專利名稱：背光驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種背光驅動電路，且特別是有關于一種具有保護電路的 背光驅動電路。
背景技術：
近年來，隨著液晶顯示面板的尺寸不斷增大，包含多個燈管的背光驅動電 路更加廣泛地被運用于提供液晶顯示面板所需的高質量光源。
請參閱圖1。圖1為現有技術中背光驅動電路1的示意圖。如圖1所示，背光驅
動電路1包含電源模塊10、以及變壓器12，背光驅動電路l用以推動四組燈管 14。變壓器12受電源模塊10驅動以供應燈管14所需的電能。此處以一推四的 變壓器12以及四組燈管14為例，實際應用中，背光驅動電路1可進一步包含 復數個變壓器12以對應更多燈管14。
由于多燈管背光驅動電路的燈管亮度與流經該燈管的燈管電流有關，因此， 多燈管背光驅動電路所面臨的難題包含如何平衡流經每一個燈管的電流以避免 各燈管亮度不均的現象，以及當多燈管背光系統的電路發生短路故障、開路故 障或電弧(arc)故障等異常狀態時的電路保護機制等問題。故傳統的背光驅動電路 中，通常需要在變壓器的輸出端進一步耦接保護偵測電路。
請參照圖2，圖2為現有技術中具有短路保護及回授補償的保護偵測電路 26的背光驅動電路2的示意圖。如圖2所示，在傳統的裝設于雙面電路板的背 光驅動電路2中，變壓器22包含兩個次線圈(220a、 220b)，次線圈的兩端分別 進一步與各自的保護偵測電路26耦接。如圖2中保護偵測電路26內，量測點A 的電壓可被量測是否小于一默認值以判斷是否短路。量測點B可用來判斷燈管 24的啟動電壓(kick-off voltage)值，量測點B的電壓值可作為電源模塊20的回 授訊號，以調整電源模塊20提供的電壓并可用以啟動背光驅動電路2的保護功在上述的背光驅動電路2中，必須使用相當多電容組件及電阻組件形成保 護偵測電路26，而保護偵測電路26還需要進一步連接判斷模塊(未顯示)，以對 量測點A、 B的電壓進行判斷進而達到短路保護及電壓回授補償的功效。如此一 來，每一組一推四的背光驅動電路中，即需要四組彼此獨立的保護偵測電路26 以及判斷模塊，對硬件空間設計來說相對復雜且帶來較大的靜態電力消耗(static power consumption)。
于現有技術中，也有另一種背光驅動電路采用差動訊號方式形成保護電路。 請參閱圖3，圖3為現有技術中具有以差動方式形成的保護偵測電路的背光驅動 電路3的示意圖。舉例來說，如圖3所示，次線圈320a兩端可分別輸出驅動信 號至燈管34a以及燈管34b，根據變壓器32的交流輸出特性，此處次線圈320a 輸出至燈管34a以及燈管34b的兩個驅動信號，其彼此之間相位相反。
基于次線圈320a輸出的兩驅動信號為相位相反的特性，背光驅動電路3在 次線圈320a的兩輸出端分別設置簡單的取樣電路36(圖3中繪示電容分壓電路 為例)以得到兩個取樣訊號，隨后進一步將兩個取樣訊號耦接于偵測節點D1。在 正常工作狀態下，兩個取樣訊號因相位相反可彼此抵消，故偵測節點D1可保持 在低準位(代表正常)。當燈管34a或燈管34b其中之一發生故障等異常情形時， 其中一個取樣訊號改變，兩個取樣訊號不再恰巧彼此抵消，使偵測節點D1的電 位改變，判斷電路38可藉由偵測節點Dl的電位改變判斷燈管34a或燈管34b 發生異常情形。
另一方面，在次線圈320b的兩端也具有相對應的電路結構。背光驅動電路 3可利用偵測節點D2對應偵測燈管34c或燈管34d的異常情況。藉由反相訊號 可互相抵消的特性，僅以兩組簡單的偵測電路即可對應四個輸出端的電路實際 應用。
