本发明专利技术涉及一种驱动放电灯的高频电源装置及其频率设置方法，特别涉及一种用来驱动ＣＣＦＬ、ＥＥＦＬ、ＦＦＬ及其他放电灯的高频电源装置。为了实现调光和提高电能转换效率的双重目的，并提供一种灵敏度最高的断灯保护电路，本发明专利技术采用一鉴相器，同时控制一锁相环和一断灯保护电路，对电源正常工作过程中的工作频率以及出现断灯故障后的监测保护实现闭环调控。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，特别涉及一种用来驱动CCFL、EEFL、FFL及其他放电灯的高频电源装置。
技术介绍
液晶显示器技术已广泛应用于各类电子设备中，小屏的如手机，中屏的如手提电脑，大屏的如电子广告牌。放电灯，尤其是冷阴极荧光灯(Coldcathode fluorescent lamp，CCFL)，由于发光效率高且灯管寿命长，多用作液晶显示屏的背光系统。此时，放电灯由电源变换器(Inverter)所驱动。电源变换器将直流或低频电源转换为高频电源。放电灯电源变换器通常由控制电路、开关网络和滤波回路组成，控制电路控制开关元件周期性或非周期性地断开或闭合，将直流或低频电源信号转换成高频电源信号，再通过由电容、电感、变压器或以上元件不同形式组合而成的滤波回路驱动放电管。检验并评价放电灯电源变换器的质量标准，一是要求电能转换效率高；二是要求调光系统可靠，放电灯工作稳定；三是一旦出现断灯故障，系统能及时监测判断，并自动采取保护措施。现有技术多采用脉冲宽度调制器(PWM)来调整控制电路的脉冲占空比(duty cycle)达到调光的目的，也有采用调频方法调光。例如，公开号CN1387394A专利申请案，公开了一种调光电路取灯流信号输至一反馈电路，依据灯流值产生一反馈信号输至一控制电路，最后输至开关网络控制电路。当灯流超过一参考值时，使频率控制电路升高(或降低)PWM频率，从而使输出灯流降低，从而达到调光目的。现有技术中的断灯保护电路(Open lamp protection logic)，都依据断灯后，灯压升高、灯流减少的公知原理，采用取灯压、灯流为监测对比信号，输至断灯保护电路，启动断灯保护。以上现有技术，存在以下不足第一，作为放电灯的驱动电源，尤其是在采用机内电池供电的条件下(如手提电脑)，电能转换效率是极其重要的质量指标。而提高电能转换效率最为有效的途径是确保系统的工作频率与滤波回路的谐振频率一致，这样可避免滤波回路中电抗元件所产生的无功功率损耗。但是，采用PWM技术调整脉冲占空比的调光方案，不可能改变系统工作频率，也不可能控制滤波回路的自然谐振频率，这无疑不能兼顾在系统正常工作过程中调光和提高用电效率的双重目的。第二，为了确保系统安全，断灯保护系统必须反应迅速。而在现有的断灯保护电路中，由于滤波回路中电抗元件中的电压、电流不能突变，灯压上升，灯流下降需要一个过渡过程，对系统安全不利。第三，放电灯高频电源装置中的滤波回路，为降低电源成本， 一般由普通的电抗元件组合而成，其频率稳定度较低，需要实施频率跟踪及频率锁定。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题首先是在驱动放电灯的高频电源装置中，提供一种闭环控制电路，达到调光和提高电能转换效率的双重目的；同时提供一种断灯保护的闭环控制电路，使断灯保护更为有效、更为灵敏；本专利技术要解决的另一问题是提供一种监测放电灯灯压变化最为可靠的取样电路；本专利技术要解决的另一技术问题是在驱动长灯管放电灯时，确保灯管各部位发光均匀；本专利技术要解决的另一技术问题是在驱动多灯管并联工作时，确保各条灯管亮度一致。为解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案一种驱动放电灯的高频电源装置，包括一开关网络，一滤波回路，一驱动控制电路；驱动控制电路输出端与开关网络中开关元件的控制电极电耦接；开关网络输入端与输入电源电耦接，开关网络输出端与滤波回路输入端电耦接，滤波回路输出端与放电灯电耦接；该电路将直流或低频输入信号转换为高频输出信号； 一频率控制回路，包括一鉴相器及一锁相环，滤波回路输入端的电压信号和电流信号分别输至鉴相器，鉴相器比较检测该电压信号与该电流信号之间的相位差，并将相位误差信号反馈给锁相环，实现对锁相环另一端电耦接的驱动控制电路的工作频率的闭环调控；一断灯保护电路，上述鉴相器输出的相位误差信号同时送至该断灯保护电路，使断灯保护电路及时检测到断灯发生后引起的异常相位误差信号，并驱动控制电路，启动断灯保护程序。