多灯管驱动系统的制作方法
专利名称：多灯管驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及背光源驱动系统，特别涉及一种多灯管驱动系统。
背景技术：
冷阴极荧光灯常用作液晶显示屏的背光源。为驱动冷阴极荧光灯点亮，需要逆变器将直流电源转换为交流电源，提供合适的驱动电源。在降低成本的考量下，逆变器采用单面板与无高压电容的设计。在此架构下，逆变器由于没有高压输出的电压反馈方式，一般会以跳频加上缓启动后采用固定占空比的方式，启动冷阴极荧光灯。由于要兼顾变压器的耐压与启动电压，一般逆变器所采用的固定占空比的启动方式的占空比并不会太大。在环境条件较差时，如低温、低灯管电流、暗室，逆变器启动冷阴极荧光灯时，会出现灯管电流振荡的情况，造成冷阴极荧光灯闪烁或是保护误动作甚至冷阴 极荧光灯无法启动的情况。
发明内容
有鉴于此，需提供一种多灯管驱动系统，能改善灯管的启动不良。一种多灯管驱动系统，用于驱动多个灯管，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器、多个变压器、电流差异检测电路、启动侦测电路、扫频侦测电路、占空比调整电路及频率调整电路。电流差异检测电路连接所述变压器的次级绕组，用于检测流经所述灯管的电流的差异，以确定流经所述灯管的电流是否振荡。启动侦测电路连接所述电流差异检测电路，用于根据所述灯管的电流，确定所述灯管是否启动，并在所述灯管启动后产生启动指示信号。频率调整电路连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号调整所述脉冲宽度调制控制器产生的脉冲宽度调制信号的频率。扫频侦测电路连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号侦测所述多灯管驱动系统是否处于扫频过程，并在所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程时，产生扫频指示信号。占空比调整电路连接所述电流差异检测电路、所述启动侦测电路及所述扫频侦测电路，用于当流经所述灯管的电流振荡且所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程时，调整所述脉冲宽度调制信号的占空比。优选地，所述电流差异检测电路包括信号转换电路、最高管电流取得电路、最低管电流取得电路及比较电路。信号转换电路连接所述变压器的次级绕组的低压端，用于将流经所述灯管的电流信号分别转换为电压信号。最高管电流取得电路连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最高的灯管转换后的最高电压信号。最低管电流取得电路连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最低的灯管转换后的最低电压信号。比较电路连接所述最高管电流取得电路及所述最低管电流取得电路，用于比较所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值超过所述预先设定范围时，产生电流振荡指示信号。优选地，所述启动侦测电路在所述最低电压信号超过预设值时，产生所述启动指不信号。
优选地，所述启动侦测电路包括第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第一开关元件、第二二极管、第四电阻及第二电容。第一二极管的阳极接收所述最低电压信号。第一电容一端连接所述第一二极管的阴极，另一端接地。第一电阻的一端连接所述第一二极管的阴极。第二电阻的一端连接所述第一电阻的另一端，另一端接地。第一开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述控制极连接所述第一电阻的另一端，所述第一电极经由第三电阻连接第一参考电压源，所述第二电极接地。第二二极管的阳极连接所述第一电极，阴极输出所述启动指示信号。第四电阻的一端连接所述第二二极管的阴极，另一端接地。第二电容与所述第四电阻并联。优选地，所述第一开关元件为N型金属氧化物半导体场效应管，所述控制极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第一电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源极。优选地，所述扫频侦测电路包括比较器及第二开关元件。比较器包括正输入端、负输入端及输出端，所述正输入端连接第二参考电压源，所述负输入端接收所述启动指示信号，所述输出端输出所述扫频指示信号。第二开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第二开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第二开关元件的第二电极接地， 所述第二开关元件的第一电极连接所述占空比调整电路。优选地，所述占空比调整电路在同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调大所述脉冲宽度调制信号的占空比，在未同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。优选地，所述占空比调整电路包括第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件及第六开关元件。第三开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第三开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的一个，所述第三开关元件的第一电极经由第五电阻连接第三参考电压源。第四开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第四开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的另一个，所述第四开关元件的第一电极连接所述第三开关元件的第二电极，所述第四开关元件的第二电极连接所述扫频侦测电路的第二开关元件的第一电极。第五开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第五开关元件的控制极经由第六电阻连接所述第三开关元件的第一电极，所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻连接所述脉冲宽度调制控制器。第六开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第六开关元件的控制极经由第八电阻接收所述启动指示信号，所述第六开关元件的第一电极经由第九电阻与所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻共同连接所述脉冲宽度调制控制器并连接所述第五开关元件的第二电极，所述第六开关元件的第二电极接地。优选地，所述第二至第六开关元件均为N型金属氧化物半导体场效应管，所述第二至第六开关元件的控制极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第二至第六开关元件的第一电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二至第六开关元件的第二电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源极。优选地，所述频率调整电路包括第十电阻、第十一电阻、第七开关元件及第三电容。第十电阻的一端连接第四参考电压源，另一端连接所述脉冲宽度调制控制器。第十一电阻的一端与所述第十电阻共同连接所述第四参考电压源。第七开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第七开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第七开关元件的第一电极连接所述第十一电阻的另一端，所述第七开关元件的第二电极连接所述第十电阻的另一端。第三电容的一端连接所述第七开关元件的第二电极，另一端接地。上述多灯管驱动系统利用电流差异检测电路检测到灯管启动时电流的振荡，并在确认多灯管驱动系统处于扫频过程时，调整脉冲宽度调制信号的占空比大小，从而改善灯管启动时造成的显示屏幕闪烁甚至启动不良的状况，减少保护误动作。
图I为本发明一实施方式中多灯管驱动系统的不意图；图2为本发明另一实施方式中多灯管驱动系统的不意图；图3为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中启动侦测电路的具体电路图；
