專(zhuān)利名稱(chēng)：驅(qū)動(dòng)ccfl的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及使用高電壓正弦波驅(qū)動(dòng)CCFL(冷陰極熒光燈)以產(chǎn)生效率高、成本效益好的光源。該光源可以用于，但不限于，筆記本計(jì)算機(jī)、平板顯示器和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等應(yīng)用中的背后照明(backlighting)。
相關(guān)技術(shù)的討論熒光燈越來(lái)越多地被應(yīng)用。這些應(yīng)用包括用于許多消費(fèi)品的背后照明，這些消費(fèi)品包括，例如，筆記本計(jì)算機(jī)、平板顯示器和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。一種常規(guī)類(lèi)型的熒光燈是冷陰極熒光燈(CCFL)。CCFL燈管包含氣體，它被電離以便產(chǎn)生應(yīng)用所需的光。
在標(biāo)準(zhǔn)工作中，CCFL燈管通常需要600伏特的正弦波并以幾毫安的電流運(yùn)行。但是，用來(lái)使其所含的氣體電離的CCFL燈管的起始(或點(diǎn)火)電壓可以高達(dá)2000伏特。在起始時(shí)，CCFL燈管看起來(lái)像斷路，即CCFL的阻抗阻止一切電流。但是，在氣體電離后，該阻抗降低，電流開(kāi)始在CCFL燈管中流動(dòng)。
在通常的實(shí)施例中，CCFL燈管由高Q電路驅(qū)動(dòng)，其中，Q稱(chēng)為電路的品質(zhì)并由共振電路的感抗和容抗除以電阻測(cè)量。該高Q電路通常包括另外的電容器和電感器，它們不良地增加了系統(tǒng)中部件的數(shù)量。因此，對(duì)CCFL電路產(chǎn)生了一種需要，即在仍舊實(shí)現(xiàn)至少85％效率的情況下使額外的部件數(shù)量最少。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，CCFL電路可以包括PMOS晶體管、第一和第二NMOS晶體管和高匝數(shù)比變壓器。該變壓器可以包括具有中心抽頭(center tap)的初級(jí)線(xiàn)圈，由此形成第一和第二初級(jí)繞組，以及單個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈。PMOS晶體管的漏極可以連接到電池。第一和第二NMOS晶體管的漏極可以分別連接到第一和第二初級(jí)繞組的一端。該第一和第二NMOS晶體管的源極可以連接到電壓源VSS。
重要的是，第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合。但是，第一和第二初級(jí)繞組松弛地和次級(jí)線(xiàn)圈耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感。具體地，這種松弛的耦合產(chǎn)生有效漏電感，它可以表示為次級(jí)線(xiàn)圈中的串聯(lián)電感。在一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)和次級(jí)匝數(shù)比約為100且初級(jí)電感約為200微亨。
由于變壓器的漏電感，第一和第二NMOS晶體管的漏極處的電壓可能瞬變(ringto)到顯著超過(guò)理想值的值(例如，兩倍于電池電壓)。為了限制瞬變瞬變電壓(ringing voltage)的范圍，CCFL系統(tǒng)可以包括連接到NMOS晶體管的漏極、PMOS晶體管的源極和第一第二初級(jí)繞組的緩沖電路(snubbing circuit)。
該緩沖電路可以包括第一和第二二極管、電容器和電阻器。在一個(gè)實(shí)施例中，第一二極管的輸入端可以連接到第一初級(jí)繞組的一端，第二二極管的輸入端可以連接到第二初級(jí)繞組的一端，第一和第二二極管的輸出端可以連接到共同節(jié)點(diǎn)。電阻器和電容器可以并聯(lián)到共同節(jié)點(diǎn)和電池之間。
在緩沖電路中，電容器、電阻器和二極管被配置來(lái)在共同節(jié)點(diǎn)保持標(biāo)稱(chēng)電壓(nominal voltage)。在一個(gè)實(shí)施例中，該標(biāo)稱(chēng)電壓約是電池電壓的兩倍。但是，如果第一和第二NMOS晶體管的漏極中的一個(gè)具有超過(guò)該標(biāo)稱(chēng)電壓的電壓，則第一和第二二極管正向偏壓并允許瞬變能(ringing energy)來(lái)給電容器充電。該電阻器可以分泄(bleed off)額外的瞬變能，由此防止共同節(jié)點(diǎn)的電壓增加超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在CCFL電路中提供了用于探測(cè)過(guò)電壓的探測(cè)電路。重要的是，探測(cè)電路的電阻和電容部件和CCFL燈管的高電壓端隔開(kāi)。使電阻和電容部件受這樣的高電壓會(huì)降低通過(guò)這些部件的電流和能量，由此降低效率，實(shí)非所愿。
探測(cè)電路可以包括接收CCFL電路輸出信號(hào)的積分器。該積分器產(chǎn)生DC信號(hào)COMP，從而使來(lái)自CCFL電路的輸出信號(hào)的時(shí)間平均電壓基本和基準(zhǔn)電壓相等。有利地，COMP信號(hào)不經(jīng)受高電壓，且通常在正常的電路操作期間不會(huì)明顯變化。例如，甚至在減弱周期(dimming cycle)期間，COMP信號(hào)的上升和下降也是平滑的且相對(duì)無(wú)噪聲。但是，如果產(chǎn)生電弧放電(arcing)，則在電路努力保持調(diào)節(jié)時(shí)COMP信號(hào)變得不穩(wěn)定。
探測(cè)器電路還可以包括具有連接到積分器輸出的第一接線(xiàn)端的第一電容器、具有連接到第一電容器的第二接線(xiàn)端的輸入端的第一二極管以及具有連接到第一電容器的第二接線(xiàn)端的輸出端的第二二極管。探測(cè)器電路還可以包括pnp晶體管，其基極連接到第一二極管的輸出端、發(fā)射極連接到第二二極管的輸入端以及集電極連接到電壓源VSS。第一電阻器可以連接在第一二極管的輸出端和電壓源VSS之間。第二電容器可以連接在第一二極管的輸出端和電壓源VSS之間。第二電阻器可以連接在NPN晶體管的源極和電壓源VDD之間。在該結(jié)構(gòu)中，pnp晶體管的發(fā)射極可以提供表示在CCFL電路中是否產(chǎn)生過(guò)電壓的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二電容器和第二電阻器為CCFL電路的輸出信號(hào)的觸發(fā)過(guò)渡周期(trigger transition period)建立時(shí)間常數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，提供了在CCFL電路中探測(cè)過(guò)電壓狀態(tài)的方法。該方法可以包括提供配置來(lái)產(chǎn)生表示過(guò)電壓狀態(tài)的探測(cè)信號(hào)的晶體管。該晶體管可以使用積分器和CCFL電路隔開(kāi)?？梢蕴峁┑谝浑娐穪?lái)在pnp晶體管的基極泵激(pumping up)電壓?？梢蕴峁┑诙娐穪?lái)在pnp晶體管的基極漏電壓。如果積分器的輸出信號(hào)不規(guī)則地移動(dòng)，則抽取可以克服泄漏，由此增加了晶體管驅(qū)動(dòng)接線(xiàn)端的電壓以及探測(cè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方面還可以包括為CCFL電路的輸出信號(hào)的觸發(fā)過(guò)渡周期建立時(shí)間常數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，提供了在CCFL電路中探測(cè)過(guò)電壓狀態(tài)的另一個(gè)探測(cè)電路。該探測(cè)電路可以包括形成于CCFL電路的高電壓連接器的7至15密耳(千分之一英寸)之內(nèi)的PCB軌跡(trace)。該P(yáng)CB軌跡提供表示過(guò)電壓狀態(tài)是否存在的探測(cè)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，提供了用于驅(qū)動(dòng)第一和第二CCFL燈管的CCFL系統(tǒng)。該CCFL系統(tǒng)可以包括PMOS晶體管、第一和第二NMOS晶體管以及高匝數(shù)比變壓器。該變壓器包括初級(jí)線(xiàn)圈，它具有形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組的中心抽頭，以及次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組。在一個(gè)實(shí)施例中，PMOS晶體管的漏極連接到中心抽頭而PMOS晶體管的源極連接到電池。第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端，而第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS。
重要的是，第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，而第一和第二初級(jí)繞組松弛地和次級(jí)線(xiàn)圈耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感。第一CCFL燈管可以耦合在第一次級(jí)繞組和電壓源VSS之間，而第二CCFL燈管可以耦合在第二次級(jí)繞組和電壓源VSS之間。
有利地，因?yàn)橥ㄟ^(guò)第一和第二CCFL燈管的電流基本相等(只要兩個(gè)燈管的寄生電容通路大致相同)，所以只需要一個(gè)連接到第一CCFL燈管的反饋回路即可確定通過(guò)每個(gè)CCFL燈管的電流。
在一個(gè)實(shí)施例中，CCFL系統(tǒng)還包括至少一個(gè)第一電阻器連接在第一CCFL燈管和電壓源VSS之間，以及第二電阻器連接在第二CCFL燈管和電壓源VSS之間。調(diào)整第一電阻器和第二電阻器的大小來(lái)提供基本相同的電阻，由此確保第一和第二CCFL燈管的阻抗基本相同。
在另一個(gè)實(shí)施例中，其中該應(yīng)用利用一個(gè)變壓器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)CCFL，CCFL系統(tǒng)的次級(jí)線(xiàn)圈包括位于第一和第二次級(jí)繞組之間的連接。該連接約位于第一和第二次級(jí)繞組的中間。該連接提供大體同電壓源VSS處的電壓。相反的，第一和第二次級(jí)繞組的一端分別提供大的正電壓和大的負(fù)電壓。由于在正常操作期間保持接近VSS，該連接提供方便的方法來(lái)探測(cè)過(guò)電壓。如果一個(gè)CCFL處于斷開(kāi)(或有些斷開(kāi))，則次級(jí)繞組中的電壓不再平衡且兩個(gè)次級(jí)繞組的中點(diǎn)將和接地不同。用電阻電壓分配器(divider)和比較器很容易探測(cè)該條件。由于兩個(gè)次級(jí)繞組的中點(diǎn)通常接近VSS，所以消耗很少的能量。
提供了用于驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三和第四CCFL燈管的CCFL系統(tǒng)。該CCFL系統(tǒng)包括PMOS晶體管以及第一和第二NMOS晶體管。該CCFL系統(tǒng)還包括第一高匝數(shù)比變壓器，它可以包括具有中心抽頭的第一初級(jí)線(xiàn)圈，形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組。該第一高匝數(shù)變壓器還可以具有第一次級(jí)線(xiàn)圈，它包括第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組。CCFL系統(tǒng)還可以包括第二高匝數(shù)比變壓器，它可以包括具有第二中心抽頭的第二初級(jí)線(xiàn)圈，形成第三初級(jí)繞組和第四初級(jí)繞組。第二高匝數(shù)比變壓器可以具有第二次級(jí)線(xiàn)圈，它包括第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組。
PMOS晶體管的漏極連接到第一和第二中心抽頭，而PMOS晶體管的源極連接到電池。第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端和第三初級(jí)繞組的一端。第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端和第四初級(jí)繞組的一端。第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS。
