用于驱动多个负载的装置与方法

专利名称：用于驱动多个负载的装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种多种负载的驱动系统，如背光系统中的冷阴极管的驱动系统，该背光系统用在液晶显示器等传送式显示装置的背光源。特别地，本发明涉及一种驱动装置及其方法，举例来说，该驱动装置可作为驱动源提供逆变器的负载等的异常检测功能。
背景技术：
最近的液晶显示器面板被用于从计算机等的数据显示到电视接收机的显示成像，为了适应于诸如此类的扩展的应用范围，需要高亮度地显示，以满足图像等的高质量。为了应对诸如此类的高亮度的改善，使用这样的背光系统，其直接在液晶面板的背面下方，平行设置多个冷阴极管。在形成大型显示器的液晶显示器面板中，诸如此类的背光系统是主流产品。
相对于荧光材料及其封入气体、放电功率等而言，在液晶显示器面板的背光中所用的冷阴极管，具有由于各种部分的长期变化、热损耗所造成的寿命等问题。为了防止由于寿命末期中出现的特性变化，比如阻抗变化所造成的异常工作状态，安全断开高压电路是必要的。因此，故障检测以及基于故障检测的测量是不可缺少的。
作为与诸如此类的背光装置相关的早期专利文献，例如，待审公开号为No.2002-134293的日本专利是存在的。
另外，在具有多个冷阴极管的系统中，为了诊断每个冷阴极管的状态，必须在每个冷阴极管处提供监控如每个冷阴极管的管电流值或终端电压值的数值，或者该数值的波动量的检测装置。这样，为每个冷阴极管提供检测装置就成为成本增加和背光单元变大的原因。
图1说明具有多个冷阴极管的背光装置的实例。背光装置2具有冷阴极管组4，其由多个冷阴极管401、402、403……和40N以及逆变器6组成。逆变器6具有分别对应于各冷阴极管401、402、403……和40N的高压控制电路8、升压变压器10、电容12等。而且，提供单独监控和检测每个冷阴极管401、402、403……和40N的电流的电流检测电路14，并且每个电流检测电路14所测得的电流分别通过对应的反馈电路16提供给对应的高压控制电路8。这样，在给每个冷阴极管401、402、403……或40N提供电流检测电路14和反馈电路16的结构的情况下，会造成成本增加和背光单元变大的不适当。
与诸如此类的背光装置2的结构相关，也考虑这样的一种结构，其通过将单独的检测装置合为一体来检测异常。例如，可考虑如图2所示的结构。在该结构中，将单个电流检测电路14共有地提供给每个冷阴极管401、402、403……和40N，并且该结构利用共有的反馈电路16向每个高压控制电路8分配。按照诸如此类的结构，由于冷阴极管401、402、403……和40N的冷端(cold side)的配线可合为一体，所以能够压缩配线的空间系数和检测电路的成本。然而，当冷阴极管401、402、403……和40N之一，比如冷阴极管401出现阻抗异常时，表示该状态的变化量，即电流值或其波动量，相对于整体而言会变成很小的量。因此，正常或异常的判断会很困难，并且会造成错误的检测等。也就是说，由于使用共有的电流检测电路14会降低电流检测的准确性，所以它不能作为一种有效的装置。
此外，上述公开号为2002-134293的专利描述一种此前的问题，即在液晶显示器面板所用的背光设备中，当荧光灯由于某些或其他原因停止发光时，会出现逆变器的输出异常增大的情况，并且会有由于电力放电所造成的着火和电击的危险。并且，该文献公开了如下结构作为解决问题的装置。也就是说，在液晶显示器面板所用的液晶显示器的背光照明设备中，当荧光灯由于寿命末期中的电极老化或者由于内部高压气体的变化而停止发光时，或者当由于用以连接荧光管的连接器脱位或由于导线的断开而造成荧光灯不发光时，逆变器的输出会变成无负载状态，并且输出电压会异常地增大。为了防止由于维修时接触所造成的电力放电或电击而引起的着火问题，荧光灯的发光或不发光是通过灯电流的存在或不存在来检测的。然后，当出现没有灯电流即荧光管的不发光状态时，逆变器的输出会强制性停止，以阻止输出电压的异常增大。即使在参照上述公开号2002-134293时，本发明所解决的问题及其解决装置也并未被公开或建议。

发明内容
本发明涉及负载的驱动器，如液晶显示器的背光装置中所用的冷阴极管的驱动器，并且本发明的目的在于提供一种异常检测所需的简化结构，而不会破坏异常检测的检测准确性。
进一步地，本发明的另一目的在于提供一种电流检测的简化结构，其在检测负载电流并判断异常时，不会破坏检测的准确性。
为了达到上述目的，按照本发明的驱动装置是依次驱动多个负载(冷阴极管341、342、343……和34N)的驱动装置，并且该驱动装置是这样的结构，该结构包括驱动部分(高压控制部分361、362、363……和36N，升压变压器38)，通过时分法依次驱动每个负载；以及异常检测部分(电流检测部分46，比较部分62)，在驱动每个负载时，检测每个负载的异常。这时，负载的异常也可以是流过负载的电流、负载的端间电压的异常的任一个，以及负载端的电路的异常等。