但于背光驅動電路3中，若燈管34a與燈管34b(或是燈管34c與燈管34d) 同時發生故障(例如都發生短路故障)。此時，將導致兩取樣訊號同時改變，進而 無法發揮差動偵測的效果，偵測節點Dl(或偵測節點D2)依然保持在低準位(代 表正常)而造成誤判。
發明內容
本發明提出了一種背光驅動電路，其具有形成回路的差動保護電路，以解 決上述問題。
本發明的范疇在于提供一種背光驅動電路，其用以驅動復數個背光源，背 光驅動電路包含變壓器、偵測電路以及判斷電路。判斷電路電性連接至偵測電 路。
根據一具體實施例，變壓器具有第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端以 及第四輸出端，該等輸出端用以各自驅動其中一個該等背光源，且該等輸出端 分別被取樣而產生第一取樣訊號、第二取樣訊號、第三取樣訊號以及第四取樣 訊號，其中第一與第二取樣訊號之間相位相反、第二與第三取樣訊號之間相位
相反、第三與第四取樣訊號之間相位相反。
于此實施例中，偵測電路包含第一偵測節點、第二偵測節點以及第三偵測
節點。第一偵測節點耦接至第一取樣訊號以及第二取樣訊號；第二偵測節點耦 接至第二取樣訊號以及第三取樣訊號；第三偵測節點耦接至第三取樣訊號以及 第四取樣訊號。
當該等輸出端發生異常狀態時，該等偵測節點產生至少一差動偵測訊號， 判斷電路根據該至少一差動偵測訊號執行保護操作，以保護該背光驅動電路。
相較于現有技術，本發明的背光驅動電路將相位相反的取樣訊號彼此耦接， 以形成差動方式的偵測電路，其具有簡單的電路結構以及低靜態電力消耗。其 采用回路方式連接的偵測電路，當有一個以上的輸出端同時發生異常時，該等 偵測節點可產生至少一差動偵測訊號，使背光驅動電路據以執行保護操作。
關于本發明的優點與精神可以藉由以下的實施方式及附圖得到進一步的了解。
圖1為現有技術中背光驅動電路的示意圖。
圖2為現有技術中具有短路保護及回授補償的保護偵測電路的背光驅動電 路的示意圖。
圖3為現有技術中具有以差動方式形成的保護偵測電路的背光驅動電路的
7示意圖。
圖4為本發明第一具體實施例中背光驅動電路的示意圖。
圖5A為本發明第二具體實施例中背光驅動電路的詳細電路示意圖。
圖5B為本發明第三具體實施例中背光驅動電路的示意圖。
圖6為本發明第四具體實施例中背光驅動電路的示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖4。圖4為本發明第一具體實施例中背光驅動電路5的示意圖。如 圖4所示，背光驅動電路5包含電源模塊50、變壓器52、偵測電路54以及判 斷電路58。于此實施例中，背光驅動電路5用以推動四組背光源(6a、 6b、 6c、 6d)，實際應用中，背光驅動電路5所對應的背光源數目可根據硬件設計需求而 定，并不以一推四為限，也就是說，背光驅動電路5可用于各種一推多的背光 裝置中。
于此實施例中，電源模塊50用以提供交流電壓輸入。變壓器52包含主線 圈520、第一次線圈522以及第二次線圈524。主線圈520與電源模塊50電性 連接，交流電壓輸入通過主線圈520。第一次線圈522以及第二次線圈524分別 對應主線圈520并感應交流電壓輸入。
于此實施例中，變壓器52具有四個輸出端(第一輸出端5220、第二輸出端 5222、第三輸出端5240、第四輸出端5242)。如圖4所示，于變壓器52的繞線 設計中，將第一次線圈522的正端電性連接至第一輸出端5220并將負端電性連 接至第二輸出端5222;另一方面，將第二次線圈524的正端電性連接至第三輸 出端5240以及第四輸出端5242。需注意的是，上述四個輸出端排列中，任兩個 相鄰的輸出端彼此間具有相反的相位。
