灯开路保护的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在放电灯系统中对灯开路状态进行响应的方法，该方法监视流经灯的电流反馈信号和表示所述灯两端电压的电压反馈信号。开关用于在检测到开路状态时，将电流反馈信号切换到电压反馈信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及荧光灯的驱动，尤其是指驱动冷阴极荧光灯(CCFL)、外置电极荧光灯(EEFL)和平面荧光灯(FFL)的方法和保护方案。
技术介绍
在多种背光应用中经常用到荧光灯，例如在LCD显示器、LCD电视机和其他类型的消费电子产品中。荧光灯由交流电压驱动。在典型的仅具有直流电源的移动设备应用中，使用直流/交流逆变器来驱动荧光灯。即使在交流供电的情况下，也需要驱动电路来确保由合适的交流驱动波形和电压来驱动荧光灯。本文使用的术语控制器同时包括逆变器和驱动器。通常，背光模块包括一盏以上的荧光灯。当一盏或者一盏以上的荧光灯出现故障时，这些故障的荧光灯对逆变器或者驱动器来说构成开路电路。这称为灯开路状态，导致逆变器具有灯开路电压。出于安全和可靠的原因，在冷阴极荧光灯(CCFL)逆变器应用中经常需要控制灯开路电压和进行灯开路保护。在灯开路状态下，当保护电路不到位时，在输出端可能会产生一个非常高的不希望的电压。这种不希望的电压可能会比标称的输出电压高好几倍，并且会对电路的元器件造成损害。因此，使逆变器能在任何异常情况下安全可靠地运行十分重要，例如在灯开路状态下安全可靠地运行。在灯开路状态下，灯电压通常会升到标称工作电压的2～2.5倍。然后控制器将试图激发灯1～1.5秒。当灯不亮时，控制器将关断整个系统。另外，在灯开路状态过程中，灯电压比标称工作电压高很多。因此，灯电压需要得到很好的控制。一旦系统出现任何的不稳定，灯和/或控制器就会很容易被损坏。图1示出了现有技术的控制方案。该电路包括具有初级端和次级端的变压器。全桥逆变器(在此例中)控制初级端。全桥逆变器接收来自变压器次级端的反馈。需要注意的是，灯与变压器次级端连接，对电流和电压进行感测的感测节点用于向逆变器反馈。Gvd是次级绕组的占空比到输出电压的传递函数。Gid是次级绕组的占空比到灯电流的传递函数。Gv表示电压感测增益。Ri表示灯电流感测增益。Gm是误差放大器的跨导。Gvt是灯电压到140μA电流源使补偿电容器放电、同时降低控制电压Vc的时间的传递函数。Fm表示调制增益。在正常工作状态下，只有电流环路运行。在灯开路状态下，有两种情形。当所有的灯都开路时，只有电压环路运行。当一些灯开路一些灯仍然工作时，电流环路和电压环路都运行。根据图1所示的系统控制图，上述两种情形下的环路增益如图2所示。图2(a)示出了部分灯开路状态下的环路增益，图2(b)示出了全部灯开路状态下的环路增益。环路增益图表明，由于增益裕量很小，逆变器谐振回路电路的高Q值导致系统不稳定。同时可以观测到一种低频振荡。该频率由谐振频率和开关频率之间的差决定。为了获得基于现有技术控制方法的稳定系统，必须降低环路增益，或者抑制Q值。当增益降低时，就丧失了灯稳压。当Q值由于在谐振回路中插入电阻而抑制时，系统的效率将受到不利影响。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，提供了一种在放电灯系统中对灯开路状态进行响应的方法，包括监视流经灯的电流反馈信号；监视代表所述灯两端电压的电压反馈信号；在检测到所述灯开路状态时，从所述电流反馈信号切换到所述电压反馈信号。附图说明下面的图示出了本专利技术的实施例。这些图和实施例提供了本专利技术的实例，但是这些图和实施例是非限制性的、非穷尽性的。图1示出了现有技术的灯开路保护电路。图2示图1所示电路的环路增益，其中(a)是部分灯开路状态下的环路增益，(b)是全部灯开路状态下的环路增益。图3示出了本专利技术电路的示意图。图4示出了图3所示电路在灯开路状态下的环路增益。图5示出了在同相荧光灯应用中图3电路的一种实施例。图6示出了在异相荧光灯应用中图3电路的一种实施例。具体实施例方式下面详细介绍使用逻辑和分立元件而实现灯开路电压保护的系统和方法的实施例。在接下来的说明中，一些具体的细节，例如示例电路和这些电路元件的示例值，都用于对本专利技术的实施例提供更全面的理解。然而，本
