专利名称：保护电路及使用其的灯管驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯管驱动装置，尤其关于一种具有保护电路的灯管驱动装置。
背景技术：
目前，在诸多设备(如液晶显示器)的照明电路中设置至少两组灯管，以满 足照明需求的做法已经十分广泛。为了保护所述至少两组灯管在开路或短路时， 不会被照明电路中产生的超高电压所损坏，往往会在照明电路中分别设置开路保 护电路及短路保护电路进行保护。
请参阅图1所示的灯管驱动装置10示意图，所述灯管驱动装置10中包括灯 管保护电路103，灯管保护电路103包括开路保护电路1032及短路保护电路1033。 当第一灯管Ll或第二灯管L2开路时，电流感测单元1031通过第一电流感测单元 1031A及第二电流感测单元1031B向开路保护电路1032传输其分别感测到的流经 第一灯管L1及第二灯管L2的电流信号，同时，开路保护电路1032则根据所述电 流信号向控制电路101发出开路保护信号，控制电路101则根据所述开路保护信 号输出控制信号以控制电源转换电路100的输出，从而对灯管Ll及L2进行保护。
同样，当第一灯管Ll或第二灯管L2短路时，电流感测单元1031通过第一电 流感测单元1031A及第二电流感测单元1031B向开路保护电路1032传输其分别感 测到的流经第一灯管Ll及第二灯管L2的电流信号，短路保护电路1033则根据所 述电流信号向控制电路101发出短路保护信号，控制电路101则根据短路保护信 号输出另一控制信号以控制电源转换电路100输出交流信号，从而对灯管Ll及 L2进行保护。
这种做法可在灯管处于工作状态时，分别根据其开路及短路状态对灯管进行 保护。但是，开路保护电路及短路保护电路是为独立的单一线路， 一般采取电阻 分压驱动晶体场效应管的做法，需要分别工作。且，其中一个保护线路容易受到 另一个灯管的高压影响，无法准确实现保护功能。
发明内容
有鉴于此，需提供一种灯管驱动装置，可通过一个保护电路同时分别侦测流 经多个灯管的电流，以同时实现灯管的开路及短路保护。
一种灯管驱动装置，用于驱动多个灯管，以在发生异常时保护所述灯管，包 括电源转换电路、变压电路、控制电路、反馈电路、控制电路及保护电路。其中 保护电路包括电流感测电路、参考电压选取电路、比较电路及保护信号输出电路。 电流感测电路包括多个电流感测单元，用于分别感测流经每一灯管的电流，并将 所述感测到的电流转换为电压信号。参考电压选取电路与所述电流感测电路相连， 用于将所述电压信号信号的最大值设定为一参考电压。比较电路包括多个比较单 元，与电流感测电路及参考电压选取电路相连接，用于比较参考电压与所述电压 信号分压后的电压信号，并输出多个比较信号。保护信号输出电路连接于比较电 路，用于选择所述比较信号的最大者，以作为保护信号输出。控制电路连接所述 保护信号输出电路，用于根据所述保护信号输出一控制信号，控制所述电源转换 电路关断。
本发明所述的灯管驱动装置，采取总电流反馈方式，使用多个比较单元，以 多个灯管电流的最大电压值作为参考电压，并将所述参考电压与双灯管流经感测 电阻的电压进行比较，以检测照明电路是否发生开、短路，从而用一组线路便可 实现灯管开、短路保护。
图l是现有技术所示的灯管驱动装置示意图2是本发明的灯管驱动装置示意图3是本发明图2中保护电路203的具体电路图。
具体实施例方式
图2是本发明一实施方式所示的灯管驱动装置20的电路功能模块图。灯管驱 动装置20包括电源转换电^各200、控制电路201、反馈电^各202、保护电路203、 变压电路204,用于驱动多个灯管，为简便起见，在本实施方式中仅以第一灯管Ll与第二灯管L2示之。其中，电源转换电路200用于将接收到的外部信号转换 为交流信号。变压电路204连接电源转换电路200,用于将交流信号转换为可驱动 灯管L1与L2的电信号。其中，所述电信号是为弦波信号。