第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合。第三初級(jí)繞組緊緊地和第四初級(jí)繞組耦合。第一和第二初級(jí)繞組松弛地和第一次級(jí)線(xiàn)圈耦合。第三和第四初級(jí)繞組松弛地和第二次級(jí)線(xiàn)圈耦合。第一CCFL燈管耦合在第一次級(jí)繞組和電壓源VSS之間。第二CCFL燈管耦合在第二次級(jí)繞組和電壓源VSS之間。第三CCFL燈管耦合在第三次級(jí)繞組和電壓源VSS之間。第四CCFL燈管耦合在第四次級(jí)繞組和電壓源VSS之間。第一和第四次級(jí)繞組連接。第二和第三次級(jí)繞組連接。
在一個(gè)實(shí)施例中，CCFL系統(tǒng)還可以包括和第一、第二、第三及第四CCFL燈管中的一個(gè)耦合的電流傳感網(wǎng)絡(luò)。在另一個(gè)實(shí)施例中，CCFL系統(tǒng)還可以包括和第二次級(jí)繞組和第三次級(jí)繞組耦合的故障電路。該故障電路可以包括第一電阻分配器、第二電阻分配器、和第一電阻分配器耦合的第一二極管以及和第二電阻分配器耦合的第二二極管。可以連接第一和第二二極管向故障探測(cè)電路提供邏輯“或”功能。
提供了探測(cè)系統(tǒng)的故障狀態(tài)的方法。該系統(tǒng)可以包括具有初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的變壓器、第一CCFL燈管和第二CCFL燈管。該方法可以包括在次級(jí)線(xiàn)圈中創(chuàng)建抽頭，從而形成第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組。第一CCFL燈管可以連接到第一次級(jí)繞組的一端。第二CCFL燈管可以連接到第二次級(jí)繞組的一端。故障狀態(tài)可以通過(guò)傳感抽頭處的電壓來(lái)確定。
在一個(gè)實(shí)施例中，在抽頭處確定電壓包括分配和調(diào)整電壓。分配電壓可以包括調(diào)整電阻分配器的尺寸，從而在正常的操作條件下，調(diào)整的電壓小于第一預(yù)定閾值電壓，而在故障條件期間，調(diào)整的電壓高于第二預(yù)定閾值電壓。
提供了用于驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三和第四CCFL燈管的另一個(gè)CCFL系統(tǒng)。該CCFL系統(tǒng)還包括PMOS晶體管以及第一和第二NMOS晶體管。該CCFL系統(tǒng)還包括單個(gè)高匝數(shù)比變壓器。該變壓器包括具有形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組的中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈。該變壓器還包括次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第一次級(jí)繞組、第二次級(jí)繞組、第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組。
PMOS晶體管的漏極連接到中心抽頭，而PMOS晶體管的源極連接到電池。第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端，并且第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS。第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，而第一和第二初級(jí)繞組松弛地和第一、第二、第三及第四次級(jí)線(xiàn)圈耦合。
第一CCFL燈管耦合在第一次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間。第二CCFL燈管耦合在第二次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間。第三CCFL燈管耦合在第三次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間。第四CCFL燈管耦合在第四次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間。注意，第一和第二次級(jí)繞組的另一端連接。同樣地，第三和第四次級(jí)繞組的另一端連接。如同具有兩個(gè)單獨(dú)的變壓器的情況，次級(jí)繞組的彼此連接提供了方便的方法來(lái)探測(cè)過(guò)電壓故障。在一個(gè)實(shí)施例中，電路傳感網(wǎng)絡(luò)可以和第一、第二、第三和第四CCFL燈管中的一個(gè)耦合。
還提供了用于驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三和第四CCFL燈管的另一種CCFL系統(tǒng)。該CCFL系統(tǒng)還包括PMOS晶體管以及第一和第二NMOS晶體管。該CCFL還包括單個(gè)高匝數(shù)比變壓器。該變壓器包括具有第一中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈，形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組。該變壓器還包括第二中心抽頭，形成第三初級(jí)繞組和第四初級(jí)繞組。該變壓器還包括次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第一次級(jí)繞組、第二次級(jí)繞組、第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組。
PMOS晶體管的漏極連接到第一和第二中心抽頭，而PMOS晶體管的源極連接到電池。第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端和第三初級(jí)繞組的一端。第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端和第四初級(jí)繞組的一端。第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS。第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，第三初級(jí)繞組緊緊地和第四初級(jí)繞組耦合，第一和第二初級(jí)繞組松弛地和第一和第二次級(jí)線(xiàn)圈耦合，而第三和第四初級(jí)繞組松弛地和第三和第四次級(jí)繞組耦合。
在該CCFL系統(tǒng)中，第一CCFL燈管耦合在第一次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間，第二CCFL燈管耦合在第二次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間，第三CCFL燈管耦合在第三次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間，以及第四CCFL燈管耦合在第四次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間。第一和第二次級(jí)繞組的另一端連接。同樣地，第三和第四次級(jí)繞組的另一端連接。如同之前的情況，連接在一起的次級(jí)繞組的一端提供方便的方法來(lái)探測(cè)過(guò)電壓故障。在單個(gè)變壓器的情況(4個(gè)燈管)中確定過(guò)電壓故障的方法基本類(lèi)似于2個(gè)變壓器的情況(也是4個(gè)燈管)的故障探測(cè)方法。在一個(gè)實(shí)施例中，電流傳感網(wǎng)絡(luò)可以和第一、第二、第三及第四CCFL燈管中的一個(gè)耦合。
還提供了實(shí)現(xiàn)變壓器的方法。變壓器具有中間區(qū)域、第一端和第二端。方法包括在中間區(qū)域提供低AC電壓，在第一端提供具有第一相位的第一高AC電壓，以及在第二端提供具有第二相位的第二高AC電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，低AC電壓是VSS。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一相位是正的而第二相位是負(fù)的。第一端可以包括提供第一同相輸出的第一繞組和第二繞組，而第二端可以包括提供第二同相輸出的第三繞組和第四繞組。重要的是，第一同相輸出的相位和第二同相輸出的相位是異相的。
附圖概述

圖1示出CCFL電路，它包括外部PMOS晶體管、兩個(gè)外部NMOS晶體管和具有中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈以及單個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的高匝數(shù)比變壓器。
圖2示出圖1變壓器的小信號(hào)模型。
圖3示出圖1CCFL電路的理想化的柵極驅(qū)動(dòng)波形。
圖4、5和6示出由圖1的CCFL電路工作中產(chǎn)生的各種示波器波形。
圖7A示出用于CCFL電路工作的第一區(qū)域的同等變壓器和負(fù)載電路模型。
圖7B示出用于CCFL電路工作的第二區(qū)域的同等變壓器和負(fù)載電路模型。
圖7C示出用于CCFL電路工作的第三區(qū)域的同等變壓器和負(fù)載電路模型。
圖7D示出用于CCFL電路工作的第四區(qū)域的同等變壓器和負(fù)載電路模型。
圖8A示出根據(jù)本發(fā)明包括CCFL電路的系統(tǒng)。
圖8B示出用于產(chǎn)生CE信號(hào)的額外電路的一個(gè)實(shí)例。
圖8C示出用于圖8A的系統(tǒng)的一個(gè)線(xiàn)路圖。
圖9示出包括緩沖電路的部分CCFL系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。
圖10示出電壓控制振蕩器(VCO)的詳圖。
圖11示出故障和控制邏輯的簡(jiǎn)化示意圖。
圖12示出可以用來(lái)探測(cè)提供給CCFL電路的過(guò)電壓的典型無(wú)損(non-invasive)電路。
圖13示出可以用于在電弧放電時(shí)探測(cè)和關(guān)閉CCFL電路的優(yōu)選電弧放電通路。
圖14示出可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)串聯(lián)CCFL燈管的電路。
圖15示出圖14的修改了的變壓器的幾何結(jié)構(gòu)。
圖16A示出用于驅(qū)動(dòng)4個(gè)CCFL燈管的技術(shù)。
圖16B示出用于和圖16A的CCFL結(jié)構(gòu)耦合的傳感電路。該傳感電路包括兩個(gè)二極管，它們耦合來(lái)進(jìn)行“或”功能，從而形成合成的OVP信號(hào)。
圖16C示出另一個(gè)實(shí)施例，其中可以在一個(gè)變壓器芯上形成兩個(gè)初級(jí)線(xiàn)圈以及4個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈。
圖16D示出圖16C所示的示意圖的實(shí)例性物理實(shí)現(xiàn)。
圖16E示出又一個(gè)實(shí)施例，其中可以在一個(gè)變壓器芯上形成兩個(gè)拼合(split)的初級(jí)線(xiàn)圈以及多個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈。
圖16F示出圖16E所示的示意圖的實(shí)例性物理實(shí)現(xiàn)。
圖16G示出用于探測(cè)在具有4個(gè)次級(jí)繞組的變壓器上的過(guò)電壓故障的方法。
圖17示出圖14中的CCFL燈管的寄生電容通路。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，可以使用由幾個(gè)小功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)的變壓器-LC儲(chǔ)能電路組合來(lái)產(chǎn)生CCFL工作所需的高電壓。例如，圖1示出CCFL電路100，它包括外部PMOS晶體管101、兩個(gè)外部NMOS晶體管102和103、以及具有中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈和單個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的高匝數(shù)比變壓器104。每個(gè)初級(jí)繞組緊緊地和另一個(gè)初級(jí)繞組耦合，但松弛地和次級(jí)線(xiàn)圈耦合。該松弛耦合產(chǎn)生有效漏電感，它可以表示為次級(jí)線(xiàn)圈中的串聯(lián)電感。初級(jí)和次級(jí)匝數(shù)比約為100。初級(jí)電感的通常值約為200微亨。
圖2示出變壓器104的小信號(hào)模型200，其中模型200包括初級(jí)電感Lp、匝數(shù)比1∶N以及漏電感Lleak和跨過(guò)次級(jí)線(xiàn)圈的寄生并聯(lián)電容Cparallel。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，可以有利地增強(qiáng)漏電感來(lái)和小電容(例如，寄生電容，Cparallel)共振，由此消除了對(duì)連接到變壓器的初級(jí)繞組的額外現(xiàn)有技術(shù)部件(諸如電感和/或電容)的需求。