另外，在断灯保护电路输入端还电耦接一高灯压监测器，高灯压监测器包括一电压比较器，电压比较器同相端与并联在放电灯两端的两只串联电容器的中间连结点电耦接；电压比较器反相端电耦接一基准电压；断灯时，灯压上升，电压比较器输出电压升高，触发断电保护电路，启动驱动控制电路实施断电保护；在电压比较器输入端与接地端并联一电阻器，以保证电压比较器输入电压信号中无直流分量。另外，当应用于驱动长灯管时，滤波回路中的耦合变压器采用双高压驱动，当负载为多灯并联，每只灯管串联一小容量电容器或串联一电感，且电感之间相互耦合。根据上述本专利技术所提供的一种驱动放电灯的高频电源装置，还可以采用以下技术方案来实现一种驱动灯的高频电源装置，包括一开关网络，一滤波回路，一驱动控制器；驱动控制器控制开关网络的导通与闭合，将输入电压转换成高频脉冲信号，而滤波回路将高频脉冲转换成高频交流信号来驱动灯管；该驱动控制器接受灯管电流、电压的反馈来调制合适的占空比以及工作频率。该驱动控制器通过检测滤波回路的工作阻抗来调整工作频率。该工作频率可以设置在阻性或稍微感性的区间以达到稳定的工作状态及恒频工作，并且在点灯前与点灯后或断灯前与亮灯时都可以是不一样的。另外，该驱动控制器还可通过检测滤波回路的工作阻抗来调整工作频率，其主要体现在可以检测滤波回路中的电压与电流的相位差或通过检测滤波电路的阻抗幅值来实现频率调制。根据上述两种技术方案，本专利技术还提供一种驱动灯的高频电源的频率设置方法，包括以下几个步骤预设点灯前的起始工作频率在一数值，控制回路调制灯管的电压幅值以达到点灯的目的；根据电流调制的需求来预设点灯后的工作频率，灯亮之后控制回路将频率调制到该预设值；在非正常工作状态下，控制器改变频率从而达到保护电路及灯管的目的。其中，点灯前的工作频率可以是恒定的，控制回路通过调制占空比来调制灯压；该工作频率也可以是变化的，控制回路可以根据灯未亮时的谐振电路状态来调制频率。附图说明图1为本专利技术驱动放电灯的高频电源装置电路结构图。图2为本专利技术基本电路方块图。图3为滤波回路的等效电路图及频率增益曲线。图4为滤波回路输入端电压与电流波形图。图5为锁相环电路示意图。图6为灯压检测比较电路结构图。图7为双高压驱动电原理图。图8为放电灯并联使用时的电路结构图。图9为开关网络常见拓朴结构图。具体实施例方式参见图1及图2，驱动放电灯的高频电源装置由输入电源01、开关网络10、滤波回路20、控制电路30以及放电灯管40组成。控制电路控制开关网络中的开关元件断开和闭合，将与开关网络输入端电耦接的直流或低频电源VIN转换为开关网络输出的高频脉冲信号，此信号输至由电容、电感或变压器组成的滤波回路后，进一步转换为高频交流信号，驱动放电灯点火发光，高频交流信号的频率与开关网络产生的高频脉冲信号的频率相同。高频交流信号的频率取决于灯管特性、系统的配备以及电磁干扰(EMI)的要求。通常，放电灯管点灯所需的电压要比当灯点亮之后正常工作时的电压高，为此，点灯时电路工作频率应调得比正常工作频率高，以达到点灯所需的高电压；而当灯点亮之后，预设一个较低的工作频率以达到灯管的驱动电流与电压的要求。图3为滤波回路的等效电路图，图中A、B两端即为开关网络与滤波回路的电耦接点，V1即为回路两端的输入电压，为高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种驱动放电灯的高频电源装置，包括 一开关网络，一滤波回路，一驱动控制电路； 驱动控制电路控制开关网络的导通与闭合，将直流或低频电源信号转换成高频脉冲信号，而滤波回路将高频脉冲信号最终转换为高频交流信号驱动放电灯。 其特征在于， 一频率控制回路，包括一鉴相器及一锁相环，滤波回路输入端的电压信号和电流信号分别输至鉴相器，鉴相器比较检测该电压信号与该电流信号之间的相位差，并将相位误差信号反馈给锁相环，实现对锁相环另一端电耦接的驱动控制电路的工作频率的闭环调控； 一断灯保护电路，上述鉴相器输出的相位误差信号同时送至该断灯保护电路，使断灯保护电路及时检测到断灯发生后引起的异常相位误差信号，并驱动控制电路，启动断灯保护程序。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：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]
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