如圖4所示，第一輸出端5220、第二輸出端5222、第三輸出端5240以及 第四輸出端5242可分別電性連接至四個背光源(6a、 6b、 6c、 6d)并提供穩定的 電源供給，用以分別驅動各自相對應的背光源。
于此同時，該背光驅動電路5中的第一輸出端5220、第二輸出端5222、第 三輸出端5240以及第四輸出端5242也分別電性連接至一個取樣電路56，舉例 來說，于實際應用中取樣電路56的內部電路結構可為圖4中所繪示的電容分壓電路。四個電容分壓電路(取樣電路56)分別用以對應變壓器52的輸出端產生第 一取樣訊號、第二取樣訊號、第三取樣訊號以及第四取樣訊號。
此處的第一取樣訊號、第二取樣訊號、第三取樣訊號以及第四取樣訊號系 分別對第一輸出端5220、第二輸出端5222、第三輸出端5240以及第四輸出端 5242取樣而產生。因此，第一取樣訊號與第二取樣訊號之間相位相反；第二取 樣訊號與第三取樣訊號之間相位相反；第三取樣訊號與第四取樣訊號之間相位 相反。此外，第一取樣訊號與第四取樣訊號之間亦為相位相反。
于此實施例中，偵測電路54包含第一偵測節點Dl、第二偵測節點D2以及 第三偵測節點D3。每一偵測節點系透過兩電容器分別耦接至該等取樣訊號其中 兩個取樣訊號，相位相反的該其中兩個取樣訊號于該偵測節點形成一相加電位。 例如于此實施例中，第一偵測節點D1分別透過隔離電容耦接至第一取樣訊號以 及第二取樣訊號。第二偵測節點D2分別透過隔離電容耦接至第二取樣訊號以及 第三取樣訊號。第三偵測節點D3分別透過隔離電容耦接至第三取樣訊號以及第 四取樣訊號。其中，相位相反的兩個取樣訊號可分別在每一偵測節點上形成相 加電位。
當該等輸出端正常工作時，也就是每一輸出端正常驅動各自背光源時，在 每一偵測節點上因相位相反的兩個取樣訊號彼此抵消，故相加電位穩定于低電 位。
需特別注意的是，當該等輸出端發生異常狀態時，其中至少一個偵測節點 的相加電位將因而改變而產生至少一差動偵測訊號。于實際應用中，此處的異 常狀態可為該等輸出端所對應的背光源發生短路故障、開路故障或電弧故障。
于此實施例中，判斷電路58與偵測電路54電性連接。在異常狀態發生且 偵測電路54產生差動偵測訊號之后，背光驅動電路5中的判斷電路58可根據 該至少一差動偵測訊號執行保護操作。
于此實施例中，判斷電路58執行的保護操作可為調整電源模塊50的交流 電壓輸入或直接關閉電源模塊50，以保護背光驅動電路5。
于實際應用中，判斷電路58可包含比較器，比較器與該等偵測節點電性連 接，比較器接收偵測電路54產生的差動偵測訊號，并將差動偵測訊號的電壓準 位與基準電壓準位比較，若差動偵測訊號的電壓準位大于基準電壓準位，則判斷電路58執行保護操作。比較器的電路結構與實際作動方式為本領域普通技術 人員所熟知，在此不另贅述。
以下舉三個異常狀態發生的例子來說明本發明的差動偵測效果。在第一個 異常狀態發生的例子中，若第一輸出端5220所對應的背光源6a發生短路故障， 此時第一取樣訊號因而改變。此時，在第一偵測節點上，第一取樣訊號無法與 第二取樣訊號相互抵消，因此第一偵測節點D1的相加電位不再穩定于低電位。 此時，第一偵測節點D1的相加電位的變化便可形成一差動偵測訊號。
在第二個異常狀態發生的例子中，若為第二輸出端5222所對應的背光源6b 發生異常狀態。此時，因第二取樣訊號改變進而無法與第一取樣訊號、第三取 樣訊號相互抵消，將使得第一偵測節點Dl與第二偵測節點D2的相加電位因而 改變，因而，在分別第一偵測節點Dl與第二偵測節點D2將一共形成兩差動偵 測訊號，以反應背光源6b的異常狀態。