圖3示出CCFL電路100的理想柵極驅(qū)動(dòng)波形。參考圖1-3，如波形302和303所示的，用50％的工作循環(huán)信號(hào)(duty cycle signal)分別異相地驅(qū)動(dòng)NMOS晶體管102和103。NMOS驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率將是驅(qū)動(dòng)CCFL燈管105的頻率。用兩倍于NMOS102/103驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)驅(qū)動(dòng)PMOS晶體管101。在這種情況中，如果NMOS晶體管102和PMOS晶體管101為開(kāi)，則NMOS晶體管103為關(guān)，連接到NMOS晶體管102的初級(jí)線(xiàn)圈的107側(cè)被驅(qū)動(dòng)成地，而中點(diǎn)109被驅(qū)動(dòng)到電池電壓(如由電池106提供的)。相反的，連接到NMOS晶體管103的初級(jí)線(xiàn)圈的108側(cè)被驅(qū)動(dòng)到兩倍的電池電壓。電流在107側(cè)升高，由此將能量傳遞到變壓器104的次級(jí)線(xiàn)圈。該能量存儲(chǔ)在漏電感Lleak中。注意到，漏電感Lleak在變壓器104和CCFL負(fù)載(未示出)中和寄生電容(未示出)共振。
當(dāng)PMOS晶體管101關(guān)閉時(shí)，中點(diǎn)109的電壓回到接地，如同原來(lái)處于兩倍于電池電壓的NMOS晶體管103漏極。通過(guò)半個(gè)周期，NMOS晶體管102(開(kāi)啟)關(guān)閉而NMOS晶體管103(關(guān)閉)開(kāi)啟。在這一點(diǎn)，PMOS晶體管101再次開(kāi)啟，由此允許電流在初級(jí)繞組的108側(cè)升高。初級(jí)繞組中的能量被傳遞到次級(jí)繞組并再次存儲(chǔ)在漏電感Lleak中，但這次具有相反的極性。
因此，PMOS晶體管101的工作循環(huán)控制在變壓器104中從初級(jí)線(xiàn)圈傳遞到次級(jí)線(xiàn)圈的能量。注意，CCFL電路100可以不斷和PMOS晶體管101一起工作(即100％的工作循環(huán))，雖然在這種情況中能量將不規(guī)則。
CCFL電路100的效率仍舊很高，即使在電路通路內(nèi)具有另外的第二MOS晶體管(即，NMOS晶體管102或NMOS晶體管103)。額外的MOS晶體管的I平方(I-squared)損耗是可以忽略的。例如，考慮到在10伏電池電壓處運(yùn)作的6瓦應(yīng)用負(fù)荷。對(duì)具有50毫歐姆電阻(R)和600毫安漏極電流(I)的晶體管的功率(P)損耗為P＝I×I×R＝600×600×0.05＝18毫瓦也必須考慮NMOS晶體管102和103的開(kāi)關(guān)損耗來(lái)確定CCFL電路100的效率。但是，這些開(kāi)關(guān)損耗幾乎不比I平方損耗更明顯。例如，針對(duì)具有10伏漏極電壓(V)變化、50納秒柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)上升時(shí)間(tau)以及10微秒周期(T)的晶體管的功率損耗為P＝1/3×I×V×(tau/T)＝1/3×600×10×(50/10)＝10毫瓦應(yīng)注意，因?yàn)闆](méi)有初級(jí)側(cè)電容器，所以不產(chǎn)生電容器ESR損耗。因此，當(dāng)同時(shí)考慮NMOS晶體管內(nèi)的I平方和開(kāi)關(guān)損耗時(shí)，CCFL電路100很容易達(dá)到約85％的效率。但是，和變壓器104相關(guān)的損耗可以明顯超過(guò)I平方和開(kāi)關(guān)損耗。因此，更詳細(xì)地參考圖4-6討論的變壓器有助于多數(shù)明顯的效率降低。不幸的是，變壓器損耗對(duì)于多數(shù)電流電路拓?fù)涫窍嗤摹?br> 圖4、5和6示出由CCFL電路100在工作中產(chǎn)生的各種示波器波形。具體地，圖4、5和6示出假定電路工作在輸入(電池)電壓分別為9伏、13伏和21伏的情況下所產(chǎn)生的波形。這些圖示出CCFL電路的工作循環(huán)隨著電池電壓從9伏增加到21伏而穩(wěn)定地下降。
每個(gè)圖中的軌跡401、402和403分別示出針對(duì)晶體管101、102和103的柵極驅(qū)動(dòng)波形。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體管101的柵極驅(qū)動(dòng)波形驅(qū)動(dòng)上升高達(dá)電池電壓但僅下降到電池電壓下約7.5伏。應(yīng)注意，在較佳實(shí)施例中軌跡401將驅(qū)動(dòng)PMOS晶體管，從而當(dāng)軌跡404為低時(shí)PMOS裝置為“開(kāi)”而當(dāng)軌跡404為高時(shí)為“關(guān)”。NMOS的情況正好和PMOS的情況相反，從而當(dāng)軌跡402為高時(shí)則其N(xiāo)MOS晶體管為“開(kāi)”，而當(dāng)軌跡402為低時(shí)，其晶體管為“關(guān)”。軌跡404(圖4-6中)示出初級(jí)繞組的中點(diǎn)109(以及PMOS晶體管101的漏極)處的電壓。該波形可以表征為變化的工作循環(huán)從接地到電池電壓的脈沖。當(dāng)中點(diǎn)109驅(qū)動(dòng)到高時(shí)，如軌跡406所表示的，電流通過(guò)PMOS晶體管101增加(注意到，電流也通過(guò)107/108側(cè)中的一個(gè)增加(即，具有導(dǎo)通的NMOS晶體管的一側(cè))。當(dāng)PMOS晶體管101關(guān)閉，則通過(guò)該晶體管的電流在初始急劇下降后回降到0。
軌跡405示出NMOS晶體管102的漏極處的電壓(即，連接到變壓器104的初級(jí)繞組的線(xiàn)上的電壓)(注意，對(duì)NMOS晶體管103的軌跡是同樣的，但時(shí)間上遷移了)。軌跡407示出通過(guò)NMOS晶體管的電流，對(duì)于PMOS晶體管101導(dǎo)通的時(shí)間部分(例如，參見(jiàn)區(qū)域I)它等于PMOS晶體管101內(nèi)的電流。當(dāng)電流流向初級(jí)繞組內(nèi)時(shí)，能量被傳遞到次級(jí)繞組并存儲(chǔ)在漏電感Lleak中(以及次級(jí)繞組上的任何寄生電容)。注意到，當(dāng)NMOS晶體管關(guān)閉時(shí)NMOS晶體管中的電容接近于0，從而表示CCFL電路100被驅(qū)動(dòng)接近其共振頻率。雖然該實(shí)施例不直接檢測(cè)0電流點(diǎn)，但是可以修改開(kāi)關(guān)頻率以便滿(mǎn)足0電流條件。
一旦PMOS晶體管101完成一次開(kāi)/關(guān)循環(huán)，則隨著可供選擇的晶體管導(dǎo)通，它再次重復(fù)。如軌跡408所示，該互補(bǔ)操作在負(fù)載(例如，CCFL燈管105)的輸入處產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的、近似地正弦波形。
CCFL電路100的操作可以分成如圖4-6所示的4個(gè)區(qū)域(I，II，III和IV)。圖7A示出用于區(qū)域I的相當(dāng)?shù)淖儔浩骱拓?fù)載電路模型700(I)。在區(qū)域I中，初級(jí)繞組的部分701B連接通過(guò)電池705，由此增加部分701B內(nèi)的電流并將能量傳遞到次級(jí)繞組702。初級(jí)繞組的另一部分701A保持在兩倍于電池電壓，即NMOS晶體管的襯底二極管(substrate diode)708反向偏壓并因此沒(méi)有電流流過(guò)部分701A。
圖7B示出用于區(qū)域II的同等的變壓器和負(fù)載電路模型700(II)。在區(qū)域II中，電池705和初級(jí)繞組701斷開(kāi)。在這種結(jié)構(gòu)中，電流流過(guò)初級(jí)繞組701的部分701A和701B。但是，開(kāi)始電流下降得非?？?，隨后以升高電流慢的速率回降到0。初始下降是根據(jù)當(dāng)電流從初級(jí)繞組的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到兩個(gè)部分時(shí)的漏電感的有效變化，從而有效地改變芯上的匝數(shù)。
圖7C示出用于區(qū)域III的同等的變壓器和負(fù)載電流模型700(III)。在區(qū)域III中，初級(jí)繞組的部分701A連接通過(guò)電池705，由此增加部分701A內(nèi)的電流(但沿與區(qū)域I的方向相反的方向)并將能量傳遞到次級(jí)繞組702。初級(jí)繞組的另一部分701B保持在兩倍電池電壓，即NMOS晶體管的襯底二極管708反向偏壓并因此在部分701B中沒(méi)有電流流過(guò)。因此，區(qū)域III是區(qū)域I的顛倒。
圖7D示出用于區(qū)域IV的同等的變壓器和負(fù)載電流模型700(IV)。在區(qū)域IV中，電池705和初級(jí)繞組701斷開(kāi)。在這種結(jié)構(gòu)中，電流流過(guò)初級(jí)繞組701的部分701A和701B。但是，開(kāi)始電流下降的非常快，隨后以比升高電流慢的速率回降到0。初始下降也是由于當(dāng)電流從初級(jí)繞組的一個(gè)部分到兩個(gè)部分時(shí)的漏電感的有效變化，由此有效地改變芯上的匝數(shù)。區(qū)域IV是區(qū)域II的顛倒。
當(dāng)工作循環(huán)隨電池電壓改變時(shí)，整個(gè)共振頻率也可以改變。例如，參考圖4和6的軌跡407，圖6中區(qū)域I內(nèi)的斜度(即21伏操作)比圖4中的(即9伏操作)更陡。該結(jié)果是可以預(yù)期的，因?yàn)槌跫?jí)繞組的電壓更高。相反地，區(qū)域II和IV內(nèi)的軌跡407的斜度在9伏和21伏操作之間基本相同。該結(jié)果也是可以預(yù)期的，因?yàn)閷?duì)于這些相位變壓器接線(xiàn)端的電壓相同，而與電池電壓無(wú)關(guān)。注意，如果軌跡是完全線(xiàn)性的，則用于9伏操作的理想驅(qū)動(dòng)頻率和用于21伏的相同。但是，如在區(qū)域I內(nèi)所示，9伏操作期間軌跡是非線(xiàn)性的，而是向0電流彎轉(zhuǎn)。在21伏操作期間區(qū)域I內(nèi)的軌跡是嚴(yán)格線(xiàn)性的。因此，用于9伏操作的理想驅(qū)動(dòng)頻率比用于21伏操作的理想驅(qū)動(dòng)頻率更慢。因此，為了保持晶體管在接近0電流時(shí)進(jìn)行開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)頻率必須隨電池電壓的增加而增加。只要在RDELTA針腳和Vbatt之間連接一個(gè)電阻器，則在Vbatt增加時(shí)將增加振蕩器頻率。電阻器的電阻值和最大Vbatt電壓確定偏振器頻率的范圍。
系統(tǒng)概觀圖8A示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)800。系統(tǒng)800包括CCFL電路801，它包括關(guān)于CCFL電路101(圖1)的部件?，F(xiàn)在將進(jìn)一步詳細(xì)描述CCFL電路801和包括CCFL電路801的系統(tǒng)800的操作。CCFL電路801包括PMOS晶體管803，它連接在電池電壓802和變壓器814的初級(jí)繞組的中點(diǎn)之間。PMOS晶體管803的源極還連接到作為電池的AC旁路的電容器815。PMOS晶體管803的漏極還連接到二極管818，它反過(guò)來(lái)和電壓VSS(例如，接地)耦合。二極管818對(duì)于電路的工作來(lái)說(shuō)不是嚴(yán)格必要的，但有時(shí)增加來(lái)使瞬變最小化。變壓器814的初級(jí)繞組連接到NMOS晶體管804和816的漏極(其中，NMOS晶體管804和816的源極連接到地)。變壓器814的次級(jí)繞組耦合在接地和CCFL燈管805的輸入端之間。CCFL電路801還包括連接在CCFL805的輸出端和電阻器807之間的二極管806以及連接在CCFL燈管805的輸出端和接地之間的二極管809。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)CCFL801的電流由驅(qū)動(dòng)波形(即驅(qū)動(dòng)晶體管803的波形)的工作循環(huán)和驅(qū)動(dòng)波形的頻率的組合來(lái)控制。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)800包括連接到節(jié)點(diǎn)N3的第一控制塊，它提供DC信號(hào)COMP到比較器853的正極接線(xiàn)端。第一控制塊控制驅(qū)動(dòng)波形的工作循環(huán)。特別地，第一控制塊感應(yīng)CCFL電流，將它相對(duì)內(nèi)基準(zhǔn)(internal reference)積分并調(diào)整該工作循環(huán)來(lái)得到理想的功率。
