元1820包括第二差動(dòng)放大器1822和第二電壓轉(zhuǎn)換電路1824。鎮(zhèn)流電容(CB)1200連接在變壓器1190的次級(jí)側(cè)的第一端子和放電燈(CCFL)1400的第一端子之間。信號(hào)檢測(cè)電路1340連接到鎮(zhèn)流電容1200的兩個(gè)端子TCB1和TCB2和節(jié)點(diǎn)N1。
逆變器1100將DC電源1110的DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓，并將該AC電壓輸出至放電燈1400。鎮(zhèn)流電容1200補(bǔ)償放電燈1400的負(fù)阻抗特性。信號(hào)檢測(cè)電路1340輸出第一電壓信號(hào)Va和第二電壓信號(hào)Vb，以生成與響應(yīng)鎮(zhèn)流電容1200上的電壓而流過(guò)放電燈1400的燈電流成正比的電壓。該信號(hào)檢測(cè)電路1340還輸出第三電壓信號(hào)Vc和第四電壓信號(hào)Vd，以生成與變壓器1190次級(jí)側(cè)上的電壓VSEC成正比的電壓。
信號(hào)處理單元1800放大第一電壓信號(hào)Va和第二電壓信號(hào)Vb之差并對(duì)其進(jìn)行整流(rectfy)，以生成第五電壓信號(hào)，放大第三電壓信號(hào)Vc和第四電壓信號(hào)Vd之差并對(duì)其進(jìn)行整流(rectify)，以生成第六電壓信號(hào)。脈寬調(diào)制控制電路1900將每個(gè)第五電壓信號(hào)和第六電壓信號(hào)與參考信號(hào)做比較，生成脈寬隨燈電流的幅值或變壓器次級(jí)側(cè)上的電壓VSEC的幅值而變化的脈沖信號(hào)CS。
特別地，第一信號(hào)處理單元1810接收第一和第二電壓信號(hào)Va和Vb，并放大這些信號(hào)的差并對(duì)其進(jìn)行整流(rectify)，以檢測(cè)其峰值。第二信號(hào)處理單元1820接收第三和第四電壓信號(hào)Vc和Vd，并放大這些信號(hào)的差并對(duì)其進(jìn)行整流(rectify)，以檢測(cè)其峰值。
PWM控制電路1900將第一和第二信號(hào)處理單元1810和1820的每個(gè)輸出信號(hào)與參考三角波信號(hào)(未示出)做比較，生成脈寬隨燈電流的幅值而變化的脈沖信號(hào)CS。
PWM控制電路1900的輸出信號(hào)CS控制PMOS晶體管1130的通斷。當(dāng)PWM控制電路1900的輸出信號(hào)CS的占空度增加時(shí)，在扼流圈1150中生成的電流增加。相反，當(dāng)PWM控制電路1900的輸出信號(hào)CS的占空度減小時(shí)，在扼流圈1150中生成的電流減少。電阻1160、耦合晶體管1170和1175、電容1180以及變壓器1190可以是轉(zhuǎn)子型振蕩器。當(dāng)在扼流圈1150中產(chǎn)生的電流增加時(shí)，變壓器1190次級(jí)側(cè)的電壓VSEC增加。相反，當(dāng)在扼流圈1150中產(chǎn)生的電流減少時(shí)，變壓器1190次級(jí)側(cè)的電壓VSEC減小。
圖8是圖7中信號(hào)檢測(cè)電路1340的電路圖。參看圖8，信號(hào)檢測(cè)電路1340包括電容C1至C4以及電阻R1至R4。電容C1的第一端子連接鎮(zhèn)流電容(CB)1200的第一端子TCB1。電阻R3連接在電容C1的第二端子和節(jié)點(diǎn)N2之間。電阻R4的第一端子連接節(jié)點(diǎn)N2，電容C2連接在電阻R4的第二端子和節(jié)點(diǎn)N1之間。電容C3連接在鎮(zhèn)流電容(CB)1200的第二端子TCB2和節(jié)點(diǎn)N3之間。電容C4連接在節(jié)點(diǎn)N3和節(jié)點(diǎn)N1之間。電阻R1連接在節(jié)點(diǎn)N2和接地點(diǎn)GND之間，電阻R2連接在節(jié)點(diǎn)N3和接地點(diǎn)GND之間。電容C1至C4可以具有相同的電容量。電阻R1和R2也可以具有相同的電阻值，電阻R3和R4也可以具有相同的電阻值。
當(dāng)流過(guò)變壓器1190次級(jí)側(cè)的電流是正弦波，以及當(dāng)電容C1至C4中的每個(gè)電容具有C＜＜CB的電容量C、電阻R1和R2中的每個(gè)電阻具有RA＜＜1/(jωC)的阻抗(RA)、并且電阻R3和R4中的每個(gè)電阻具有RB＜＜1/(jωC)的阻抗(RB)時(shí)，圖8的電路可以用圖4的電路來(lái)表示。此外，當(dāng)圖8中的每個(gè)電容C1至C4中設(shè)計(jì)成其電容量小于電容CB電容量的1/10時(shí)，圖4的電路可以用圖5的電路來(lái)表示。在圖5中，當(dāng)連接到最右端支路的電容(C/2)的阻抗比并聯(lián)連接電容(C/2)的阻抗(2RA)的阻抗大得多時(shí)，連接到最右端支路的電容(C/2)可以被忽略。參看圖5，燈電流檢測(cè)電壓VSLI可以用上述表達(dá)式1至3來(lái)表示。
可以表示成Vc-Vd的檢測(cè)電壓VSSV用于檢測(cè)變壓器1190次級(jí)側(cè)的電壓VSEC?？梢砸院蛨D6中的本發(fā)明實(shí)施例相似的方式計(jì)算檢測(cè)電壓VSSV。實(shí)際上，使用通過(guò)上述表達(dá)式5計(jì)算得到的檢測(cè)電壓VSSV可以檢測(cè)變壓器1190次級(jí)側(cè)上的電壓VSEC。由此，在圖7的實(shí)施例中，可以使用CCFL驅(qū)動(dòng)電路中的信號(hào)檢測(cè)電路1340檢測(cè)燈電流和變壓器次級(jí)側(cè)的電壓VSEC。
