專利名稱：用于驅(qū)動氣體放電燈的方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體涉及燈領域。本發(fā)明具體涉及通過脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光(dim)的氣體放電燈，比如用于LCD電視機的背光中的氣體放電燈。然而，在不同類型的燈的情況下，本發(fā)明潛在的問題也可能會出現(xiàn)，并且本發(fā)明的要點也可以應用于這樣的不同類型的燈，例如白熾燈。
背景技術(shù)：
氣體放電燈通常是公知的，所以這里不需要對氣體放電燈的設計進行詳細的討論。說下面這些就足夠了氣體放電燈包括位于填充有電離氣體或蒸汽的密閉容器中的兩個電極。該容器典型地為石英或陶瓷，特別是多晶氧化鋁(PCA)。所述電極被布置為彼此相距一定的距離，并且在工作期間在這些電極之間維持著電弧。
氣體放電燈可以由電子驅(qū)動器供電。電子驅(qū)動器對本領域技術(shù)人員來說通常是公知的，所以這里不需要對電子驅(qū)動器的設計進行詳細的討論。驅(qū)動器可以被設計用于將恒定電流、換向電流或占空比電流施加到燈；在最后一種情況下，電流周期被劃分為兩部分，其中電流實際上僅在電流周期的第 一部分期間流動，而在電流周期的第二部分期間實際上沒有電流在流動。電流周期的第 一部分的持續(xù)時間與整個電流周期的持續(xù)時間的比被表示為占空比；通過改變占空比，可以改變燈的光輸出(可變調(diào)光)。本發(fā)明具體涉及一種施加占空比電流的驅(qū)動器。
由占空比電流驅(qū)動的燈可以簡單地用于照明。然而，由占空比電流驅(qū)動的氣體放電燈典型地也被用作LCD面板的背光，所述LCD面板例如用在電視機和監(jiān)視器中。
這樣的系統(tǒng)的問題在于，燈電流的周期性切換導致這些燈、它們的固定裝置和電源中的組件(比如變壓器、電容器)振動，該振動頻率處于可聽的范圍內(nèi)對于附近的人，這導致令人討厭的可聽的嗡嗡聲。在這個方面，應當注意，在LCD電浮見機的情況下，電流頻率應當與TV同步信號(即幀頻)同步以避免令人討厭的圖像偽影。因此，電流頻率應當是TV信號的幀頻的整數(shù)倍，而由于實際情況還存在上限，該上限典型地為大約幾百赫茲(Hertz)。因此，燈電流頻率的可能性的數(shù)量典型地較低；典型地，例如在PAL系統(tǒng)的情況下，只有頻率100、150、 200、 250潛在地適用。在非TV應用的情況下，在頻率選擇上可能存在較少的限制，但是當選擇了特定頻率，便可能產(chǎn)生可聽的嗡嗡聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于消除或至少減輕上述問題。
根據(jù)本發(fā)明，用隨機或偽隨機信號(即噪聲信號)來調(diào)制燈電流的切換頻率。
在從屬權(quán)利要求中提及了其他有利的細節(jié)。


將參照附圖通過一個或多個優(yōu)選實施例的以下描述來進一步闡釋本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點，在附圖中相同的附圖標記表示相同或相似的部件，并且在附圖中
圖1是示意性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于向氣體放電燈供電的裝置的框圖2是示意性示出作為時間的函數(shù)的燈電流的曲線圖；圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的用于向氣體放電燈供電的裝置的框圖4是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的用于向氣體放電燈供電的可替代裝置的框圖5是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的用于向氣體放電燈供電的另一個
可替代裝置的框圖6A示意性示出顯示設備；
圖6B示意性示出本發(fā)明在顯示設備中的應用。
具體實施例方式
圖1是示意性示出用于向氣體放電燈L供電的現(xiàn)有技術(shù)裝置10的框圖。裝置10包括燈驅(qū)動器13，其提供實際的燈電流I。由于驅(qū)動器通常是公知的，同時現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動器可以在實現(xiàn)本發(fā)明時使用，所
以這里省略對燈驅(qū)動器13的設計與工作的詳細描述。燈驅(qū)動器13提供如圖2所示的燈電流，該燈電流被顯示為具有基本矩形的波形，該電流具有基本值(燈為開啟)或基本為零(燈為關閉)。電流周期被表示為T。燈電流的開啟部分的持續(xù)時間用"表示。占空比A被定義為A=t N/T。占空比A可以在某個最小值Amin與l之間變化，從而改變平均燈電流并且因此改變平均光輸出。
