CN102347003B - 光源亮度控制装置 - Google Patents

Abstract

一种光源亮度控制装置，用于将两个光源的亮度控制在正常范围内，并在其中一光源的高压端与低压端短接时，保护另一光源正常工作不被损坏。光源亮度控制装置包括两个接地电阻，两个第一二极管及第一控制电路。每个第一二极管的阳极与对应的光源的低压端、接地电阻电连接。第一控制电路包括第一控制芯片、第一分压电阻、接地的第二分压电阻。第一分压电阻的一端连接两个第一二极管的阴极，另一端连接第一控制芯片及第二分压电阻。第一、第二分压电阻相交处形成第四节点。第一控制芯片侦测第四节点的电压，其内部存储第一参考电压。若第四节点的电压不小于第一参考电压，第一控制芯片让两个光源的电流不变，防止正常工作的光源因电流过大而损坏。

Description

光源亮度控制装置

技术领域

本发明涉及一种光源亮度控制装置。

背景技术

目前，在液晶显示器的背光模组中一般设置多个灯泡作为光源，所述灯泡一般为冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)。光源亮度控制装置用于将所述CCFL的亮度控制在一定的范围内。在安全规范测试中，根据单一差错的原则，只需随意挑选一个CCFL，将该CCFL的高压端与低压端通过一个2kΩ的电阻短接(使用2kΩ的电阻主要是模拟人体的阻值)侦测流经该CCFL的电流，看该电流是否在安全规范的范围内。现有的光源亮度控制装置将所述多个CCFL均通过一个管流回授电路与一个控制芯片电连接，所述管流回授电路用于回授流经所述多个CCFL的最低电流，由于所述CCFL的高、低压端被短接时的电流比所述CCFL的额定电流小很多，因此只要有一个CCFL的高、低压端之间通过一个2kΩ的电阻短接，所述管流回授电路所侦测的电流就为所述CCFL的高、低压端之间通过一个2kΩ的电阻短接时，流经所述CCFL的电流。所述控制芯片内存储有一个参考电流，所述参考电流等于所述CCFL的额定电流，若所述管流回授电路侦测的电流值小于所述CCFL的额定电流，所述控制芯片就将每个CCFL中的电流都增大，这样就使那些处于正常工作状态的CCFL的电流会超出额定电流，容易被损坏。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光源亮度控制装置，可在其中一光源的高压端及低压端通过一个接近人体阻值的电阻短接时，保护其他光源正常工作不被损坏。

一种光源亮度控制装置，用于将至少两个光源的亮度控制在正常范围内。所述至少两个光源均为冷阴极荧光灯管，且每个光源均包括一个高压端及一个低压端。所述光源亮度控制装置还用于在其中一个光源的高压端及低压端通过一个接近人体阻值的电阻短接时，保护其他光源正常工作不被损坏。所述光源亮度控制装置包括至少两个接地电阻，至少两个第一二极管及一个第一控制电路。所述至少两个光源分别与所述至少两个接地电阻、所述至少两个第一二极管一一对应。每个第一二极管的阳极与对应的光源的低压端及对应的接地电阻直接进行电连接。所述第一控制电路包括一个第一分压电阻、一个第二分压电阻及一个第一控制芯片，所述第一分压电阻的一端与所述至少两个第一二极管的阴极电连接，另一端同时与所述第一控制芯片及所述第二分压电阻电连接，所述第二分压电阻的另一端接地。所述第一分压电阻与所述第二分压电阻相交处，形成第四节点。所述第一控制芯片用于侦测所述第四节点的电压，且所述第一控制芯片内部存储有一个第一参考电压，所述第一参考电压为至少有一个光源正常工作时，所述第四节点的电压。若所述第四节点的电压大于等于所述第一参考电压时，就表明至少还有一个光源正常工作，所述第一控制芯片不发出控制信号，防止正常工作的光源因电流过大而损坏。

本发明的光源亮度控制装置，利用至少两个二极管将流经所述至少两个光源的最大电流回授至所述第一控制电路，使得在安全规范测试中，所述控制芯片不会因为其中一个光源的高压端与低压端通过一个接近人体阻值的电阻短接，而将所述至少两个光源中的电流同时增大，从而有效保护其他光源正常工作不被损坏。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的光源亮度控制装置的电路图。