系統(tǒng)800還包括第二控制塊，它提供信號(hào)RAMP(鋸齒波形)到比較器853的負(fù)極接線(xiàn)端。比較器853的輸出信號(hào)，即PWM信號(hào)(脈寬調(diào)整波形)，被提供給輸出驅(qū)動(dòng)器880，它反過(guò)來(lái)分別提供時(shí)鐘信號(hào)OUTA、OUTAB和OUTC給晶體管803、804和816。(即到CCFL電路801的驅(qū)動(dòng)波形)。第二控制塊可以用來(lái)將驅(qū)動(dòng)波形的頻率改變?yōu)殡姵仉妷旱暮瘮?shù)。當(dāng)電池802的電壓增加時(shí)，振蕩器頻率也增加。當(dāng)電池電壓改變時(shí)，這會(huì)使電路工作于接近其共振頻率。
系統(tǒng)800還包括第三控制塊，它通過(guò)在變化的工作循環(huán)使燈開(kāi)/關(guān)來(lái)調(diào)整CCFL燈管805的亮度。在該實(shí)施例中，用戶(hù)提供的BRIGHT電壓可以和平緩的升高)信號(hào)比較以產(chǎn)生CHOP信號(hào)。該CHOP信號(hào)被提供給故障和控制邏輯870，它們反過(guò)來(lái)產(chǎn)生輸入到輸出驅(qū)動(dòng)器880的NORM信號(hào)。
第一控制塊如上所述，通過(guò)CCFL805的電流可以在線(xiàn)路813上感應(yīng)，線(xiàn)路813和節(jié)點(diǎn)N3耦合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，線(xiàn)路813上的電壓可以驅(qū)動(dòng)積分器820的輸入。特別地，積分器820通過(guò)電阻器821接收線(xiàn)路813上的電壓，其中電阻器821和誤差放大器823的負(fù)極端耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器821提供10千歐姆的電阻。誤差放大器823將該電壓和在其非反相接線(xiàn)端所接收的基準(zhǔn)電壓VR1相比較。
在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)電壓VR1是通過(guò)電阻分配器從對(duì)溫度和電源穩(wěn)定的基準(zhǔn)(諸如，帶隙標(biāo)準(zhǔn))產(chǎn)生的。也可以使用用于提供基準(zhǔn)電壓VR1的其他已知技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)電壓VR1可以在0.5伏和3.0伏之間。注意，基準(zhǔn)電壓VR1越大，電阻器821的平均電壓越大。相反地，如果基準(zhǔn)電壓VR1太小，則誤差放大器偏移(offset)而其他非理想因素將變得明顯。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)電壓VR1可以是2.5V。
在一個(gè)實(shí)施例中電容器82提供1微法的電容，耦合到誤差放大器823的負(fù)極端和輸出端，由此形成積分器820。積分器820的目的在于產(chǎn)生DC信號(hào)COMP，從而使在節(jié)點(diǎn)N4的時(shí)間平均電壓基本等于基準(zhǔn)電壓VR1。
箝位電路(clamping circuit)840可以限制COMP信號(hào)的增加。在一個(gè)實(shí)施例中，箝位電路840包括誤差放大器842，它將輸出信號(hào)提供到晶體管841的柵極。晶體管841(一種n型晶體管)使其源極和VSS耦合而其漏極和誤差放大器842的正極輸入端以及積分器820的輸出耦合。誤差放大器842還包括負(fù)極輸入端，它和電流源843以及電容器844的一個(gè)接線(xiàn)端(另一個(gè)接線(xiàn)端和VSS耦合)耦合。在這種結(jié)構(gòu)中，箝位電路840允許COMP信號(hào)以不比電流源843向電容器844充電快的速率增加。因此，箝位電路840防止COMP信號(hào)(并因此PWM信號(hào))立即到達(dá)其全功率模式，由此允許CFL805緩慢地啟動(dòng)。使功率逐漸增加到CCFL805可以有利地延長(zhǎng)其壽命以及CCFL電路801的其他部件的壽命。
第二控制塊VCO 850的振蕩器的頻率確定在PMOS晶體管803的柵極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率。在該實(shí)施例中，用戶(hù)可以用電阻器852設(shè)定最小振蕩器頻率，其中振蕩器頻率(赫茲)＝2.8E9/電阻852(歐姆)圖10中示出詳細(xì)的VCO 850。在該實(shí)施例中，VCO 850包括用戶(hù)調(diào)整的電流源，它包括誤差放大器1001、電阻器852和NMOS晶體管1002。誤差放大器1001被配置來(lái)接收基準(zhǔn)電壓VR3和在NMOS晶體管1002的源極處的信號(hào)。誤差放大器1001將其輸出信號(hào)提供給NMOS晶體管1002的柵極。在這種結(jié)構(gòu)中，電流等于基準(zhǔn)電壓VR3除以電阻器852的電阻。在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)電壓VR3約為1.5伏。
隨后，該電流用PMOS晶體管1003和1004鏡射(mirrored)到電容器1005上。該電流給電容器1005充電，由此增加節(jié)點(diǎn)N11處的電壓。特別地，電壓升高到由誤差放大器1007確定的預(yù)定電壓，該誤差放大器1007接收節(jié)點(diǎn)N11上的升高電壓和基準(zhǔn)電壓VR4。在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)電壓VR4可以約為3.0伏，由此還將節(jié)點(diǎn)N11上的預(yù)定升高電壓設(shè)定為3.0伏。當(dāng)節(jié)點(diǎn)N4上的電壓達(dá)到預(yù)定電壓時(shí)，誤差放大器1007將信號(hào)輸出來(lái)關(guān)閉開(kāi)關(guān)1006，由此使電容器1005放電到VSS(例如，地)。因此，在這種結(jié)構(gòu)中，電容器1005、誤差放大器1007和開(kāi)關(guān)1006形成標(biāo)準(zhǔn)弛張振蕩器。注意，使用反相器1009和1010緩沖誤差放大器1007的輸出來(lái)提供時(shí)鐘信號(hào)CLK。進(jìn)一步注意到，在節(jié)點(diǎn)N11產(chǎn)生的升高信號(hào)，即信號(hào)RAMP，可以用來(lái)創(chuàng)建PWM信號(hào)(參見(jiàn)圖8A中的比較器853)。
在一個(gè)實(shí)施例中，電流分配器1008、PMOS晶體管1011和誤差放大器873可以用來(lái)將一些電流增加到節(jié)點(diǎn)N11，由此增加RAMP信號(hào)的頻率。在該實(shí)施例中，誤差放大器873以統(tǒng)一增益(unity gain)連接，將輸出基本等于基準(zhǔn)電壓VR2的恒定電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)電壓VR2約為1.25伏。
當(dāng)電壓Vbatt增加時(shí)，更多的電流流過(guò)電阻器851而進(jìn)入電流分配器1008。和電池802耦合的電阻器851控制振蕩器頻率的增加，作為電池電壓(Vbatt)的函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器851具有200千歐的電阻。關(guān)系為Δ頻率(赫茲)＝3.44E8*(Vbatt-VR2)/電阻851在一個(gè)實(shí)施例中，電流分配器1008將電流除以因子50，由此確保增加到已經(jīng)存在于節(jié)點(diǎn)N11上的電流量相當(dāng)小。因?yàn)楫?dāng)電池電壓增加時(shí)振蕩器頻率可以向上調(diào)整，較佳地可以使輸出波形的諧波畸變最小。
第三控制塊第三控制塊通過(guò)使燈在變化的工作循環(huán)處開(kāi)和關(guān)來(lái)調(diào)整亮度。在該描述中，“減弱周期”是指包括“開(kāi)”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的完整周期。在每個(gè)減弱周期的最后，COMP針腳被拉低。在新的減弱周期的開(kāi)始，COMP信號(hào)試圖快速增加，但被箝在(clamp)SSV(軟啟動(dòng)電壓)針腳的電壓上。在每個(gè)減弱周期最后放電的電容器844設(shè)定SSV針腳處的電壓的轉(zhuǎn)換速率，以及COMP針腳的最大正極轉(zhuǎn)換速率。
在一個(gè)實(shí)施例中，斜波發(fā)生器860可以產(chǎn)生由小電容器861限制的慢升高電壓(即鋸齒波形)。在一個(gè)實(shí)施例中，電容器861具有約0.015微法的電容。比較器862可以將該升高電壓與BRIGHT信號(hào)相比較，例如由用戶(hù)提供的DC電壓，它是和所需亮度成比例的。根據(jù)比較結(jié)果，比較器862輸出可變的工作循環(huán)因子信號(hào)CHOP。重要的是，CHOP信號(hào)可以使輸出驅(qū)動(dòng)器880停止開(kāi)關(guān)，由此通過(guò)將OUTA信號(hào)拉高并使之停止。為了使LC儲(chǔ)能電容內(nèi)的能量緩慢耗散而不產(chǎn)生高電壓，信號(hào)OUTAPB和OUTC繼續(xù)開(kāi)關(guān)。當(dāng)BRIGHT針腳處的電壓增加時(shí)，減弱周期的工作循環(huán)(以及CCFL燈管805的亮度)增加。
減弱周期的頻率由電容器861的值設(shè)定，并和由電阻器852(它設(shè)定VCO 850的最小工作頻率)設(shè)定的電流成比例。將電容器861設(shè)定為0.01微法，電阻器852設(shè)定為47.5千歐，以及將VSS設(shè)定為接地產(chǎn)生了約100赫茲的減弱周期頻率。該頻率應(yīng)該和電容器861的值相反地改變。
亮度還可以通過(guò)用可變電阻器代替電阻器807(以及808)來(lái)控制。在這種情況中，BRIGHT針腳應(yīng)該拉到VDD從而使CCFL811以100％工作循環(huán)運(yùn)行。注意，該結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)致低強(qiáng)度的閃爍，但是其他功能和使用電阻器807的實(shí)施例相當(dāng)。
啟動(dòng)操作在一個(gè)實(shí)施例中，SSC信號(hào)可以通過(guò)可供選擇的電流源產(chǎn)生。具體地，兩個(gè)電流源，一個(gè)為1微安，另一個(gè)為150微安，可以選擇性地連接到故障和控制邏輯870的SSC端以及電容器871的一個(gè)接線(xiàn)端。電容器871另一個(gè)接線(xiàn)端連接到VSS。在一個(gè)實(shí)施例中，電容器871具有0.022微法的低電容。
在CCFL805的“冷”啟動(dòng)操作期間，即緊隨CCFL805處于關(guān)的預(yù)定時(shí)間段后的啟動(dòng)，故障和控制邏輯870產(chǎn)生活動(dòng)信號(hào)(active signal)FIRST，由此選擇較低值的電流源(即，1微安，在該實(shí)施例中)。相反地，在隨后的“熱”啟動(dòng)期間，即在小于預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間內(nèi)的啟動(dòng)，故障和控制邏輯870產(chǎn)生非活動(dòng)信號(hào)FIRST，由此選擇較高值的電流源(即150微安)。在這種方式中，電容器871在冷啟動(dòng)期間充電所耗費(fèi)的時(shí)間比熱啟動(dòng)長(zhǎng)。當(dāng)故障探測(cè)電路無(wú)法使用時(shí)，由SSC針腳產(chǎn)生的斜升(ramp)用來(lái)確定時(shí)間段。如果沒(méi)有該“消隱”間隔，由于誤感(misperceived)故障，在每個(gè)減弱循環(huán)期間電容將持久地關(guān)閉。該操作在故障電容描述中有更完整的說(shuō)明。
典型電路設(shè)計(jì)圖8C示出用于圖8A的系統(tǒng)800的一個(gè)電路設(shè)計(jì)。應(yīng)注意，類(lèi)似標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似部件。如圖8C中所示，另外的部件可以包括在系統(tǒng)800中。具體地，另外的部件可以包括，例如電阻器826、pnp晶體管827，以及電容器824、828和829。在一個(gè)實(shí)施例中，具有1微法電容的電容器824用來(lái)調(diào)節(jié)芯片內(nèi)的基準(zhǔn)電壓(在一個(gè)實(shí)施例中，3.3伏)。電容器828、負(fù)載(pull-up)電阻826和pnp晶體管827形成線(xiàn)性調(diào)節(jié)器，它可以從電池802提供VDD電源電壓(在一個(gè)實(shí)施例中為5伏)。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻器826可以提供2千歐的電阻，電容器828可以提供4.7微法的電容，而pnp晶體管827可以提供0.6伏的基極-發(fā)射極電壓。
