[发明专利]使用启动暂态电压抑制电路的电子镇流器

说明书

本发明总体上涉及荧光灯镇流器，更具体说，涉及用于提供暂态预防的电路，此电路用于可调光的冷阴极荧光灯(CCFL)镇流器。

出于安全和可靠性的考虑，通常在电子镇流器中需要开路保护。如果在电子镇流器中没有保护功能，当没有灯连接到镇流器的输出，即没有负载时，在镇流器的输出端将产生一个非常大的不理想的电压。在这种不带负载的情况下，镇流器的输出电压可能5倍于带载时的标称输出(例如，电压达到3500V而不是700V)。这种过压状态会损坏镇流器元件，并且/或者会导致镇流器陷入不期望的运行状态，并最终损坏镇流器。

在美国专利No.5,680,017、No.6,011,360、和No.6,084,361所描述的灯驱动电路中，需要过压保护；以上每项专利的内容在此引作参考。

图1所示的是依据现有技术的液晶显示器(LCD)背光反相器的框图，总体上用标号100表示。LCD背光反相器100典型地包括一个电源级模块6，用于控制诸如L1 8和L2 10的灯。灯L1 8和L2 10可以但并不仅限于照亮台式计算机(图中未画出)的液晶显示器(LCD)。LCD背光反相器100还包括一个启动逻辑模块16、一个短路/开路保护模块15、和一个控制IC(集成电路)20。应当注意，稍作修改后，一个脉宽调制模块可以被加入到图1的电路结构中，来控制IC20和电源级模块6之间的信号。

IC20执行多项功能，包括：通过检测灯的电流和电压来调节灯的功率，接收和输出控制信号及非控制信号，产生一个内部振荡来驱动作为电源级模块一部分的电源开关(图中未画出)等。

如图1所示，两个控制信号G1和G2表示驱动电源级模块6内部的半桥开关的输出控制信号，这两个信号调节电源级模块6内部变压器的输出功率，以驱动L1和L2。在正常运行状态下，启动逻辑模块16为IC20供电(见信号Chip_V_dd)并且防止IC20在故障状态下或当启动逻辑模块16的使能信号没有激活时获得电源。启动时，信号Chip_V_dd将沿斜坡上升达到一个门限值，V_don。达到门限电压V_don后，IC20据说处于振荡模式。启动逻辑模块16还被用于禁止IC20以防止检测到的过电压损坏IC20，后面将进一步说明。

图2描述了图1中的具体元件并且给出了图1中电源模块6的详细电路图。电源级模块6基于电压反馈型半桥谐振转换器，用于提供高启动电压(例如：＞1700Vrms)来点亮灯，和提供电流源驱动以便控制导通状态下的灯高效(就是说，＞85％)运行。如图2所示，电源级模块6包括两个电源开关M1 31和M2 32。在本实施例中，M1 31是一个高端电源MOSFET开关，M2 32是一个低端电源MOSFET开关。在备选方案中，电源开关可能是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。半桥开关M1与M2各自被非重叠栅极信号G1和G2驱动在恒稳态运行模式。如图所示，电源开关被布置为半桥结构，其公共点33是L-L-C谐振电路的电源，该电路包括电感T3 37、变压器T1 36、T2 38和电容C39及C40。如图所示，灯L18被连接到变压器T1 36的次级绕组，灯L210被连接到变压器T2 38的次级绕组，没有镇流电容。在示范实施例中，灯L1 8和L2 10是冷阴极荧光灯(CCFL)。本领域的技术人员都知道，在不同的应用中，其它类型的负载可以替换灯L1 8和L2 10。由于不使用镇流电容，输出变压器的无功功率得以最小化。两个灯L1 8，L2 10共用一个公共地及一个公共灯电流检测电阻RSENSE。

电源开关M2 32被IC20提供的控制信号G2 46驱动交替导通，电源开关M1 31被IC20提供的控制信号G1 48驱动交替导通。灯的功率调节由闭环反馈控制完成。灯电压在输出变压器T1 36和T2 38的次级绕组的紧耦合线圈上获得，而灯电流通过与灯串联的电阻RSENSE进行检测。在RSENSE上检测到的灯电流作为IC20管脚LI1和LI2的输入来表示灯的平均电流。然后，IC20在某一方向上驱动半桥的频率来实现控制器的参考输入所要求的灯功率。在这种情况下，参考输入是控制器的DIM输入管脚。

下面将继续参考图2，描述现有技术中的液晶显示器背光反相器的启动顺序，以说明现有技术不能保护启动过压暂态的这一局限性。