在第三個異常狀態發生的例子中，若為第一輸出端5220與第二輸出端5222 所對應的背光源皆同時發生異常狀態。此時，在分別與第二輸出端5222以及第 三輸出端5240的第二偵測節點D2上將形成差動偵測訊號。也就是說，即使相 鄰的復數個輸出端同時發生異常狀態，本發明的背光驅動電路5也可偵測并執 行保護操作。
在此實施例中，背光驅動電路將相位相反的取樣訊號彼此耦接，并形成開 回路(openloop)方式連接的偵測電路。其采用偵測電路，當有一個以上的輸出端 同時發生異常時，該等偵測節點可產生至少一差動偵測訊號，使背光驅動電路 據以執行保護操作。
請參閱圖5A。圖5A為本發明第二具體實施例中背光驅動電路5'的詳細電 路示意圖。請一并參閱圖4，與第一具體實施例最大不同之處在于，第二具體實 施例中的背光驅動電路5'的進一步包含設置于偵測電路54'與判斷電路58'之間的 復數個二極管濾波器57'。每一該等偵測節點與二極管濾波器57'電性連接，二極 管濾波器57'可用以濾除差動偵測訊號的負電位部份，以方便后續差動偵測訊號 的判斷處理。
另一方面，于第二實施例中，判斷電路58'中進一步包含邏輯電路580'、整 流電路582'以及比較器584'。其中邏輯電路580'與該等偵測節點電性連接，邏輯電路580'接收該至少一差動偵測訊號以產生總偵測訊號。整流電路582'與邏輯電 路580'電性連接并對總偵測訊號進行整流。比較器584'與該整流電路582'電性連 接，比較器584'接收經整流的總偵測訊號，并將總偵測訊號的電壓準位與基準 電壓準位比較，若總偵測訊號的電壓準位大于基準電壓準位，則判斷電路58'執 行保護操作。
請參閱圖5B。圖5B為本發明第三具體實施例中背光驅動電路5"的示意圖。 請一并參閱圖5A，與第二具體實施例最大不同之處在于，第三具體實施例中背 光驅動電路5"中，背光驅動電路5"包含設置于偵測電路54"與判斷電路58"之間 的復數個電阻器57"，背光驅動電路5"中的每一該等偵測節點透過電阻器57"接 地，電阻器57"可用以提升差動偵測訊號的電壓準位，可將差動偵測訊號提高至 正向的電壓準位，以方便后續差動偵測訊號的判斷處理。
圖5A與圖5B是針對背光驅動電路的細部電路結構實施例作進一步說明， 背光驅動電路的其它組件的作動原理與詳細作動方法與先前第一具體實施例大 致相似，故在此不另贅述。
請參閱圖6。圖6為本發明第四具體實施例中背光驅動電路7的示意圖。背 光驅動電路7包含電源模塊70、變壓器72、偵測電路74以及判斷電路78。于 此實施例中，背光驅動電路7也可用以推動四組背光源(8a、 8b、 8c、 8d),與先 前的實施例最大不同之處在于，背光驅動電路7的偵測電路74中進一步包含第 四偵測節點D4。第四偵測節點D4耦接至相位相反的第四取樣訊號與第一取樣 訊號。藉此，四個偵測節點分別對應耦接于任兩個相鄰的輸出端之間，以形成 閉回路(closeloop)的差動偵測電路。判斷電路78可根據四個偵測節點(D1、 D2、 D3、D4)所產生的差動偵測訊號進行判斷，進而在異常狀態發生時執行保護操作。 背光驅動電路7的其它細部設置與本發明先前所述的實施例大致相同，請參閱 第一至第三具體實施例，在此不另贅述。
于此實施例的閉回路偵測電路中，若任意單一個輸出端發生異常，則偵測 電路74會有兩個偵測節點產生差動偵測訊號。另一方面，若是兩個或三個相鄰 的輸出端發生異常，偵測電路74會有兩個偵測節點產生差動偵測訊號。也就是 說，于此實施例中的背光驅動電路7在異常情況發生時，背光驅動電路7的偵 測電路74可產生兩個以上的差動偵測訊號，判斷電路78可設計為根據兩個差動偵測訊號而執行保護操作，藉此可進一步使判斷差動偵測訊號時的精準度提 高。
