专利名称：冷阴极荧光灯多灯电流匹配电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷阴极荧光灯控制电路，更具体地说，涉及用于匹配多冷阴极荧光灯中电流的电路，特别是用于逆光(backlighting)应用。
背景技术：
由于全世界的消费者正在接纳LCD电视和其他LCD装置，因此平板LCD市场得以迅速发展。LCD电视的制造商正在不断地增加这些产品的屏幕尺寸，LCD电视需要逆光，通常利用安装在LCD显示器正后面的底架内侧的多冷阴极荧光灯来实现。屏幕的尺寸越大，所需要的灯的数量越多。
这种方法的主要问题在于，由于各个灯的亮度级不均衡，整个屏幕上会显示出亮度梯度。图1表示典型的CCFL电路，其中包括由InternationalRectifier Corp.制造的传统的控制电路100，例如IR-2153半桥驱动器，用于以给定频率控制荧光灯电路。
如图2以及图1的电路所示，当灯的电阻不等时，不均衡的电流将流入各个灯中，从而导致各个灯的亮度级不均衡。标准的CCFL灯的电压或电流不匹配，而且会因正常的制造公差而变化。由于这些灯通常具有非常大的电阻(＞100K Ohms)和非常小的电流(＜5mA)，因此任何很小的电压差、电流差或等效电阻差都会导致亮度有很大不同。这种亮度差非常明显，特别是当屏幕较大用的灯较多时，会导致LCD板后面出现不均衡的光梯度。
因此需要提供一种解决方案，提供一种灯，能够为整个LCD屏幕的统一逆光提供一致且相等的亮度级。
一种公知的解决方案是变压器平衡电路(图3)，该电路利用变压器来保持相等的电流流过各个灯。美国专利申请公开号2005/0093472中公开了另一种作为背景技术的变压器平衡电路。这些电路都很有用，但是却由于需要大量的平衡变压器而使得价格昂贵且体积大，特别是对于较大的LCD屏幕。典型的16灯逆光结构将需要16个变压器。
发明内容
根据本发明的一种实施方式，一种用于匹配由AC驱动电流驱动的多个灯的亮度的方法可以包括以下步骤从所述灯中选择具有最低亮度的第一个灯；以及周期性地减小第二灯中的AC驱动电流，以便减小第二灯的亮度以匹配第一灯的亮度。根据另一种实施方式，可以选择参考亮度，或者任选的参考AC电流电平(current level)，并且该方法可以周期性地减小驱动电流，以便相对于参考亮度或任选的参考AC电流电平设定灯的亮度。
一种用于驱动具有可控亮度的灯的电路可以包括驱动电路，用于向所述灯供应AC驱动电流；以及减小电路，用于周期性地减小所述灯中的AC驱动电流，以便设定所述灯中的AC驱动电流与参考值匹配。所述参考值可以对应于由所述AC驱动电路驱动的另一个灯的亮度，或者对应于参考AC电流电平。
所述减小电路可以包括与所述灯串联的开关，或者连接所述灯与地极的电阻器和开关设备的并联电路。所述AC驱动电流可以通过所述AC驱动电流的预定数量的半周期，优选为一个周期来减小。所述AC驱动电流可以通过向减小电路供送周期OFF脉冲来减小，所述减小电路可以通过所述AC驱动电流的所选择数量的半周期来间隔，例如通过接收所述AC驱动电流并对所述AC驱动电流的频率进行分频的分频电路来间隔。
利用集成电路(IC)来进行所述平衡可以取得更大的改进。由于灯的电流非常低，所以利用集成电路的能量消耗将降低。
参考附图，从下面对本发明实施方式的描述，将进一步理解本发明的其他特点和优势。
图1是传统的CCFL电路的示意性方块图。
图2是表示图1灯中的不均衡电流的图表。
图3是包括平衡变压器电流匹配电路的CCFL电路的示意性方块图。
图4是根据本发明一种实施方式的包括脉冲跳跃电流匹配控制电路的CCFL电路的示意性方块图。
图5是表示根据本发明一种实施方式的具有和不具有脉冲跳跃的灯电流波形的图表。
图6是表示实施方式中脉冲跳跃波形与半桥电压的关系曲线的图表。
图7是根据本发明另一种实施方式的包括脉冲跳跃电流匹配控制电路的CCFL电路的示意性图表。
图8是用于产生控制信号的信号发生器的示意性图表。
图9为表示图8电路中信号的时序图。
具体实施例方式
根据本发明的实施方式(图4)，脉冲跳跃电流匹配控制电路200一个灯接一个灯(lamp-by-lamp)地执行活动脉冲跳跃，以保持灯(图5)中引起的RMS电流彼此相等。
图6所示为试验装置(test setup)中实际脉冲跳跃波形，其中，曲线B代表灯电流，曲线C代表电压。如图6所示，至少半个电流周期，在本实施例中大约两个电流周期，在时间“A”有利地跳跃。然而，由于荧光灯的电离时间恒定，所以灯不会熄灭。当电流为零时，灯内部的水银原子重新组合所需的时间通常为几个毫秒，从而允许灯继续发光，并允许使用公开的脉冲跳跃方法控制电流水平，从而控制光输出水平。