在本实施方式中，保护电路203包括电流感测电路2031、参考电压选取电路 2032、比较电路2033及保护信号输出电路2034。电流感测电路2031包括多个电 流感测单元，对应连接多个灯管，用于感测流经所述灯管的电流。在本实施方式 中，电流感测电路2031是包括第一电流感测单元2031A与第二电流感测单元 2031B，分别用于感测流经第一灯管Ll与第二灯管L2的电流，并将所感测到的电 流转换成电压信号。详而言之，第一电流感测单元2031A连接第一灯管L1，用于 感测流经第一灯管Ll的电流，将所感测到的电流转换成第一电压信号VI，并对 第一电压信号VI进行分压以得到第一分压电压信号Vll。第二电流感测单元 2031B连接第二灯管L2，用于感测流经第二灯管L2的电流，将所感测到的电流转 换成第二电压信号V2，并对第二电压信号V2进行分压以得到第二分压电压信号 V21。本实施方式仅以两个灯管为例，在其它实施方式中，所述灯管数目可为两个 以上，相应地，所述电流感测单元的数目可对应增加。
参考电压选取电路2032连接于电流感测电5各2031,用于将第一电压信号VI 及第二电压信号V2进行比较，选择其中最大值作为参考电压信号Vref。
比较电路2033连接于电流感测电路2031及参考电压选取电路2032,其包括 多个比较单元，对应于所述电流感测单元。在本实施方式中，比较电路2033包括 第一比较单元2033A与第二比较单元2033B。其中，第一比4支单元2033A连接第 一电流感测单元2031A及参考电压选取电路2032,用于接收第一分压电压信号 Vll与参考电压信号Vref，并将第一分压电压信号Vll与参考电压信号Vref进行 比较，以输出第一比较信号。第二比较单元2033B连接第二电流感测单元2031B 与参考电压选取电路1302,用于接收第二分压电压信号V21与参考电压信号Vref, 并将第二分压电压信号V21与参考电压信号Vref进行比较，以输出第二比较信号。 本实施方式仅以两个灯管为例予以说明，在其它实施方式中，如灯管数量增加， 则电流感测单元与比较单元的数目亦可相应增加，在此不再赘述。
保护信号输出电路2034连接于比较电路2033,用于选择多个比较单元所输出 的多个比较信号的最大者，在本实施方式中其是选择第一比较信号及第二比较信号的更大者，以作为保护信号输出。
控制电路201连接于所述电源转换电路200与保护电路203的保护信号输出 电路2034之间，用于根据所述保护信号输出控制信号至电源转换电路200以控制 电源转换电路200的输出，从而保护多个灯管Ll及L2。
反馈电路202连接于所述控制电路201与电流感测电路2031之间，用于将流 经第一灯管L1与第二灯管L2的总电流反馈至控制电路201。同时，控制电路201 亦会根据所述反馈电流控制电源转换电路200的输出。
图3是本发明图2—实施方式的具体电路图。在本实施方式中，第一电流感 测单元2031A连接第一灯管Ll ，用于感测流经第一灯管的电流，并将所述电流信 号转换为第一电压信号VI。第二电流感测单元2031B连接第二灯管L2,用于感 测流经第二灯管的电流，并将所述电流信号转换为第二电压信号V2。其中，第一 电流感测单元2031A包括由串行连接于第一灯管Ll与地之间的第一电阻Rl与第 二电阻R2所组成的分压电路，用于将第一电压信号VI进行分压，从而得到第一 分压电压信号Vll。其中，所述第一电压信号V1从所述第一灯管L1与所述第一 电阻R1的公共节点输出，所述第一分压电压信号Vll从所述第一电阻R1与第二 电阻R2的公共节点输出。
第二电流感测单元2031B包括串行连接于第二灯管L2与地之间之第三电阻 R3与第四电阻R4所组成的分压电路，用于将第二电压信号V2进行分压，从而得 到第二分压电压信号V21。其中，第二电压信号V2从该第二灯管L2与该第四电 阻R4的公共节点输出，第二分压电压信号V21从第三电阻R3与第四电阻R4的 公共节点输出。在本实施方式中，第一电阻R1与第四电阻R4的阻值相同，第二 电阻R2与第三电阻R3的阻值相同。