按照诸如此类的结构，多个负载比如冷阴极管通过时分法依次被驱动，并且每个负载的异常在其被驱动时被检测。也就是说，由于对异常的检测同步于对负载的驱动来进行，在每个负载的独立硬件在异常检测的过程中变得无用，从而用于异常检测的结构可被简化。
为了达到上述目的，本发明的驱动装置也可构成为，上述异常检测部分检测流过每个负载的电流。按照此类结构，能够根据每个负载的电流检测负载异常，该检测同步于通过时分法对负载的顺序驱动。而且，上述异常检测部分也可构成为，判断检测电流的大小是正常还是异常。此外，上述异常检测部分也可构成为，当在预定时间持续检测到上述异常时，或者当在检测定时持续检测到预定次数的上述异常时，判定工作状态恶劣。而且，上述负载并不限于冷阴极管。这些负载也可以是点亮多个冷阴极管的冷阴极管逆变器。
为了达到上述目的，本发明的驱动装置也可构成为，上述驱动部分通过驱动定时，控制每个负载的顺序驱动，并且通过产生的驱动定时，延迟预定时间地依次驱动每个负载，从而上述异常检测部分检测每个负载的异常，以与被延迟预定时间的顺序驱动相匹配。此外，上述异常检测部分也可构成为，通过将电流转换为电压来检测每个负载的电流。进一步地，上述驱动装置还能同时驱动多个负载，并且上述异常检测部分也可构成为，在这些负载依次被驱动时，检测每个负载的异常。
为了达到上述目的，按照本发明的驱动方法是依次驱动多个负载的驱动方法，并且该驱动方法是这样的方法，该方法包括通过时分法依次驱动每个负载的步骤；以及在驱动每个负载时，检测每个负载异常的步骤。根据如上所述的结构，每个负载的异常可同步于通过时分法对负载的顺序驱动来检测。
为了达到上述目的，本发明的驱动方法也可构成为，在上述检测每个负载异常的步骤，检测流过负载的电流。根据如上所述的结构，负载的异常可根据每个负载的电流检测，该检测同步于通过时分法对负载的顺序驱动。
如上所述，本发明涉及一种驱动系统，该驱动系统驱动多个负载但并不限于多个冷阴极管，并且同步于每个负载的时分驱动，检测每个负载的异常。因此，本发明可实现等效于在每个负载处提供检测异常的结构时的异常检测功能。这时，对应于用于检测异常的简化结构，本发明有助于改善驱动多个负载的各种驱动系统的可靠性并且很有用。而且，将本发明的特征和优点列举如下。
(1)对于各种负载的驱动，比如对液晶显示器等的背光装置中所用的多个冷阴极管的驱动，能够同步于通过时分法的对多个负载的驱动，检测异常。因此，无需在每个负载处单独提供用于检测异常的结构，就能够实现与在每个负载单独检测的情况等效的检测准确性。由此，能够简化用于检测异常的结构或者使得该结构单一。
(2)对于多个负载的电流检测，比如对液晶显示器等的背光装置中所用的多个冷阴极管的电流检测，能够同步于通过时分法的对多个负载的选择性驱动，检测每个负载的电流。因此，无需在每个负载处单独提供用于电流检测的结构，并且能够实现与单个电流检测的情况等效的检测准确性。由此，能够简化用于电流检测的结构或者使得该结构单一。
(3)除了可简化用于电流检测的结构外，还能够简化多个负载的电流检测所需的每个负载的负载端的配线，或者使得该配线单一。例如，能够简化冷阴极管中冷端的配线或者使得该配线单一。由此，由于减少用于配线的空间系数，而可提供装置的小型化和生产成本的减少。


通过如下描述和附图，本发明的前述和其他目的、特征及伴随的优点将变得更好地理解，在附图中图1为现有背光装置的结构的电路图；图2为另一现有背光装置的结构的电路图；图3为按照本发明第一实施例的背光装置的结构的电路图；图4为按照本发明第二实施例的背光装置的结构的电路图；图5为按照本发明第二实施例的背光装置的操作的时序图；图6为按照本发明第三实施例的背光装置的结构的电路图；图7为按照本发明第三实施例的背光装置的操作的时序图；图8为按照本发明第三实施例的背光装置的操作的流程图；以及图9是按照本发明第四实施例的个人计算机的示意图。
具体实施例方式
(第一实施例)参照图3说明本发明的第一实施例。图3为按照本发明第一实施例的背光装置的概要示意图。
该背光装置30构成图中未示出的液晶显示器等的传送式显示装置的背面光源。该背光装置30具有用作各种负载的驱动装置的逆变器电路32，也具有作为多个负载的实例的冷阴极管组34，从而形成冷阴极管逆变器。冷阴极管组34由冷阴极管341、342、343……和34N构成。这时，逆变器电路32是指向冷阴极管341、342、343……和34N等每个负载的电源单元。该逆变器电路32对应于冷阴极管341、342、343……和34N，提供高压控制电路361、362、363……和36N、升压变压器38、电容40等作为这些冷阴极管的驱动部分，并且也提供时分控制处理部分42，该时分控制处理部分选择性地控制每个高压控制电路361、362、363……和36N的操作。每个高压控制电路361、362、363……和36N将直流电输入转换成比如高频交流电，并且将高频交流电提供给升压变压器36用以使其变为高压。在该实施例中，冷阴极管341、342、343……和34N构成发光单元。