圖9是圖7的CCFL驅(qū)動(dòng)電路中信號(hào)檢測(cè)電路1340中電容的示意圖，這些電容使用PCB的相對(duì)面來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖9中，為了方便起見(jiàn)，僅示出了兩個(gè)電容C1和C3，其感應(yīng)到鎮(zhèn)流電容CB。理想的情況是在信號(hào)檢測(cè)電路1340中電容C1至C4具有很小的電容量和耐高壓性。具有這種特性的電容很難得到并且價(jià)格昂貴，導(dǎo)致CCFL逆變器成本的增加。由此，在該實(shí)施例中，印刷電路板(PCB)相對(duì)面上彼此垂直排列的兩個(gè)圖形(trace)的堆疊部分(圖9中的陰影區(qū)域)可以用作信號(hào)檢測(cè)電路1340中的電容C1至C4的任意一個(gè)。具有預(yù)定寬度的金屬導(dǎo)線可以用作與PCB的相對(duì)面上的另一個(gè)圖形相垂直排列的圖形。
圖10是構(gòu)成圖7的CCFL驅(qū)動(dòng)電路中信號(hào)檢測(cè)電路1340的電阻的電路圖，這些電阻在半導(dǎo)體集成電路中實(shí)現(xiàn)。參看圖10，CCFL驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)檢測(cè)電路1340中的電容C1至C4是利用在PCB相對(duì)面上彼此垂直排列的兩個(gè)圖形制成的PCB電容。信號(hào)檢測(cè)電路1340的電阻R1至R4、信號(hào)處理單元1800以及PWM控制電路1900可以集成在半導(dǎo)體芯片2000中。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放電燈驅(qū)動(dòng)電路可以精確地檢測(cè)燈電流和變壓器次級(jí)側(cè)的電壓。此外，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的放電燈驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)使用在PCB相對(duì)面上的圖形實(shí)現(xiàn)具有非常低容量的電容，可以降低設(shè)計(jì)成本。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在一個(gè)半導(dǎo)體集成電路中就可以實(shí)現(xiàn)包括信號(hào)檢測(cè)電路的大部分逆變器控制電路。
已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，可以理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下在此可以進(jìn)行各種改變、替換或變形。
權(quán)利要求
1.一種放電燈驅(qū)動(dòng)電路，包括放電燈電源，其配置成用于生成其輸出端口上的AC電壓；鎮(zhèn)流電容，其具有與該輸出端口的第一端子電連接的第一電極；以及燈電流檢測(cè)電路，其與該鎮(zhèn)流電容的第一電極和第二電極以及該輸出端口的第二端子電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述燈電流檢測(cè)電路配置成用于生成第一和第二電壓；其中，該第一和第二電壓之差與流過(guò)所述鎮(zhèn)流電容的電流成正比。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步包括響應(yīng)所述第一電壓和第二電壓的信號(hào)處理單元；以及脈寬調(diào)制控制電路，其具有與所述放電燈電源電連接的輸出以及與所述信號(hào)處理單元的輸出電連接的輸入。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述燈電流檢測(cè)電路包括第一電容，其具有電連接到所述鎮(zhèn)流電容第一電極的第一電極；第二電容，其具有電連接到所述第一電容第二電極的第一電極以及電連接到所述輸出端口的第二端子的第二電極；第三電容，其具有電連接到所述鎮(zhèn)流電容第二電極的第一電極；第四電容，其具有電連接到所述第三電容第二電極的第一電極以及電連接到所述輸出端口的第二端子的第二電極。
5.如權(quán)利要求4的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述燈電流檢測(cè)電路進(jìn)一步包括第一電阻，其具有電連接到所述第一電容第二電極和所述第二電容第一電極的第一端子；以及第二電阻，其具有電連接到所述第三電容第二電極和所述第四電容第一電極的第一端子。
6.如權(quán)利要求4的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一、第二、第三和第四電容中的每個(gè)電容的電容量小于所述鎮(zhèn)流電容的電容量的約1/10。
7.如權(quán)利要求6的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步包括印刷電路板；并且其中所述第一、第二、第三和第四電容的第一和第二電極由該印刷電路板相對(duì)面上的金屬圖形所限定。