图4为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中扫频侦测电路及占空比调整电路的具体电路图；图5为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中频率调整电路的具体电路图；及图6为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中电流差异检测电路的具体电路图。主要元件符号说明多灯管驱动系统10滤波电路100脉冲宽度调制控制器 110开关电路120电流差异检测电路130信号转换电路1300最闻管电流取得电路1310最低管电流取得电路 1320比较电路1330比较器1331、1500启动侦测电路140扫频侦测电路150占空比调整电路160频率调整电路170变压器T变压器次级绕组的低压端a灯管L第一至第七开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7第一至第十三电阻Rl至R13第一至第四电容C1、C2、C3、C4第一至第六二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6第一至第五参考电压源Vccl、Vcc2、Vcc3、Vcc4、Vcc5
输入电源Vin最高电压信号Vmax最低电压信号Vmin电流振荡指示信号Vd启动指示信号Vo扫频指示信号Vs 如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施例方式图I为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10的示意图。在本实施方式中，多灯管驱动系统10用于将输入电源Vin转换为交流电源，驱动多个灯管L (仅以四个为例)。其中，输入电源Vin为直流电源。多灯管驱动系统10包括滤波电路100、开关电路120、脉冲宽度调制控制器110、多个变压器T、电流差异检测电路130、启动侦测电路140、扫频侦测电路150、占空比调整电路160及频率调整电路170。滤波电路100用于滤波，在本实施例中，滤波电路100包括电容，例如，三个相互并联的电容，所述三个并联的电容的一端共同连接输入电源Vin，另一端均接地。滤波电路100滤波后输出直流电源信号。开关电路120与滤波电路100相连，用于将滤波电路100输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。在本实施方式中，第一交流电源信号为方波信号。开关电路120包括全桥电路、半桥电路、推挽式电路等。在本发明的其它实施方式中，输入电源Vin也可为交流电源，则多灯管驱动系统10还包括整流电路，连接于输入电源Vin与滤波电路100之间。脉冲宽度调制控制器110用于产生脉冲宽度调制信号，控制开关电路120导通或关闭，从而将滤波电路100输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。每个变压器T均包括初级绕组与次级绕组。变压器T的初级绕组并联连接开关电路120，次级绕组的高压端一一对应连接灯管L，即第一个变压器T的次级绕组的高压端对应连接第一个灯管L，第二个变压器T的次级绕组的高压端对应连接第二个灯管L。变压器T用于将开关电路120输出的第一交流电源信号转换为第二交流电源信号。在本实施方式中，第二交流电源信号为弦波信号。电流差异检测电路130连接变压器T的次级绕组，用于检测流经灯管L的电流的差异，以确定流经灯管L的电流是否振荡。在正常情形下，流经灯管L的电流应该大致相同，若相差较大，则说明流经灯管L的电流振荡。因而，在本实施方式中，电流差异检测电路130根据流经灯管L的电流的差异是否超过预先设定范围，来确定流经灯管L的电流是否振荡。若流经灯管L的电流的差异超过预先设定范围，则电流差异检测电路130确定流经灯管L的电流振荡，否则，确定流经灯管L的电流未发生振荡。启动侦测电路140连接电流差异检测电路130，用于根据灯管L的电流，确定灯管L是否启动,并在灯管L启动后产生启动指示信号Vo。在本实施方式中,若流经灯管L的电流大于预设值，说明灯管L启动，启动侦测电路140即产生启动指示信号Vo。频率调整电路170连接启动侦测电路140及脉冲宽度调制控制器，用于根据启动指示信号Vo调整脉冲宽度调制控制器110产生的脉冲宽度调制信号的频率。扫频侦测电路150连接启动侦测电路140，用于根据启动指示信号侦测多灯管驱动系统10是否处于扫频过程，并在多灯管驱动系统10处于扫频过程时，产生扫频指示信号Vs0在本实施方式中，当多灯管驱动系统10处于启动的暂态，频率由高变低，多灯管驱动系统10处于扫频过程。由于启动指示信号Vo代表多灯管驱动系统10是否启动，因而，扫频侦测电路150根据启动指示信号Vo的准位确定多灯管驱动系统10是否处于扫频过程。占空比调整电路160连接电流差异检测电路130、启动侦测电路140及扫频侦测电路150，用于当流经灯管L的电流振荡且多灯管驱动系统10处于所述扫频过程时，调整脉冲宽度调制控制器110产生的脉冲宽度调制信号的占空比。图2所不为本发明另一实施方式中多灯管驱动系统10的不意图。在本实施方式中，电流差异检测电路130包括信号转换电路1300、最高管电流取得电路1310、最低管电流取得电路1320及比较电路1330。信号转换电路1300连接变压器T的次级绕组的低压端a，用于将流经灯管L的电流信号分别转换为电压信号。最高管电流取得电路1310连接信号转换电路1300，用于取得灯管L中电流最高的灯管L转换后的最高电压信号Vmax。最低管电流取得电路1320连接信号转换电路1300，用于取得灯管L中电流最低的灯管转换后的 最低电压信号Vmin。比较电路1330连接最高管电流取得电路1310及最低管电流取得电路1320，用于比较最高电压信号Vmax与最低电压信号Vmin的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号Vmax与最低电压信号Vmin的差值超过预先设定范围时，产生电流振荡指示信号Vd，表明流经灯管L的电流发生振荡。在本实施方式中，预先设定范围可根据实际情况及需要设定，一般可设定为O. 7V。启动侦测电路140连接最低管电流取得电路1320，在最低电压信号Vmin超过预设值时，产生启动指示信号Vo。占空比调整电路160在同时接收到所述电流振荡指示信号Vd及所述扫频指示信号Vs时，调大脉冲宽度调制信号的占空比，在未同时接收到所述电流振荡指示信号Vd及所述扫频指示信号Vs时，调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。在本实施方式中，预设值可根据实际情况及需要设定，一般可设定为O. 7V。图3所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10中启动侦测电路140的电路图。在本实施方式中，启动侦测电路140包括第一开关兀件Q1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容Cl、第二电容C2、第一电阻Rl至第四电阻R4。第一二极管Dl的阳极接收最低电压信号Vmin，阴极经由第一电容Cl接地。第一电阻Rl的一端连接第一二极管Dl的阴极，另一端经由第二电阻R2接地。第一开关元件Ql包括控制极、第一电极及第二电极。第一开关元件Ql的控制极连接第一电阻Rl的另一端，第一电极经由第三电阻R3连接第一参考电压源Vccl，第二电极接地。第二二极管D2的阳极连接第一开关元件Ql的第一电极，阴极输出启动指示信号Vo。第四电阻R4—端连接第二二极管D2的阴极，另一端接地。第二电容C2与第四电阻R4并联。在本实施方式中，第二二极管D2用于整流，以输出直流信号，即启动指示信号Vo为直流信号。第四电阻R4及第二电容C2用于充放电。在本实施方式中，多灯管驱动系统10刚启动灯管L时，流经灯管L的电流很小，当灯管L启动后，流经灯管L的电流变大。因而，启动侦测电路140根据流经灯管L的最小电流是否超过预设值来确定灯管L是否启动。在本实施方式中，第一开关元件Ql为N型金属氧化物半导体场效应管，控制极为N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，第一电极为N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，第二电极为N型金属氧化物半导体场效应管的源极极。