按照诸如此类的结构，时分控制处理单元42每隔预定时间操作每个高压控制电路361、362、363……和36N。然后，在每个预定时间从高压控制电路361、362、363……和36N依次产生的驱动电压会通过对应的升压变压器38和对应的电容40，提供给每个冷阴极管341、342、343……和34N，从而在每个预定时间依次驱动每个冷阴极管341、342、343……和34N。如果冷阴极管341、342、343……34N的每个发光时间被设置为很短的时间，可将其视为这样的状态，即由于人眼的残留图像，使得每个冷阴极管341、342、343……和34N像是被同时点亮。
而且，每个冷阴极管341、342、343……和34N的一个电极，即该实施例中的每个冷端电极44共有地连接，并且电流检测部分46连接到通过共有地连接而形成的每个冷端电极44。该电流检测部分46构成检测电流大小(level)的异常的异常检测部分。这时，对于多个冷阴极管341、342、343……和34N，只设置有电流检测部分46。该电流检测部分46单独检测流经每个冷端电极44的每个冷阴极管341、342、343……34N的电流，并且通过反馈电路48向时分控制处理部分42提供该检测信息作为反馈。例如，电流检测部分46将电流转换成电压大小以获取它，并且将该电压大小作为控制信息提供给时分控制处理部分42。也就是说，电流检测部分46检测电流的异常，并且该测得的输出会作为表示异常的控制信息，由时分控制处理部分42获取。这时，时分控制处理部分42进行控制以达到这样的状态，即在预定时间区间选择性地操作高压控制电路361、362、363……和36N，并且由此使得每个冷阴极管341、342、343……和34N在每个预定时间依次点亮。在此期间，时分控制处理部分42与当前被点亮的冷阴极管341、342、343……或34N保持同步地从电流检测部分46获取电流。也就是说，作为冷阴极管341、342、343……或34N的驱动定时的发光定时与电流的检测定时通过时分法被同步了，并且当前被点亮的冷阴极管341、342、343……或34N的电流在每个冷阴极管341、342、343……和34N被检测和监控。
按照诸如此类的结构，以时分控制处理部分42的发光顺序，每隔预定时间从高压控制电路361、362、363……36N依次分别输出驱动电压，并且每个驱动电压通过对应的升压变压器38和对应的电容40提供给冷阴极管341、342、343……和34N，该冷阴极管341、342、343……和34N将会依次被点亮。流过发光的冷阴极管341、342、343……和34N的每个电流会流过共有提供的反馈电路48，并且由电流检测部分46来检测。接着，例如，在转换成电压大小之后，该电压大小会作为反馈提供给时分控制处理部分42并且被监控。
如上所述，由于冷阴极管341、342、343……和34N的单个电流可通过时分法，根据冷阴极管341、342、343……和34N的顺序地点亮来监控，所以电流检测部分46所测得的电流是每个冷阴极管341、342、343……和34N的单个电流。也就是说，由于每个冷阴极管341、342、343……和34N中的电流变化量可高准确性地被检测，而无需如图2的现有电流检测中所示那样进行相加，正常或异常的判断会变得容易，并且能够提高判断的精确度。可防止很小的变化量造成的现有技术中的错误检测，并且即使对于多个冷阴极管341、342、343……和34N，设置单个电流检测部分46也是足够的。而且，由于还能简化反馈电路48，所以可实现电路结构的简化。这时，在脉冲等驱动的阻抗等设备中，一直是通过时分方法来驱动的，由于电流的监控和反馈在普通状态下总是可能的，所以该结构成为特别有效的装置。也就是说，与负载的驱动定时同步地来检测异常。虽然在该实施例中，正常或异常是从电流的大小中检测的，但正常或异常也可从电压的大小中检测。
在该实施例中，冷阴极管341、342、343……和34N的普通发光操作和电流检测是同时进行的，也就是说，电流检测是同步于依靠该时分法的发光顺序来执行的。就此而言，对于另一实施例，普通发光操作和电流检测也可分别按照不同的顺序来进行。这时，使得每个冷阴极管341、342、343……和34N同时点亮的静态发光按照普通发光操作来进行，并且进行切换到不同于发光顺序的故障检测(电流检测)顺序。然后，在该顺序中，也可进行在上面的实施例中描述的电流检测。
如上所述，不管使用该实施例和另一实施例中的哪一个，例如，在多个冷阴极管341、342、343……和34N被直接设置在传送式显示装置如液晶显示器的后背中的背光系统中，均可通过时分法驱动逆变器电路32的作为单独的驱动部分的高压控制电路361、362、363……和36N，来实现等效于电流检测部分46被单独提供给每个冷阴极管341、342、343……34N的情况的单独检测，从而检测出冷阴极管341、342、343……和34N的各自的故障。由此，就能够仅通过电流检测部分46，对冷阴极管341、342、343……和34N中的某个可选冷阴极管进行阻抗测量。