8.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)處理單元包括具有第一和第二輸入端子的差動(dòng)放大器，該第一和第二輸入端子配置成用于接收第一和第二電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)處理單元進(jìn)一步包括電壓轉(zhuǎn)換電路，其配置成對(duì)在該差動(dòng)放大器的輸出上生成的信號(hào)進(jìn)行整流。
10.如權(quán)利要求5的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述燈電流檢測(cè)電路配置成分別在所述第一電阻的第一端子和所述第二電阻的第一端子上生成第一和第二電壓；并且其中該第一和第二電壓的差與流過(guò)所述鎮(zhèn)流電容的電流成正比。
11.一種放電燈驅(qū)動(dòng)電路，包括逆變器，其配置成基于脈寬調(diào)制控制信號(hào)將DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓，并將該AC電壓輸出至輸出端口；鎮(zhèn)流電容，其具有與逆變器輸出端口的第一端子相連接的第一端子；放電燈，連接在該鎮(zhèn)流電容的第二端子和該逆變器輸出端口的第二端子之間；以及電壓檢測(cè)電路，其連接在逆變器輸出端口的第一和第二端子之間，并配置成輸出第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，以生成與逆變器輸出端口的第一和第二端子上的電壓成正比的第一檢測(cè)電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述電壓檢測(cè)電路包括第一電容，其具有通常連接到逆變器輸出端口的第一端子和鎮(zhèn)流電容第一端子的第一端子；第一電阻，其連接在所述第一電容的第二端子和接地點(diǎn)之間；第二電容，其具有連接到逆變器輸出端口的第二端子的第一端子；以及第二電阻，其連接在第二電容的第二端子和接地點(diǎn)之間。
13.如權(quán)利要求12所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，在第一電容和第一電阻相連接的節(jié)點(diǎn)處輸出第一電壓信號(hào)，在第二電容和第二電阻相連接的節(jié)點(diǎn)處輸出第二電壓信號(hào)，以及其中第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差與第一檢測(cè)電壓相對(duì)應(yīng)。
14.如權(quán)利要求12所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一電容和第二電容具有彼此相同的電容量，以及所述第一電阻和第二電阻具有彼此相同的電阻值。
15.如權(quán)利要求14所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一至第四電容中每個(gè)電容的電容量遠(yuǎn)小于鎮(zhèn)流電容的電容量。
16.如權(quán)利要求15所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一檢測(cè)電壓表示成VSSV＝VSEC×jωC×RB，其中VSSV表示第一檢測(cè)電壓，VSEC表示逆變器輸出端口的第一和第二端子上的電壓，C表示第一電容和第二電容中每個(gè)電容的電容量，RB表示第一電阻和第二電阻中每個(gè)電阻的電阻值。
17.如權(quán)利要求12所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，采用印刷電路板作為第一至第四電容的介電材料、將排列在該印刷電路板相對(duì)面上的圖形用作第一至第四電容的電極來(lái)實(shí)現(xiàn)第一至第四電容。
18.如權(quán)利要求11所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步包括信號(hào)處理單元，其配置成用于放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，以生成第三電壓信號(hào)；以及脈寬調(diào)制控制電路，其配置成將第三電壓信號(hào)與參考信號(hào)作比較，以生成其脈寬隨第一檢測(cè)電壓變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)處理單元包括差動(dòng)放大器，其配置成放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差；以及電壓轉(zhuǎn)換電路，其配置成對(duì)該差動(dòng)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行整流，以檢測(cè)該差動(dòng)放大器輸出信號(hào)的峰值。
20.如權(quán)利要求11所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)檢測(cè)電路還根據(jù)鎮(zhèn)流電容上的電壓輸出第三電壓信號(hào)和第四電壓信號(hào)，以生成與流過(guò)放電燈的燈電流成正比的第二檢測(cè)電壓。