于上述實施例中，本發明的背光驅動電路以一推四的驅動電路架構為例， 但本發明并不以此為限，于實際應用中本發明背光驅動電路可適用于各種一推 多的背光裝置中。
相較于現有技術，本發明的背光驅動電路將相位相反的取樣訊號彼此耦接， 以形成差動方式的偵測電路，其具有簡單的電路結構以及低靜態電力消耗。其 采用回路方式連接的偵測電路，當有一個以上的輸出端同時發生異常時，該等 偵測節點可產生至少一差動偵測訊號，使背光驅動電路據以執行保護操作。
權利要求
1.一種背光驅動電路，其特征在于包含一變壓器，該變壓器具有第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端以及第四輸出端，該等輸出端用以各自驅動一背光源，該等輸出端分別被取樣而產生第一取樣訊號、第二取樣訊號、第三取樣訊號以及第四取樣訊號，其中該第一取樣訊號與該第二取樣訊號之間相位相反、該第二取樣訊號與該第三取樣訊號之間相位相反、該第三取樣訊號與該第四取樣訊號之間相位相反；一偵測電路，包含第一偵測節點，該第一偵測節點耦接至該第一取樣訊號以及該第二取樣訊號；第二偵測節點，該第二偵測節點耦接至該第二取樣訊號以及該第三取樣訊號；以及第三偵測節點，該第三偵測節點耦接至該第三取樣訊號以及該第四取樣訊號；以及判斷電路，電性連接至該偵測電路，當該等輸出端發生一異常狀態時，該等偵測節點產生至少一差動偵測訊號，該判斷電路根據該至少一差動偵測訊號執行一保護操作，以保護該背光驅動電路。
2. 如權利要求l所述的背光驅動電路，其特征在于該背光驅動電路進一步 包含一電源模塊，用以提供一交流電壓輸入，其中該變壓器進一步包含主線圈，與該電源模塊電性連接，該交流電壓輸入通過該主線圈； 第一次線圈，對應于該主線圈并感應該交流電壓輸入，該第一次線圈的兩端分別電性連接至該第一輸出端以及該第二輸出端；以及第二次線圈，對應于該主線圈并感應該交流電壓輸入，該第二次線圈的兩端分別電性連接至該第三輸出端以及該第四輸出端。
3. 如權利要求2所述的背光驅動電路，其特征在于該保護操作為調整該交 流電壓輸入或關閉該電源模塊。
4. 如權利要求1所述的背光驅動電路，其特征在于該第一輸出端、該第二輸出端、該第三輸出端以及該第四輸出端分別電性連接至一電容分壓電路，該 等電容分壓電路分別用以產生該第一取樣訊號、該第二取樣訊號、該第三取樣 訊號以及該第四取樣訊號。
5. 如權利要求l所述的背光驅動電路，其特征在于每一該等偵測節點透過 兩電容器分別耦接至該等取樣訊號其中兩個取樣訊號，相位相反的該其中兩個 取樣訊號于該偵測節點形成一相加電位。
6. 如權利要求5所述的背光驅動電路，其特征在于當該等輸出端正常工作 時，該等相加電位皆穩定于一低電位，當該等輸出端發生一異常狀態時，該等 偵測節點其中至少一個偵測節點的該相加電位改變而產生該至少一差動偵測訊 號。
7. 如權利要求5所述的背光驅動電路，其特征在于每一該等偵測節點進一 步與一二極管濾波器電性連接，該二極管濾波器用以濾除該差動偵測訊號的負 電位部份；或者，每一該等偵測節點進一步透過一電阻器接地，該電阻器用以提升該 差動偵測訊號的電壓準位。
8. 如權利要求l所述的背光驅動電路，其特征在于該判斷電路包含 比較器，與該等偵測節點電性連接，該比較器接收該至少一差動偵測訊號，并將該至少一差動偵測訊號的電壓準位與一基準電壓準位比較，若該至少一差 動偵測訊號的電壓準位大于該基準電壓準位，則該判斷電路執行該保護操作。