图4所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10中扫频侦测电路150及占空比调整电路160的电路图。在本实施方式中，扫频侦测电路150包括比较器1500及第二开关兀件Q2。比较器1500包括正输入端、负输入端及输出端。比较器1500的正输入端连接第二参考电压源Vcc2，负输入端接收启动指示信号Vo，输出端输出扫频指示信号Vs。第二开关元件Q2包括控制极、第一电极及第二电极。第二开关元件Q2的控制极接收启动指示信号Vo，第二电极接地，第一电极连接占空比调整电路160。比较器1500经由比较启动指示信号Vo与第二参考电压源Vcc2及金属氧化物半导体场效应管的阈值，可确认多灯管驱动系统10是否处于扫频过程。当启动指示信号Vo小于第二参考电压源Vcc2且大于等于金属氧化物半导体场效应管的阈值时，多灯管驱动系统10处于扫频过程，扫频侦测电路150产生扫频指示信号Vs。占空比调整电路160包括第三至第六开关元件Q3至Q6、第五至第九电阻R5至R9。第三至第六开关元件Q3至Q6均包括控制极、第一电极及第二电极。第三开关元件Q3的控制极接收电流振荡指示信号Vd及扫频指示信号Vs中的一个，第一电极经由第五电阻R5连 接第三参考电压源Vcc3，第二电极连接第四开关元件Q4的第一电极。第四开关元件Q4的控制极接收电流振荡指示信号Vd及扫频指示信号Vs中的另一个，第二电极连接扫频侦测电路150的第二开关元件Q2的第一电极。第五开关元件Q5的控制极经由第六电阻R6连接第三开关元件Q3的第一电极，第一电极经由第七电阻R7连接脉冲宽度调制控制器110，第二电极连接第六开关元件Q6的第一电极。第六开关元件Q6的控制极经由第八电阻R8接收启动指示信号Vo，第一电极经由第九电阻R9与第五开关元件Q5的第一电极经由第七电阻R7共同连接脉冲宽度调制控制器110，第二电极接地。在本实施方式中，占空比调整电路160连接脉冲宽度调制控制器110的补偿(cout)接脚。在本实施方式中，第二至第六开关元件Q2至Q6均为N型金属氧化物半导体场效应管，第二至第六开关元件Q2至Q6的控制极均为N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，第二至第六开关元件Q2至Q6的第一电极均为N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，第二至第六开关元件Q2至Q6的第二电极均为N型金属氧化物半导体场效应管的源极。在本实施方式中，电流振荡指示信号Vd及扫频指示信号Vs均为高电平信号。图5所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10中频率调整电路170的电路图。在本实施方式中，频率调整电路170包括第七开关元件Q7、第十电阻R10、第十一电阻Rl I及第三电容C3。第十电阻RlO连接于第四参考电压源Vcc4与脉冲宽度调制控制器110之间。第七开关元件Q7包括控制极、第一电极及第二电极。第七开关元件Q7的控制极接收启动指示信号Vo，第一电极经由第十一电阻Rll连接第四参考电压源Vcc4，第二电极连接第十电阻RlO的另一端并经由第三电容C3接地。在本实施方式中，频率调整电路170连接脉冲宽度调制控制器110的振荡频率(CT)接脚。第七开关元件Q7为N型金属氧化物半导体场效应管，控制极为N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，第一电极为N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，第二电极为N型金属氧化物半导体场效应管的源极。图6所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10的电流差异侦测电路130的电路图。在本实施方式中，信号转换电路1300包括多个信号转换单元，一一对应连接变压器T的次级绕组的低压端a，即第一个信号转换单元连接第一个变压器T，第二个信号转换单元连接第二个变压器T...依此类推。每个信号转换单元用于将流经对应灯管L的电流信号转换为电压信号，其包括第十二电阻R12及第四电容C4。第十二电阻R12的一端连接对应的变压器T的次级绕组的低压端a，另一端接地，第四电容C4与第十二电阻R12并联。其中，第十二电阻R12用于将流经对应灯管L的电流信号转换为电压信号，第四电容C4用于对第十二电阻R12转换后的电压信号滤波，以取得稳定电压。在本实施方式中，转换后的电压信号为交流信号。最高管电流取得电路1310包括多个第三二极管D3，一一对应连接信号转换单元与变压器T的次级绕组的低压端a。所述第三二极管D3的阳极分别连接对应的变压器T的次级绕组的低压端a，阴极相连并输出最高电压信号Vmax。所述第三二极管D3将信号转换单元转换后的电压信号中的最高电压信号Vmax筛选并输出至比较电路1330。在本实施方式中，因变压器T的低压端a输出的电压信号存在180度的电位差，最低管电流取得电路1320包括多个第四二极管D4、第五二极管D5及第六二极管D6。以图6为例，假设有四个灯管L及四个变压器T，其中第一与第二个变压器T与第三与第四个变压器T的次级绕组的低压端a的相位差180度，则最低管电流取得电路1320包括四个第四二 极管D4、两个第五二极管D5及两个第六二极管D6。第四二极管D4 —一对应连接信号转换单元与变压器T的次级绕组的低压端a。第四二极管D4的阴极分别连接对应的变压器T的次级绕组的低压端a，阳极两两相连，即第一与第二个第四二极管D4的阳极相连，且经由第十三电阻R13连接第五参考电压源Vcc5，第三与第四个第四二极管D4的阳极相连，并经由第十三电阻R13连接第五参考电压源Vcc5。第一个第五二极管D5的阳极连接第一及第二个第四二极管D4的阳极，第二个第五二极管D5的阳极连接第三及第四个第四二极管D4的阳极，两个第五二极管D5的阴极相连并输出最低电压信号Vmin至比较电路1330。第一个第六二极管D6的阴极连接第一个第五二极管D5的阳极，阳极接地。第二个第六二极管D6的阴极连接第二个第五二极管D5的阳极，阳极接地。第六二极管D6用于将负的电压信号转换为正的电压信号。在本实施方式中，最高电压信号Vmax与最低电压信号Vmin均为交流信号。在本发明的另一实施方式中，若变压器T的低压端a输出的电压信号相位相同,则最低管电流取得电路1320只包括多个第四二极管D4与一个第五二极管D5，原理与前述类似，此处不再详述。比较电路1330包括比较器1331。比较器1331的正输入端接收最高电压信号Vmax,负输入端接收最低电压信号Vmin,输出端输出电流振荡指示信号Vd。电流振荡指示信号Vd为直流信号。在本实施方式中，比较器1331的正输入端、负输入端及输出端均连接必要的电阻，为简便，此处未画出且不再详述。在本发明的另一实施方式中，启动侦测电路140可用如图6中的比较电路1330的架构实现，同样的图6中的比较电路1330也可用图3中的启动侦测电路140的架构实现。在本实施方式中，多灯管驱动系统10刚启动灯管L时，流经灯管L的电流很小，即最小电压信号Vmin很小，因而第一开关元件Ql截止，此时，启动侦测电路140输出高电平信号。扫频侦测电路150的比较器1500的正输入端Vcc2的电压小于负输入端的电压，因而，输出低电平信号至第四开关元件Q4。占空比调整电路160的第四开关元件Q4截止，第五开关元件Q5与第六开关元件Q6均导通，因而，第七电阻R7与第九电阻R9并联，此时脉冲宽度调制信号的占空比较小。此时，频率调整电路170的第七开关元件Q7导通，因而第十电阻R10与第十一电阻Rll并联，脉冲宽度调制信号的频率较大。
若多灯管驱动系统10不能正常启动灯管L，灯管L电流发生振荡，即流经不同灯管L的电流的差异较大。因而，与不同灯管L对应的信号转换单元的电压信号的电压也有较大差异。又因为第三二极管D3参数相同，阴极相连，故与电流最大的灯管L对应的第三二极管D3导通，S卩，第三二极管D3取得与最高电流信号对应的最高电压信号Vmax。最高电压信号Vmax的电压减去第三二极管D3的导通压降，并经过合适分压后输入比较器1331的正输入端。同时，因为第四二极管D4参数相同，阳极相连，故与第一个与第二个灯管L中电流最小的对应的第四二极管D4导通，S卩，第一个与第二个第四二极管D4取得与第一个与第二个灯管L中最低电流信号对应的最低电压信号。同样，与第三个与第四个灯管L中电流最小的对应的第四二极管D4导通，S卩，第三个与第四个第四二极管D4取得与第三个与第四个灯管L中最低电流信号对应的最低电压信号。两个取得的最低电压信号再经两个第五二极管D5比较后，最终取得最低电压信号Vmin。在本实施方式中，第六二极管D6用于将负的电压信号转换为正的。因为最高电压信号Vmax大于最低电压信号Vmin,比较器1331输出高电平的电流振荡指示信号Vd。同样，启动侦测电路140的第一开关元件Ql导通，第二开关元件D2截止。此时，第二电容C2经由第四电阻R4放电，因而，启动指示信号No的电压逐渐变小。当启动指示信号Vo的电压变化到小于比较器150的正输入端电压时且大于等于金属氧化物半导体场效应管的阈值时，多灯管驱动系统10可能处于扫频过程。因而扫频侦测电路150根据启动指示信号Vo的电压准位，判断多灯管驱动系统10是否处于扫频过程，若处于扫频过程，则扫频侦测电路150输出高电平的扫频指示信号Vs。此时，虽然启动指示信号Vo的电压变小，仍可使第二开关元件Q2及第六开关元件Q6导通。又因为此时，扫频指示信号Vs、电流振荡指示信号Vd均为高电平，第三至第四开关元件Q3至Q4导通，因而，第五开关元件Q5截止。第九电阻R9连接至脉冲宽度调制控制器110，因而，脉冲宽度调制信号的占空比变大。如此，可实现在灯管L电流振荡时，调整脉冲宽度调制信号的占空比，以改善启动时灯管L的电流振荡。本发明的多灯管驱动系统10利用电流差异检测电路130检测灯管L启动时电流振荡，并在确认多灯管驱动系统10处于扫频过程时，调整脉冲宽度调制信号的占空比大小，从而改善灯管L启动时造成的显示屏幕闪烁甚至启动不良的状况，减少保护误动作。本发明的多灯管驱动系统10动态取得最高管电流与最低管电流并进行比较，以 确定是否发生异常，因而，当环境温度及灯管L参数变化时，最高管电流与最低管电流均随之变化，不会影响异常状况的判断，避免误动作的产生。