主要元件符号说明

光源亮度控制装置              100

第一光源                      210

第二光源                      220

第一驱动电路                  11

第二驱动电路                  12

第一接地电阻                  31

第二接地电阻                  32

第一二极管                    41

第二二极管                    42

第三二极管                    51

第四二极管                    52

第一控制电路                  60

第一分压电阻                  61

第二分压电阻                  62

第一控制芯片                  63

第二控制电路                  70

直流偏压源                    71

第三分压电阻                  73

第二控制芯片                  75

第一节点                      N1

第二节点                      N2

第三节点                      N3

第四节点                      N4

第五节点                      N5

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，为本发明实施方式提供的一种光源亮度控制装置100，用于对一个背光模组(图未示)中的多个光源的亮度进行控制，且在其中一个光源工作异常时，保护其他光源正常工作不被损坏。在本实施方式中，以包括两个光源(即第一光源210及第二光源220)的背光模组为例进行说明。

所述光源亮度控制装置100包括一个第一驱动电路11、一个第二驱动电路12、一个第一接地电阻31、一个第二接地电阻32、一个第一二极管41、一个第二二极管42、一个第三二极管51、一个第四二极管52、第一控制电路60，第二控制电路70。

所述第一光源210及第二光源220的型号相同，均是一种需要高压高频电场激发的灯管，但是该灯管的亮度却是依靠流经其中的电流来控制。该灯管包括一个高压端及一个低压端，其具有一个特性：当该灯管的高压端与低压端之间通过一个接近人体阻值的电阻(比如2kΩ的电阻)短接时，大部分的电流会经过所述2kΩ的电阻，但还有一部分电流会流过所述灯管，此时灯管的电流将会比处于正常工作状态(即灯管在额定电流下工作)时的电流小很多，因此所述灯管本身的亮度会变低。在本实施方式中，所述第一光源210及及第二光源220均为冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)。所述第一光源210及第二光源220正常工作时的额定电流均为I₁，所述第一光源210及第二光源220的高压端及低压端均通过一个接近人体阻值的电阻短接时的电流均为I₂。I₁远大于I₂。在本实施方式中，所述I₁为5～9mA，所述I₂为0.01～0.03mA。

所述第一光源210包括第一高压端211及第一低压端212，所述第二光源220包括第二高压端221及第二低压端222。

所述第一驱动电路11及所述第二驱动电路12分别与所述第一高压端211及所述第二高压端221电连接，用于驱动所述第一光源210及所述第二光源220发光。在本实施方式中，所述第一驱动电路11与所述第二驱动电路12均为一逆变器，用于将直流电转换成40kv～50kv的交流电。

所述第一接地电阻31的一端分别与所述第一低压端212电连接，形成第一节点N1。所述第二接地电阻32与所述第二低压端222电连接，形成第二节点N2。所述第一接地电阻31及第二接地电阻32的另一端分别接地；则所述第一节点N1、第二节点N2的电压分别为所述第一接地电阻31及第二接地电阻32两端的电压。所述第一接地电阻31的阻值用R₁表示，所述第二接地电阻32的阻值用R₂表示，且R₁=R₂。在本实施方式中，所述R₁及R₂均为1kΩ。

所述第一低压端212通过一个第一二极管41与所述第一控制电路60电连接。所述第二低压端222通过一个第二二极管42与所述第一控制电路60电连接。且所述第一二极管41及第二二极管42的阳极分别与所述第一低压端212及第二低压端222电连接，所述第一二极管41及第二二极管42的阴极相交形成第三节点N3，然后所述第三节点N3与所述第一控制电路60电连接。

所述第一控制电路60用于侦测流经所述第一光源210及第二光源220中的最大电流，并将该最大电流信号转换成电压信号，然后根据该侦测结果决定是否对所述第一光源210及所述第二光源220进行电流补偿，使所述第一光源210及第二光源220的亮度均维持在一定的范围内。所述第一控制电路60包括一个第一分压电阻61，一个第二分压电阻62及一个第一控制芯片63。所述第一分压电阻61的一端与所述第一二极管41的阴极电连接，另一端同时与所述第一控制芯片63及所述第二分压电阻62的一端电连接。所述第二分压电阻62的另一端接地。所述第一分压电阻61及所述第二分压电阻62相交形成第四节点N4。所述第一分压电阻61的阻值用R₃表示，所述第二分压电阻62的阻值用R₄表示。所述第一控制芯片63内存储有一个第一参考电压U₁₀，其用于侦测所述第四节点N4的电压，并将所述第四节点N4的电压与所述第一参考电压U₁₀进行比较，并根据比较结果发出控制信号。所述第一参考电压U₁₀为所述第一光源210及所述第二光源220中，其中一个光源正常工作，另一个光源的高、低压端之间通过一个接近人体阻值的电阻短接时，所述第一控制芯片63所侦测到的第四节点N4的电压值。