(第二实施例)参照图4说明本发明的第二实施例。图4为按照本发明第二实施例的背光装置的概要示意图。
在该第二实施例的背光装置30中，用作驱动装置的逆变器电路32，作为该逆变器电路32的多个负载的冷阴极管341、342、343……和34N，与作为该逆变器电路32的驱动部分的高压控制电路361、362、363……36N、升压变压器38以及电容40的结构和操作与在第一实施例中描述的相同。因此，省略了对这些功能的说明。
图像显示控制部分49，例如，可被提供给电视接收机、显示单元、个人计算机(PC)等图像系统，并且对图中未示出的液晶显示器的图像显示进行控制。而且，在逆变器电路32的时分控制处理部分42中，提供波形整流/定时产生部分50。该波形整流/定时产生部分50从上述的图像显示控制部分49接收图像同步信号Vs。然后，使用信号Vs作为同步信号，波形整流/定时产生部分50产生发光定时(驱动定时)，检测定时脉冲，由波形整流生成的锯齿电压Vt，以及对应于每个高压控制电路361、362、363……和36N的控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……和PWMN。而且，波形整流/定时产生部分50接收输出停止信号，并且进行停止等的操作。
在作为异常检测部分以检测负载的异常的电流检测部分46中，提供由电阻组成的电流检测元件52，以及电平检测部分53。在该实施例中，电流检测元件52连接在每个冷阴极管341、342、343……和34N的冷端电极44与接地点之间。每个冷阴极管341、342、343……和34N的电流在电流检测元件52中被转换成待获取的电压，并且该电压通过电平检测部分53进行的整流、滤波等处理，作为表示电流变化的大小信息被获取。该电压是测得的电压。该测得的电压用于冷阴极管341、342、343……和34N的亮度控制和异常检测。电流检测元件52也可由晶体管等有源元件构成。
因此，为了从测得的电压中获得亮度控制所必需的信息，逆变器电路32具有误差信号放大器54。提供给误差信号放大器54的有该测得的电压，并且作为控制部分56发出的可变亮度信息的可变亮度电压，被数模转换器(D/A)58转换为模拟值后，也被提供给误差信号放大器54。该控制部分56，例如，可由微型计算机构成。控制部分56设置驱动定时和检测定时，并且也构成判断测得的值的大小，比如测得的电流的大小是否正常的判断部分。由于测得的电压表示冷阴极管341、342、343……和34N的亮度，所以误差电压，即测得的电压与可变亮度电压(即其参照值)的差值被误差信号放大器54获得。比较器60比较该误差电压与锯齿电压Vt，而获得脉宽调制输出信号PWM，该脉宽调制输出信号的脉冲宽度取决于该误差电压的值，并被提供给波形整流/定时产生部分50。也就是说，在误差信号放大器54和比较器60中，工作控制(duty control)，即取决于误差电压的脉宽控制，被执行为向着对应于参考亮度的脉宽。接着，对应于每个高压控制电路361、362、363……和36N的控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……和PWMN作为脉宽调制输出信号PWM输出，该脉宽调制输出信号PWM与图像同步信号Vs产生的检测定时同步，从而冷阴极管341、342、343……和34N被这些控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……和PWMN依次点亮。
而且，在逆变器电路32中还提供比较部分62，该比较部分62作为检测电流检测部分46所测得的电压是否在正常值的范围以内的窗口比较器。该比较部分62具有第一和第二比较器64和66，并且所测得的电压被提供给每个比较器64和66。相应地，从参考电压源68为比较器64设置上限参考电压VH(异常/正常的判断参考值)，从参考电压源70为比较器66设置下限参考电压VL(异常/正常的判断参考值)。于是，当测得的电压大于下限参考电压VL并小于上限参考电压VH时，表示正常的输出可从比较器64和66获得。如果测得的电压超过上限参考电压VH，表示异常的输出会从比较器64获得，并且如果测得的电压小于下限参考电压VL，表示异常的输出会从比较器66获得。参考电压源68和70分别由可变电压源构成，并且，上限参考电压VH和下限参考电压VL可根据这样的上限电平和下限电平来随意选定，该上限电平和下限电平是测得的电压的正常范围，而该测得的电压表示流过每个冷阴极管341、342、343……和34N的电流。由于每个参考电压VH和VL被设置为能够检测出是否有异常出现在每个冷阴极管341、342、343……和34N中的电平，当测得的电压在“大于下限参考电压VL并小于上限参考电压VH、±ΔV的范围”以内时，表示正常的比较输出会从比较部分62获得，和当测得的电压不在“大于下限参考电压VL并小于上限参考电压VH、±ΔV的范围”以内时，表示异常的比较输出会从比较部分62获得。