21.如權(quán)利要求20所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)檢測(cè)電路包括第一電容，其具有連接到鎮(zhèn)流電容第一端子的第一端子；第一電阻，其連接在第一電容的第二端子和第一節(jié)點(diǎn)之間；第二電容，其具有連接到逆變器輸出端口的第二端子的第一端子；第二電阻，其連接在第一節(jié)點(diǎn)和第二電容的第二端子之間；第三電容，其連接在鎮(zhèn)流電容的第二端子和第二節(jié)點(diǎn)之間；第四電容，其連接在第二節(jié)點(diǎn)和逆變器輸出端口的第二端子之間；第三電阻，其連接在第一節(jié)點(diǎn)和接地點(diǎn)之間；以及第四電阻，其連接在第二節(jié)點(diǎn)和接地點(diǎn)之間。
22.如權(quán)利要求21所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一節(jié)點(diǎn)上的電壓是第一電壓信號(hào)，所述第二節(jié)點(diǎn)上的電壓是第二電壓信號(hào)，以及該第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差與第二檢測(cè)電壓相對(duì)應(yīng)。
23.如權(quán)利要求21所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一電容至第四電容具有彼此相同的電容量，所述第一電阻和第二電阻具有彼此相同的電阻值，以及所述第三電阻和第四電阻具有彼此相同的電阻值。
24.如權(quán)利要求23所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一至第四電容中的每個(gè)電容具有遠(yuǎn)小于所述鎮(zhèn)流電容電容量的電容量。
25.如權(quán)利要求24所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第二檢測(cè)電壓表示成VSLI=C×RACB×I,]]>其中VSLI表示第二檢測(cè)電壓，CB表示鎮(zhèn)流電容的電容量，C表示第一至第四電容中每個(gè)電容的電容量，RA表示第一電阻和第二電阻中每個(gè)電阻的阻抗，RB表示第三電阻和第四電阻中每個(gè)電阻的阻抗，I表示燈電流。
26.如權(quán)利要求21所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步包括信號(hào)處理單元，其配置成放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，以生成第五電壓信號(hào)，并配置成放大第三電壓信號(hào)和第四電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，以生成第六電壓信號(hào)；以及脈寬調(diào)制控制電路，其配置成將該第五電壓信號(hào)和第六電壓信號(hào)中的每個(gè)電壓信號(hào)與參考信號(hào)作比較，以生成其脈寬隨第一檢測(cè)電壓和第二檢測(cè)電壓之一變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。
27.如權(quán)利要求26所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一至第四電阻與所述信號(hào)處理單元以及脈寬調(diào)制控制電路一起集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片中。
28.如權(quán)利要求26所述的放電燈驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述信號(hào)處理單元包括第一差動(dòng)放大器，其配置成放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差；第一電壓轉(zhuǎn)換電路，其配置成對(duì)該第一差動(dòng)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行整流，以檢測(cè)該第一差動(dòng)放大器輸出信號(hào)的峰值；第二差動(dòng)放大器，其配置成放大第三電壓信號(hào)和第四電壓信號(hào)之差；以及第二電壓轉(zhuǎn)換電路，其配置成對(duì)該第二差動(dòng)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行整流，以檢測(cè)該第二差動(dòng)放大器輸出信號(hào)的峰值。
29.一種放電燈驅(qū)動(dòng)電路中的信號(hào)檢測(cè)電路，該放電燈驅(qū)動(dòng)電路具有用于給放電燈提供高頻電壓的逆變器以及用于補(bǔ)償放電燈負(fù)阻抗特性的鎮(zhèn)流電容，該信號(hào)檢測(cè)電路包括第一電容，其具有連接到該鎮(zhèn)流電容第一端子的第一端子和連接第一節(jié)點(diǎn)的第二端子；第二電容，其具有連接到該逆變器輸出端口的第二端子和第一節(jié)點(diǎn)的第一端子；第三電容，其連接在該鎮(zhèn)流電容的第二端子和第二節(jié)點(diǎn)之間；第四電容，其連接在第二節(jié)點(diǎn)和逆變器輸出端口的第二端子之間；第一電阻，其連接在第一節(jié)點(diǎn)和接地點(diǎn)之間；以及第二電阻，其連接在第二節(jié)點(diǎn)和接地點(diǎn)之間。