更具体的说，脉冲跳跃电流匹配控制电路200控制与每个灯(S1，S2，S3等)串连的开关，打开该开关以中断电流。根据RMS电流与参考值的对比，与指定的灯串连的开关在指定数量的周期内打开。RMS电流越高于参考值，跳跃的周期数目越多。如图5(a)所示，灯1-4具有不同的瞬时电流幅值，导致不同的RMS电流以及灯的亮度水平。开关S1，S3和S4分别在灯驱动信号的每个第二周期、每个第三周期以及每个第四周期打开。因此，如图5(b)所示，灯1，3和4的RMS电流水平下降至与灯2的RMS电流水平相匹配。在本实施例中，具有最低RMS电流的灯2用作其他灯电流的参考值。
可选择地提供固定的最小参考值，用于防止灯电流下降到低于对于足够的逆光来说太低的预定的亮度水平。
与每个开关(R1，R2，R3等)串连有感应电阻器，用以检测各个灯电流。
利用图4中的电路，可以控制多个灯以具有匹配的电流(以及因而亮度)水平。该电路消除了对于额外的平衡变压器的需求，并允许控制无限数量的灯。该电路还将自身集成于单个IC中，该单个IC可以包括开关S1...，匹配的感应电阻器R1...，以及控制电路200。然后，这种IC能够独立地置于CCFL控制电路的主变压器T1的第二侧上，而不需要来自第一侧的任何控制信号。
图7表示根据本发明另一实施方式包括电流平衡方案的CCFL驱动电路。该提出的电流平衡方案使用间隙地与灯串连的电阻器，通过将灯电流减小至与另一个具有更小电流的预先选定的灯相匹配而调节该灯电流。
所述电路具有后面为调谐电路(C5～C9以及L5)的半桥驱动器110(U1，Q1，Q2以及相关部件)，用于打开(Strike)灯并向灯提供正弦波形；以及变压器(T1)，使灯/负载与电源(mains)隔绝。
电流平衡部分210具有Q3和U2，电流减小电阻器R7，以及灯R4。灯R5的作用为用作参考值的非调节灯。在该实施例中，U1和U2可以由国际整流器公司(international Rectifier Corp)的IRS2184半桥驱动器提供。连接器J23～J26用于插入适用于检测灯电流的分流器，如低电阻电流感应电阻器。该分流器一般插在J23与J25和/或J24与J26之间。
所述电路通过J8从适当的振荡器接收固定频率脉冲串，并通过J19接收同步减缩频率/分开脉冲串。后者脉冲串控制U2以将Q3接通和断开。Q3一般为接通，从而将灯的一端接地并分流电阻器R7。当Q3断开时，插入电阻器R7与灯串连，使灯电流减小。电阻器插入的频率会使灯电流的RMS值降低，从而使灯变暗。
图8显示了一个与图7所示电流平衡电路一起使用的信号发生器。图9显示了时序图。固定频率的主脉冲串(图9(a))，优选具有与图7中J8处提供的频率相同的频率，该主脉冲串在J2处产生。一串D型触发器U1A、U1B、U2A、U2B分别以因子2、4、8或16(图9(b)至9(d))划分接收的脉冲串。通过关闭所述开关S1、S2、S3或S4中的一个来选择一个所述频分脉冲串，被选择的脉冲串用于产生迟延脉冲和OFF(关断)脉冲(分别通过单稳态的U3A和U3B)。所述迟延被提供来计算图7所示电路中的固有迟延，以此来对具有通过所述灯的电压和电流的所述电阻的开/关功能进行同步处理。所述OFF脉冲提供给图7中的J19，用于控制所述驱动器U2从而关闭所述FET Q3。在本具体实施方式
中的所述OFF脉冲的长度，如图9(f)所示，为图9(a)所示的输入信号的一个半周期。
如图4的具体实施方式
中的那样或者可能如同图8所示电路中的那样，所述元件U2、Q3或者所述元件U2、Q3、R7、R8，加上相关的元件，可以被包含于单个的IC中，在此使用的术语“匹配”应理解为包括“充分地”或“近似地”或“主观地”匹配所述RMS灯电流从而提高灯的亮度的一致性。本发明的这些具体实施方式
并不需要对任何特定公差的灯参数都具有精确的匹配。
尽管在此根据特定的具体实施方式
对本发明进行了描述，但是本领域技术人员容易做出许多其它的变化和修改应用。所以本发明并不受到在此公开的特定内容的限制。
权利要求