電容器828，在該實(shí)施例中可以用作旁路電容器，它有效地向驅(qū)動(dòng)器部分880提供用于開(kāi)關(guān)外部金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)803、804和816的高峰值的AC電流。在一個(gè)實(shí)施例中，電容器829可以提供4.7微法的電容。虛線(xiàn)框825表示其中的部件可以制作在一個(gè)芯片上。
CCFL電路操作參考圖8A，PMOS晶體管803驅(qū)動(dòng)變壓器814的初級(jí)繞組的中點(diǎn)。提供給PMOS晶體管803的柵極的信號(hào)是脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，它控制進(jìn)入初級(jí)繞組的電流，并進(jìn)一步控制進(jìn)入CCFL燈管805內(nèi)的電流。PMOS晶體管803的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可一路上升到由電池802提供的電壓，并下降到預(yù)定電壓(在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定電壓可以箝于電池電壓之下約7.5伏)。NMOS晶體管804和816可供選擇地將初級(jí)繞組的外節(jié)點(diǎn)連接到電壓VSS。這些晶體管由50％工作循環(huán)的方波以提供給PMOS晶體管803的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的一半驅(qū)動(dòng)。
可供選擇的實(shí)施例圖9示出CCFL系統(tǒng)一部分的另一個(gè)實(shí)施例。圖8A、8C和9中的相同元件標(biāo)號(hào)相同。圖9B的實(shí)施例包括“緩沖”電路，它包括電容器902、電阻器903、二極管904和二極管905。其操作在標(biāo)題為“用于使瞬變最小化的電路”的部分中描述。圖9的實(shí)施例還包括和CE針腳相關(guān)的電路，即許多用戶(hù)發(fā)現(xiàn)通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)911可以方便地開(kāi)關(guān)CCFL的電阻器910、開(kāi)關(guān)911和電容器912。應(yīng)注意，圖9的實(shí)施例不包括電容器822，由此明顯地增加了SSV針腳處的升高電壓。
在圖8A的實(shí)施例中，電阻器810和811可以用來(lái)檢測(cè)在CCFL的高電位側(cè)的過(guò)電壓。圖9的實(shí)施例用包括電阻器921、922和923的另一種電壓分配器代替電阻器810和811。這些電阻器通過(guò)將OVP針腳處的電位保持在比OVP閾值(3伏)低并且比欠電壓閾值(250毫伏)高的狀態(tài)而可以基本禁止OVP功能。
圖9的實(shí)施例還包括包含電阻器925和926以及電容器927的可調(diào)電阻分配器。這些部件可以通過(guò)在比變壓器的驅(qū)動(dòng)頻率慢得多但卻比人的眼睛所能探測(cè)的頻率快的頻率下使CCFL燈管811脈沖開(kāi)和關(guān)來(lái)調(diào)整CCFL燈管811的亮度(參見(jiàn)圖8A)。例如，如果CCFL805的驅(qū)動(dòng)頻率為50千赫茲，則減弱頻率可以是150-200赫茲。
電源電壓根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電池802可以提供7-24伏之間的電壓源(通常的筆記本計(jì)算機(jī)中提供的3個(gè)鋰離子電池)。系統(tǒng)800內(nèi)的多數(shù)電路可以以常規(guī)電壓，例如5伏，工作。為此，PNP晶體管827可以用來(lái)從電池802提供穩(wěn)定的VDD電壓。特別地，PNP針腳(參見(jiàn)圖8C)驅(qū)動(dòng)PNP晶體管827的基極，而VDD針腳是進(jìn)入芯片的VDD電源。在一個(gè)實(shí)施例中，4.7微法的電容器可以繞過(guò)VDD電源到達(dá)接地。這種結(jié)構(gòu)中，如果外部VDD電源可得，則PNP晶體管827可以是不必要的且PNP針腳可以浮動(dòng)(float)。
當(dāng)芯片使能信號(hào)(CE)很低(例如，小于0.4伏)，則芯片進(jìn)入0電流狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，PNP針腳可以置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，由此將VDD電壓降到0伏?？梢栽趦?nèi)部感應(yīng)VDD電壓，從而使開(kāi)關(guān)電路不打開(kāi)，除非VDD電壓比第一預(yù)定閾值電壓(例如，4.5伏)大，并且內(nèi)部基準(zhǔn)(例如，3.3伏)是準(zhǔn)確有效的?；鶞?zhǔn)塊內(nèi)的電路用來(lái)確定基準(zhǔn)是否調(diào)整(close to regulation)。一旦確定了基準(zhǔn)不可調(diào)整，則基準(zhǔn)電壓可以用來(lái)確定VDD是否超過(guò)特定的閾值電壓，例如4.5伏。在一個(gè)實(shí)施例中，一旦達(dá)到了預(yù)定閾值，開(kāi)關(guān)電路將運(yùn)行直到VDD電壓小于第二預(yù)定閾值電壓(例如，3.5伏)。
輸出驅(qū)動(dòng)器在一個(gè)實(shí)施例中，OUTAPB和OUTC針腳是標(biāo)準(zhǔn)CMOS驅(qū)動(dòng)器輸出。相反地，在較佳實(shí)施例中，OUTA驅(qū)動(dòng)器拉高到電池電壓，例如最大24伏，但內(nèi)部箝于電池電壓的8伏內(nèi)。對(duì)于PMOS晶體管803的每個(gè)信號(hào)過(guò)渡，OUTA衰減器(pad)將在短時(shí)間內(nèi)(例如，約100納秒)減少/獲得(sink/source)電流(例如約500毫安)。在電流的初始突發(fā)(burst)后，電流按比例回到(scaled back)(例如，減少(sinking)時(shí)為1毫安和獲得(sourcing)時(shí)為12毫安)。這項(xiàng)技術(shù)使邊界過(guò)渡快，而整個(gè)功率耗散最小。
故障保護(hù)根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，故障狀態(tài)檢測(cè)可以識(shí)別所提供的與CCFL燈管805相關(guān)的不理想電壓。當(dāng)遭遇任何一個(gè)故障狀態(tài)時(shí)，CCFL電路被鎖住。在這一點(diǎn)，給復(fù)位或循環(huán)CE針腳通電可以將CCFL電路801恢復(fù)到正常操作。
第一故障狀態(tài)檢測(cè)識(shí)別提供給CCFL燈管805的過(guò)電壓。在本實(shí)施例的系統(tǒng)800中，電阻器811和810耦合在節(jié)點(diǎn)N6和VSS之間，由此形成電壓驅(qū)動(dòng)器。在該結(jié)構(gòu)中，電阻器811和810之間的節(jié)點(diǎn)N5提供和CCFL805的電壓成比例的OVP信號(hào)。節(jié)點(diǎn)N5通過(guò)線(xiàn)812連接到故障和控制邏輯870。如果OVP信號(hào)(進(jìn)而CCFL電壓)太高，則由故障和控制邏輯870產(chǎn)生的長(zhǎng)活動(dòng)信號(hào)實(shí)際上可以關(guān)閉CCFL電路801來(lái)防止產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)，如果節(jié)點(diǎn)N6處的電壓太高(例如，3伏)，則故障和控制邏輯870將關(guān)閉芯片，不論當(dāng)前處于何種工作模式。
第二故障狀態(tài)檢測(cè)識(shí)別提供給CCFL燈管805的欠電壓。特別地，故障和控制邏輯870還可以檢測(cè)在節(jié)點(diǎn)N6有沒(méi)有欠電壓。第二故障狀態(tài)檢測(cè)可以用來(lái)確保到CCFL燈管805的輸入電壓在逐周基礎(chǔ)(cycle-by-cycle basis)上超過(guò)預(yù)定電壓電平。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于冷或熱啟動(dòng)后的預(yù)定時(shí)間段，故障和控制邏輯870是半禁止的?？晒┻x擇地，當(dāng)SSC升高低于3伏時(shí)(它通常在啟動(dòng)或在每個(gè)減弱周期的開(kāi)始處產(chǎn)生)，該保護(hù)是禁止的。(注意，在復(fù)位通電(或CE使能)后的第一SSC升高可以比隨后的啟動(dòng)升高慢150倍。)在啟動(dòng)后，如果在特定數(shù)量的(例如4次)連續(xù)時(shí)鐘周期內(nèi)OVP針腳沒(méi)有一次通過(guò)預(yù)定(例如，250毫伏)閾值，則可以識(shí)別該故障。在這種方式中，故障和控制邏輯870能夠防止由于單次亂真(spurious)欠電壓造成不必要的關(guān)閉。在半禁止時(shí)間后，故障和控制邏輯870可以再次完全啟動(dòng)。
第三故障狀態(tài)檢測(cè)可以用來(lái)監(jiān)控通過(guò)CCFL燈管805的電流。特別地，為了監(jiān)控電流，可以檢測(cè)在節(jié)點(diǎn)N4處的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)N4的觸發(fā)電壓是250毫伏。故障和控制邏輯870從節(jié)點(diǎn)N4接收CSDET信號(hào)。因此，故障和控制邏輯870可以在節(jié)點(diǎn)N4查找欠電壓狀態(tài)(燈管欠電流)。同樣，對(duì)于每個(gè)減弱周期后的特定時(shí)間段，該故障檢測(cè)可以被禁止(類(lèi)似于節(jié)點(diǎn)N6的欠電壓檢測(cè))。在一個(gè)實(shí)施例中，在故障和控制邏輯870產(chǎn)生故障并關(guān)閉芯片之前，故障和控制邏輯870必須在節(jié)點(diǎn)N4接收4個(gè)連續(xù)的欠電壓操作周期?？晒┻x擇地，在SSC升高低于3伏時(shí)，該保護(hù)可以被禁止。
注意，在一個(gè)實(shí)施例中，包含電阻器810和811的電阻分配器(再次參見(jiàn)圖9中的電阻器922和923)可以將OVP針腳驅(qū)動(dòng)到超過(guò)250毫伏但低于3伏的電壓，由此有效地禁止和提供到CCFL燈管805的電壓相關(guān)的兩個(gè)故障狀態(tài)檢測(cè)(即，在節(jié)點(diǎn)N6的過(guò)和欠電壓狀態(tài))。(注意，在另一個(gè)實(shí)施例中，電容分配器(未示出)可以用來(lái)實(shí)施和電壓分配器相同的功能)。重要的是，和通過(guò)CCFL燈管805的電流相關(guān)的第三故障狀態(tài)通常能探測(cè)開(kāi)電路故障，它能用于某些應(yīng)用。
圖11示出故障和控制邏輯870的一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖。如果VDD電源可以調(diào)整(within regulation)，電路產(chǎn)生信號(hào)VDDOK。如果VDD電源不可調(diào)整，則VDDOK是邏輯0信號(hào)，由此將邏輯1信號(hào)提供給S-R觸發(fā)器和反相器1101的復(fù)位接線(xiàn)端R。該邏輯1信號(hào)使Qbar輸出端到邏輯1而使反相器1101的輸出到邏輯0。該邏輯0信號(hào)作為NORM信號(hào)傳播通過(guò)隨后的邏輯門(mén)。邏輯0的NORM信號(hào)使輸出驅(qū)動(dòng)器880(圖8A)無(wú)效，由此如果VDD電源是不可調(diào)整的，則防止CCFL電路801工作。在突發(fā)模式減弱周期的“關(guān)”部分期間，且當(dāng)芯片被禁止時(shí)，如果故障狀態(tài)產(chǎn)生，則NORM為低。如前所述，對(duì)于突發(fā)模式亮度控制，CHOP信號(hào)(由比較器862產(chǎn)生)停止CCFL電路801的工作。
CLK信號(hào)是來(lái)自VCO 850的時(shí)鐘輸出。CLK信號(hào)提供用于外部FET(類(lèi)似PMOS晶體管803)的門(mén)驅(qū)動(dòng)的時(shí)間基礎(chǔ)。在CCFL電路801的節(jié)點(diǎn)N5處產(chǎn)生的OVP信號(hào)(參見(jiàn)圖8A)被提供給兩個(gè)比較器，即用于確定過(guò)電壓的比較器1102和用于確定欠電壓的比較器1103。節(jié)點(diǎn)N4處產(chǎn)生的CSDET信號(hào)被提供給用于監(jiān)控CCFL電流的比較器1104。如前所述，如果這些狀態(tài)出現(xiàn)預(yù)定的次數(shù)，則欠電壓和欠電流狀態(tài)可以觸發(fā)故障。因此，2位計(jì)數(shù)器可以耦合到比較器1103和1104的輸出，由此便于連續(xù)欠電壓和欠電流狀態(tài)的計(jì)數(shù)。
