放电灯驱动系统的制作方法

文档序号:8135852阅读:111来源:国知局
专利名称:放电灯驱动系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种放电灯驱动系统,尤其关于一种用于液晶显示器(Liquid CrystalDisplay,LCD)背光模块(Backlight module)的放电灯驱动系统。
背景技术
液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)面板以放电灯(Discharge Lamp),特 别是冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)作为背光(Backlight)系统 的光源。典型地,冷阴极荧光灯由换流器电路(Inverter Circuit)来驱动,其可供应交流
信号至灯管。在较大型的液晶显示面板中,需要设置两只或更多只冷阴极荧光灯以提供足够的 亮度。故,换流器电路通常具有多组输出,以供应足够的交流信号驱动灯管。然而,因换流 器电路具有多组输出,当其中一组输出异常时,如无输出或短路,其对应的灯管不能正常 工作,从而使得液晶显示面板亮度不均勻。同时,异常还有可能发生在灯管或者其它元件上,影响整个背光系统。例如灯管 损坏使其阻抗变大,阻止电流流过。不但如此,灯管的阻抗会随着其寿命的改变而改变,影 响其正常工作与发光效果。即,某些灯管在背光系统使用过程中将会老化,发光效果逐渐变 差。由于背光系统通常采用多个灯管,某个灯管的异常对于背光系统电子特性(如电压与 /或电流)的影响不易被发现,从而导致灯管异常判断比较困难。通常,判断某个灯管异常所采用的方法为在换流器输出端判断流经灯管的总电 流值,从而判断是否有灯管发生异常;抑或是,在灯管的低压端感应其电流和/或电压值, 通过流经每个灯管的电流和/或加在每个灯管上的电压判断所述灯管是否发生异常。然 而,前者在一个灯管发生异常时,由于流经灯管总电流值变化很小,不易判断,导致整个电 路误动作;后者使得判断线路较为复杂。

实用新型内容有鉴于此,需提供一种可精确地检测出灯管异常的放电灯驱动系统。—种放电灯驱动系统,用于驱动包括多个灯管的灯管模块,其中,所述灯管至少分 为两组设置。所述放电灯驱动系统包括逆变电路,包括用于给所述灯管提供电源信号的至少两个变压器,所述变压器包 括初级绕组及次级绕组,所述每一初级绕组及次级绕组分别包括低压端及高压端,所述不 同变压器次级绕组的低压输出端分别先通过一检测电阻后相互连接,最后再一起通过另一 检测电阻接地;介面,用于传送电源信号;分散单元,用于通过所述介面接收所述逆变电路所提供的电源信号,并分散至所 述灯管;平衡单元,包括多个电容,用于将所述电源信号平均提供给所述灯管;以及[0012]异常检测电路,包括连接电压检测电路,所述电压检测电路分别与所述检测电阻 相连接,以检测因所述灯管工作异常而引起的检测电阻的电压变化,从而检测所述灯管模 块的工作状态。优选地,所述电源信号包括由逆变电路所产生的极性相同或者极性相反的电压信 号及电流信号。优选地,所述电容是形成于多层结构中的嵌入式电容,其中,所述多层结构包括多 个通过绝缘介质所分隔出的导电层。优选地,所述电容是形成于多层结构中的嵌入式电容,其中,所述多层结构包括多 个通过绝缘介质所分隔出的导电层。优选地,每一个电容包括两个金属板,其分别位于所述多层结构中两个导电层。优选地,每一个电容包括两个做为电极的金属板,且相邻两个电容的电极分别形 成于所述多层结构的不同导电层中。本实用新型所述的放电灯驱动系统,通过异常检测电路检测因所述灯管工作异常 而引起的检测电阻的电压变化,从而判断所述灯管的工作状态。

图1为本实用新型所提供的放电灯驱动系统的功能模块图。图2为本实用新型所提供的放电灯驱动系统的另一功能模块图。图3为图1中放电灯驱动系统的异常检测电路的具体电路图。图4为图1中放电灯驱动系统的平衡单元的结构示意图。图5A为图4中的平衡电路板的外部结构示意图。图5B为图4中的平衡电路板的内部结构示意图。图6A-6D为图5A中的各层平衡电路板的结构示意图。图7A-7D为图5A中的各层平衡电路板另一实施方式的结构示意图。图8为图1中放电灯驱动系统的平衡单元的另一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图结合实施方式对本实用新型作进一步的描述。如图1所示,本实用新型一实施方式所提供的放电灯驱动系统应用于显示装 置,例如液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD),中的背光模块100,以驱动背 光模块100内的灯管。