而且，控制部分56从波形整流/定时产生部分50接收检测定时脉冲，并且与冷阴极管341、342、343……和34N的发光次序同步地，从比较部分62获取对测得的电压的比较结果。然后，当比较部分62的比较结果表示异常时，控制部分56产生输出停止信号，从而使波形整流/定时产生部分50的操作停止。另一方面，当比较部分62的比较结果表示正常时，将使波形整流/定时产生部分50的操作继续。这时，控制部分56也可构成为，接收比较部分62的比较结果，用以发出表示哪个冷阴极管341、342、343……或34N是异常的故障诊断码，从而产生表示液晶显示器显示的继续/停止的异常或正常的状态VC等，并且将它们提供到图像显示控制部分49等。
参照如图5中所示的时序图来说明该背光装置30的操作。在图5中，横轴表示时间“t”，并且在每个脉冲，“L”表示低电平部分，“H”表示高电平部分。
如图5(A)所示的图像同步信号被提供给波形整流/定时产生部分50，并且如图5(E)中所示的检测定时脉冲由该图像同步信号产生。在该实施例中，垂直同步信号用作该图像同步信号。检测定时脉冲在其上升沿或下降沿与该垂直同步信号的下降沿同步，并且该检测脉冲在该垂直同步信号的每个期间TH具有2.5个期间，并且形成为占空率50％。而且，如图5(B)、(C)和(D)所示，对应于检测定时脉冲的上升沿或下降沿上升的信号PWM1、PWM2和PWM3产生了。尽管图中未示出，但信号PWM4……PWMN被相似地产生。
这里，检测定时脉冲在时间点t0与图像同步信号的下降同步地下降。在从由检测定时脉冲所设置的时间点t0到时间点t1的时间T0过去之后，如图5(B)所示，信号PWM1上升，并且在预定发光时间TON过去之后下降。冷阴极管341在该发光时间TON被打开，并且在不发光时间TOFF被关闭。进一步地，在从检测定时脉冲的时间点t1到时间点t2的时间T1过去之后，如图5(C)所示，信号PWM2上升。由此，相似地，冷阴极管342在信号PWM2的高电平部分被打开，并且在它的低电平部分被关闭。进一步地，在从检测定时脉冲的时间点t2到时间点t3的时间T2过去之后，如图5(D)所示，信号PWM3上升。由此，相似地，冷阴极管343在信号PWM3的高电平部分被打开，并且在它的低电平部分被关闭。诸如此类的操作以链式顺序重复进行，从而冷阴极管341、342、343……和34N发光被依次点亮。例如，假定该图像同步信号的一个扫描期间被设置为，比如由60Hz的信号产生的大约16.5毫秒的时间，冷阴极管341、342、343……和34N在等待时间16.5毫秒过去之后被依次点亮。
每个冷阴极管341、342、343……34N的单个发光时间TON是由电流检测元件52所检测的测得电压来控制的，从而，冷阴极管341、342、343……和34N的亮度控制也是如上所述来进行的。也就是说，通过发光时间TON的长度，来调整冷阴极管341、342、343……或34N的重叠发光时间，以及改变亮度。
进一步地，如图5(E)所示，检测定时脉冲的时间T1被设置为冷阴极管341的电流检测期间，时间T2被设置为冷阴极管342的电流检测期间，以及时间T3被设置为冷阴极管343的电流检测期间。在每个时间T1、T2和T3……，冷阴极管341、342、343……和34N中的被点亮的冷阴极管中的电流被检测。接着，根据该电流值，检测和判断冷阴极管341、342、343……和34N中的该对应的冷阴极管中是否存在异常。基于该判断的结果，当任一个冷阴极管341、342、343……和34N中出现异常时，控制部分56提供输出停止信号给波形整流/定时产生部分50，从而停止发光。这时，表示液晶显示器的故障的故障诊断码和状态Vc被输出并提供给图像显示控制部分49，从而显示在传送式显示装置的显示部分上。
通过如上所述的结构，当任一个冷阴极管341、342、343……和34N出现异常时，可防止由于持续提供驱动电压，而造成的高压电极中出现不可预见的放电，进而可防止由于如上所述的放电而造成的不可预计的情况。还可预防由于流过逆变器电路32的异常电流而造成的元件发热和短路，从而可预防由于过电流造成烟熏、着火等事故。
(第三实施例)参照图6说明本发明的第三实施例。图6为本发明第三实施例的背光装置的概要示意图。
在该第三实施例的背光装置30中，用作驱动装置的逆变器电路32，作为该驱动装置的多个负载的冷阴极管341、342、343……和34N，与作为该驱动装置的驱动部分的高压控制电路361、362、363……36N、升压变压器38以及电容40的结构和操作与在第一实施例中描述的相同。因此，省略了对这些功能的说明。
图像显示控制部分49，例如，可被提供给电视接收机、显示单元、个人计算机(PC)等图像系统，并且具有图像垂直同步信号输出部分72、亮度控制部分74等。该图像垂直同步信号输出部分72输出垂直同步信号，而该亮度控制部分74输出亮度控制信号。