1.一种用于匹配由AC驱动电流驱动的多个灯的亮度的方法，包括如下步骤从所述灯中选择具有最低亮度的第一个灯；以及周期性地减小第二灯中的AC驱动电流，以便减小第二灯的亮度以匹配第一灯的亮度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述减小步骤包括通过打开与所述第二灯串连的开关来减小所述AC驱动电流的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中对应所述AC驱动电流的预定半周数关闭所述开关。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述减小步骤包括通过插入与所述第二灯串连的电阻器来减小所述AC驱动电流的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二灯的一端通过并联的所述电阻器与开关设备的并联电路连接到地极，所述开关设备在所述减小步骤中被关闭，从而使得所述电阻器连接在所述第二灯与地极之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其中对应所述AC驱动电流的预定半周数关闭所述开关。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括生成周期性OFF脉冲并将该脉冲应用于所述开关设备的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述OFF脉冲间隔所述AC驱动电流的一定数量的半周数，以匹配所述第一和第二灯的亮度。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括通过对应电路参数的预定的迟延时间来迟延所述OFF脉冲的步骤。
10.一种用于控制由AC驱动电流驱动的灯的亮度的方法，包括如下步骤选择参考亮度；以及周期性地减小所述灯中的AC驱动电流，以便相对于所述参考亮度设定所述灯的亮度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述减小步骤包括通过打开与所述灯串连的开关来减小所述AC驱动电流的步骤。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述减小步骤包括通过插入与所述灯串连的电阻器来减小所述AC驱动电流的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述灯的一端通过并联的所述电阻器与开关设备的并联电路连接到地极，所述开关设备在所述减小步骤中被关闭，从而使得所述电阻器连接在所述第二灯与地极之间。
14.一种用于驱动具有可控亮度的灯的电路，包括驱动电路，用于向所述灯供应AC驱动电流；以及减小电路，用于周期性地减小所述灯中的AC驱动电流，以便相对于参考值设定所述灯的亮度。
15.根据权利要求14所述的电路，其中所述参考值对应由所述驱动电路驱动的另一个灯的亮度。
16.根据权利要求14所述的电路，其中所述减小电路包括与所述灯串连的开关。
17.根据权利要求16所述的电路，还包括控制电路，用于对应所述AC驱动电流的预定半周数关闭所述开关。
18.根据权利要求14所述的电路，其中所述减小电路包括与所述灯串连的电阻器。
19.根据权利要求18所述的电路，其中所述灯的一端通过并联的所述电阻器与开关设备的并联电路连接到地极，并且还包括控制电路，该控制电路用于周期性地关闭所述开关设备，从而使得所述电阻器连接在所述第二灯与地极之间。
20.根据权利要求19所述的电路，其中所述控制电路对应所述AC驱动电流的预定半周数关闭所述开关。
21.根据权利要求19所述的电路，其中所述控制电路生成周期性OFF脉冲并将该脉冲应用于所述开关设备。
22.根据权利要求21所述的电路，其中所述OFF脉冲间隔所述AC驱动电流的一定数量的半周数，以便使所述灯的亮度匹配所述参考亮度。
23.根据权利要求22所述的电路，其中所述控制电路还通过预定的迟延时间来迟延所述OFF脉冲，所述预定的迟延时间对应所述驱动电路和所述减小电路的电路参数。
24.根据权利要求14所述的电路，其中所述减小电路包括在一个集成电路中。
全文摘要
一种对由AC驱动电路驱动的多个灯的亮度进行匹配的方法，包括以下步骤选择所述灯中亮度最低的第一盏灯；周期性地减小第二盏灯的所述AC驱动电流，以使得第二盏灯的亮度减小从而与第一盏灯的亮度匹配。一种用于驱动亮度可调灯的电路，可以包括驱动电路，用于提供AC驱动电流给所述灯；以及方便集成于IC中的减小电路，用于周期性地减小所述灯中的AC驱动电流，从而将所述灯中的AC驱动电流设置为与参考值匹配。该参考值可以与由所述AC驱动电路来驱动的其他的灯的亮度相对应，或者与参考的AC电流水平相对应。所述减小电路可以包括与所述灯串连的开关、或并行连接的电阻和将所述灯接地的开关设备。
文档编号G02F1/13GK101018442SQ200710001139
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月19日 优先权日2006年1月19日
发明者T·J·里巴里希, E·阿布杜林 申请人:国际整流器公司