权利要求
1.ー种多灯管驱动系统，用于驱动多个灯管，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器及多个变压器，其特征在于，所述多灯管驱动系统还包括 电流差异检测电路，连接所述变压器的次级绕组，用于检测流经所述灯管的电流的差异，以确定流经所述灯管的电流是否振荡； 启动侦测电路，连接所述电流差异检测电路，用于根据所述灯管的电流，确定所述灯管是否启动，并在所述灯管启动后产生启动指示信号； 频率调整电路，连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号调整所述脉冲宽度调制控制器产生的脉冲宽度调制信号的频率； 扫频侦测电路，连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号侦测所述多灯管驱动系统是否处于扫频过程，并在所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程吋，产生扫频指示信号；及 占空比调整电路，连接所述电流差异检测电路、所述启动侦测电路及所述扫频侦测电路，用于当流经所述灯管的电流振荡且所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程时，调整所述脉冲宽度调制信号的占空比。
2.如权利要求I所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述电流差异检测电路包括 信号转换电路，连接所述变压器的次级绕组的低压端，用于将流经所述灯管的电流信号分别转换为电压信号； 最高管电流取得电路，连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最高的灯管转换后的最高电压信号； 最低管电流取得电路，连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最低的灯管转换后的最低电压信号；及 比较电路，连接所述最高管电流取得电路及所述最低管电流取得电路，用于比较所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值超过所述预先设定范围时，产生电流振荡指示信号。
3.如权利要求2所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述启动侦测电路在所述最低电压信号超过预设值时，产生所述启动指示信号。
4.如权利要求3所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述启动侦测电路包括 第一ニ极管，阳极接收所述最低电压信号； 第一电容，一端连接所述第一ニ极管的阴极，另一端接地； 第一电阻，一端连接所述第一ニ极管的阴极； 第二电阻，一端连接所述第一电阻的另一端，另一端接地； 第一开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述控制极连接所述第一电阻的另一端，所述第一电极经由第三电阻连接第一參考电压源，所述第二电极接地； 第二ニ极管，阳极连接所述第一电极，阴极输出所述启动指示信号； 第四电阻，一端连接所述第二ニ极管的阴极，另一端接地；及 第二电容，与所述第四电阻并联。
5.如权利要求4所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述第一开关元件为N型金属氧化物半导体场效应管，所述控制极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第ー电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源扱。
6.如权利要求2所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述扫频侦测电路包括 比较器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述正输入端连接第二參考电压源，所述负输入端接收所述启动指示信号，所述输出端输出所述扫频指示信号；及 第二开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第二开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第二开关元件的第二电极接地，所述第二开关元件的第一电极连接所述占空比调整电路。
7.如权利要求6所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述占空比调整电路在同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调大所述脉冲宽度调制信号的占空比，在未同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
8.如权利要求6所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述占空比调整电路包括 第三开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第三开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的ー个，所述第三开关元件的第一电极经由第五电阻连接第三參考电压源； 第四开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第四开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的另ー个，所述第四开关元件的第一电极连接所述第三开关元件的第二电极，所述第四开关元件的第二电极连接所述扫频侦测电路的第ニ开关元件的第一电极； 第五开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第五开关元件的控制极经由第六电阻连接所述第三开关元件的第一电极，所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻连接所述脉冲宽度调制控制器；及 第六开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第六开关元件的控制极经由第八电阻接收所述启动指示信号，所述第六开关元件的第一电极经由第九电阻与所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻共同连接所述脉冲宽度调制控制器并连接所述第五开关元件的第二电极，所述第六开关元件的第二电极接地。
9.如权利要求8所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述第二至第六开关元件均为N型金属氧化物半导体场效应管，所述第二至第六开关元件的控制极均为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第二至第六开关元件的第一电极均为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二至第六开关元件的第二电极均为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源扱。
10.如权利要求I所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述频率调整电路包括 第十电阻，一端连接第四參考电压源，另一端连接所述脉冲宽度调制控制器； 第十一电阻，一端与所述第十电阻共同连接所述第四參考电压源； 第七开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第七开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第七开关元件的第一电极连接所述第十一电阻的另一端，所述第七开关元件的第二电极连接所述第十电阻的另一端；及第三电容，一端连接所述第七开关元件的第二电极，另一端接地。
全文摘要
一种多灯管驱动系统，用于驱动多个灯管，包括电流差异检测电路、启动侦测电路、扫频侦测电路、频率调整电路及占空比调整电路。电流差异检测电路检测灯管电流的差异，以确定灯管电流是否振荡。启动侦测电路根据灯管电流，确定是否产生启动指示信号。扫频侦测电路根据启动指示信号侦测多灯管驱动系统是否处于扫频过程。频率调整电路根据启动指示信号调整脉冲宽度调制信号的频率。当灯管电流振荡且多灯管驱动系统处于扫频过程时，占空比调整电路调整脉冲宽度调制信号的占空比。上述多灯管驱动系统在处于扫频过程且电流振荡时，调整脉冲宽度调制信号的占空比大小，从而改善灯管启动时造成的显示屏幕闪烁甚至启动不良的状况，减少保护误动作。