具体分析如下：(1)当所述第一光源210正常工作，所述第二光源220的高、低压端通过一个接近人体阻值的电阻短接时，流经所述第一光源210的电流I₁比流经所述第二光源220中的电流大，则所述第一节点N1的电压比所述第二节点N2的电压大。由于所述第三节点N3通过所述第一分压电阻61及第二分压电阻62接地，所以在所述第一分压电阻61及第二分压电阻62中没有电流经过时，所述第三节点N3的电压为0。此时，由于第一二极管41比第二二极管42两端的电压差大，因此所述第一二极管41先导通，使得所述第三节点N3的电压略小于所述第一节点N1的电压(由于所述第一二极管41导通后，存在一个很小的压降，比如0.3V)，则所述第三节点N3的电压会大于所述第二节点N2的电压，导致所述第二二极管42截止。此时，流入所述第二分压电阻62的电流为所述流经第一光源210的电流I₁，因此第二分压电阻62两端的电压(也即第四节点N4的电压为)为U₁₁=R₄*I₁。

(2)若所述第一光源210及第二光源220均正常工作，则流经所述第一光源210与流经所述第二光源220的电流均为I₁，所述第一节点N1的电压等于所述第二节点N2的电压，则所述第一二极管41及第二二极管42两端的电压差相等，使得所述第一二极管41及所述第二二极管42同时导通，此时流入所述第二分压电阻62的电流为流经所述第一光源210的电流及流经所述第二光源220的电流之和，则所述第二分压电阻62两端的电压(也即第四节点N4的电压为)U₁₂=R₄*(I₁+I₁)。显然，U₁₂>U₁₁。

(3)若所述第一光源210及第二光源220的高、低压端之间均通过一个接近人体阻值的电阻短接时，则流经所述第一光源210与流经所述第二光源220的电流均为I₂，所述第一节点N1的电压等于所述第二节点N2的电压，则所述第一二极管41及第二二极管42两端的电压差相等，使得所述第一二极管41及所述第二二极管42同时导通，此时流入所述第二分压电阻62的电流为流经所述第一光源210的电流及流经所述第二光源220的电流之和，但此时流经第一光源210及所述第二光源220中的电流I₂都非常小，远小于I₁，则所述第二分压电阻62两端的电压(也即第四节点N4的电压为)U₁₃=R₄*(I₂+I₂)。显然，U₁₃<U₁₁。

综上可知，若所述第四节点N4的电压大于等于所述第一参考电压U₁₀，就表明至少还有一个光源正常工作，所述第一控制芯片63不动作，防止正常工作的光源因电流过大而损坏；当所述第四节点N4的电压小于所述第一参考电压U₁₀，就表明第一光源210及第二光源220的高、低压端均通过一个接近人体阻值的电阻短接了，所述第一控制芯片63才发出控制信号，增大所述第一光源210及第二光源220的电流，使所述第一光源210及第二光源220的亮度增大。

所述第一低压端212通过所述第三二极管51与所述第二控制电路70电连接，所述第二低压端222通过所述第四二极管52与所述第二控制电路70电连接。且所述第三二极管51及所述第四二极管52的阴极分别与所述第一低压端212及所述第二低压端222电连接，所述第三二极管51及所述第四二极管52的阳极相交处形成第五节点N5，所述第五节点N5与所述第二控制电路70电连接。

所述第二控制电路70用于侦测第一光源210或所述第二光源220的高压端是否与对应的驱动电路断开，若其中有一个光源的高压端与对应的驱动电路断开，所述第二控制电路70就发出控制信号，使所述第一驱动电路11及所述第二驱动电路12停止工作，防止所述第一驱动电路11及所述第二驱动电路12在与所述第一光源210或所述第二光源220的高压端断开时，仍不断进行高压放电，对人体造成伤害。