所述放电灯驱动系统包括电源供应单元11、介面12、分散单元 (splitter) 13、平衡单元14及灯管模块15。所述电源供应单元11通过介面12、分散单元 (splitter) 13以及平衡单元14提供电源信号(例如交流信号)至灯管模块15。其中,灯 管模块15包括多个灯管L,所述灯管L为冷阴极荧光灯(CCFL)或者其它类型的灯管。电源 供应单元11包括逆变电路111、保护电路112以及异常检测电路113。本实施方式中,逆变 电路111用于产生可驱动灯管模块15的电源信号。异常检测电路113通过判断逆变电路 111输出的电源信号,进而检测至少一个灯管L的状态,并输出对应的状态信号至所述保护 电路112。因此,所述保护电路112根据其接收到的灯管L的状态信号即可实施对整个背光 模块100的保护,例如停止逆变电路111工作等。[0030]所述介面12包括一个或者多个高压线,用于将电源信号从电源供应单元11传送 至分散单元13。所述分散单元13通过介面12接收逆变电路111所提供的电源信号,并且 将所述电源信号分别输出至每一个灯管L。平衡单元14包括多个平衡元件B,用于将逆变 电路111提供的电源信号平均提供给各个负载相同的灯管L。其中,所述平衡元件B可为电 容、电感或其它元件。所述异常检测电路113通过检测所述电源信号以判断所述灯管L的状态,所述电 源信号由逆变电路111中至少一个变压器所产生。逆变电路111产生两个驱动信号(可以 为极性相同或者极性相反的电压信号及电流信号)用于驱动所述灯管组S1、S2,且,所述驱 动信号通过路径121与122以及分散单元13输出至灯管模块15。举例而言,逆变电路111 产生两个极性相同的驱动信号,即,于同一时刻t(t为在实数范围内变化),所述驱动信号 振幅、相位均同步。同时,所述驱动信号亦可以选择不同极性,例如逆变电路111于时刻t, 产生两个相位不同、振幅相同的驱动信号。需要注意的是,极性相同或者相反的两个驱动信 号在同一时刻t的振幅可以相同或不同。本实用新型其它实施方式中,逆变电路111产生 驱动信号的个数并不局限于两个。所述极性相反的两个驱动信号分别驱动所述灯管模块15中的灯管组S1、S2。当其 中一个灯管发生异常,其阻抗即会发生变化,从而导致为所述灯管组S1及S2供电的逆变电 路111所输出的驱动信号发生相应变化。异常检测电路113通过判断发生异常的灯管L所 引起的驱动信号的变化,从而输出对应的状态信号至保护电路112。所述保护电路112接收 到状态信号后对逆变电路111实行保护措施,例如停止逆变电路111的工作。各组灯管L 的数量可为相同,亦可不同。本实用新型的实施方式中,灯管模块15中的灯管L被分为至 少两组。参阅图2,可以理解的是,所述分散单元13、平衡单元14与灯管模块15之间的连 接关系亦可改变,例如平衡单元14连接至灯管模块15的低压端。图3所示为所述异常检测电路113的具体电路图。其中,所述分散单元13与平衡 单元14均可被整合于平衡电路板16上。所述逆变电路111包括至少一个变压器,本实施 方式中,所述变压器的数量为两个,其分别对应有次级绕组Wl、W2。所述次级绕组W1包括 高压输出端aa与低压输出端bb。所述次级绕组W2包括高压输出端cc与低压输出端dd。 所述变压器分别通过其高压输出端aa与cc输出驱动信号对应驱动灯管模块15中的灯管 L0本实施方式中,所述异常检测电路113包括电压检测电路113a、第一检测电阻R1、 第二检测电阻R2及第一检测电阻R1。所述变压器次级绕组W1的低压输出端bb与变压器 次级绕组W2的低压输出端dd分别经过所述第三检测电阻R3与第二检测电阻R2后于e点 相互连接,最后再一起通过所述第一检测电阻R1接地。所述第三检测电阻R3与所述低压 输出端bb相对的另一端连接至所述电压检测电路113a。所述第二检测电阻R2与所述低压 输出端dd相对的另一端连接至所述电压检测电路113a。所述第一检测电阻R1与e点相对 的另一端连接至所述电压检测电路113a。所述电压检测电路113a用于分别检测所述第一 检测电阻R1、第二检测电阻R2及第三检测电阻R3上的电压。当所述灯管组S1及灯管组S2中的灯管L正常工作时,所述低压输出端bb与低压 输出端dd所输出的电流信号因极性相反而振幅相同可以相互抵消。因此,流经所述第一检