文档编号G09G3/36GK102682708SQ20111006258
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者李永龙, 郑金波 申请人:国琏电子(上海)有限公司, 寰永科技股份有限公司
技术领域：
本发明涉及背光源驱动系统，特别涉及一种多灯管驱动系统。
背景技术：
冷阴极荧光灯常用作液晶显示屏的背光源。为驱动冷阴极荧光灯点亮，需要逆变器将直流电源转换为交流电源，提供合适的驱动电源。在降低成本的考量下，逆变器采用单面板与无高压电容的设计。在此架构下，逆变器由于没有高压输出的电压反馈方式，一般会以跳频加上缓启动后采用固定占空比的方式，启动冷阴极荧光灯。由于要兼顾变压器的耐压与启动电压，一般逆变器所采用的固定占空比的启动方式的占空比并不会太大。在环境条件较差时，如低温、低灯管电流、暗室，逆变器启动冷阴极荧光灯时，会出现灯管电流振荡的情况，造成冷阴极荧光灯闪烁或是保护误动作甚至冷阴 极荧光灯无法启动的情况。
发明内容
有鉴于此，需提供一种多灯管驱动系统，能改善灯管的启动不良。一种多灯管驱动系统，用于驱动多个灯管，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器、多个变压器、电流差异检测电路、启动侦测电路、扫频侦测电路、占空比调整电路及频率调整电路。电流差异检测电路连接所述变压器的次级绕组，用于检测流经所述灯管的电流的差异，以确定流经所述灯管的电流是否振荡。启动侦测电路连接所述电流差异检测电路，用于根据所述灯管的电流，确定所述灯管是否启动，并在所述灯管启动后产生启动指示信号。频率调整电路连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号调整所述脉冲宽度调制控制器产生的脉冲宽度调制信号的频率。扫频侦测电路连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号侦测所述多灯管驱动系统是否处于扫频过程，并在所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程时，产生扫频指示信号。占空比调整电路连接所述电流差异检测电路、所述启动侦测电路及所述扫频侦测电路，用于当流经所述灯管的电流振荡且所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程时，调整所述脉冲宽度调制信号的占空比。优选地，所述电流差异检测电路包括信号转换电路、最高管电流取得电路、最低管电流取得电路及比较电路。信号转换电路连接所述变压器的次级绕组的低压端，用于将流经所述灯管的电流信号分别转换为电压信号。最高管电流取得电路连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最高的灯管转换后的最高电压信号。最低管电流取得电路连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最低的灯管转换后的最低电压信号。比较电路连接所述最高管电流取得电路及所述最低管电流取得电路，用于比较所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值超过所述预先设定范围时，产生电流振荡指示信号。优选地，所述启动侦测电路在所述最低电压信号超过预设值时，产生所述启动指不信号。
优选地，所述启动侦测电路包括第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第一开关元件、第二二极管、第四电阻及第二电容。第一二极管的阳极接收所述最低电压信号。第一电容一端连接所述第一二极管的阴极，另一端接地。第一电阻的一端连接所述第一二极管的阴极。第二电阻的一端连接所述第一电阻的另一端，另一端接地。第一开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述控制极连接所述第一电阻的另一端，所述第一电极经由第三电阻连接第一参考电压源，所述第二电极接地。第二二极管的阳极连接所述第一电极，阴极输出所述启动指示信号。第四电阻的一端连接所述第二二极管的阴极，另一端接地。第二电容与所述第四电阻并联。优选地，所述第一开关元件为N型金属氧化物半导体场效应管，所述控制极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第一电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源极。优选地，所述扫频侦测电路包括比较器及第二开关元件。比较器包括正输入端、负输入端及输出端，所述正输入端连接第二参考电压源，所述负输入端接收所述启动指示信号，所述输出端输出所述扫频指示信号。第二开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第二开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第二开关元件的第二电极接地， 所述第二开关元件的第一电极连接所述占空比调整电路。优选地，所述占空比调整电路在同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调大所述脉冲宽度调制信号的占空比，在未同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。优选地，所述占空比调整电路包括第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件及第六开关元件。第三开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第三开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的一个，所述第三开关元件的第一电极经由第五电阻连接第三参考电压源。第四开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第四开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的另一个，所述第四开关元件的第一电极连接所述第三开关元件的第二电极，所述第四开关元件的第二电极连接所述扫频侦测电路的第二开关元件的第一电极。第五开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第五开关元件的控制极经由第六电阻连接所述第三开关元件的第一电极，所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻连接所述脉冲宽度调制控制器。第六开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第六开关元件的控制极经由第八电阻接收所述启动指示信号，所述第六开关元件的第一电极经由第九电阻与所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻共同连接所述脉冲宽度调制控制器并连接所述第五开关元件的第二电极，所述第六开关元件的第二电极接地。优选地，所述第二至第六开关元件均为N型金属氧化物半导体场效应管，所述第二至第六开关元件的控制极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第二至第六开关元件的第一电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二至第六开关元件的第二电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源极。优选地，所述频率调整电路包括第十电阻、第十一电阻、第七开关元件及第三电容。第十电阻的一端连接第四参考电压源，另一端连接所述脉冲宽度调制控制器。第十一电阻的一端与所述第十电阻共同连接所述第四参考电压源。第七开关元件包括控制极、第一电极及第二电极，所述第七开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第七开关元件的第一电极连接所述第十一电阻的另一端，所述第七开关元件的第二电极连接所述第十电阻的另一端。第三电容的一端连接所述第七开关元件的第二电极，另一端接地。上述多灯管驱动系统利用电流差异检测电路检测到灯管启动时电流的振荡，并在确认多灯管驱动系统处于扫频过程时，调整脉冲宽度调制信号的占空比大小，从而改善灯管启动时造成的显示屏幕闪烁甚至启动不良的状况，减少保护误动作。
图I为本发明一实施方式中多灯管驱动系统的不意图；图2为本发明另一实施方式中多灯管驱动系统的不意图；图3为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中启动侦测电路的具体电路图；