在逆变器电路32中，提供用作驱动输出产生部分的PWM产生部分76，该PWM产生部分76产生PWM输出信号，以作为到高压控制电路361、362、363……和36N驱动输出。该PWM产生部分76通过接收图像垂直同步信号，产生同步于该图像垂直同步信号的PWM输出信号，并且该PWM输出信号的脉宽由亮度控制部分74的亮度控制信号来控制。而且，提供多个延迟处理部分781、782、783……和78N，使其对应于冷阴极管341、342、343……和34N，从而通过以预定时间间隔、单独地延迟每个冷阴极管341、342、343……和34N的发光起始时间来依次点亮。响应于来自控制部分80的开关信号，这些开关信号用于在预定时间间隔中发生延迟动作，延迟处理部分781、782、783……和78N根据单个PWM输出信号，产生对应于冷阴极管341、342、343……和34N的控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……和PWMN。在这种情况下，对每个延迟处理部分781、782、783……和78N的PWM输出信号的分配是通过有线式或插接式连接(wired-or connection)构成的。如果每个延迟处理部分781、782、783……和78N是这样的电路就是够用的，该电路可响应于开关信号而在该预定时间间隔中导通，并根据单个的PWM输出信号，产生被延迟预定时间的控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……或PWMN，并且这些延迟处理部分并不限定于具体的结构。例如，每个延迟处理部分781、782、783……和78N可由D-FF(D触发器)、门电路等构成。
进一步地，检测定时脉冲产生部分82接收来自延迟处理部分781、782、783……和78N的控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……和PWMN，并且通过完成“与”运算条件，产生检测定时脉冲等，该检测定时脉冲表示与冷阴极管341、342、343……和34N的发光定时(驱动定时)相对应的电流的检测定时。该产生的检测定时脉冲被控制部分80中用作冷阴极管341、342、343……和34N的特点信息。
控制部分80对应于第二实施例中的控制部分56，并且由微型计算机等构成。控制部分80构成判断部分，该控制部分86执行作为异常的判断的电流的测量、过电流的检测以及断路的检测，来判断异常或正常。此外，控制部分80内部具有计数器，用以进行异常持续时间的测量和异常次数的计数。控制部分80接收垂直同步信号。并且，控制部分80通过使用用于检测定时脉冲的计数复位的该垂直同步信号，即，将该垂直同步信号作为起始点，对检测定时脉冲计数。然后，控制部分80使多个冷阴极管341、342、343……和34N在垂直同步期间TH依次点亮，并且在发光的冷阴极管341、342、343……和34N的发光期间，获取电流检测信息。
于是，在该实施例中，电流检测部分46(用作检测负载异常的异常检测部分)的电流检测元件52，通过流过作为负载的每个冷阴极管341、342、343……和34N的电流产生测得的电压，作为电平检测部分的整流器/滤波器电路84将该测得的电压转换为直流电平信号，接着，模数转换部分(A/D)86将该测得的电压转换为数字信号，并提供给控制部分80。因此，在控制部分80中，如前所述，对过电流、断路及其他的异常的判断，均是通过电流测量中测得的对应于每个冷阴极管341、342、343……和34N的电压大小进行的。接着，控制部分80发出的误差代码通知被提供给图像显示控制部分49，并且被显示为误差代码。该代码的显示也可通过语音来进行。
与诸如此类的每个冷阴极管341、342、343……和34N的发光和电流检测相关，举例来说，如图7的(A)和(E)所示，检测定时脉冲对应于垂直同步信号产生，并且在延迟处理部分781、782、783……78N中，举例来说，获得如图7的(B)、(C)和(D)所示的控制输出信号PWM1、PWM2和PWM3。虽然在图中并未示出，控制输出信号PWM4……和PWMN也是经相同的过程产生的。在每个控制输出信号PWM1、PWM2和PWM3中，发光时间TON和不发光时间TOFF交替地设置。在图7的(E)中，T0是由半个检测定时脉冲期间设置的延迟时间，时间T1是冷阴极管341的电流检测期间，时间T2是冷阴极管342的电流检测期间，以及时间T3是冷阴极管343的电流检测期间。
接着参照图8，说明控制部分80所进行的电流检测和误差代码输出等过程。图8说明控制部分80中的处理过程。
在该过程中，在步骤S1，判断垂直同步信号是否存在，并且判断计数器的计数值“n”是否等于或大于冷阴极管341、342、343……和34N的数目“N”。在第一个垂直同步信号(Sync)到来时，进行计数复位(n＝1)(步骤S2)。另一方面，当并不是第一个垂直同步信号时，判断检测定时脉冲是否到来(步骤S3)。接着，伴随着该检测定时脉冲的到来，执行电流检测和进行误差判断(步骤S4)。电流检测是通过转换为前述测得的电压来进行的，从而通过该测得的电压的大小的异常，来判断是否有误差。