的普通技术人员可以理解，即使没有一个或多个细节，或者利用其他方法、元件、材料等，也可以实现本专利技术。通过结合具有代表性和示例性的系统、电路和方法，举例说明下列的实施例及其各方面。在多个实施例中，上述的问题被减小或消除，而另外的实施例涉及其他的改进。本专利技术涉及在放电灯应用中的灯开路电压保护电路和方法。图3示出了根据本专利技术构成的电路。其与图1所示的现有技术有一定的相似之处，但仍然存在明显区别。首先，电路中有一个开关，将灯电流或者灯电压用作反馈参数。在正常工作状态下，用电流环路作为反馈。此时，电路与图1所示的现有技术的电路类似地工作。一旦灯处于灯开路状态，电压环路连接进来(kick in)而电流环路断开。因此开关切换位置，使得来自电压环路的信号被反馈。此外，需要注意的是，在电压环路中，存在低频滤波器(由R和C组成)，用以削弱高Q作用。图4示出了灯开路状态下的环路增益。这种控制方法的另外一个优点在于仅需要一个误差放大器。另外，本专利技术能够分别应用于同相和异相应用。图5示出了本专利技术在同相CCFL应用中的实现。在正常工作状态下，Vi大于Vv。因此，调节灯电流。当灯开路状态发生时，Vi降低到零。因此，调节灯电压Vv。可以看出，在这个实施例中，开关S由两个二极管组成。低频滤波器被插入电压环路中。因此，开关S能够自动检测灯开路状态，并且作为反馈切换到电压回路。图6示出了本专利技术在异相CCFL应用中的实现。在正常工作状态下，调节灯电流。当灯开路状态发生时，Vi降低到零。因此，调节灯电压Vv1或Vv2。在这个实施例中，开关S由三个二极管组成。低频滤波器被插入电压环路中用于实现稳定的灯开路电压。上述本专利技术的说明书和应用仅仅是示例性的灯开路电压保护和短路保护，并不用于限定本专利技术的范围。对公开的实施例进行变化和修改都是可能的，并且实施例中多个元件的其他可行的备选和等同物对于
的普通技术人员而言是已知的。本专利技术所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本专利技术的精神和保护范围。权利要求1.一种在放电灯系统中对灯开路状态进行响应的方法，包括监视流经灯的电流反馈信号；监视代表所述灯两端电压的电压反馈信号；在检测到所述灯开路状态时，从所述电流反馈信号切换到所述电压反馈信号。2.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述电压反馈信号进行低通滤波。3.根据权利要求1所述的方法，其中，由开关将所述电压反馈信号和所述电流反馈信号选择性地切换到单个的跨导放大器。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述开关由三个二极管组成。5.根据权利要求2所述的方法，其中利用RC滤波器来执行所述低通滤波。6.一种在放电灯系统中处理灯开路状态的装置，包括用于对流经所述放电灯系统的电流反馈信号进行感测的电流感测装置；用于对代表所述放电灯系统两端电压的电压反馈信号进行感测的电压感测装置；开关，选择性地在正常工作状态中路由所述电流反馈信号，在灯开路状态下路由所述电压反馈信号；跨导放大器，用于通过所述开关接收所述电压反馈信号或者电流反馈信号；并且反馈放大器，用于接收所述跨导放大器的输出，来控制逆变器。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述开关由三个二极管组成。8.根据权利要求6所述的装置，还包括RC低通滤波器，用于对所述电压反馈信号进行滤波。全文摘要本专利技术公开了一种在放电灯系统中对灯开路状态进行响应的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在放电灯系统中对灯开路状态进行响应的方法，包括：　　　　监视流经灯的电流反馈信号；　　　　监视代表所述灯两端电压的电压反馈信号；　　　　在检测到所述灯开路状态时，从所述电流反馈信号切换到所述电压反馈信号。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任远程，徐鹏，姚凯卫，陈伟，
申请(专利权)人：美国芯源系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]