[发明专利]灯管驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种灯管驱动系统，更涉及一种驱动冷阴极灯管的灯管驱动系统。

背景技术

图1为一种公知冷阴极灯管驱动系统的电路示意图，其中驱动电路12与变压器14的一次侧连接，冷阴极灯管19与变压器14的二次侧连接。驱动电路12将直流电源转为交流电源，再经变压器13供应给冷阴极灯管19。冷阴极灯管19以高压高频驱动，使灯管高压侧产生杂散电容C_P的漏电流I_C，此漏电流I_C为与驱动灯管的电压及频率成正比的进相电流。灯管低压侧的电流与灯管电压同相，为产生有功功率的电流成分。由于冷阴极灯管19本身因环境或点亮时间产生温度变化时，相同的管末电流I_L会随着温度变化而有不同的灯管电压，温度愈高则其电压愈低。

如图1所示，因灯管低压侧直接接地时，电流反馈取自低压侧，其反馈成分包含管末电流I_L与漏电流I_C，因漏电流I_C随温度变动，反馈控制是控制总电流I_H＝I_L+I_C不变，因I_C会被温度影响而变动，使管末电流I_L也随之反向变动，因此灯管的亮度也会不同而无法维持定值。图2为图1的冷阴极灯管19高低压侧的电流波形的示意图，漏电流I_C为电容性进相电流，相位超前电阻性管末电流I_L90度，而管末电流I_L的相位与灯管电压同相。

图3为另一种公知灯管驱动系统的电路示意图。该灯管驱动系统中，换流器(inverter)20包含驱动电路22及变压器24，换流器20输出的电压为V_out，输出电流为I_out。脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation，PWM)控制器26依据来自变压器24二次侧的电流I_out产生反馈控制信号至驱动电路22以调节换流器20的输出。由于冷阴极灯管29具有杂散电容C₁及C₂₁、C₂₂…C_2n，故电流I_out包括灯管电流I_L与杂散电容电流I₁及I₂。反馈控制取样电路包括电流有效值取样控制器28及开关27，针对电流I_out中的一电流有效值进行取样，此电流有效值的杂散电容电流成分I₁+I₂为最小，因此灯管电流成分I_L相当接近于电流I_out。为求得此电流有效值，此灯管驱动系统包含开关27耦接于变压器24的二次侧与PWM控制器26之间，电流有效值取样控制器28的输入端连接至冷阴极灯管29的高压端，输出端耦接至开关27。电流有效值取样控制器28依据冷阴极灯管29的高压端的电压V_out产生取样控制信号至开关27以控制其切换。

图4为图3的电流有效值取样控制器的方块图，电流有效值取样控制器28包括分压器282及电压峰值检测电路284，灯管高压端的电压V_out经由分压器282进行分压后，将分压后的信号输入电压峰值检测电路284，由电压峰值检测电路284输出取样控制信号，控制开关27的开启与关闭，以进行取样。

图5为冷阴极灯管高低压电流波形示意图。变压器24的二次侧用电流取样电路来检测二次侧的电流，利用漏电流I₁的电容性进相电流的相位超前I_L的相位90度，并灯管电压V_out于峰值时的漏电流I_H为零时做取样并反馈，使反馈的电流仅含管末电流I_L，因此，漏电流I₁+I₂即使因温度变化，也不会影响管末电流I_L的控制，故于不同温度下可维持相同的亮度。

此灯管驱动系统的缺点有二：

(一)为反馈取样控制电路需使用操作放大器(OP)及以开关进行切换，电路较复杂且价格较高。

(二)因取样触发的参考电压需低于灯管最低电压，取样时间ΔT的宽度较宽，致使ΔT的区间内仍含有漏电流成分(如图5所示)，影响其峰值电流取样的准确度。

发明内容