参考电压选取电路2032包括第一二极管Dl、第二二极管D2及第五电阻R5 与第六电阻R6。其中，第一二极管Dl的阳极与第一电流感测单元2031A电性连 接，即，连接于第一电阻R1与第一灯管L1之间，用于接收第一电压信号VI。第 二二极管D2的阳极与第二电流感测单元2031B电性连接，即，连接于第四电阻 R4与第二灯管L2之间，用于接收第二电压信号V2。第五电阻R5与第六电阻R6 依次串行连接于第一二极管Dl与第二二极管D2的阴极与地之间，用于对第一二 极管D1与第二二极管D2所传输的电压进行分压，以输出参考电压信号Vref。其中，参考电压信号Vref于第五电阻R5与第六电阻R6的公共节点输出。在本实施 方式中，第五电阻R5的阻值大于第六电阻R6的阻值，且可小于笫一电阻R1至 第四电阻的阻值。在其它实施方式中，所述电阻的个数及阻值可依实际电路的需 求灵活予以设定，并不限于本实施方式所揭露的范围。
比较单元2033A及第二比较单元2033B。在本实施方式中，第一比较单元2033A 包括第一比较器U1，其第一输入端连接参考电压选取电路2032，以接收参考电压 信号Vref，其第二输入端连接第一电流感测单元2031A,以接收第一分压电压信 号Vll，其输出端用于输出第一比较信号。第二比较单元2033B包括第二比较器 U2,其第一输入端连接参考电压选取电路2032以接收参考电压信号Vref,其第二 输入端连接第二电流感测单元2031B，以接收第二分压电压信号V21,其输出端用 于输出第二比较信号。在本实施方式中，比较器的第一输入端均为正极输入端， 第二输入端均为负极输入端。在其它实施方式中，所述比较器的第一输入端可为 负极输入端，第二输入端可为正极输入端。
保护信号输出电路2034连接比较电路2033,包括第三二极管D3与第四二极 管D4，用于选择第一比较信号与第二比较信号的更大者，以作为保护信号输出至 控制电路201。其中，第三二极管D3的阳极连接第一比较器Ul的输出端，以接 收第一比较信号。第四二极管D4的阳极连接第二比较器U2的输出端，以接收第 二比较信号。第三二极管D3的阴极连接第四二极管D4的阴极，以选择第 一比较 信号或第二比较信号的更大者，作为保护信号输出。
本实施方式仅以两个灯管的情形予以说明，在其它实施方式中，若所述灯管 数目增加，则电流感测单元及比较单元的数目可对应增加，此等情形，在此不再赘述。
为举例说明，设定当所述保护信号为高电压信号时，控制电路201方输出控 制信号以控制关断所述电源转换电路200。故，本实施方式中，将第一电阻R1与 第四电阻R4的阻值均设为806千欧姆，第二电阻R2与第三电阻R3的阻值均设 为1200千欧姆，第五电阻R5的阻值设为73.2千欧姆，及第六电阻R6的阻值设 为30.1千欧姆。
在本实施方式中，将每个比较器的第一输入端均设为正极输入端，第二输入端均设为负极输入端。在其它实施方式中，所述比较器的第一输入端可设为负极 输入端，第二输入端可设为正极输入端。
当第一灯管L1与第二灯管L2均正常工作时，流经两个灯管的电流相等，则 第一电压信号VI与第二电压信号V2相同，均为12伏特。第一分压电压信号Vll 与第二分压电压信号V21相同，均约为4.82伏特，此时比较电压Vref约为3.49 伏特。此时传输至比较电路2033的第一比较器Ul与第二比较器U2正极输入端 的电压均为3.49伏特，传输至第一比较器U1与第二比较器U2负极输入端的电压 均为4.82伏特，亦即，第一比较器U1与第二比较器U2的正极输入端输入电压信 号均小于其负极输入端输入电压的信号，则笫一比较器U1与第二比较器U2的输 出端均输出低电压信号。此时，第三二才及管D3与第四二极管D4亦无法输出高电 压信号，故控制电路201将不会发出控制信号以关断电源转换电路200。从而，灯 管驱动装置20正常运作。
