[发明专利]一种放电灯驱动电路及驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种放电灯驱动电路及驱动方法，特别地，涉及一种能提供 放电灯保护的放电灯驱动电路及驱动方法。

背景技术

如今，放电灯，如冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)， 外电极荧光灯(external electrode fluorescent lamp，EEFL)等，被大量用作 液晶显示(liquid crystal display，LCD)的背光光源。放电灯需要驱动电路来 提供高频的交流驱动电压和稳定的灯电流。

通常，放电灯需要高电压(如几百伏)来点亮，特别地，在低温或老化 情况下，需要的点灯电压更高(如一两千伏)，而放电灯被点亮后的正常工 作电压较低(如几百伏)，其亮度由流过灯的电流决定。放电灯的端电压不 能过高，以免造成灯及变压器等元器件的损坏。所以，放电灯驱动电路在监 测到灯开路状态时(尚未点亮、灯未接入、灯故障或灯由于环境原因而熄灭)， 需要在灯两端提供合适的灯点亮电压(如一两千伏)，尝试将其重新点亮。 若在一预设时间后，灯仍呈现开路状态，未被点亮，则判断为灯未接入或灯 故障，驱动电路将被关闭以达到保护的目的。

目前常用的放电灯驱动电路在正常工作状态下通过反馈灯电流(也可是 灯电压，功率)来调节灯的亮度，在开路状态下通过反馈灯电压来调节灯的 端电压，使其满足灯点亮电压的要求，还包括过压保护电路，监测灯的端电 压，并在监测到过压并持续一段故障时间(如1秒)后关闭驱动电路以达到 保护的目的。为了提供足够的灯点亮电压，还常常使用跳频技术，在监测到 灯开路时将工作频率增大到一预设值。

图1为单灯驱动电路的框图，包括开关装置101、控制装置102、变压 器103、谐振装置104以及灯负载105。在输入电压V_in和电路参数不变时， 驱动电路的输出电压V_out取决于开关装置101输出的开关信号SW的占空比 (受控制装置102提供给开关装置101的驱动信号控制)，以及谐振装置104 和灯负载105组成的网络的电压增益，而谐振装置104和灯负载105组成的 网络的电压增益与灯负载105的工作状态以及控制装置102提供给开关装置 101的驱动信号的开关频率有关。通常驱动电路是通过检测灯电流或灯的端 电压并将其与一阈值比较，来判断灯是否处于开路状态。在灯开路的瞬间， 开关驱动信号的占空比来不及被调节，而且，由灯开路至驱动电路监测到灯 开路状态会有一段时间的延迟。

图2为图1所示谐振装置104和负载105组成的网络在正常工作状态和 灯开路工作状态下的电压增益随开关频率变化的曲线图。在正常工作状态 下，电压增益曲线为曲线a，驱动电路开关频率为f_s，此时电压增益为G1， 对应的输出电压V_out为正常工作电压V_o，normal。谐振装置104的参数一般选择为 使正常工作频率f_s略大于谐振装置104和负载105组成的网络在正常工作状 态下的谐振频率，使电路略呈感性。在灯开路状态下，电压增益曲线为曲线 b，若开关频率保持f_s不变，则此时电压增益为G2，G2>G1。G2与G1的差 值取决于谐振装置104中谐振参数的选取以及灯L的工作特性。

通常G2的值并不足以使灯的端电压达到灯点亮电压V_o，strike，故放电灯驱 动电路在监测到灯开路时常采用跳频技术，在监测到灯开路状态后将开关频 率增大至一个较高值f_s，open，使电压增益为G3，G3>G1、G2。跳频频率f_s，open的 值既可通过外部的电阻或电压进行设置，也可为一内部设定值。对于跳频频 率内部设定的放电灯驱动电路来说，在某些情况下(与谐振装置104的参数 选取有关)，在跳频瞬间输出电压V_out会过高，远远超出需要的灯点亮电压 V_o，strike，从而造成放电灯及其他电路元器件的损坏。