包含保护电路的发光放电管的高压电源和故障保护电路制造技术

检测流过冷阴极管的电流，用电阻转换成电压，并馈送到管电流控制电路。管电流控制电路驱动一个驱动电路，以控制加到压电变压器的电压。使用恒流源的电流向故障保护电容充电。当电流流过冷阴极管时，允许三极管导通，所以电压形成在电阻上，因此，防止电荷存储在故障保护电容中，停止了故障保护电容的工作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于发光放电管的高压电源，具体地说，涉及包含故障保护电路的发光放电管的高压电源装置，例如，故障保护电路是用在便携式信息装置中的液晶显示板背光的逆变功率源。电阻器5连接在冷阴极管2的另一电极和地之间。流入电阻5的管电流产生了电压。该电压在整流电路9中整流，整流电路9包括二极管6、电阻7和电容8。整流电压Vrct被馈送到管电流控制电路3。管电流控制电路3控制驱动电路4，以至整流电压Vrct基本上等于常量。以这种方式，由于逆变单元10的各自部分的操作，基本上控制管电流为常量。结果，亮度也基本上被控制为常数。故障保护电路20包括电阻21、三极管22、电容器23、恒流电源24、闸流管25。遥控信号通过电阻26提供给管电流控制电路3的接通-断开端，同样提供给闸流管25的阳极。闸流管的阴极接地。整流电路9输出的整流电压Vrct通过电阻21送到三极管22的基极。三极管22的射极接地。闸流管25的栅极端和恒流电源24连接到集电极。故障保护电路23连接在三极管22的集电极和地之间。下面，描述图7所示的冷阴极管发光逆变器的操作。当冷阴极管2正常发光时，管电流通过电阻5流动，因此，整流电压通过故障保护电路20的电阻21被馈送到三极管22的基极。因此，三极管22可以导通，由恒流源24产生的充电电流旁路通过故障保护电容器23。因此，没有电压存储在故障保护电容器23。结果，闸流管25的栅极端上的电压没有升高，所以，闸流管25仍然断开，维持在高电平的逆变单元10的接通-断开端继续正常工作。如果没有连接冷阴极管2或出现故障，没有电流在电阻5中流动。因此，整流电路9的整流电压Vrct变为零。三极管22没有导通。所以，恒流源24的充电电流流入故障保护电容23。闸流管25的栅极电压增加了由当前充电电流量和故障保护电容23的静电电容量确定的时间常数值。当栅极电压超过常数值时，闸流管接通，逆变单元10的接通-断开端到达低电平，逆变单元10的工作停止。就是说，如果没有连接冷阴极管2或出现故障，提供保护的电路结构就是这样。图8是常规冷阴极管发光逆变器的另一个例子的电路图。在图8中，除了图7所示的升压变压器1和驱动电路4以外，逆变单元30还包括一个管电流控制电路33。在这个例子中，管电流控制电路33由电容器34交流耦合到冷阴极管2。冷阴极管2的另一电极通过电阻35接地。电容器34的一端连接到阴极的节点和电阻35。电容器34的另一端连接到三极管38的基极。三极管38的基极是管电流控制电路33的输入端。恒流源36和二极管51相互之间串联连接。节点上的电压作为偏压Vf通过电阻37馈送到输入端。这个偏压Vf由三极管38的基极-射极电压Vbe抵消。这时，如果二极管51和三极管38位于同一芯片上，则偏压Vf的温度特性和基极-射极电压Vbe的温度特性可以完全地抵消。即，假定电容34、恒流源36、二极管51、电阻37、三极管38构成了消除偏压Vf的理想二极管。那么，由管电流的电压转换获得的电压Vfb的峰值电压和是三极管38的射极电压的整流电压Vrct的峰值电压相互之间相等。电阻39和电容40并联连接在三极管38的射极和地之间。整流电压Vrct馈送到比较器41的比较输入端。靶电压Vcnt加到比较器41的标准输入端。整流电压Vrct通过比较器41与靶电压Vcnt进行比较。输出被馈送到积分电路51，并在积分电路中积分，然后，被输入到值守调制电路42。值守调制电路42控制驱动电路42的值守，以便平均整流电压Vrct和靶电压Vcnt变得相等。因此，冷阴极管2的电流，即，冷阴极管2的亮度被控制为具有常数值。通过电阻35把管电流转换成电压获得的转换电压Nfb也被馈送到故障保护电路50中的比较器43的比较输入端。参考电压Vudr被加到比较器43的参考输入端。比较器43的输出通过电阻44馈送到三极管45的基极。