5测电阻R1的电流信号很小,所述第一检测电路R1上的电压较低。当所述灯管组S1或灯管 组S2中的灯管L发生异常时,由于负载发生变化,从而导致次级绕组Wl、W2的输出电压发 生变化,进而使得所述低压输出端bb与低压输出端dd所输出的电流信号因振幅不同而无 法相互抵消,所述第一检测电阻R1上得到较高的电压。因此,所述电压检测电路113a通过 检测第一检测电阻R1上的电压可判断灯管组S1及灯管组S2是否正常工作。然而,当灯管 组S1与灯管组S2中处于非正常工作状态的灯管L数量恰好相同时,所述低压输出端bb与 低压输出端dd所输出的电流信号还是可以相互抵消。此时,仅通过检测第一检测电阻R1 上的电压无法判断出灯管组S1及S2中有灯管L发生异常。但是,流经所述第二电阻R2及 第三检测电阻R3的电流分别为对应变压器的总电流。因此,只要灯管组S1或S2中的灯管 L发生异常,所述第二检测电阻R2及第三检测电阻R3上的电压便会发生变化。所以,通过 检测所述第二检测电阻R2及第三检测电阻R3上的电压可判断灯管组S1及灯管组S2是否 正常工作。可以理解的是,所述逆变电路111中所包括的变压器并不限于两个。当有多个变 压器时,每一个变压器次级绕组的低压输出端分别先通过一检测电阻相互连接,最后再一 起通过另一检测电阻接地。此外,本实用新型中,为了防止跳火现象发生,所述平衡电路板16中的平衡单元 可以有以下实施方式电容平衡架构、电感平衡架构、Jin平衡架构抑或其它。其中,电容平 衡架构为采用电容作为平衡元件;电感平衡架构为采用电感做为平衡元件;Jin平衡架构 为采用变压器做为平衡元件。电容平衡电路中,电容元件可以安装在PCB表面,所述类元件 为表面黏着元件(Surface Mount Device, SMD);抑或是通过PCB安装,所述类元件为Dip 元件。所述分散单元13与平衡单元14整合于同一块印刷电路板上,其上除了用以连接灯 管L或者介面12的连接器,还设置有SMD元件或者Dip元件以保护背光模块100。SMD元 件为电路元件,例如电容、芯片,所述电路元件的电极(或者接脚)焊接在电路板的表面, 并非穿透电路板。Dip元件亦形成于电路板(例如PCB),且其电极(或者接脚)穿透电路 板所焊接。本实用新型中,平衡单元14包括多个形成于多层结构中的嵌入式电容,所述多 层结构包括多个通过绝缘介质所分隔出的导电层。参考图4,所述平衡单元14包括具有多个电容的PCB16b。每一个电容的两个电极 分别形成于PCB 16b,并且通过任通孔El、E2…En连接对应的灯管。参考图5A-5B,所述PCB 16b包括LR_1 ? LR_4四层导电层,其上形成导电元件。 LR_1 ? LR_4导电层被绝缘介质DLR_1 ? DLR_3所隔开。图5B中,每一个电容包括两个金属层,其对应在PCB 16b的第二、第三导电层 LR_2、LR_3形成,用于暂时储存电子。图5B中,平行相隔的两个金属层为电容(例如C1)的 两个电极。其中,一个电极与一个通孔(例如E1)相连,另一个电极与一个高压线(如图2 中的121或122)相连,所述高压线为从逆变电路111连接出来。如图6A-6D所述,其为所述PCB 16b各层的结构。在图6A-6D的PCB16b中,每一 个通孔191-198由LR_1层的最上表面通过LR_2、LR_3层延伸至LR_4层的下表面。每一个 通孔的LR_1 LR_4层为由导电材料所填充。本实用新型中,介面12中高压线121与122 分别连接通孔197与198。每一个通孔191-196与灯管模块15中的一个灯管相连。当高压 线121与122传送的信号极性相反时,与通孔197、198相连的任意两个相邻的通孔亦提供极性相反的信号至灯管。图6A中,PCB 16b的最上层LR_1除了连接器,未承载任何SMD或者Dip元件。图6B中,PCB 16b的第二层LR_2包括多个金属层P11、P12、P13、P14、P15以及 P16,所述金属层为印刷铜箔。由图中可以看出,所述金属层均包括两个区域,且通过窄导线 相连。金属层Pll、P13、P15对应与通孔191、193、195相连,同时,金属层P12、P14、P16均 与通孔198相连。图6C中,PCB 1613的第三层1^_3包括多个金属层?21、?22、?23、?24、?25以及 P26。所述金属层为为铜箔。金属层P21、P23、P25均与通孔197相连,同时,金属层P22、 P24、P26对应与通孔192、194、196相连。图6D中,PCB 16b最底层LR_4亦未承载任何SMD或者Dip元件。可以理解的是,与相同高压线相连的不同电容的电极可能位于不同层。详见图 7A-7D所示的PCB 16b的另一实施方式。在图7A-7D的PCB16b中,每一个通孔201-209为由LR_1层的最上表面通过LR_2、 LR_3层延伸至LR_4层的下表面。