SSC信號(hào)，即在系統(tǒng)800內(nèi)可得的由電容器控制的電壓升高和基準(zhǔn)電壓(在這種情況下是3.3伏)被提供給比較器1105。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)SSC信號(hào)低于3.3伏時(shí)，由比較器1105輸出的BLANK信號(hào)很低，由此有效地禁止了和2位計(jì)數(shù)器相關(guān)的兩個(gè)故障檢測(cè)。因此，SSC信號(hào)可以用來(lái)在禁止兩個(gè)故障探測(cè)檢測(cè)期間提供時(shí)間延遲。注意，在打開(kāi)電源后的第一減弱周期期間故障和控制邏輯870的輸出信號(hào)FIRST很高，由此使SSC針腳獲得(source)比隨后的突發(fā)周期上更少的電流。在每個(gè)減弱周期的開(kāi)始，SSC在0伏起始并線(xiàn)性地升高到VDD電源，但是，通電后的第一升高比隨后的升高慢150倍。
故障和控制邏輯870還接收芯片使能CE信號(hào)(在圖8A的線(xiàn)872上)，它產(chǎn)生供電復(fù)位條件以及CCFL的打開(kāi)和關(guān)閉。圖8B示出用于產(chǎn)生CE信號(hào)的電路的實(shí)例。特別地，電池802和電阻器891(例如，具有1兆歐姆的電阻)被用開(kāi)關(guān)893選擇性地耦合到線(xiàn)892。開(kāi)關(guān)893可以通過(guò)微處理器或用戶(hù)控制的開(kāi)關(guān)(都未示出)開(kāi)啟。具有齊納二極管特性(例如3伏的名義擊穿電壓)裝置894連接在線(xiàn)892和VSS之間，由此在開(kāi)關(guān)893打開(kāi)后限制線(xiàn)892上的電壓。使CE信號(hào)從低過(guò)渡到高，具有和供電復(fù)位對(duì)故障電路相同的效果。注意，圖11中，CE信號(hào)和VDDOK信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)用來(lái)在故障電路中使RS觸發(fā)器復(fù)位的兩個(gè)輸入NAND門(mén)中的一個(gè)輸入。當(dāng)CE為低時(shí)，其效果如同VDDOK為低。它使“第一”觸發(fā)器的Qbar復(fù)位到“1”，這表示當(dāng)前減弱周期是在斷開(kāi)電源后又啟動(dòng)電源之后的第一減弱周期。它還將“NORM”觸發(fā)器的Qbar復(fù)位到“1”，這表示所有的故障都已經(jīng)清除且正常工作可以繼續(xù)。
電弧探測(cè)電路通常，當(dāng)負(fù)載的阻抗超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，過(guò)電壓狀態(tài)產(chǎn)生。特別地，如果阻抗過(guò)高，則在CSDET針腳處傳感的電流將下降到其閾值之下，而電路801將關(guān)閉。但是，當(dāng)CCFL燈管805和余下的電路不良接觸時(shí)，即當(dāng)CCFL燈管805的連接器沒(méi)有完全插入時(shí)，產(chǎn)生了另一個(gè)問(wèn)題。
在這種情況中，由變壓器814產(chǎn)生的電壓如此高以至于它很容易跳過(guò)空氣中1毫米的間隙。不幸的是，這種狀態(tài)下CCFL燈管805將仍舊工作，在開(kāi)的連接器間產(chǎn)生電弧。如果連接器和CCFL燈管805斷開(kāi)足夠距離(1厘米)，則電弧將不是問(wèn)題。如果連接器正確連接，則同樣沒(méi)有問(wèn)題。但是，連接器內(nèi)(或在高電壓通路內(nèi)的任何地方)有很小的間隙，則可以產(chǎn)生電弧，由此在CCFL電路801內(nèi)產(chǎn)生有害的高溫。因此，由電弧產(chǎn)生的過(guò)電壓狀態(tài)應(yīng)該盡可能迅速地探測(cè)到，且當(dāng)探測(cè)到時(shí)，電路應(yīng)該關(guān)閉。
如上所述，可以使用電壓(或電容)分配器探測(cè)過(guò)電壓狀態(tài)，它連接到變壓器814的次級(jí)繞組以及CCFL燈管805。不幸的是，該分配器可以改變CCFL燈管805的AC特性，并因此改變其共振頻率。此外，通過(guò)增加部件，分配器使PC板電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。
因此，根據(jù)圖12所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以提供無(wú)創(chuàng)傷性電路1200來(lái)探測(cè)過(guò)電壓。在該實(shí)施例中，如參考圖8A所描述的，電阻器821、電容器822和誤差放大器823提供用于CCFL805的正常積分和反饋控制(其中，圖8A和12中的相同部件標(biāo)號(hào)相同)。誤差放大器823的輸出是COMP信號(hào)。
有利地，電路1200可以產(chǎn)生OVP信號(hào)，由此消除了對(duì)電阻器810和811(圖8A)的需要。重要的是，電路1200的電阻和電容部件和CCFL燈管805的高電壓端(即節(jié)點(diǎn)N6)隔開(kāi)。使電阻和電容部件暴露給這么高的電壓會(huì)不理想地降低通過(guò)該部件的電流和能量，由此降低效率。此外，節(jié)點(diǎn)N6處的高電壓可以影響阻抗，由此使得電壓探測(cè)變得困難。
和節(jié)點(diǎn)N6相反，在正常電路工作期間，COMP信號(hào)不經(jīng)受高電壓并通常不明顯改變。例如，即使在減弱周期期間，COMP信號(hào)的上升和下降是平滑的且沒(méi)有相對(duì)噪聲。但是，如果產(chǎn)生了電弧，則在電路努力保持規(guī)則時(shí)，COMP信號(hào)變得不穩(wěn)定。
因此，COMP信號(hào)的該不穩(wěn)定表現(xiàn)的探測(cè)可以用來(lái)關(guān)閉電路。在圖12中，COMP信號(hào)可以通過(guò)電容器1202耦合到二極管1206和1207。二極管1206和1207在pnp晶體管1205的基極抽取電壓，而電阻器1203趨向更低的晶體管1205的基極電壓。如果COMP信號(hào)不規(guī)律地移動(dòng)，則二極管1206和1207的抽取行動(dòng)可以克服電阻器1203的泄漏效應(yīng)，且晶體管1205的基極和發(fā)射極的電壓將增加。節(jié)點(diǎn)N15處的電壓可以被提供給CCFL系統(tǒng)中的OVP針腳，由此表示在CCFL電路中是否存在過(guò)電壓狀態(tài)。
電路1200的部件以以下的方式工作。通過(guò)電容器1202接收COMP信號(hào)的快速過(guò)渡(例如，類(lèi)似毫秒)。正極過(guò)渡通過(guò)晶體管1207到達(dá)pnp晶體管1205的基極。當(dāng)pnp晶體管1205的的基極處的電壓增加時(shí)，其發(fā)射極處的電壓也增加(它通過(guò)電阻器1208和電壓VDD耦合)。二極管1207阻礙負(fù)極過(guò)渡，但在該過(guò)渡期間，二極管1206從VDD將通過(guò)電阻器1208傳導(dǎo)入電容器1202。在下一個(gè)正極過(guò)渡上，電容器1202充電并準(zhǔn)備將電流供應(yīng)入pnp晶體管1205的基極。在該實(shí)施例中，電阻器1203和電容器1204建立用于“快速”過(guò)渡時(shí)間段的時(shí)間常數(shù)。在快速過(guò)渡期間，pnp晶體管1205的發(fā)射極處的電壓將最終增加到一點(diǎn)，在該點(diǎn)，它將斷開(kāi)(trip)芯片的OVP閾值，由此關(guān)閉CCFL電路801(圖8A)。
在電弧活動(dòng)期間探測(cè)和關(guān)閉電路的另一個(gè)方法是使用優(yōu)選的電弧通路。例如，在圖13所示的一個(gè)實(shí)施例中，PCB軌跡1310可以非常接近(例如，在7-15mils內(nèi))于CCFL燈管805的高電壓連接器1301。這種結(jié)構(gòu)中，如果CCFL燈管805沒(méi)有使用連接器1301和1302(1302是到CCFL燈管805的低電壓連接器)適當(dāng)?shù)胤胖?，則施加在連接器1301上的高電壓將選擇跳過(guò)間隙1320到達(dá)PCB軌跡1310，由此增加OVP針腳上的電壓。當(dāng)該電壓增加超過(guò)預(yù)定的極限(例如，3伏)，則CCFL電路801關(guān)閉。
可以通過(guò)改變PC板上的間隙1320并通過(guò)斷開(kāi)優(yōu)選電弧節(jié)點(diǎn)1310和連接器1301之間的區(qū)域上的焊接掩膜來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的工作特性。當(dāng)使節(jié)點(diǎn)1310和連接器1301之間的優(yōu)選電弧間隙1320更小時(shí)，產(chǎn)生電弧的電壓也更小，因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)電極之間的距離減少時(shí)，電弧通路的這兩個(gè)電極之間的電場(chǎng)增加(假定兩個(gè)電極之間的電位差恒定)。注意到，因?yàn)榈竭B接器1301的間隙1320把空氣作為其電介質(zhì)，所以將空氣也用作用于優(yōu)選電弧通路的電介質(zhì)是有利的。
用于使瞬變最小的電路由于變壓器814的漏電感(圖8A)，在NMOS晶體管804和816的漏極處的電壓可以潛在地瞬變瞬變到比理想值(例如，兩倍電池電壓)更高的值。為了限制瞬變瞬變電壓的延伸，CCFL系統(tǒng)可以包括緩沖電路913，如圖9所示。在緩沖電路913中，電容器902、電阻器903和二極管904及905被配置來(lái)在其共用的節(jié)點(diǎn)N10保持標(biāo)稱(chēng)電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，該標(biāo)稱(chēng)電壓約是兩倍電池電壓。但是，如果NMOS晶體管804/816的漏極中的一個(gè)瞬變瞬變超過(guò)該電壓，則二極管904和905正向偏壓并允許瞬變能給電容器902充電。電阻器903放出額外的瞬變能，由此防止在共用節(jié)點(diǎn)N10的電壓增加超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電壓。該額外的功率耗散是P(dissipated)＝Vbatt2/Resistance(903)例如，假定電阻器903具有3.9千歐的電阻且電池電壓為15伏，則緩沖電路913的功率耗散將是58毫瓦或約總的輸入功率的1％。因此，電阻器903的值可以對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化來(lái)使耗散功率最小。
注意，瞬變的量是工作頻率的強(qiáng)函數(shù)。因此，用于可以有利地為電阻器852選擇合適的電阻，從而使振蕩器頻率接近變壓器LC網(wǎng)絡(luò)的共振頻率。
多個(gè)燈管驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)前的LCD監(jiān)視器需要多個(gè)CCFL燈管來(lái)提供其應(yīng)用所需的高強(qiáng)度光。不幸地，用單個(gè)更大的變壓器簡(jiǎn)單地并聯(lián)燈管是不提倡的，因?yàn)闊艄艿呢?fù)載特性的不同可以造成燈管電流的很大的不匹配，并隨后加快燈管故障?？晒┻x擇地，應(yīng)用中，單個(gè)控制器、單個(gè)變壓器可以用于每個(gè)CCFL燈管；但是，這種類(lèi)型的應(yīng)用的成本將很快變得高得驚人。
圖14示出電路1400，它可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)串聯(lián)的CCFL燈管(即CCFL燈管805和1401)，但避免了以上的缺陷。因?yàn)镃CFL燈管805和1401是串聯(lián)的，它們的電流基本相同。注意到，在實(shí)際應(yīng)用中，寄生電容可以造成燈管電流不相同，由此下沖(underscoring)使寄生通路盡可能接近的需要。
在電路1400中，拓?fù)浠竞陀糜贑CFL系統(tǒng)800(參見(jiàn)圖8A)的相同。例如，PMOS晶體管803和NMOS晶體管804和816的結(jié)構(gòu)和操作和CCFL系統(tǒng)800中的一致。此外，用于確定通過(guò)CCFL燈管805的電流的反饋回路和CCFL系統(tǒng)800中的一致。注意到，反饋回路僅需要耦合到CCFL燈管805，因?yàn)?，如前所述，只要寄生電容通路?duì)兩個(gè)燈管大致相等，則CCFL燈管1401中的電流應(yīng)該和規(guī)則燈管，即CCFL燈管805中的電流一致。電阻器1402可以調(diào)整尺寸來(lái)基本等于電阻器807和808的電阻之和，由此確保CCFL燈管805和1401的阻抗相等。
圖15中更詳細(xì)地示出修改的變壓器1410的幾何結(jié)構(gòu)。在該幾何結(jié)構(gòu)中，位于兩個(gè)次級(jí)繞組1501和1503之間的連接1504保持在低電壓，例如，地。相反的，從次級(jí)繞組1501和1502輸出的電壓可供選擇地是大的正極電壓和大的負(fù)極電壓(例如，+600伏和-600伏)。
