灯驱动方法和设备技术

描述了用于利用具有帧周期（ｔ１３－ｔ１１）的周期性信号（Ｌ）驱动灯的方法，所述周期性信号（Ｌ）在所述帧周期内的ＯＮ间隔（ｔ１１至ｔ１２）期间为方波信号，而在所述帧周期内的ＯＦＦ间隔（ｔ１２至ｔ１３）期间为零。所述方波信号的占空比为５０％，且具有小于所述帧周期的方波周期（ｔ２２－ｔ１１）。所述帧周期的所述ＯＮ间隔（ｔ１１至ｔ１２）的持续时间（ｔ１２至ｔ１１）为方波周期（ｔ２２－ｔ１１）的整数倍。根据本发明专利技术，所述帧周期的ＯＮ间隔（ｔ１１至ｔ１２）的开始（ｔ１１）与所述方波信号的９０°相位相重合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及用于驱动灯的设备，尤其涉及用于驱动荧光气体;改电灯的i殳备。
技术介绍
灯通常都具有额定值，即提供额定光输出的额定驱动电压和额定驱动电流。通常，需要能够以调光模式来操作灯，从而使得实际光输出小于额定光输出。可通过减小灯电流进行调光，但在气体放电灯的情况下，也已知以具有可变占空系数的开关模式(交替0N/0FF)来对灯进行驱动。在0N(导通)阶段期间，灯接收额定功率；在0FF(关闭)阶段期间，灯不接收功率。如果0N/0FF状态的交替频率足够高(至少大于20赫兹)的话，由此产生的光输出为ON阶段期间的光输出和OFF阶段期间的光输出的时间平均。此平均值取决于占空系数A，该占空系数定义为△ =Un/ (toN+toPF)。在此提出了 LCD面板的背光作为应用的示例。对于用于LCD电视或LCD监视器的LCD面板的背光，已知的是，在LCD的后方布置水平的焚光灯。LCD驱动器接收图像信号，并控制LCD单元为透明、部分透明或不透明等，即控制是否通过灯光。因此，LCD单元定义了图像像素。在图像的明亮部分，LCD单元是透明的，从而使得灯光通过，并且对应的图像像素是明亮的。在图像的黑暗部分，LCD单元是不透明的，从而阻挡灯光，而且对应的图像像素是黑暗的。通过这种方法，可以实现约为1: 200至1: 5 00的对比度。然而，对于良好的画面质量，至少为1: 1200或优选甚至为1: 1800的对比度是所期望的。可通过对灯进行调光，来提供对比度的进一步增加。灯调光控制器基于图像信号来切换灯的导通(0N)和关闭(OFF)。因此，在LCD电视或LCD监视器的背光系统中，灯通常以等于帧频率的切换频率进行操作(所述帧频率通常在50 Hz到125 Hz之间，这取决于所关注设备的设置)，而且尽管占空比甚至可以设置为高达40%，但是该占空比在2%至20%的典型范围中变动。在上述情况下，ON (导通)时段可从0. 16毫秒 (125 Hz时2%的占空比)到4毫秒(50 Hz时20%的占空比)或更大 的值之间变化。在0N阶段期间，荧光灯中的电流不是直流电流，而是该电流具 有来自振荡器的高频电流分量，其频率典型处于20-200 kHz的量级， 更典型地处于50 kHz的量级。相对于LF灯频率-帧频，这个频率应 当被指示为HF电流频率。因此，在0N阶段期间，灯接收有限数目个 HF电流周期。在占空比为2%的情况下，对于50 Hz的灯频率和50 kHz 的HF电流频率，HF电流周期的这个数目将为20;对于更高的灯频率， 这个数目会甚至更低。典型地，生成HF电流周期的振荡器包括定时器控制器和变压器。 定时器控制器生成具有"高"和"低"两个信号值的对称方波信号。 实际的正弦曲线灯电流由变压器提供，但正弦曲线灯电流的时序由定 时器方波信号所控制。典型地，灯驱动器还包括占空比控制器，该占空比控制器提供调 光命令信号(也指示为占空比命令信号)，所述占空比命令信号以 LF灯频率确定灯的ON/OFF切换。正常地，所述占空比命令信号与HF 方波信号相互独立。在这种情况下，在切换灯的ON或OFF时刻的灯 的电流状况事先是不知道的，并可能会随着灯周期的改变而改变。因 为可能出现明显的、会打搅用户的灯闪烁，所以这不是所期望的。占 空比越低，这种闪烁效果将会越明显。还可以建立在灯切换信号与HF电流周期之间的固定时序关系。 例如，可以使用PLL提供振荡器输出频率与灯切换频率之间的同步。 在此情况下，切换灯至0N的时刻典型地将与HF电流周期的开始(也 就是HF方波信号的上升沿)相重合。当方波信号为"高"时，变压器充电；当方波信号为"低"时， 变压器放电。因此，在完整的HF周期中，变压器的磁荷状况从零升 高到第一最大值(在"高"方波信号期间)，然后减少回到零(在"低，， 方波信号期间)。