而当灯管出现开路或者短路的异常状态时，流经所述灯管的电流不平衡，则 保护电路203将根据所述不平衡对灯管进行保护。在本实施方式中，当流经第一 灯管Ll与第二灯管L2的电流相差2毫安时，相应地，第一电压信号V1与第二 电压信号V2相差为4伏特时，保护电路203将控制关断电源转换电路200，以保 护所述灯管。举例而言，如第一灯管L1短路，第二灯管L2未短路时，流经第一 灯管Ll的电流将大于流经第二灯管L2的电流。为举例说明，本实施方式中，当 第一电压信号VI为18伏特时，第二电压信号为6伏特。
此时，参考电压选取电路201将选取第一电压信号VI作为参考电压，并将第 一电压信号VI输出至第一比较器Ul及第二比较器U2的正极输入端。在本实施 方式中，仅有第一电压信号VI通过第一二极管Dl传输至第五电阻R5与第六电 阻R6，并经第五电阻R5与第六电阻R6分压转换成参考电压信号Vref,并输出至 比较电路2033。此时，所述参考电压信号Vref约为5.24伏特。
在比较电路2033中，参考电压信号Vref输出至第一比较器Ul及第二比较器 U2的正极输入端，第一电流感测单元2031A将第一分压电压信号Vll传输至第一 比较器Ul的负极输入端，第二电流感测单元2031B将第二分压电压信号V21传 输至第二比较器U2的负极输入端。此时，第一分压电压信号Vll约为7.25伏特， 第二分压电压约为2.41伏特。在第一比较单元2033A中，第一比较器U1将参考电压信号Vref与第一分压 电压信号Vll进行比较以输出第一比较信号。亦即，第一比较器Ul的正极输入 端输入电压信号小于其负极输入端输入的电压信号，故，此时第一比较器U1所输 出的第一比较信号为低电压信号。在第二比较单元2033B中，第二比较器U2将参 考电压信号Vref与第二分压电压信号V21进行比较后输出第二比较信号。亦即， 第二比较器Ul的正极输入端输入电压信号大于其负极输入端输入的电压信号， 故，此时第二比较器U1所输出的第二比较信号为高电压信号。
在保护信号输出电路2034中，由于第一比较信号为低电压信号，第二比较信 号为高电压信号，故仅有所述高电压信号作为保护信号通过第四二极管D4的阴极 仅输出至控制电路201。从而，控制电路201根据所述保护信号，亦即所述高电压 信号发出控制信号，以控制电源转换电路200关断。
同样，当第一灯管L1为开路，第二灯管L2为短路或正常工作时，流经第一 灯管Ll的电流小于流经第二灯管L2的电流，第一电压信号VI小于第二电压信 号V2，从而参考电压选取电路2032将选取第二电压信号V2作为参考电压，并将 第二电压信号V2输出至第一比较器Ul及第二比较器U2的正极输入端。第一电 流感测单元2031A将第一分压电压信号Vll传输至第一比较器U1的负极输入端。 此时，第一比较器U1所输出的第一比较信号为高电压信号。同样地，第二电流感 测单元2031B则将第二分压电压信号V21传输至第二比较器U2的负极输入端， 此时，第二比较器U2所输出的第二比较信号为低电压信号。
在保护信号输出电路2034中，第三二极管D3接收第一比较器Ul输出的高 电压信号；第四二极管D4接收第二比较器U2输出的低电压信号，则仅有所述高 电压信号作为保护信号通过第三二极管D3的阴极输出。从而，控制电路201则根 据所述高电压信号发出控制信号，以控制电源转换电路200关断。
同样地，在其它实施方式中，第一灯管Ll与第二灯管L2可能分别处于短路、 断路或正常工作状态，在本发明的范围内，所述灯管的状态变化均可通过以上所 揭示的电路工作原理予以实现，故本发明并未在此一一列举各等情形。
本发明通过在灯管驱动装置中设置保护电路感知流经不同灯管的电流，从而 可在灯管发生断路或短路的异常状态时，及时侦测流经所述灯管的电流异常状态， 并将所述异常电流转换为电压信号通过比较电路进行比较，进而可根据所述比较结果及时控制所述灯管驱动装置运作，以保护所述灯管及相应元件不受损坏(
权利要求
1.一种保护电路，当多个输入交流信号之一者发生异常时输出保护信号，其特征在于，包括电流感测电路，用于感测所述交流信号，并将所述交流信号转换成电压信号；参考电压选取电路，与所述电流感测电路相连，用于将所述电压信号进行比较，并选取其中最大电压信号作为参考电压信号；比较电路，与所述参考电压选取电路及电流感测电路相连，用于将所述参考预设电压及所述电压信号进行比较，从而输出多个比较信号；及保护信号输出电路，连接于所述比较电路，用于选择所述比较信号的最大者，以作为保护信号输出。