30.如權(quán)利要求29所述的信號(hào)檢測(cè)電路，進(jìn)一步包括第三電阻，其連接在所述第一電容的第二端子和第一節(jié)點(diǎn)之間；以及第四電阻，其連接在第一節(jié)點(diǎn)和第二電容的第二端子之間。
31.如權(quán)利要求30所述的信號(hào)檢測(cè)電路，其中，當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)上的電壓是第一電壓信號(hào)、第二節(jié)點(diǎn)上的電壓是第二電壓信號(hào)時(shí)，第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差是與流過(guò)放電燈的燈電流成正比的第一檢測(cè)電壓。
32.如權(quán)利要求30所述的信號(hào)檢測(cè)電路，其中，在第一電容和第一電阻相連接的節(jié)點(diǎn)上的電壓為第三電壓信號(hào)，在第二電容和第二電阻相連接的節(jié)點(diǎn)上的電壓為第四電壓信號(hào)，第三電壓信號(hào)和第四電壓信號(hào)之差是與逆變器輸出端口上的電壓成正比的第二檢測(cè)電壓。
33.如權(quán)利要求31所述的信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述第一檢測(cè)電壓表示成VSLI=C×RACB×I,]]>其中VSLI表示第一檢測(cè)電壓，CB表示鎮(zhèn)流電容的電容量，C表示第一至第四電容中每個(gè)電容的電容量，RA表示第一電阻和第二電阻中每個(gè)電阻的阻抗，RB表示第三電阻和第四電阻中每個(gè)電阻的阻抗，I表示燈電流。
34.如權(quán)利要求32所述的信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述第二檢測(cè)電壓表示成VSSV＝VSEC×jωC×RB，其中VSSV表示第二檢測(cè)電壓，VSEC表示逆變器輸出端口上的電壓，C表示第一至第四電容中每個(gè)電容的電容量，RA表示第一電阻和第二電阻中每個(gè)電阻的阻抗，RB表示第三電阻和第四電阻中每個(gè)電阻的阻抗。
35.如權(quán)利要求29所述的信號(hào)檢測(cè)電路，其中，通過(guò)采用印刷電路板作為第一至第四電容的介電材料、將排列在該印刷電路板相對(duì)面上的圖形用作第一至第四電容的電極來(lái)實(shí)現(xiàn)所述第一至第四電容。
36.一種驅(qū)動(dòng)放電燈的方法，包括基于脈寬調(diào)制控制信號(hào)將DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓；使用通過(guò)鎮(zhèn)流電容的該轉(zhuǎn)換過(guò)的AC電壓驅(qū)動(dòng)放電燈；根據(jù)鎮(zhèn)流電容上的電壓輸出第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，以生成與流過(guò)放電燈的燈電流成正比的燈電流檢測(cè)電壓；通過(guò)放大第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，生成第三電壓信號(hào)；以及將第三電壓信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以生成脈寬隨燈電流幅值變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述放電燈是冷陰極熒光燈。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，進(jìn)一步包括生成第四電壓信號(hào)和第五電壓信號(hào)，以生成與逆變器輸出端口上的電壓成正比的檢測(cè)電壓；通過(guò)放大第四電壓信號(hào)和第五電壓信號(hào)之差并對(duì)其進(jìn)行整流，生成第六電壓信號(hào)；以及將第六電壓信號(hào)與參考信號(hào)相比較，以生成脈寬隨該檢測(cè)電壓變化的脈寬調(diào)制控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放電燈驅(qū)動(dòng)電路，包括逆變器、鎮(zhèn)流電容、放電燈和燈電流檢測(cè)電路。逆變器基于脈寬調(diào)制控制信號(hào)將DC電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC電壓，并將該AC電壓輸出至輸出端口。燈電流檢測(cè)電路根據(jù)鎮(zhèn)流電容上的電壓輸出第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，以生成與流過(guò)放電燈的燈電流成正比的燈電流檢測(cè)電壓。脈寬調(diào)制控制信號(hào)具有隨燈電流幅值而變化的脈寬，使得可以精確地檢測(cè)燈電流。
文檔編號(hào)G01R31/00GK1780518SQ200510129120
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者曹圭亨, 金相更, 韓熙石 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社, 韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院