三极管45的射极接地，集电极连接到闸流管48的栅极端。恒流源47连接到三极管45的集电极，故障保护电容46连接在集电极和地之间。当转换电压Vfb超过参考电压Vudr时，比较器43输出高电平信号，使得三极管45接通，以至存储在故障保护电容中46的电荷被放电。如果冷阴极管2损坏或没有连接冷阴极管2而导致没有管电流，则比较器43的输出维持在低电平。因此，故障保护电容46两端的电压增加了由恒流源47和故障保护电容的静电电容量确定的时间常数。当故障保护电容46的端电压达到闸流管48的电压时，闸流管接通，所以，逆变单元30的操作停止。在上述图7所示的常规例子中，管电流控制电路3直流连接到冷阴极管2的另一电极。因此，管电流的精度取决于二极管6的Vf。出现的问题是环境温度变化时，冷阴极管2的电流也变化。Vf的温度特性是大约2.5mV/℃。例如，在指定温度范围0℃到60℃的逆变情况中，Vf的变化是2.5(mV/℃)*60(℃)＝150mV。为减小这个Vf变化的影响，需增加检测电阻5中产生的电压。例如，为减小温度变化1％或更小引起的电流变化，需要在检测电阻5中产生的电压大约是150Mv÷1％＝15V0-p(零到峰值)＝10.6Vrms或更高。如果选择用于点亮尺寸为2到2.5英寸的液晶显示板的冷阴极管作为该冷阴极管，管电压将是200Vrms。即，由检测电阻并入引起的功率损耗是很大的，即，10.6÷(200+10.6)＝5％。因此，出现的问题是如果抑制由环境温度变化引起的管电流的变化，则由于电阻5的较高电阻值而增加了功率损耗。另一方面，在图8所示的常规例子中，管电流控制电路33是交流连接到冷阴极管2的另一电极。二极管51的电压Vf和三极管38的基-射极电压Vbe相互之间抵消。因此，原则上不引起管电流对环境温度的的相关性，因此，没有必要大大地增加检测电阻5。与图7中所示的例子相比，可以把功率损耗抑制得更小。。然而，在使用交流耦合结构的一个芯片IC的情况中，选择Vcnt＜Vf作为三极管38的基极端，避免负电压的应用。图9A和9B显示了对于由图8所示的电阻39和电容40确定的大和小整流时间常数的转换电压Vfb、靶电压Vcnt和整流电压Vrct的波形图。因为控制管电流，使得平均靶电压Vcnt和平均整流电压Vrct相等，所以图9A所示的斜线部分A和B的区域相等。因此，应当理解，当整流时间常数较小时，与靶电压Vcnt相比，可以把转换电压Vfb的峰值电压控制得相对高。然而，当整流时间常数逐渐增加时，转换电压Vfb的峰值电压收敛于靶电压Vcnt。当整流时间常数减小时，管电流趋于漂移，结果是电阻39和电容40的常数漂移，即，时间常数的漂移。为此原因，从管电流精度的观点看，整流时间常数最好尽可能的增加。因此，在许多实际设计的情况中，转换电压Vfb的峰值电压基本上设置的等于Vcnt。从上面的描述可以看出，转换电压Vfb的峰值电压比偏压Vf小。因此，即使转换电压Vfb直接提供给图8所示的常规例子的电阻45，三极管45仍然不能导通。因此，出现的问题是必须接入昂贵的比较器43。因为在某些情况下点亮冷阴极管2引起了延迟，尽管在启动之后没有管电流直接流动，也要求在一至几秒时间内电压连续输出。因此，在图7和8的常规例子中，由恒流源和故障保护电容确定的每一个时间常数被设置在一至几秒之间。在所描述的电路中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点亮放电管的高压电源，包括：检测流过放电管电流的电流－电压转换器，把电流转换到用于输出的电压；管电流控制器具有输入端，并交流连接到电流－电压转换器，该管电流控制器控制流过放电管的电流，以致电流基本上是常数；通过使用预定的充电 电流，保护电路在故障保护电容器中存储电荷，把故障保护电容两端电压超过预定值的情况识别为出现故障，停止管电流控制器的控制；阻抗单元连接在放电管和电流－电压转换器之间；以及复位电路防止故障保护电容充电，所以，当电流流过对应阻抗单元产生电 压的放电管时，保护电路没有停止工作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野间隆嗣，森岛靖之，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]