图4为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中扫频侦测电路及占空比调整电路的具体电路图；图5为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中频率调整电路的具体电路图；及图6为本发明一实施方式中多灯管驱动系统中电流差异检测电路的具体电路图。主要元件符号说明多灯管驱动系统10滤波电路100脉冲宽度调制控制器 110开关电路120电流差异检测电路130信号转换电路1300最闻管电流取得电路1310最低管电流取得电路 1320比较电路1330比较器1331、1500启动侦测电路140扫频侦测电路150占空比调整电路160频率调整电路170变压器T变压器次级绕组的低压端a灯管L第一至第七开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7第一至第十三电阻Rl至R13第一至第四电容C1、C2、C3、C4第一至第六二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6第一至第五参考电压源Vccl、Vcc2、Vcc3、Vcc4、Vcc5
输入电源Vin最高电压信号Vmax最低电压信号Vmin电流振荡指示信号Vd启动指示信号Vo扫频指示信号Vs 如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施例方式图I为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10的示意图。在本实施方式中，多灯管驱动系统10用于将输入电源Vin转换为交流电源，驱动多个灯管L (仅以四个为例)。其中，输入电源Vin为直流电源。多灯管驱动系统10包括滤波电路100、开关电路120、脉冲宽度调制控制器110、多个变压器T、电流差异检测电路130、启动侦测电路140、扫频侦测电路150、占空比调整电路160及频率调整电路170。滤波电路100用于滤波，在本实施例中，滤波电路100包括电容，例如，三个相互并联的电容，所述三个并联的电容的一端共同连接输入电源Vin，另一端均接地。滤波电路100滤波后输出直流电源信号。开关电路120与滤波电路100相连，用于将滤波电路100输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。在本实施方式中，第一交流电源信号为方波信号。开关电路120包括全桥电路、半桥电路、推挽式电路等。在本发明的其它实施方式中，输入电源Vin也可为交流电源，则多灯管驱动系统10还包括整流电路，连接于输入电源Vin与滤波电路100之间。脉冲宽度调制控制器110用于产生脉冲宽度调制信号，控制开关电路120导通或关闭，从而将滤波电路100输出的直流电源信号转换为第一交流电源信号。每个变压器T均包括初级绕组与次级绕组。变压器T的初级绕组并联连接开关电路120，次级绕组的高压端一一对应连接灯管L，即第一个变压器T的次级绕组的高压端对应连接第一个灯管L，第二个变压器T的次级绕组的高压端对应连接第二个灯管L。变压器T用于将开关电路120输出的第一交流电源信号转换为第二交流电源信号。在本实施方式中，第二交流电源信号为弦波信号。电流差异检测电路130连接变压器T的次级绕组，用于检测流经灯管L的电流的差异，以确定流经灯管L的电流是否振荡。在正常情形下，流经灯管L的电流应该大致相同，若相差较大，则说明流经灯管L的电流振荡。因而，在本实施方式中，电流差异检测电路130根据流经灯管L的电流的差异是否超过预先设定范围，来确定流经灯管L的电流是否振荡。若流经灯管L的电流的差异超过预先设定范围，则电流差异检测电路130确定流经灯管L的电流振荡，否则，确定流经灯管L的电流未发生振荡。启动侦测电路140连接电流差异检测电路130，用于根据灯管L的电流，确定灯管L是否启动,并在灯管L启动后产生启动指示信号Vo。在本实施方式中,若流经灯管L的电流大于预设值，说明灯管L启动，启动侦测电路140即产生启动指示信号Vo。频率调整电路170连接启动侦测电路140及脉冲宽度调制控制器，用于根据启动指示信号Vo调整脉冲宽度调制控制器110产生的脉冲宽度调制信号的频率。扫频侦测电路150连接启动侦测电路140，用于根据启动指示信号侦测多灯管驱动系统10是否处于扫频过程，并在多灯管驱动系统10处于扫频过程时，产生扫频指示信号Vs0在本实施方式中，当多灯管驱动系统10处于启动的暂态，频率由高变低，多灯管驱动系统10处于扫频过程。由于启动指示信号Vo代表多灯管驱动系统10是否启动，因而，扫频侦测电路150根据启动指示信号Vo的准位确定多灯管驱动系统10是否处于扫频过程。占空比调整电路160连接电流差异检测电路130、启动侦测电路140及扫频侦测电路150，用于当流经灯管L的电流振荡且多灯管驱动系统10处于所述扫频过程时，调整脉冲宽度调制控制器110产生的脉冲宽度调制信号的占空比。图2所不为本发明另一实施方式中多灯管驱动系统10的不意图。在本实施方式中，电流差异检测电路130包括信号转换电路1300、最高管电流取得电路1310、最低管电流取得电路1320及比较电路1330。信号转换电路1300连接变压器T的次级绕组的低压端a，用于将流经灯管L的电流信号分别转换为电压信号。最高管电流取得电路1310连接信号转换电路1300，用于取得灯管L中电流最高的灯管L转换后的最高电压信号Vmax。最低管电流取得电路1320连接信号转换电路1300，用于取得灯管L中电流最低的灯管转换后的 最低电压信号Vmin。比较电路1330连接最高管电流取得电路1310及最低管电流取得电路1320，用于比较最高电压信号Vmax与最低电压信号Vmin的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号Vmax与最低电压信号Vmin的差值超过预先设定范围时，产生电流振荡指示信号Vd，表明流经灯管L的电流发生振荡。在本实施方式中，预先设定范围可根据实际情况及需要设定，一般可设定为O. 7V。启动侦测电路140连接最低管电流取得电路1320，在最低电压信号Vmin超过预设值时，产生启动指示信号Vo。占空比调整电路160在同时接收到所述电流振荡指示信号Vd及所述扫频指示信号Vs时，调大脉冲宽度调制信号的占空比，在未同时接收到所述电流振荡指示信号Vd及所述扫频指示信号Vs时，调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。在本实施方式中，预设值可根据实际情况及需要设定，一般可设定为O. 7V。图3所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10中启动侦测电路140的电路图。在本实施方式中，启动侦测电路140包括第一开关兀件Q1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容Cl、第二电容C2、第一电阻Rl至第四电阻R4。第一二极管Dl的阳极接收最低电压信号Vmin，阴极经由第一电容Cl接地。第一电阻Rl的一端连接第一二极管Dl的阴极，另一端经由第二电阻R2接地。第一开关元件Ql包括控制极、第一电极及第二电极。第一开关元件Ql的控制极连接第一电阻Rl的另一端，第一电极经由第三电阻R3连接第一参考电压源Vccl，第二电极接地。第二二极管D2的阳极连接第一开关元件Ql的第一电极，阴极输出启动指示信号Vo。第四电阻R4—端连接第二二极管D2的阴极，另一端接地。第二电容C2与第四电阻R4并联。在本实施方式中，第二二极管D2用于整流，以输出直流信号，即启动指示信号Vo为直流信号。第四电阻R4及第二电容C2用于充放电。在本实施方式中，多灯管驱动系统10刚启动灯管L时，流经灯管L的电流很小，当灯管L启动后，流经灯管L的电流变大。因而，启动侦测电路140根据流经灯管L的最小电流是否超过预设值来确定灯管L是否启动。在本实施方式中，第一开关元件Ql为N型金属氧化物半导体场效应管，控制极为N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，第一电极为N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，第二电极为N型金属氧化物半导体场效应管的源极极。