作为该误差判断的结果，当异常不存在时，计数器的计数值“n”增加(n＝n+1)(步骤S5)，并且该处理过程返回到步骤S1。
另一方面，作为该差错判断的结果，当判断存在异常时，在计数器中累积的误差累积值E(n)增加(E(n)＝E(n)+1)(步骤S6)。然后，判断该累积值E(n)是否超过作为预定值的误差参考值(阈值)(步骤S7)。当该累积值E(n)并未超过该差错参考值(阈值)时，处理过程返回到步骤S1。另一方面，当该累积值E(n)超过该差错参考值(阈值)时，对冷阴极管341、342、343……和34N之中出现异常的第“n”个冷阴极管的操作被停止(步骤S8)。然后，发出误差代码输出(步骤S9)，并且提供复位处理的待命(步骤S10)。
根据如上所述的结构，对作为多个负载的冷阴极管341、342、343……和34N，采用时分法来实现顺序地发光，并在发光期间，与该顺序地发光保持同步地检测每个冷阴极管341、342、343……和34N的电流，从而判断该电流的大小的异常。当电流的大小的异常发生了预定次数时，作出故障存在的判断，并且停止对冷阴极管341、342、343……和34N的驱动。这时，由于发光定时和检测定时保持同步，就能够从冷阴极管341、342、343……和34N中指出发生异常的那个冷阴极管，并且通过将该冷阴极管换掉等使其恢复正常。
在该实施例中，每个高压控制电路361、362、363……和36N的停止控制，例如，由这样的控制(输出禁能)来执行，该控制在其前面的阶段提供关闭状态给延迟处理部分781、782、783……78N，从而使该延迟处理部分停止输出。
而且，在该实施例中，构成控制部分80的微型计算机在获得表示冷阴极管341、342、343……和34N的特点信息的ID时，以垂直同步信号作为动因监控误差。在这种情况下，冷阴极管341、342、343……和34N中的第“n”个冷阴极管的误差频率E(n)被记录，并且如果误差累积值超过某一数量时，对应的驱动部分，即高压控制部分361、362、363……和36N中对应的高压控制部分被停止。然后，该误差代码被输出，并提供给图像显示控制部分49。通过如上所述的处理过程，防止了仅基于一次的误差的判断所造成的处理差错，进而提高了异常检测的可靠性。
此外，在该实施例中，冷阴极管341、342、343……和34N的亮度控制是由图像显示控制部分49中的亮度控制部分74的亮度控制输出来控制的，并且是由PWM输出的工作控制相似地进行，用以形成控制输出信号PWM1、PWM2、PWM3……和PWMN。
(第四实施例)参照图9说明本发明的第四实施例。图9为按照本发明第四实施例的个人计算机的概要示意图。
在该个人计算机90中，传送式显示装置用作显示部分92，并且按照前面第一、第二或第三实施例所述的那样，将背光装置30设置在该传送式显示装置的后面的内部而作为背光源。
通过如上给出的结构，由背光装置30进行光源的时分驱动，并可与其驱动定时同步地监测每个光源的电流。由此，就能够一直监控每个光源的异常。而且，没必要设置监控光源的特定驱动期间，并且对异常的监控能够在普通的发光操作中进行。此外，由于不会使处于异常状态的光源持续运作，例如，如果应用于信息处理装置，就能够提高它的安全性并且实现高可靠性的操作。
以下列举与上述实施例有关的改型实例(1)虽然在每个实施例中，以冷阴极管341、342、343……和34N作为多个负载的例子，按照本发明的驱动装置和方法并不限于将冷阴极管作为异常检测的对象。本发明可广泛地应用于以下情况的异常的检测，不仅包括对点亮多个冷阴极管的冷阴极管逆变器、致动器等对光源的驱动，还包括对其他负载的驱动。
(2)虽然在每个实施例中，以每个冷阴极管341、342、343……和34N的电流大小作为异常检测的例子，也可以监控每个冷阴极管341、342、343……和34N的电极的电压大小。此外，作为异常的形式，本发明不仅可应用于冷阴极管等负载的异常，而且可应用于负载电路、高压控制电路361、362、363……36N、升压变压器38、电容40等的驱动部分端的异常监控。
(3)虽然在这些实施例中，单个的控制部分56或80被作为进行电流测量和异常判断的单元的例子，电流大小等的大小的判断，以及是否发生故障的判断也可分别由独立的判断部分构成。本发明并不限于由微型计算机等构成的单个控制部分56或80。
虽然用于实现本发明的最佳模式、目标、结构、操作以及效果已在前面详细地描述，但本发明并不限于用以实现本发明的上述实施例，并且显而易见，本发明可由本领域技术人员基于在本发明的权利要求和详细描述中所公开的本发明的要旨和精神来做出各种变化或改型，并且这样的变化或改型、各种推演结构、改型实例等均包含于本发明的范围中，并且该说明书和附图的描述不应限制性地被理解。
在此，通过引用将申请号为2004-004423的日本专利申请的全部公开内容，包括说明书、权利要求书、附图、摘要整体地并入。
权利要求