在一個(gè)實(shí)施例中，連接1504位于約次級(jí)繞組1501和1503之間的中點(diǎn)。只要次級(jí)繞組1501和1503的輸出上的負(fù)載基本相等，則該結(jié)構(gòu)消除了在初級(jí)繞組1502和次級(jí)繞組1501及1503之間產(chǎn)生電弧的可能性。此外，次級(jí)繞組上的最高電壓產(chǎn)生得彼此盡可能遠(yuǎn)，由此還降低了在變壓器內(nèi)的電弧危險(xiǎn)。
節(jié)點(diǎn)1504是探測(cè)潛在故障狀態(tài)的理想位置，該故障狀態(tài)通過(guò)在產(chǎn)生電弧的高電壓通路內(nèi)缺少的燈管或邊緣的連接(marginal connection)產(chǎn)生。對(duì)于CCFL負(fù)載大致電相等的正常操作，節(jié)點(diǎn)1504處的電壓保持接近地。當(dāng)在一個(gè)次級(jí)通路內(nèi)產(chǎn)生故障(諸如CCFL缺少或破壞)，節(jié)點(diǎn)1504處的電壓將大大地偏離接地。通過(guò)由合適的電阻分配器1410和調(diào)整二極管1411(都在圖14內(nèi)示出)探測(cè)節(jié)點(diǎn)1504處的電壓，在對(duì)部件的損害產(chǎn)生之前可以探測(cè)到潛在的危險(xiǎn)故障。調(diào)整的電阻分配器電壓可以直接連接到控制IC825的OVP針腳(圖8C)。電阻分配器1410必須調(diào)整尺寸以便在正常工作條件下使二極管1411的輸出處的調(diào)整電壓小于在控制IC825的OVP節(jié)點(diǎn)處的比較器的預(yù)定閾值。此外，電阻分配器1410還必須調(diào)整尺寸，從而在故障狀態(tài)期間，二極管1411的輸出處的電壓比控制IC825的OVP針腳處的比較器的預(yù)定閾值電壓高。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定閾值是3伏。當(dāng)在OVP針腳處的電壓上升造預(yù)定閾值之上時(shí)，如前面在故障電路中的討論所述，芯片關(guān)閉。
圖16A示出用于驅(qū)動(dòng)從2個(gè)燈管延伸到4個(gè)CCFL燈管1601、1602、1603和805的相同技術(shù)。在該實(shí)施例中，一個(gè)控制IC用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)變壓器1604和1605，其中變壓器1604驅(qū)動(dòng)CCFL燈管1601和1602，而變壓器1605驅(qū)動(dòng)CCFL燈管1603和805。注意到，變壓器1604和1605的次級(jí)連接是交叉耦合來(lái)使通過(guò)串聯(lián)的4個(gè)燈管對(duì)的電流相等。因?yàn)榛パa(bǔ)的燈管對(duì)分享同一變壓器芯，傳遞到一個(gè)串聯(lián)燈管對(duì)的能量大部分和傳遞到另一個(gè)串聯(lián)燈管對(duì)的能量相同。如果CCFL彼此相似且兩個(gè)變壓器也彼此相似，則通過(guò)每個(gè)燈管的燈管電流可以基本一致。重要的是，控制電流僅僅通過(guò)一個(gè)CCFL探測(cè)，并因此只有一個(gè)控制芯片是必要的。
圖16B示出用于耦合到圖16A的CCFL結(jié)構(gòu)的傳感電路1610。傳感電路1610包括兩個(gè)電阻分配器和耦合來(lái)形成“或”功能的兩個(gè)二極管，由此形成復(fù)雜的OVP信號(hào)。
圖16C示出另一個(gè)實(shí)施例，其中兩個(gè)初級(jí)線(xiàn)圈1629和1630以及4個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈1625、1626、1627和1628可以形成于一個(gè)變壓器芯1631上。在該結(jié)構(gòu)中，變壓器具有中間區(qū)域、第一端和第二端。有利地，可以在中間區(qū)域內(nèi)提供低AC電壓(例如，VSS)，可以在第一端提供具有第一相位的第一高AC電壓，在第二端可以提供具有第二相位的第二高AC電壓。注意到，第二繞組的中點(diǎn)位于中間區(qū)域內(nèi)。中點(diǎn)的AC電壓和變壓器的一端處的AC電壓相比自然的低。在一個(gè)實(shí)施例中，第一相位是正的，而第二相位是負(fù)的。第一端可以包括提供第一同相輸出的第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組，但是第二端可以包括提供第二同相輸出的第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組。重要的是，第一同相輸出的相位和第二同相輸出的相位異相。
圖16D示出圖16C所示的示意圖的實(shí)例性物理實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)提供了更低的成本和更低的元件數(shù)。注意到，傳感電路，諸如傳感電路1610，可以位于兩個(gè)次級(jí)繞組的共用點(diǎn)(如同有兩個(gè)變壓器的情況)。
圖16E示出另一個(gè)實(shí)施例，其中兩個(gè)拼合的初級(jí)線(xiàn)圈1641/1642和1643/1644以及次級(jí)線(xiàn)圈1625、1626、1627和1628可以形成于變壓器芯1631上。注意到拼合的初級(jí)線(xiàn)圈1641/1642和1643/1644可以提供比單獨(dú)的初級(jí)線(xiàn)圈更高的初級(jí)耦合。圖16F示出圖16E中所示的示意圖的實(shí)例性物理實(shí)現(xiàn)。該初級(jí)上的緊密耦合有利地使瞬變最小化。圖16G示出用于耦合到圖16E的CCFL結(jié)構(gòu)的傳感電路1660。傳感電路1660包括兩個(gè)電阻分配器和耦合來(lái)形成“或”功能的兩個(gè)二極管，由此形成復(fù)雜的OVP信號(hào)。
圖17分別示出CCFL燈管805和1401的寄生電容通路1701和1702。通常，由于和地平面耦合(通過(guò)寄生電容通路1701和1702)，通過(guò)CCFL燈管805和1401的電流會(huì)損耗。因此，對(duì)于在傳感電阻807處的到達(dá)6毫安的電流(實(shí)例性值)，在CCFL燈管805的另一端的電流(即連接到變壓器1410的端)必須超過(guò)6毫安。重要的是，如果寄生電容通路1601和1702不同，則CCFL燈管805和1401內(nèi)的整個(gè)燈管電流都將不同。超時(shí)(over time)并在這種條件下，CCFL燈管805和1401將變得不同。特別地，由于過(guò)電流，其光輸出可以明顯不同或一個(gè)燈管甚至驅(qū)動(dòng)到過(guò)早破壞。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，寄生電容電流可以通過(guò)以同樣的方式在相同的地平面上放置兩個(gè)CCFL燈管805和1401來(lái)匹配。
注意，以各種數(shù)字表示的某些部件已經(jīng)表述成具有實(shí)例性電阻或電容。但是，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練的技術(shù)人員可以理解，在其他的實(shí)施例中，這些部件可以具有其他值來(lái)改變性能輸出。因此，本發(fā)明不限于所揭示的實(shí)施例的值。
權(quán)利要求
1.一種CCFL電路，其特征在于，包括PMOS晶體管；第一和第二NMOS晶體管；以及高匝數(shù)比變壓器，其中所述變壓器包括具有中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈，形成第一和第二初級(jí)繞組，以及單個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈，其中PMOS晶體管的漏極連接到所述中心抽頭，而所述PMOS晶體管的源極連接到電池，其中第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端，且所述第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS，其中所述第一初級(jí)繞組緊密地和所述第二初級(jí)繞組耦合，且其中所述第一和第二初級(jí)繞組松弛地和所述次級(jí)線(xiàn)圈耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感；以及CCFL燈管，其中次級(jí)線(xiàn)圈連接在電壓源VSS和CCFL燈管之間。
2.如權(quán)利要求1所述的CCFL電路，其特征在于，還包括二極管，它具有連接到電壓源VSS的輸入端和連接到初級(jí)線(xiàn)圈的中心抽頭的輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的CCFL電路，其特征在于，初級(jí)和次級(jí)匝數(shù)比約為100。
4.如權(quán)利要求1所述的CCFL電路，其特征在于，初級(jí)電感在約150微亨到250微亨之間。
5.如權(quán)利要求1所述的CCFL電路，其特征在于，還包括緩沖電路，它連接到NMOS晶體管的漏極、PMOS晶體管的元件和第一及第二初級(jí)繞組。
6.如權(quán)利要求5所述的CCFL電路，其特征在于，所述緩沖電路包括第一和第二二極管、電容器和電阻器，第一二極管的輸入端連接到第一初級(jí)繞組的一端，第二二極管的輸入端連接到第二初級(jí)繞組的一端，而第一和第二二極管的輸出端連接到節(jié)點(diǎn)，所述電阻器和所述電容器并聯(lián)在所述節(jié)點(diǎn)和所述電池之間。
7.一種用于在CCFL電路中探測(cè)過(guò)電壓的探測(cè)電路，其特征在于，所述探測(cè)電路包括接收CCFL電路輸出信號(hào)的積分器，所述積分器用于產(chǎn)生DC信號(hào)COMP，從而使輸出信號(hào)的時(shí)間平均電壓基本和基準(zhǔn)電壓相等；第一電容器，它具有連接到積分器輸出的第一接線(xiàn)端；第一二極管，它具有連接到第一電容器的第二接線(xiàn)端的輸入端；第二二極管，它具有連接到第一電容器的第二接線(xiàn)端的輸出端；pnp晶體管，它具有連接到第一二極管的輸出端的基極、連接到第二二極管的輸入端的發(fā)射極以及連接到電壓源VSS的集電極；第一電阻器，它連接在第一二極管的輸出端和電壓源VSS之間；第二電容器，它連接在第一二極管的輸出端和電壓源VSS之間；以及第二電阻器，它連接在pnp晶體管的發(fā)射極和電壓源VDD之間；其中pnp晶體管的發(fā)射極提供表示在CCFL電路中是否產(chǎn)生過(guò)電壓狀態(tài)的信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的探測(cè)電路，其特征在于，所述第二電容器和所述第二電阻器為CCFL電路的輸出信號(hào)的觸發(fā)過(guò)渡周期建立時(shí)間常數(shù)。
9.一種在CCFL電路中探測(cè)過(guò)電壓狀態(tài)的方法，其特征在于，所述方法包括提供配置來(lái)產(chǎn)生表示過(guò)電壓狀態(tài)的探測(cè)信號(hào)的晶體管；使用積分器將所述晶體管和CCFL電路隔開(kāi)；提供用于在pnp晶體管的基極抽取電壓的第一電路；提供用于在pnp晶體管的基極漏電壓的第二電路，其中如果積分器的輸出信號(hào)不規(guī)則地移動(dòng)，則抽取可以克服泄漏，由此增加了晶體管驅(qū)動(dòng)接線(xiàn)端的電壓以及探測(cè)信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括為CCFL電路的輸出信號(hào)的觸發(fā)過(guò)渡周期建立時(shí)間常數(shù)。
11.用于在CCFL電路中探測(cè)過(guò)電壓狀態(tài)的探測(cè)電路，其特征在于，所述探測(cè)電路包括PCB軌跡，它形成于CCFL電路的高電壓連接器的7-15mils(千分之一英寸)之內(nèi)，所述PCB軌跡提供可供選擇的電弧通路，它可以產(chǎn)生表示是否存在過(guò)電壓狀態(tài)的探測(cè)信號(hào)。
12.用于驅(qū)動(dòng)第一和第二CCFL燈管的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，所述CCFL系統(tǒng)包括PMOS晶體管；第一和第二NMOS晶體管；以及高匝數(shù)比變壓器，其中所述變壓器包括初級(jí)線(xiàn)圈，它具有形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組的中心抽頭，以及次級(jí)線(xiàn)圈，它具有形成第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組的第二中心抽頭，其中PMOS晶體管的漏極連接到所述第一中心抽頭而PMOS晶體管的源極連接到電池，其中第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端，而第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS，其中第一初級(jí)繞組緊密地和第二初級(jí)繞組耦合，且其中第一和第二初級(jí)繞組松弛地和次級(jí)線(xiàn)圈耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感，以及其中正常工作期間，第二中心抽頭保持在接近電壓源VSS的電壓；第一CCFL燈管可以耦合在第一次級(jí)繞組和電壓源VSS之間；以及第二CCFL燈管可以耦合在第二次級(jí)繞組和電壓源VSS之間。
