[发明专利]用于驱动气体放电灯的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总体涉及灯领域。本发明具体涉及通过脉宽调制(PWM)调光(dim)的气体放电灯，比如用于LCD电视机的背光中的气体放电灯。然而，在不同类型的灯的情况下，本发明潜在的问题也可能会出现，并且本发明的要点也可以应用于这样的不同类型的灯，例如白炽灯。

背景技术

气体放电灯通常是公知的，所以这里不需要对气体放电灯的设计进行详细的讨论。说下面这些就足够了：气体放电灯包括位于填充有电离气体或蒸汽的密闭容器中的两个电极。该容器典型地为石英或陶瓷，特别是多晶氧化铝(PCA)。所述电极被布置为彼此相距一定的距离，并且在工作期间在这些电极之间维持着电弧。

气体放电灯可以由电子驱动器供电。电子驱动器对本领域技术人员来说通常是公知的，所以这里不需要对电子驱动器的设计进行详细的讨论。驱动器可以被设计用于将恒定电流、换向电流或占空比电流施加到灯；在最后一种情况下，电流周期被划分为两部分，其中电流实际上仅在电流周期的第一部分期间流动，而在电流周期的第二部分期间实际上没有电流在流动。电流周期的第一部分的持续时间与整个电流周期的持续时间的比被表示为占空比；通过改变占空比，可以改变灯的光输出(可变调光)。本发明具体涉及一种施加占空比电流的驱动器。

由占空比电流驱动的灯可以简单地用于照明。然而，由占空比电流驱动的气体放电灯典型地也被用作LCD面板的背光，所述LCD面板例如用在电视机和监视器中。

这样的系统的问题在于，灯电流的周期性切换导致这些灯、它们的固定装置和电源中的组件(比如变压器、电容器)振动，该振动频率处于可听的范围内：对于附近的人，这导致令人讨厌的可听的嗡嗡声。在这个方面，应当注意，在LCD电视机的情况下，电流频率应当与TV同步信号(即帧频)同步以避免令人讨厌的图像伪影。因此，电流频率应当是TV信号的帧频的整数倍，而由于实际情况还存在上限，该上限典型地为大约几百赫兹(Hertz)。因此，灯电流频率的可能性的数量典型地较低；典型地，例如在PAL系统的情况下，只有频率100、150、200、250潜在地适用。在非TV应用的情况下，在频率选择上可能存在较少的限制，但是当选择了特定频率，便可能产生可听的嗡嗡声。

发明内容

本发明的目的在于消除或至少减轻上述问题。

根据本发明，用随机或伪随机信号(即噪声信号)来调制灯电流的切换频率。

在从属权利要求中提及了其他有利的细节。

附图说明

将参照附图通过一个或多个优选实施例的以下描述来进一步阐释本发明的这些和其他方面、特征和优点，在附图中相同的附图标记表示相同或相似的部件，并且在附图中：

图1是示意性示出根据现有技术的用于向气体放电灯供电的装置的框图；

图2是示意性示出作为时间的函数的灯电流的曲线图；

图3是示意性示出根据本发明的用于向气体放电灯供电的装置的框图；

图4是示意性示出根据本发明的用于向气体放电灯供电的可替代装置的框图；

图5是示意性示出根据本发明的用于向气体放电灯供电的另一个可替代装置的框图；

图6A示意性示出显示设备；

图6B示意性示出本发明在显示设备中的应用。

具体实施方式

图1是示意性示出用于向气体放电灯L供电的现有技术装置10的框图。装置10包括灯驱动器13，其提供实际的灯电流I。由于驱动器通常是公知的，同时现有技术的驱动器可以在实现本发明时使用，所以这里省略对灯驱动器13的设计与工作的详细描述。灯驱动器13提供如图2所示的灯电流，该灯电流被显示为具有基本矩形的波形，该电流具有基本值(灯为开启)或基本为零(灯为关闭)。电流周期被表示为T。灯电流的开启部分的持续时间用t_ON表示。占空比Δ被定义为Δ＝t_ON/T。占空比Δ可以在某个最小值Δmin与1之间变化，从而改变平均灯电流并且因此改变平均光输出。

应当注意，所述最小值Δmin通常依赖于灯类型，但是该最小值典型地在0到0.3之间的范围中。

还应当注意，为了实现本发明，灯电流不必具有矩形波形。例如灯电流还可以具有三角形形状、或具有正弦形状、或具有带有圆角的梯形形状。然而，在下面的阐释中，为了简化起见，将使用矩形波形来说明。