1.一种依次驱动多个负载的驱动装置，包括驱动部分，通过时分法依次驱动每个所述负载；以及异常检测部分，在驱动每个所述负载时，检测每个所述负载的异常。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述异常检测部分检测流过每个所述负载的电流。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其中，所述异常检测部分判断测得的所述电流的大小是正常还是异常。
4.如权利要求1所述的驱动装置，其中，当在检测定时连续检测到预定次数的所述异常时，或在预定时间内连续检测到所述异常时，所述异常检测部分对工作状态恶劣作出判定。
5.如权利要求3所述的驱动装置，其中，当在检测定时连续检测到预定次数的所述异常时，或在预定时间内连续检测到所述异常时，所述异常检测部分对工作状态恶劣作出判定。
6.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
7.如权利要求2所述的驱动装置，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
8.如权利要求3所述的驱动装置，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
9.如权利要求4所述的驱动装置，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
10.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述驱动部分通过驱动定时，控制每个所述负载的顺序驱动，并通过产生的驱动定时，延迟预定时间地依次驱动每个负载；以及所述异常检测部分检测每个所述负载的异常，以与被延迟预定时间的顺序驱动相匹配。
11.如权利要求2所述的驱动装置，其中，所述异常检测部分通过将电流转换为电压来检测所述负载的电流。
12.如权利要求3所述的驱动装置，其中，所述异常检测部分通过将电流转换为电压来检测所述负载的电流。
13.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述驱动装置还能同时驱动所述多个负载；以及所述异常检测部分在所述负载被依次驱动时，检测每个所述负载的异常。
14.一种依次驱动多个负载的驱动方法，包括通过时分法依次驱动每个所述负载的步骤；在驱动每个所述负载时，检测每个所述负载的异常的步骤。
15.如权利要求14所述的驱动方法，其中，在所述检测每个所述负载的异常的步骤，检测流过每个所述负载的电流。
16.如权利要求15所述的驱动方法，其中，在所述检测每个所述负载的异常的步骤，判断测得的所述电流的大小是正常还是异常。
17.如权利要求14所述的驱动方法，其中，当在检测定时连续检测到预定次数的所述异常时，或在预定时间内连续检测到所述异常时，在所述检测每个所述负载异常的步骤，判定工作状态恶劣。
18.如权利要求16所述的驱动方法，其中，当在检测定时连续检测到预定次数的所述异常时，或在预定时间内连续检测到所述异常时，在所述检测每个所述负载异常的步骤，判定工作状态恶劣。
19.如权利要求14所述的驱动方法，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
20.如权利要求15所述的驱动方法，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
21.如权利要求16所述的驱动方法，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
22.如权利要求17所述的驱动方法，其中，所述负载是点亮冷阴极管的冷阴极管逆变器。
23.如权利要求14所述的驱动方法，其中通过驱动定时控制每个所述负载的顺序驱动，并且通过产生的驱动定时，每个所述负载被延迟预定时间地依次驱动；以及在所述检测每个所述负载的异常的步骤，检测每个所述负载的异常，以与被延迟预定时间的顺序驱动相匹配。
24.如权利要求15所述的驱动方法，其中，在所述检测每个所述负载的异常的步骤，通过将电流转换为电压来检测所述负载的电流。
25.如权利要求16所述的驱动方法，其中，在所述检测每个所述负载的异常的步骤，通过将电流转换为电压来检测所述负载的电流。
26.如权利要求14所述的驱动方法，其中通过时分法同时进行每个所述负载的驱动；以及在所述负载被依次驱动时，检测每个所述负载的异常。
全文摘要
本发明提供了一种异常检测所需的简化结构，用在对液晶显示器的背光装置中使用的冷阴极管等负载的驱动中，不会破坏对异常检测的检测准确性。为此，依次驱动多个负载(比如冷阴极管)的驱动装置包括驱动部分，通过时分法依次驱动每个负载；以及异常检测部分，在驱动每个负载时，检测每个负载的异常。该驱动装置对应于每个负载的顺序驱动，检测负载的异常。
文档编号G02F1/13357GK1637822SQ20041004854
公开日2005年7月13日 申请日期2004年6月8日 优先权日2004年1月9日
发明者广末庸治 申请人:富士通株式会社