9. 如權利要求l所述的背光驅動電路，其特征在于該判斷電路包含 邏輯電路，與該等偵測節點電性連接，該邏輯電路接收該至少一差動偵測訊號，以產生一總偵測訊號；整流電路，與該邏輯電路電性連接，該整流電路對該總偵測訊號進行整流；以及比較器，與該整流電路電性連接，該比較器接收經整流的該總偵測訊號， 并將該總偵測訊號的電壓準位與一基準電壓準位比較，若該總偵測訊號的電壓 準位大于該基準電壓準位，則該判斷電路執行該保護操作。
10. 如權利要求1所述的背光驅動電路，其特征在于該偵測電路進一步包 含一第四偵測節點，該第四偵測節點耦接至該第四取樣訊號以及該第一取樣訊號。
11. 如權利要求io所述的背光驅動電路，其特征在于每一該等偵測節點透過兩電容器分別耦接至該等取樣訊號其中兩個取樣訊號，相位相反的該其中兩 個取樣訊號于該偵測節點形成一相加電位。
12. 如權利要求ll所述的背光驅動電路，其特征在于當該等輸出端正常工 作時，該等相加電位皆穩定于一低電位，當該等輸出端發生一異常狀態時，該 等偵測節點其中至少一個偵測節點的該相加電位改變而產生該至少一差動偵測 訊號。
13. 如權利要求ll所述的背光驅動電路，其特征在于每一該等偵測節點進 一步與一二極管濾波器電性連接，該二極管濾波器用以濾除該差動偵測訊號之 負電位部份；或者，每一該等偵測節點進一步透過一電阻器接地，該電阻器用以提升該 差動偵測訊號的電壓準位。
14. 如權利要求10所述的背光驅動電路，其特征在于該判斷電路包含 比較器，與該等偵測節點電性連接，該比較器接收該至少一差動偵測訊號，并將該至少一差動偵測訊號的電壓準位與一基準電壓準位比較，若該至少一差 動偵測訊號的電壓準位大于該基準電壓準位，則該判斷電路執行該保護操作。
15. 如權利要求10所述的背光驅動電路，其特征在于該判斷電路包含 邏輯電路，與該等偵測節點電性連接，該邏輯電路接收該至少一差動偵測訊號，以產生一總偵測訊號；整流電路，與該邏輯電路電性連接，該整流電路對該總偵測訊號進行整流；以及比較器，與該整流電路電性連接，該比較器接收經整流的該總偵測訊號， 并將該總偵測訊號的電壓準位與一基準電壓準位比較，若該總偵測訊號的電壓 準位大于該基準電壓準位，則該判斷電路執行該保護操作。
16. 如權利要求1所述的背光驅動電路，其特征在于該異常狀態為該等輸 出端所對應的該等背光源的一短路故障、 一開路故障或一電弧故障。
全文摘要
背光驅動電路，包含一變壓器，該變壓器具有第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端以及第四輸出端，該等輸出端分別被取樣而產生第一取樣訊號、第二取樣訊號、第三取樣訊號以及第四取樣訊號；一偵測電路，包含第一偵測節點，第二偵測節點，以及第三偵測節點；以及判斷電路，電性連接至該偵測電路，當該等輸出端發生一異常狀態時，該等偵測節點產生至少一差動偵測訊號，該判斷電路根據該至少一差動偵測訊號執行一保護操作，以保護該背光驅動電路。本發明具有簡單的電路結構以及低靜態電力消耗。其采用回路方式連接的偵測電路，當有一個以上的輸出端同時發生異常時，該等偵測節點可產生至少一差動偵測訊號使背光驅動電路據以執行保護操作。
文檔編號H02H3/38GK101594723SQ200910145619
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月15日 優先權日2009年5月15日
發明者張洪德, 楊鈞勝, 趙正輝 申請人:蘇州達方電子有限公司;達方電子股份有限公司