图4所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10中扫频侦测电路150及占空比调整电路160的电路图。在本实施方式中，扫频侦测电路150包括比较器1500及第二开关兀件Q2。比较器1500包括正输入端、负输入端及输出端。比较器1500的正输入端连接第二参考电压源Vcc2，负输入端接收启动指示信号Vo，输出端输出扫频指示信号Vs。第二开关元件Q2包括控制极、第一电极及第二电极。第二开关元件Q2的控制极接收启动指示信号Vo，第二电极接地，第一电极连接占空比调整电路160。比较器1500经由比较启动指示信号Vo与第二参考电压源Vcc2及金属氧化物半导体场效应管的阈值，可确认多灯管驱动系统10是否处于扫频过程。当启动指示信号Vo小于第二参考电压源Vcc2且大于等于金属氧化物半导体场效应管的阈值时，多灯管驱动系统10处于扫频过程，扫频侦测电路150产生扫频指示信号Vs。占空比调整电路160包括第三至第六开关元件Q3至Q6、第五至第九电阻R5至R9。第三至第六开关元件Q3至Q6均包括控制极、第一电极及第二电极。第三开关元件Q3的控制极接收电流振荡指示信号Vd及扫频指示信号Vs中的一个，第一电极经由第五电阻R5连 接第三参考电压源Vcc3，第二电极连接第四开关元件Q4的第一电极。第四开关元件Q4的控制极接收电流振荡指示信号Vd及扫频指示信号Vs中的另一个，第二电极连接扫频侦测电路150的第二开关元件Q2的第一电极。第五开关元件Q5的控制极经由第六电阻R6连接第三开关元件Q3的第一电极，第一电极经由第七电阻R7连接脉冲宽度调制控制器110，第二电极连接第六开关元件Q6的第一电极。第六开关元件Q6的控制极经由第八电阻R8接收启动指示信号Vo，第一电极经由第九电阻R9与第五开关元件Q5的第一电极经由第七电阻R7共同连接脉冲宽度调制控制器110，第二电极接地。在本实施方式中，占空比调整电路160连接脉冲宽度调制控制器110的补偿(cout)接脚。在本实施方式中，第二至第六开关元件Q2至Q6均为N型金属氧化物半导体场效应管，第二至第六开关元件Q2至Q6的控制极均为N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，第二至第六开关元件Q2至Q6的第一电极均为N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，第二至第六开关元件Q2至Q6的第二电极均为N型金属氧化物半导体场效应管的源极。在本实施方式中，电流振荡指示信号Vd及扫频指示信号Vs均为高电平信号。图5所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10中频率调整电路170的电路图。在本实施方式中，频率调整电路170包括第七开关元件Q7、第十电阻R10、第十一电阻Rl I及第三电容C3。第十电阻RlO连接于第四参考电压源Vcc4与脉冲宽度调制控制器110之间。第七开关元件Q7包括控制极、第一电极及第二电极。第七开关元件Q7的控制极接收启动指示信号Vo，第一电极经由第十一电阻Rll连接第四参考电压源Vcc4，第二电极连接第十电阻RlO的另一端并经由第三电容C3接地。在本实施方式中，频率调整电路170连接脉冲宽度调制控制器110的振荡频率(CT)接脚。第七开关元件Q7为N型金属氧化物半导体场效应管，控制极为N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，第一电极为N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，第二电极为N型金属氧化物半导体场效应管的源极。图6所示为本发明一实施方式中多灯管驱动系统10的电流差异侦测电路130的电路图。在本实施方式中，信号转换电路1300包括多个信号转换单元，一一对应连接变压器T的次级绕组的低压端a，即第一个信号转换单元连接第一个变压器T，第二个信号转换单元连接第二个变压器T...依此类推。每个信号转换单元用于将流经对应灯管L的电流信号转换为电压信号，其包括第十二电阻R12及第四电容C4。第十二电阻R12的一端连接对应的变压器T的次级绕组的低压端a，另一端接地，第四电容C4与第十二电阻R12并联。其中，第十二电阻R12用于将流经对应灯管L的电流信号转换为电压信号，第四电容C4用于对第十二电阻R12转换后的电压信号滤波，以取得稳定电压。在本实施方式中，转换后的电压信号为交流信号。最高管电流取得电路1310包括多个第三二极管D3，一一对应连接信号转换单元与变压器T的次级绕组的低压端a。所述第三二极管D3的阳极分别连接对应的变压器T的次级绕组的低压端a，阴极相连并输出最高电压信号Vmax。所述第三二极管D3将信号转换单元转换后的电压信号中的最高电压信号Vmax筛选并输出至比较电路1330。在本实施方式中，因变压器T的低压端a输出的电压信号存在180度的电位差，最低管电流取得电路1320包括多个第四二极管D4、第五二极管D5及第六二极管D6。以图6为例，假设有四个灯管L及四个变压器T，其中第一与第二个变压器T与第三与第四个变压器T的次级绕组的低压端a的相位差180度，则最低管电流取得电路1320包括四个第四二 极管D4、两个第五二极管D5及两个第六二极管D6。第四二极管D4 —一对应连接信号转换单元与变压器T的次级绕组的低压端a。第四二极管D4的阴极分别连接对应的变压器T的次级绕组的低压端a，阳极两两相连，即第一与第二个第四二极管D4的阳极相连，且经由第十三电阻R13连接第五参考电压源Vcc5，第三与第四个第四二极管D4的阳极相连，并经由第十三电阻R13连接第五参考电压源Vcc5。第一个第五二极管D5的阳极连接第一及第二个第四二极管D4的阳极，第二个第五二极管D5的阳极连接第三及第四个第四二极管D4的阳极，两个第五二极管D5的阴极相连并输出最低电压信号Vmin至比较电路1330。第一个第六二极管D6的阴极连接第一个第五二极管D5的阳极，阳极接地。第二个第六二极管D6的阴极连接第二个第五二极管D5的阳极，阳极接地。第六二极管D6用于将负的电压信号转换为正的电压信号。在本实施方式中，最高电压信号Vmax与最低电压信号Vmin均为交流信号。在本发明的另一实施方式中，若变压器T的低压端a输出的电压信号相位相同,则最低管电流取得电路1320只包括多个第四二极管D4与一个第五二极管D5，原理与前述类似，此处不再详述。比较电路1330包括比较器1331。比较器1331的正输入端接收最高电压信号Vmax,负输入端接收最低电压信号Vmin,输出端输出电流振荡指示信号Vd。电流振荡指示信号Vd为直流信号。在本实施方式中，比较器1331的正输入端、负输入端及输出端均连接必要的电阻，为简便，此处未画出且不再详述。在本发明的另一实施方式中，启动侦测电路140可用如图6中的比较电路1330的架构实现，同样的图6中的比较电路1330也可用图3中的启动侦测电路140的架构实现。在本实施方式中，多灯管驱动系统10刚启动灯管L时，流经灯管L的电流很小，即最小电压信号Vmin很小，因而第一开关元件Ql截止，此时，启动侦测电路140输出高电平信号。扫频侦测电路150的比较器1500的正输入端Vcc2的电压小于负输入端的电压，因而，输出低电平信号至第四开关元件Q4。占空比调整电路160的第四开关元件Q4截止，第五开关元件Q5与第六开关元件Q6均导通，因而，第七电阻R7与第九电阻R9并联，此时脉冲宽度调制信号的占空比较小。此时，频率调整电路170的第七开关元件Q7导通，因而第十电阻R10与第十一电阻Rll并联，脉冲宽度调制信号的频率较大。
若多灯管驱动系统10不能正常启动灯管L，灯管L电流发生振荡，即流经不同灯管L的电流的差异较大。因而，与不同灯管L对应的信号转换单元的电压信号的电压也有较大差异。又因为第三二极管D3参数相同，阴极相连，故与电流最大的灯管L对应的第三二极管D3导通，S卩，第三二极管D3取得与最高电流信号对应的最高电压信号Vmax。最高电压信号Vmax的电压减去第三二极管D3的导通压降，并经过合适分压后输入比较器1331的正输入端。同时，因为第四二极管D4参数相同，阳极相连，故与第一个与第二个灯管L中电流最小的对应的第四二极管D4导通，S卩，第一个与第二个第四二极管D4取得与第一个与第二个灯管L中最低电流信号对应的最低电压信号。同样，与第三个与第四个灯管L中电流最小的对应的第四二极管D4导通，S卩，第三个与第四个第四二极管D4取得与第三个与第四个灯管L中最低电流信号对应的最低电压信号。两个取得的最低电压信号再经两个第五二极管D5比较后，最终取得最低电压信号Vmin。在本实施方式中，第六二极管D6用于将负的电压信号转换为正的。因为最高电压信号Vmax大于最低电压信号Vmin,比较器1331输出高电平的电流振荡指示信号Vd。同样，启动侦测电路140的第一开关元件Ql导通，第二开关元件D2截止。此时，第二电容C2经由第四电阻R4放电，因而，启动指示信号No的电压逐渐变小。当启动指示信号Vo的电压变化到小于比较器150的正输入端电压时且大于等于金属氧化物半导体场效应管的阈值时，多灯管驱动系统10可能处于扫频过程。因而扫频侦测电路150根据启动指示信号Vo的电压准位，判断多灯管驱动系统10是否处于扫频过程，若处于扫频过程，则扫频侦测电路150输出高电平的扫频指示信号Vs。此时，虽然启动指示信号Vo的电压变小，仍可使第二开关元件Q2及第六开关元件Q6导通。又因为此时，扫频指示信号Vs、电流振荡指示信号Vd均为高电平，第三至第四开关元件Q3至Q4导通，因而，第五开关元件Q5截止。第九电阻R9连接至脉冲宽度调制控制器110，因而，脉冲宽度调制信号的占空比变大。如此，可实现在灯管L电流振荡时，调整脉冲宽度调制信号的占空比，以改善启动时灯管L的电流振荡。本发明的多灯管驱动系统10利用电流差异检测电路130检测灯管L启动时电流振荡，并在确认多灯管驱动系统10处于扫频过程时，调整脉冲宽度调制信号的占空比大小，从而改善灯管L启动时造成的显示屏幕闪烁甚至启动不良的状况，减少保护误动作。本发明的多灯管驱动系统10动态取得最高管电流与最低管电流并进行比较，以 确定是否发生异常，因而，当环境温度及灯管L参数变化时，最高管电流与最低管电流均随之变化，不会影响异常状况的判断，避免误动作的产生。