所述第二控制电路70包括一个直流偏压源71、一个第三分压电阻73及一个第二控制芯片75。所述直流偏压源71通过所述第三分压电阻73与所述第五节点N5电连接。所述第三分压电阻73的阻值用R₅表示。所述第二控制芯片75与所述第五节点N5电连接。所述直流偏压源71用于提供一个直流电压V_CC，且其所提供的电压低于正常工作的光源与其所对应的接地电阻之间的节点的电压(比如若所述第一光源210正常工作，则所述V_CC的电压低于所述第一节点N1的电压)，使得在所述第一光源210正常工作时，所述第三二极管51截止；在所述第二光源220正常工作时，所述第四二极管52截止。因此，在所述第一光源210及所述第二光源220均正常工作时，所述第五节点N5的电压等于所述直流偏压源71所提供的电压V_CC。所述第二控制芯片75内存储有第二参考电压U₂₂，其中所述第二参考电压U₂₂等于所述直流偏压源71的电压V_CC。所述第二控制芯片75还用于侦测所述第五节点N5的电压，若所述第五节点N5的电压小于所述第二参考电压U₂₂，所述第二控制芯片75就发出控制信号，让所述第一驱动电路11及所述第二驱动电路12停止工作。

具体分析如下：当所述第一光源210及所述第二光源220均正常工作时，所述第三二极管51及所述第四二极管52均截止，则所述第三分压电阻73内没有电流，导致所述第五节点N5的电压等于所述直流偏压源71所提供的电压V_CC(即第二参考电压U₂₂)。当所述第一光源210正常工作，所述第二光源220的第二高压端221与第二驱动电路12断开时，所述第一节点N1的电压大于所述直流偏压源71的电压，所述第二节点N2的电压为零，则所述第三二极管51截止，所述第四二极管52导通，此时所述直流偏压源71与所述第三分压电阻73、所述第二接地电阻32形成一个回路，所述第五节点N5的电压为所述第二接地电阻32所分得的电压显然小于所述第二参考电压U₂₂；同理，若所述第一光源210及第二光源220的高压端均与对应的驱动电路断开时，则所述第一节点N1及所述第二节点N2的电压均为零，所述第三二极管51及所述第四二极管52均导通，此时所述第四节点N4的电压为所述第一接地电阻31及第二接地电阻32并联后所分得的电压(其中)，则U₅₂也小于所述第二参考电压U₂₂，因此若所述第五节点N5的电压小于所述第二参考电压U₂₂，就表明所述至少有一个光源的高压端与对应的驱动电路断开，此时所述第二控制芯片75就发出控制信号，让所述第一驱动电路11及第二驱动电路12停止工作。在本实施方式中，所述直流偏压源71所提供的电压为24V。所述第三分压电阻73的阻值为10kΩ。

所述光源亮度控制装置100的工作过程如下：

(1)若在安全规范测试中，使所述第一光源210正常工作，所述第二光源220的高、低压端之间通过一个接近人体阻值的电阻短接，则所述第一二极管41导通，所述第二二极管42截止，因此所述第一光源210的电流会进入所述第一控制电路60，第二光源220的电流不会进入所述第一控制电路60，使得所述第一控制芯片63所侦测到的电压小于所述第一参考电压U₁₀，所述第一控制芯片63不发出控制信号，不会增大所述第一光源210及第二光源220的电流，保护所述第一光源210。

(2)若在所述背光模组(图未示)使用过程中，所述第一光源210及第二光源220的高、低压端同时被人体短接，流经所述第一光源210及所述第二光源220中的电流大大降低，则所述第一光源210及所述第二光源220的亮度会变暗，此时所述第一二极管41及所述第二二极管42均导通，所述第一控制电路60根据所述第四节点N4的电压小于所述第一参考电压U₁₀的侦测结果，就可发出控制信号将所述第一光源210及所述第二光源220中的电流都提高，使所述第一光源210及所述第二光源220中的亮度恢复到正常的范围。

(3)若所述第一光源210正常工作，所述第二光源220的第二高压端221与第二驱动电路12断开，则所述第四二极管52导通，此时所述第五节点N5的电压小于所述第二参考电压U₂₂，因此所述第二控制芯片75就发出控制信号，使所述第一驱动电路11及所述第二驱动电路12均停止工作。同理，若第一光源210及第二光源220的高压端均与对应的驱动电路断开，则所述第三二极管51及所述第四二极管52均导通，则所述第五节点N5的电压仍小于所述第二参考电压U₂₂，因此所述第二控制芯片75还会发出控制信号，使所述第一驱动电路11及所述第二驱动电路12停止工作。综上，就可知只要有一个光源的高压端与对应的驱动电路断开，所述第二控制芯片75都会发出控制信号，使所述第一驱动电路11及第二驱动电路12停止工作，防止发生漏电，更好的保护用户的安全。