應當注意，所述最小值Amin通常依賴于燈類型，但是該最小值典型地在0到0. 3之間的范圍中。
還應當注意，為了實現(xiàn)本發(fā)明，燈電流不必具有矩形波形。例如燈電流還可以具有三角形形狀、或具有正弦形狀、或具有帶有圓角的梯形形狀。然而，在下面的闡釋中，為了簡化起見，將使用矩形波形來說明。
燈驅(qū)動器13具有這樣的任務生成燈電流，并且以正確的定時在開啟和關閉之間切換電流。用于開啟/關閉切換的定時信號St由PWM電路12提供。定時信號St是基于由頻率參考設備11生成的基本頻率參考信號fw并且基于確定調(diào)光水平或占空比的輸入信號Si而生成的。對于顯示系統(tǒng)的情況，該圖示意性示出視頻同步信號作為頻率參考設備ll的參考。輸入信號Si可以由制造商固定，或可以是用戶信號、或可以是由光傳感器提供的信號。該信號Si也可以從視頻信號的圖片內(nèi)容中導出。頻率參考設備11可以是外部設備，或者可以與PWM電路l2集成。PWM電路12可以與燈驅(qū)動器13分開，或者可以與燈驅(qū)動器13集成。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于向氣體放電燈L供電的裝置20。該裝置20與圖1中的裝置IO相比較，加入了被布置在頻率參考設備11與PWM電路12之間的頻率調(diào)制器22。因為頻率調(diào)制器本身是公知的，同時公知的頻率調(diào)制器又可以在實現(xiàn)本發(fā)明時使用，所以這里將省略對頻率調(diào)制器22的設計和工作的詳細描述。
裝置20進一步包括噪聲發(fā)生器21，噪聲發(fā)生器21生成隨機或偽隨機信號或噪聲信號Sn，其在頻率調(diào)制器22的第二輸入端處被接收。由于噪聲發(fā)生器本身是公知的，同時公知的噪聲發(fā)生器又可以在實現(xiàn)本發(fā)明時使用，所以這里將省略對噪聲發(fā)生器21的設計和工作的詳細
6描述。
代替固定的頻率參考信號fw， PWM電路l2現(xiàn)在從頻率調(diào)制器22接收輸出信號f,，輸出信號f,包括用噪聲信號調(diào)制的原始固定頻率參考信號fw。因此，由于平均電流周期仍然等于1/fw，燈電流的頻譜已經(jīng)變寬，并且可能的可聽效果的能量在寬范圍上分布。這不僅意味著原始電流頻率(即fw)的能量含量已經(jīng)減少，而且進一步的結(jié)果是"聲音"不再集中在一個單一的頻率處鑒于"聲音'，分布在頻率范圍中的事實，該聲音不那么確定并且因此不那么可辨識。
應當注意，代替使用隨機噪聲，還可以將參考頻率與一個單一的高頻率混合起來以將頻譜能量的大部分移到可聽頻帶之外。然而，這仍然將會把一些頻譜能量留在可聽頻帶內(nèi)，其中該能量將集中在一個單一的確定性頻率(或多個這樣的頻率)中，這使得與本發(fā)明提出的情況相比這種能量更容易被聽見(更容易被感知)。
圖4示出可替代的裝置50。該可替代裝置50包括噪聲發(fā)生器51，其生成隨機或偽隨機信號或噪聲信號Sn，。圖3的頻率調(diào)制器22被頻率調(diào)制器52取代，該頻率調(diào)制器52具有接收輸入信號Si的第一輸入端并且具有接收噪聲信號S 的第二輸入端。代替輸入信號Si， PWM電路12現(xiàn)在從頻率調(diào)制器52接收輸出信號S,，該輸出信號S,包括用噪聲信號調(diào)制的原始輸入信號Si。這還導致燈電流的頻譜變寬。
圖5示出可替代的裝置60，其示出圖3和4的噪聲信號可以一起使用。在這種情況下，優(yōu)選的是這兩個噪聲發(fā)生器21和52彼此獨立地工作。
本發(fā)明可以被用于在任何應用中驅(qū)動氣體放電燈。參照圖6A和6B，本發(fā)明具體地在具有背光的LCD面板的情況中是有用的。圖6A示意性示出顯示設備40，例如電視機裝置或監(jiān)視器。圖6B示意性地示出顯示設備40包括具有背光裝置42的LCD顯示面板41，該背光裝置42包括氣體放電燈L的陣列和根據(jù)本發(fā)明原理的用于向氣體放電燈供電的裝置20。
概言之，本發(fā)明提供了一種用于驅(qū)動燈L的方法，該燈L特別是氣體放電燈，但不必一定是氣體放電燈。用脈寬調(diào)制的燈電流驅(qū)動該燈。燈電流頻率是用隨機或至少偽隨機噪聲信號Sn調(diào)制的恒定頻率fw。進一步，本發(fā)明提供了用于給氣體放電燈L供電的裝置20。雖然已經(jīng)在附圖和前述說明中詳細示出并描述了本發(fā)明，但是對
示范性的而非限二性的。'l發(fā)明不限于所公開的實施例；相反，在l
在所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的保護范圍內(nèi)若干改變和修改是可 能的。
例如，代替從全開啟到全關閉的切換，燈電流可以從高水平切換 到仍然高于零的較低的水平。
在實踐要求保護的本發(fā)明時，本領域技術(shù)人員通過研究附圖、公