在下一个HF周期中，重复上述过程。因此，平均 磁荷状况大于零，而且磁荷状况的第一最大值相对较高。结果，可能 出现饱和，从而导致不稳定的光输出。为防止饱和效应，变压器的尺 寸必须做的相对较大，这将导致成本增加。此外，如果变压器为DC耦合并被直接驱动的话，则该变压器可能在一个灯周期内緩慢漂移至 饱和状态。在现有技术中用以防止这种相对高的电荷状态的已知解决方案 是所谓的慢启动机制，其中占空比仅仅逐渐地改变。但是，在其中ON时间相对较短的系统中，不能应用所述慢启动机制，或应用所述 慢启动机制存在很大困难。一般而言，本专利技术旨在提供解决上述问题的方案。
技术实现思路
根据本专利技术的重要方面，在与HF方波信号(block signal)具 有90°的固定时序关系的第一时刻，将灯切换为0N，并且在与HF方 波信号也具有90°的固定时序关系的第二时刻，将灯驱动器切换为 0N。与HF方波信号的90°时序关系意味着HF方波信号的"高"部 分已持续了一半。在HF方波信号"高"部分的剩余一半期间，也就 是从相位90°至相位180°期间，变压器进行充电以到达磁荷状态的 第二最大值。在HF方波信号的"低"部分的前半部分期间，也就是 从相位180。至相位270。期间，变压器进行放电从而使得磁荷状况 达到零，而且在HF方波信号的"低，，部分的剩余一半期间，也就是 从相位270°至相位360。期间，变压器进一步进行;改电从而达到最 小值，或更准确地说是磁荷状况的第三最大值，所述第三最大值与第 二最大值方向相反。最后，在HF方波信号的下一个"高"部分的前 半部分期间，也就是从相位0。至相位90°期间，电荷状况上升至零， 在这之后重复上述过程。结果，电荷状况的平均值总是为零，而磁化 强度的峰值(也就是第二最大值和第三最大值)低于前述的第一最大 值。附图说明在下列的描述中，将参考附图进一步阐述本专利技术的这些和其他方 面、特征和优点，在附图中相同的参考数字表示相同或相近的部分， 且在附图中图1示意性地示出了根据本专利技术的灯驱动器的示范性实施例的 框6图2-4为示意性地图示出在根据图l的灯驱动器中的各种信号的时序的图5为示意性地图示出灯驱动器的操作示例的流程图6为示意性地图示出根据本专利技术的灯驱动器的变体的框图。优选实施方式图1示意性示出了根据本专利技术的示例性灯驱动器1的框图，所述 灯驱动器具有与灯电路3相连的输出端2。在灯驱动器1的输出端2 处，灯驱动器1输出灯驱动信号L。灯电路3包括变压器4，所述变 压器的初级绕组与输出端2相耦合，而且其次级绕组与变压器输出端 5相耦合，灯6与所述变压器输出端5相连。如下文所述，灯驱动信 号L为方波信号，而灯6接收的变压器输出电流I为正弦曲线信号。 需要指出的是，变压器4可集成到灯驱动器1中，在这种情况下，输 出端5为驱动器输出端，而信号L为内部信号。灯驱动器1包括灯调光控制器10,所述调光控制器具有输入端 11来接收图像信号Si,并且还具有输出端l2以输出调光控制信号 Sdcc。图像信号Si包含图像的水平和垂直时序信息，并且还包含像 素信息。根据这个图像信号Si，灯调光控制器IO计算出所驱动灯的 调光级别，从而计算出灯的占空比。根据这个占空比，调光控制信号 Sdcc包含了用于与图像信号Si同步地切换灯0N和OFF的时序信息。 在这个示范性实施例中，调光控制信号Sdcc为两级信号，其中HIGH 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用具有帧周期（ｔ１３－ｔ１１）的周期性信号（Ｌ）驱动灯的方法，所述周期性信号（Ｌ）在所述帧周期内的ＯＮ间隔（ｔ１１至ｔ１２）期间为方波信号，而在所述帧周期内的ＯＦＦ间隔（ｔ１２至ｔ１３）期间为零，　其中所述方形信号的占空比为５０ ％，且具有小于所述帧周期的方波周期（ｔ２２－ｔ１１）；　其中所述帧周期的ＯＮ间隔（ｔ１１至ｔ１２）的持续时间（ｔ１２－ｔ１１）等于所述方波周期（ｔ２２－ｔ１１）的整数倍。　其特征在于所述帧周期的ＯＮ间隔（ｔ１１至ｔ１２）的开始（ ｔ１１）与所述方波信号之间的相位φ相重合，其中０°＜φ＜１８０°。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC德里克，PJ布雷默，W埃特斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]