可以理解，在其他实施方式中，若所述背光模组(图未示)中的光源的数量多于2个时，则其他光源的电路连接关系与所述第一光源210及所述第二光源220相同，即每个光源的低压端均通过一个第五二极管与所述第一控制电路电连接，同时还通过一个第六二极管与所述第二控制电路电连接。即所述第五二极管的阳极及所述第六二极管的阴极与所述低压端电连接，所述第五二极管的阴极与所述第一控制电路电连接，所述第六二极管的阳极与所述第二控制电路电连接。且所有每个光源的低压端还与一个接地电阻电连接。

本发明的光源亮度控制装置，利用至少两个二极管将流经所述第一光源及第二光源的最大电流回授至第一控制芯片，使得在安全规范测试中，所述第一控制芯片不会因为其中某一个光源的高、低压端之间通过一个接近人体阻值的电阻短接，而将正常工作的光源中的电流都增大，从而有效保护处于正常工作状态的光源不被损坏；同时所述光源保护电路还可侦测所述第一光源及第二光源的高压端与对应的驱动电路是否断开，使得至少有一个光源的高压端与对应的驱动电路断开时，所述第二控制芯片就发出指令，使得所述第一驱动电路及第二驱动电路停止工作，防止用户造成伤害。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种光源亮度控制装置，用于将至少两个光源的亮度控制在正常范围内，所述至少两个光源均为冷阴极荧光灯管，且每个光源均包括一个高压端及一个低压端，所述光源亮度控制装置还用于在其中一个光源的高压端及低压端通过一个接近人体阻值的电阻短接时，保护正常工作的光源；所述光源亮度控制装置包括至少两个接地电阻，至少两个第一二极管及一个第一控制电路；所述至少两个光源分别与所述至少两个接地电阻、所述至少两个第一二极管一一对应；每个第一二极管的阳极同时与对应的低压端及对应的接地电阻直接进行电连接；所述第一控制电路包括一个第一分压电阻、一个第二分压电阻及一个第一控制芯片，所述第一分压电阻的一端与所述至少两个第一二极管的阴极电连接，另一端同时与所述第一控制芯片及所述第二分压电阻电连接，所述第二分压电阻的另一端接地；所述第一分压电阻与所述第二分压电阻相交处，形成第四节点；所述第一控制芯片用于侦测所述第四节点的电压，且所述第一控制芯片内部存储有一个第一参考电压，所述第一参考电压为至少有一个电源正常工作时，所述第四节点的电压；若所述第四节点的电压大于等于所述第一参考电压时，就表明至少还有一个光源正常工作，所述第一控制芯片不发出增大所述至少两个光源的电流的控制信号，防止正常工作的光源因电流过大而损坏。

2.如权利要求1所述的光源亮度控制装置，其特征在于，若所述第四节点的电压小于所述第一参考电压时，就表明所述至少两个光源的高、低压端之间均被一个接近人体阻值的电阻短接，所述第一控制电路就让所述至少两个光源中的电流都增大，直至所述第四节点的电压增大为所述第一参考电压与所述光源个数的乘积。

3.如权利要求1所述的光源亮度控制装置，其特征在于，所述光源亮度控制装置还包括至少两个第一驱动电路，每个光源均包括一个高压端，每个驱动电路与对应的光源的高压端电连接，用于驱动对应的一个光源发光。

4.如权利要求1所述的光源亮度控制装置，其特征在于，所述光源亮度控制装置还包括一个第二控制电路、至少两个第三二极管，所述至少两个第三二极管的阴极分别与对应的低压端电连接，所述至少两个第三二极管的阳极相交处，形成第五节点，所述第五节点与所述第二控制电路电连接；所述第二控制电路用于侦测所述第五节点的电压，且所述第二控制电路内存储有一个第二参考电压，当所述第五节点的电压小于所述第二参考电压时，所述第二控制芯片就发出控制信号，使所述至少两个驱动电路停止工作。

5.如权利要求4所述的光源亮度控制装置，其特征在于，所述第二控制电路包括一个直流偏压源、一个第三分压电阻及一个第二控制芯片，所述直流偏压源通过所述第三分压电阻同时与所述第三二极管的阴极、所述第四二极管的阴极及所述第二控制芯片电连接。

6.如权利要求5所述的光源亮度控制装置，其特征在于，所述第二参考电压为所述直流偏压源的电压。

7.如权利要求5所述的光源亮度控制装置，其特征在于，所述直流偏压源所提供的电压低于正常工作的光源所连接的接地电阻两端的电压。