在權(quán)利要求書中，詞語"包括，，不排除其他元件或步驟，并且不定冠 詞"一，，不排除多個。單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)權(quán)利要求書中 敘述的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述某些措施這 個起碼的事實并不表示這些措施的組合不能被有利地使用。計算機程 序可以存儲/分布在合適的介質(zhì)中，比如光學存儲介質(zhì)或與其他硬件一 起提供的或作為其一部分的固態(tài)介質(zhì)，而且也可以以其他形式分布， 比如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線的電信系統(tǒng)。權(quán)利要求書中的任何 附圖標記不應當被解釋為限制其范圍。
如上所述，已經(jīng)參照框圖闡釋了本發(fā)明，該框圖示出根據(jù)本發(fā)明 的設備的功能塊。應當理解，這些功能塊的一個或多個可以以硬件實 現(xiàn)，其中這種功能塊的功能通過單獨的硬件組件來完成，但是這些功 能塊中的一個或多個也可以以軟件實現(xiàn)，從而這樣的功能塊的功能由 計算機程序或可編程設備的一個或多個程序行執(zhí)行，所述可編程設備 例如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等等。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動燈(L)的方法，該方法包括以下步驟提供脈寬調(diào)制的燈電流，其中該燈電流頻率是用隨機或至少偽隨機噪聲信號(Sn)調(diào)制的恒定頻率(fref)。
2. —種用于向燈(L)供電的裝置，包括-頻率參考設備(11)，其提供固定的基本頻率參考信號(fw); -PWM電路(12)，其在輸入頻率參考信號的基礎上生成定時信號 (St);-燈驅(qū)動器(13)，其為所述燈提供實際燈電流(I),該驅(qū)動器 (13)被設計為在高水平幅度與低水平幅度之間重復切換所述燈電流， 該驅(qū)動器(13)響應于來自PWM電路(12)的定時信號(St)而確定所 述燈電流的占空比；-噪聲發(fā)生器(21)，其生成隨機或偽隨機噪聲信號(Sn);-頻率調(diào)制器(22)，其具有接收所述基本頻率參考信號(fr。f) 的第一輸入端并且具有接收所述噪聲信號(Sn)的第二輸入端，該調(diào)制 器(22)被設計為使用它的兩個輸入信號相互調(diào)制這兩個輸入信號并且提供調(diào)制的頻率參考輸出信號(f,);其中PWM電路(12 )從頻率調(diào)制器(22 )接收調(diào)制的頻率參考輸 出信號(f,)作為輸入信號以生成所述定時信號(St)。
3. —種用于向燈(L)供電的裝置，包括-頻率參考設備(11)，其提供固定的基本頻率參考信號(fw);-PWM電路(12)，其在輸入頻率參考信號和占空比輸入信號(Si) 的基礎上生成定時信號(St);-燈驅(qū)動器U3),其為所述燈提供實際燈電流(I )，該驅(qū)動器 (13)被設計為在高水平幅度與低水平幅度之間重復切換所述燈電流， 該驅(qū)動器(13)響應于來自PWM電路(12)的定時信號(St)而確定所 述燈電流的占空比；-噪聲發(fā)生器(51)，其生成隨機或偽隨機噪聲信號(Sn，)；-頻率調(diào)制器(52)，其具有接收占空比輸入信號(Si)的第一 輸入端并且具有接收噪聲信號(Sn，)的第二輸入端，該調(diào)制器(52) 被設計為使用它的兩個輸入信號相互調(diào)制這兩個輸入信號并且提供調(diào) 制的占空比輸出信號(S,);其中所述PWM電路(12)從所述頻率調(diào)制器(52)接收調(diào)制的占 空比輸出信號(S睡)作為輸入信號以生成所述定時信號(St)。
4. 具有背光裝置(42)的LCD面板(41),該背光裝置(42)包 括氣體放電燈(L )和根據(jù)權(quán)利要求2或3的用于向所述氣體放電燈(L ) 供電的裝置(20)。
5. 顯示器(40 )，其具有根據(jù)權(quán)利要求4的LCD面板(41 )。
全文摘要
描述了一種用于驅(qū)動燈(L)的方法，該燈特別地但非必須地為氣體放電燈。利用脈寬調(diào)制的燈電流來驅(qū)動該燈。該燈電流頻率是用隨機或至少偽隨機噪聲信號(Sn)調(diào)制的恒定頻率(fref)。此外，描述了一種用于向氣體放電燈(L)供電的裝置(20)。
文檔編號H05B41/392GK101606441SQ200880004228
公開日2009年12月16日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者I·W·J·M·魯滕 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司