13.如權(quán)利要求12所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括反饋環(huán)路，它用于確定僅通過(guò)第一CCFL燈管的電流。
14.如權(quán)利要求12所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少第一電阻器，它連接在第一CCFL燈管和電壓源VSS之間；以及第二電阻器，它連接在第二CCFL燈管和電壓源VSS之間，其中至少第一電阻器和第二電阻器提供基本相同的電阻，由此確保第一和第二CCFL燈管的阻抗基本相同。
15.如權(quán)利要求12所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，第一和第二次級(jí)繞組的一端分別提供大的正極電壓和大的負(fù)極電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，第二中心抽頭置于第一和第二次級(jí)繞組之間的約一半處。
17.如權(quán)利要求15所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，如果產(chǎn)生故障，則第二中心抽頭提供和電壓源VSS不同的電壓。
18.如權(quán)利要求17所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括電阻分配器，它連接到第二中心抽頭；以及二極管，它連接到電阻分配器。
19.用于驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三和第四CCFL燈管的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，所述CCFL系統(tǒng)包括PMOS晶體管；第一和第二NMOS晶體管；第一高匝數(shù)比變壓器，其中第一高匝數(shù)比變壓器包括具有中心抽頭的第一初級(jí)線(xiàn)圈，形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組，和第一次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組；第二高匝數(shù)比變壓器，其中所述第二高匝數(shù)比變壓器包括具有第二中心抽頭的第二初級(jí)線(xiàn)圈，形成第三初級(jí)繞組和第四初級(jí)繞組，和第二次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組，其中PMOS晶體管的漏極連接到第一和第二中心抽頭，而PMOS晶體管的源極連接到電池，其中第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端和第三初級(jí)繞組的一端，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端和第四初級(jí)繞組的一端，而第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS，其中第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，而第三初級(jí)繞組緊緊地和第四初級(jí)繞組耦合，并且其中第一和第二初級(jí)繞組松弛地和第一次級(jí)線(xiàn)圈耦合，而第三和第四初級(jí)繞組松弛地和第二次級(jí)線(xiàn)圈耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感；第一CCFL燈管耦合在第一次級(jí)繞組和電壓源VSS之間；第二CCFL燈管耦合在第二次級(jí)繞組和電壓源VSS之間；第三CCFL燈管耦合在第三次級(jí)繞組和電壓源VSS之間；以及第四CCFL燈管耦合在第四次級(jí)繞組和電壓源VSS之間，其中第一和第四次級(jí)繞組連接并彼此異相地纏繞，以及第二和第三次級(jí)繞組連接并彼此異相地纏繞。
20.如權(quán)利要求19所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括電流傳感網(wǎng)絡(luò)，它和第一、第二、第三和第四CCFL燈管中的一個(gè)耦合。
21.如權(quán)利要求20所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括故障電路，他和第二次級(jí)繞組及第三次級(jí)繞組耦合。
22.如權(quán)利要求21所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，所述故障電路包括第一電阻分配器；第二電阻分配器；第一二極管，它和第一電阻分配器耦合；以及第二二極管，它和第二電阻分配器耦合，其中連接第一和第二二極管為故障探測(cè)電路提供邏輯“或”功能。
23.一種探測(cè)系統(tǒng)的故障狀態(tài)的方法，所述系統(tǒng)包括具有初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的變壓器、第一CCFL燈管和第二CCFL燈管，其特征在于，所述方法包括在次級(jí)線(xiàn)圈中建立抽頭，從而形成第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組；將第一CCFL燈管連接到第一次級(jí)繞組的一端；將第二CCFL燈管連接到第二次級(jí)繞組的一端；以及確定抽頭處的電壓。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在抽頭處確定電壓的步驟包括分配和調(diào)整電壓。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述分配電壓包括調(diào)整電阻分配器的大小，從而使在正常的操作條件下，調(diào)整電壓小于第一預(yù)定閾值電壓；而在故障狀態(tài)期間，調(diào)整電壓高于第二預(yù)定閾值電壓。
26.用于驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三和第四CCFL燈管的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，所述CCFL系統(tǒng)包括PMOS晶體管；第一和第二NMOS晶體管；高匝數(shù)比變壓器，其中所述高匝數(shù)比變壓器包括具有中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈，它形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組；次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第一次級(jí)繞組、第二次級(jí)繞組、第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組；其中PMOS晶體管的漏極連接到中心抽頭，而PMOS晶體管的源極連接到電池，其中第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端，并且第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS，其中第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，而其中第一和第二初級(jí)繞組松弛地和第一、第二、第三及第四次級(jí)線(xiàn)圈耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感；第一CCFL燈管耦合在第一次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間；第二CCFL燈管耦合在第二次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間；第三CCFL燈管耦合在第三次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間；以及第四CCFL燈管耦合在第四次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間，其中第一和第二次級(jí)繞組的另一端連接并彼此異相地纏繞，而其中第三和第四次級(jí)繞組的另一端連接并彼此異相地纏繞。
27.如權(quán)利要求26所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括電流傳感網(wǎng)絡(luò)，它和第一、第二、第三和第四CCFL燈管中的一個(gè)耦合。
28.用于驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三和第四CCFL燈管的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，所述CCFL系統(tǒng)包括PMOS晶體管；第一和第二NMOS晶體管；高匝數(shù)比變壓器，其中所述高匝數(shù)比變壓器包括初級(jí)線(xiàn)圈，它具有形成第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組的第一中心抽頭和形成第三初級(jí)繞組和第四初級(jí)繞組的第二中心抽頭；次級(jí)線(xiàn)圈，它具有第一次級(jí)繞組、第二次級(jí)繞組、第三次級(jí)繞組和第四次級(jí)繞組；其中PMOS晶體管的漏極連接到第一和第二中心抽頭，而PMOS晶體管的源極連接到電池，其中第一NMOS晶體管的漏極連接到第一初級(jí)繞組的一端和第三初級(jí)繞組的一端，第二NMOS晶體管的漏極連接到第二初級(jí)繞組的一端和第四初級(jí)繞組的一端，而第一和第二NMOS晶體管的源極連接到電壓源VSS，其中第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，第三初級(jí)繞組緊緊地和第四初級(jí)繞組耦合，第一和第二初級(jí)繞組松弛地和第一和第二次級(jí)線(xiàn)圈耦合，而第三和第四初級(jí)繞組松弛地和第三和第四次級(jí)繞組耦合，由此產(chǎn)生有效漏電感；第一CCFL燈管耦合在第一次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間；第二CCFL燈管耦合在第二次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間；第三CCFL燈管耦合在第三次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間；以及第四CCFL燈管耦合在第四次級(jí)繞組的一端和電壓源VSS之間，其中第一和第二次級(jí)繞組的另一端連接并彼此異相地纏繞，而其中第三和第四次級(jí)繞組的另一端連接并彼此異相地纏繞。
29.如權(quán)利要求28所述的CCFL系統(tǒng)，其特征在于，還包括電流傳感網(wǎng)絡(luò)，它和第一、第二、第三及第四CCFL燈管中的一個(gè)耦合。
30.一種實(shí)現(xiàn)變壓器的方法，所述變壓器具有中間區(qū)域、第一端和第二端，所述方法，其特征在于，包括在中間區(qū)域提供低AC電壓；在第一端提供具有第一相位的第一高AC電壓；在第二端提供具有第二相位的第二高AC電壓；以及將次級(jí)繞組的中點(diǎn)置于近中間區(qū)域處，其中在中點(diǎn)的AC電壓和第一和第二高AC電壓相比必然偏低。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述低AC電壓是VSS。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述第一相位是正的而第二相位是負(fù)的。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述第一端包括提供第一同相輸出的第一繞組和第二繞組，所述第二端包括提供第二同相輸出的第三繞組和第四繞組，所述第一同相輸出的相位和第二同相輸出的相位是異相的。
全文摘要
為了有效和成本高效地生產(chǎn)光源，CCFL電路可以包括PMOS晶體管、第一和第二NMOS晶體管和高匝數(shù)比變壓器。該變壓器可以包括具有中心抽頭的初級(jí)線(xiàn)圈，由此形成第一和第二初級(jí)繞組，以及次級(jí)線(xiàn)圈。PMOS晶體管可以連接到用于驅(qū)動(dòng)變壓器的中心抽頭。第一和第二NMOS晶體管可以分別連接到第一和第二初級(jí)繞組。重要的是，第一初級(jí)繞組緊緊地和第二初級(jí)繞組耦合，而第一和第二初級(jí)繞組松弛地和次級(jí)線(xiàn)圈耦合。
文檔編號(hào)H05B41/288GK1498052SQ20031010281
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月8日
發(fā)明者R·L·格雷, R L 格雷 申請(qǐng)人:模擬微電子學(xué)股份有限公司