权利要求
1.ー种多灯管驱动系统，用于驱动多个灯管，包括滤波电路、开关电路、脉冲宽度调制控制器及多个变压器，其特征在于，所述多灯管驱动系统还包括 电流差异检测电路，连接所述变压器的次级绕组，用于检测流经所述灯管的电流的差异，以确定流经所述灯管的电流是否振荡； 启动侦测电路，连接所述电流差异检测电路，用于根据所述灯管的电流，确定所述灯管是否启动，并在所述灯管启动后产生启动指示信号； 频率调整电路，连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号调整所述脉冲宽度调制控制器产生的脉冲宽度调制信号的频率； 扫频侦测电路，连接所述启动侦测电路，用于根据所述启动指示信号侦测所述多灯管驱动系统是否处于扫频过程，并在所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程吋，产生扫频指示信号；及 占空比调整电路，连接所述电流差异检测电路、所述启动侦测电路及所述扫频侦测电路，用于当流经所述灯管的电流振荡且所述多灯管驱动系统处于所述扫频过程时，调整所述脉冲宽度调制信号的占空比。
2.如权利要求I所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述电流差异检测电路包括 信号转换电路，连接所述变压器的次级绕组的低压端，用于将流经所述灯管的电流信号分别转换为电压信号； 最高管电流取得电路，连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最高的灯管转换后的最高电压信号； 最低管电流取得电路，连接所述信号转换电路，用于取得所述灯管中电流最低的灯管转换后的最低电压信号；及 比较电路，连接所述最高管电流取得电路及所述最低管电流取得电路，用于比较所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值是否超过预先设定范围，及在所述最高电压信号与所述最低电压信号的差值超过所述预先设定范围时，产生电流振荡指示信号。
3.如权利要求2所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述启动侦测电路在所述最低电压信号超过预设值时，产生所述启动指示信号。
4.如权利要求3所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述启动侦测电路包括 第一ニ极管，阳极接收所述最低电压信号； 第一电容，一端连接所述第一ニ极管的阴极，另一端接地； 第一电阻，一端连接所述第一ニ极管的阴极； 第二电阻，一端连接所述第一电阻的另一端，另一端接地； 第一开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述控制极连接所述第一电阻的另一端，所述第一电极经由第三电阻连接第一參考电压源，所述第二电极接地； 第二ニ极管，阳极连接所述第一电极，阴极输出所述启动指示信号； 第四电阻，一端连接所述第二ニ极管的阴极，另一端接地；及 第二电容，与所述第四电阻并联。
5.如权利要求4所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述第一开关元件为N型金属氧化物半导体场效应管，所述控制极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第ー电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二电极为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源扱。
6.如权利要求2所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述扫频侦测电路包括 比较器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述正输入端连接第二參考电压源，所述负输入端接收所述启动指示信号，所述输出端输出所述扫频指示信号；及 第二开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第二开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第二开关元件的第二电极接地，所述第二开关元件的第一电极连接所述占空比调整电路。
7.如权利要求6所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述占空比调整电路在同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调大所述脉冲宽度调制信号的占空比，在未同时接收到所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号时，调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
8.如权利要求6所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述占空比调整电路包括 第三开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第三开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的ー个，所述第三开关元件的第一电极经由第五电阻连接第三參考电压源； 第四开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第四开关元件的控制极接收所述电流振荡指示信号及所述扫频指示信号中的另ー个，所述第四开关元件的第一电极连接所述第三开关元件的第二电极，所述第四开关元件的第二电极连接所述扫频侦测电路的第ニ开关元件的第一电极； 第五开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第五开关元件的控制极经由第六电阻连接所述第三开关元件的第一电极，所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻连接所述脉冲宽度调制控制器；及 第六开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第六开关元件的控制极经由第八电阻接收所述启动指示信号，所述第六开关元件的第一电极经由第九电阻与所述第五开关元件的第一电极经由第七电阻共同连接所述脉冲宽度调制控制器并连接所述第五开关元件的第二电极，所述第六开关元件的第二电极接地。
9.如权利要求8所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述第二至第六开关元件均为N型金属氧化物半导体场效应管，所述第二至第六开关元件的控制极均为所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述第二至第六开关元件的第一电极均为所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极，所述第二至第六开关元件的第二电极均为所述N型金属氧化物半导体场效应管的源扱。
10.如权利要求I所述的多灯管驱动系统，其特征在于，所述频率调整电路包括 第十电阻，一端连接第四參考电压源，另一端连接所述脉冲宽度调制控制器； 第十一电阻，一端与所述第十电阻共同连接所述第四參考电压源； 第七开关元件，包括控制极、第一电极及第ニ电极，所述第七开关元件的控制极接收所述启动指示信号，所述第七开关元件的第一电极连接所述第十一电阻的另一端，所述第七开关元件的第二电极连接所述第十电阻的另一端；及第三电容，一端连接所述第七开关元件的第二电极，另一端接地。
全文摘要
一种多灯管驱动系统，用于驱动多个灯管，包括电流差异检测电路、启动侦测电路、扫频侦测电路、频率调整电路及占空比调整电路。电流差异检测电路检测灯管电流的差异，以确定灯管电流是否振荡。启动侦测电路根据灯管电流，确定是否产生启动指示信号。扫频侦测电路根据启动指示信号侦测多灯管驱动系统是否处于扫频过程。频率调整电路根据启动指示信号调整脉冲宽度调制信号的频率。当灯管电流振荡且多灯管驱动系统处于扫频过程时，占空比调整电路调整脉冲宽度调制信号的占空比。上述多灯管驱动系统在处于扫频过程且电流振荡时，调整脉冲宽度调制信号的占空比大小，从而改善灯管启动时造成的显示屏幕闪烁甚至启动不良的状况，减少保护误动作。
文档编号G09G3/36GK102682708SQ20111006258
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者李永龙, 郑金波 申请人:国琏电子(上海)有限公司, 寰永科技股份有限公司
最新回复(0)