每一个通孔的LR_1 LR_4层为由导电材料所填充。本 实用新型中,介面12中高压线121与122分别连接通孔207与208。每一个通孔201-206 与灯管模块15中的一个灯管相连。当高压线121与122传送的信号极性相反时,与通孔 207、208相连的任意两个相邻的通孔亦提供极性相反的信号至灯管。图7A中,PCB 16b的最上层LR_1未承载任何SMD或者Dip元件。图7B中,PCB 16b的第二层LR_2包括多个金属层P11、P12、P13、P14、P15以及 P16,所述金属层为印刷铜箔。金属层Pll、P13、P15、P16对应与通孔201、203、205、206相 连,同时,金属层P12、P14对应与通孔208、209相连。图7C中,PCB 1613的第三层1^_3包括多个金属层?21、?22、?23、?24、?25以及 P26。所述金属层为为铜箔。金属层P21、P23、P25均与通孔207相连,同时,金属层P22、P24 对应与通孔202、204相连。金属层P26为与通孔209相连。图7D中,PCB 16b最底层LR_4未承载任何SMD或者Dip元件。通孔207、208、209 与图7A-7D中的导线为本实施方式中的分散单元13。应注意的是,平衡单元14并不仅限于本实施方式的具有四个导电层的PCB 16b。 例如图8中所示的平衡单元14包括多个电容CI、C2、C3…Cn。所述电容的电极形成于 LR_2 ? LR_5,两个相邻电容的电极于不同层所形成。综上所述,本实用新型所提供的放电灯驱动系统中,当至少一个灯管发生异常时, 通过检测逆变电路低压输出端上因灯管异常而引起的驱动信号变化,即可精确判断所述异常.
权利要求一种放电灯驱动系统,用于驱动包括多个灯管的灯管模块,其中,所述灯管至少分为两组设置,其特征在于所述放电灯驱动系统包括逆变电路,包括用于给所述灯管提供电源信号的至少两个变压器,所述变压器包括初级绕组及次级绕组,所述每一初级绕组及次级绕组分别包括低压端及高压端,所述不同变压器次级绕组的低压输出端分别先通过一检测电阻后相互连接,最后再一起通过另一检测电阻接地;介面,用于传送电源信号;分散单元,用于通过所述介面接收所述逆变电路所提供的电源信号,并分散至所述灯管;平衡单元,包括多个电容,用于将所述电源信号平均提供给所述灯管;以及异常检测电路,包括连接电压检测电路,所述电压检测电路分别与所述检测电阻相连接,以检测因所述灯管工作异常而引起的检测电阻的电压变化,从而检测所述灯管模块的工作状态。2.如权利要求1所述的放电灯驱动系统,其特征在于所述电容是形成于多层结构中的嵌入式电容,其中,所述多层结构包括多个通过绝缘介质所分隔出的导电层。3.如权利要求2所述的放电灯驱动系统,其特征在于每一个电容包括两个金属板,其分别位于所述多层结构中不同导电层。4.如权利要求2所述的放电灯驱动系统,其特征在于每一个电容包括两个做为电极的金属板,且相邻两个电容的电极分别形成于所述多层结构的不同导电层中。
2.如权利要求1所述的放电灯驱动系统,其特征在于所述电容是形成于多层结构中 的嵌入式电容,其中,所述多层结构包括多个通过绝缘介质所分隔出的导电层。
3.如权利要求2所述的放电灯驱动系统,其特征在于每一个电容包括两个金属板,其 分别位于所述多层结构中不同导电层。
4.如权利要求2所述的放电灯驱动系统,其特征在于每一个电容包括两个做为电极 的金属板,且相邻两个电容的电极分别形成于所述多层结构的不同导电层中。
专利摘要一种放电灯驱动系统,其包括至少两组灯管模块、用于给该灯管模块提供电源信号的逆变电路、用于传送电源信号的介面、用于通过介面接收电源信号并分散至灯管模块的分散单元、通过电容将电源信号平均提供给灯管模块的平衡单元及异常检测电路。该逆变电路包括至少两个具有初级绕组和次级绕组的变压器。每一初级绕组及次级绕组分别包括低压端及高压端。该不同变压器次级绕组的低压输出端分别先通过一检测电阻后相互连接,最后再一起通过另一检测电阻接地。该异常检测电路包括连接至检测电阻的电压检测电路。该电压检测电路通过检测因所述灯管工作异常而引起的检测电阻的电压变化,从而判断所述灯管模块的工作状态。
文档编号H05B41/36GK201616947SQ20092031307
公开日2010年10月27日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者吕奇璋, 糜自强, 葛炽昌, 陈嘉坤 申请人:国琏电子(上海)有限公司;寰永科技股份有限公司;鸿海精密工业股份有限公司
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