2. 如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述电流感测电路还包括多个电流感测单元，每一电流感测单元用于感测所述交流信号之一者，并将所述交流转换为电压信号。
3. 如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，每一电流感测单元均包括串行连接的多个电阻，用于对所述电压信号进行分压，并输出分压电压信号。
4. 如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述参考电压选取电路包括多个二极管，每个二极管的阳极对应连接一个电流感测单元，用于接收所述电压信号；及多个电阻，串行连接于所述二极管的阴极共接点与地之间；其中，所述电阻的公共节点输出所述参考电压。
5. 如权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述参考电压选取电路用于通过所述二极管选取所述电压信号的最大者。
6. 如权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述比较电路包括多个比较单元，与所述参考电压选取电路及电流感测单元对应相连，用于将所述参考预设电压及所述电压信号进行比较，从而输出多个比较信号。
7. 如权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述比较单元均包括一比较器，其第一输入端均电性连接于参考电压选取电路，第二输入端分别连接所述电流感测单元，用于根据所述参考电压及分压电压信号输出多个比较信号。
8. 如权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述保护信号输出电路还包括多个二极管，每一二极管的阳极对应连接所述比较单元之一的输出端，用于 接收所述比较单元输出的比较信号；其中，所述二极管的阴极共接于一点，用于选择输出所述比较信号的最大者， 以作为所述保护信号输出。
9. 一种灯管驱动装置，用于驱动多个灯管，包括用于将接收到的外部电源信 号转换成交流信号的电源转换电路，以及连接于所述电源转换电路与灯管之间， 用于将所述交流信号转换成可驱动所述灯管的交流电信号的变压电路，其特征在 于，所述灯管驱动装置还包括如权利要求l-8任意一项所述的保护电路，与所述灯 管相连，用于在所述灯管异常时输出保护信号；以及控制电路，连接于所述保护 电路与所述电源转换电路之间，用于根据所述保护信号输出控制信号，以控制所 述电源转换电路的输出。
10. 如权利要求9所述的灯管驱动装置，其特征在于，所述电源转换电路根 据控制电^各输出的控制信号关断。
全文摘要
一种灯管驱动装置，包括电源转换电路、变压电路、控制电路、反馈电路及保护电路。其中，保护电路包括电流感测电路、参考电压选取电路、比较电路及保护信号输出电路。电流感测电路用于分别感测并将流经所述灯管的电流转换为电压信号。参考电压选取电路连接电流感测单元，用于选取所述电压信号的最大值，并设其为参考电压。比较电路分别连接所述参考电压选取电路及电流感测电路，以比较所述参考电压与所述电压信号，并输出多个比较信号。保护信号输出电路连接于比较电路及控制电路之间，用于选择所述比较信号的最大者，以作为保护信号输出。本发明的灯管驱动装置可通过一个保护电路感测灯管电流的不平衡状态，并实现电路的开路及短路保护。
文档编号H05B41/28GK101636028SQ20081014261
公开日2010年1月27日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者李启雄, 赵育孝, 陈鸿仪 申请人:国琏电子(上海)有限公司;寰永科技股份有限公司