CN101060746A - 一种荧光灯驱动电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种荧光灯驱动电源，包括多开关变换电路、电源变压器、谐振电感、谐振电容、升压变压器、整流电路，所述电源变压器的原边绕组接所述多开关变换电路的交流输出，所述谐振电感与谐振电容串联后通过升压变压器的原边绕组与所述电源变压器的副边绕组相连，所述电源变压器的副边绕组还接有整流电路；所述升压变压器的副边绕组接负载输出。本发明中将荧光灯驱动电源和控制系统的供电电源合二为一，这样从功率因数校正电路输出到灯管只需一次能量变化，相对于现有的省去了两个变换器，系统成本大大降低，效率得到很大提高，同时系统的稳定性也得到很大的提高。

Description

一种荧光灯驱动电源
技术领域
本发明涉及电器领域，尤其涉及一种荧光灯驱动电源。
背景技术
液晶显示装置包括背光模块和液晶面板，背光模块用于为所述本身不发光的液晶面板提供光源。无论背光模块或液晶面板，都需要电源为其供电。
在现有的应用中，荧光灯驱动电源和控制系统的供电电源是两个完全不同的电源，请参阅图1，在某些液晶显示装置的应用场合，如液晶电视二合一电源的应用中，除了为背光模块内的灯管提供高压交流给灯管负载驱动电源外，还需要提供一个隔离的低压直流电给液晶面板内的控制和图像处理电路以及功放电路供电，该低压直流电源称为控制电源。图1中，需先把交流电转化为稳定的24V直流电，然后供给逆变器工作，这样从功率因数校正电路的输出到灯管，能量经过了两次变化，同时还需要一个独立的控制电源变换器，整个液晶显示装置的电源系统能量转化次数多，效率低，电路成本复杂成本高，故障率高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集成了控制供电的荧光灯驱动电源。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种荧光灯驱动电源，包括多开关变换电路、电源变压器、谐振电感、谐振电容、升压变压器、整流电路，所述电源变压器的原边绕组接所述多开关变换电路的交流输出，所述谐振电感与谐振电容串联后通过升压变压器的原边绕组与所述电源变压器的副边绕组相连，所述电源变压器的副边绕组还接有整流电路；所述升压变压器的副边绕组接负载输出。
其中，所述电源变压器的副边绕组有至少两对输出，所述其中一对输出串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它对输出分别接整流电路。
其中，所述电源变压器有至少两个副边绕组，所述其中一个副边绕组的输出串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它副边绕组分别接整流电路。
其中，包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述每个电源变压器的副边绕组串联后与所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组串接在一起，所述每个电源变压器的副边绕组串联后还接有整流电路。
其中，包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述其中一个电源变压器的副边绕组串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它电源变压器的副边绕组分别接整流电路。
其中，包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述每个电源变压器的副边绕组有至少两对输出，所述每个电源变压器的副边绕组其中一对输出串联后串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它对输出分别接整流电路。
其中，包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述每个电源变压器有至少两个副边绕组，所述其中一个或多个电源变压器的副边绕组直接或串联后串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它电源变压器的副边绕组分别直接或串连后接整流电路。
其中，进一步包括功率因数校正电路，其输出稳定的高压直流到所述的多开关变换电路的输入。
其中，包括至少两个所述升压变压器，所述每个升压变压器的原边绕组并联在一起，其副边绕组分别接负载输出。
其中，所述整流电路为全桥整流电路或全波整流电路或半波整流电路。
以上技术方案可以看出，本发明中将荧光灯驱动电源和控制系统的供电电源合二为一，这样从功率因数校正电路输出到灯管只需一次能量变化，相对于现有的省去了两个变换器，系统成本大大降低，效率得到很大提高，同时系统的稳定性也得到很大的提高。
附图说明
图1为现有技术液晶显示装置电源的电路原理图；
图2为本发明所提供的电源电路原理框图；
图3为本发明所提供的电源电路原理图；
图4为本发明第一实施例电路原理图；
图5为本发明第二实施例电路原理图；
图6为本发明第三实施例电路原理图；
图7为本发明第四实施例电路原理图；
图8为本发明第五实施例电路原理图；
图9为本发明第六实施例电路原理图；
图10为本发明第七实施例电路原理图；
图11为本发明图4电路的等效电路图；
图12为本发明灯管上的电压和激励电源的频率关系图。
具体实施方式
为便于对本发明进一步理解，现结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
图2为本发明所提供的电源电路原理框图，其核心思想是：荧光灯的驱动电源和控制系统的供电电源采用二合一变换电路，电源变压器的副边绕组通过一个谐振电路与升压变压器的原边绕组相连，升压变压器的副边绕组接荧光灯用于驱动荧光灯，电源变压器的副边绕组还接有整流电路，提供控制系统的供电电源；这样，通过改变开关频率可以调节荧光灯的亮度，而控制系统的供电的输出则保持不变，该电源实现了对荧光灯控制驱动的同时提供了稳定的控制系统供电。
图3为本发明所提供的电源电路原理图，该电路包括功率因数校正电路、接功率因数校正电路高压直流输出的多开关变换电路、电源变压器T1和升压变压器T2、整流电路、谐振电路。
所述电源变压器T1原边绕组接多开关交换电路交流输出，其副边绕组通过谐振电路与升压变压器T2的原边绕组相连；所述谐振电路由谐振电感L1和谐振电容C4串联连接，升压变压器T2的副边绕组接负载输出；所述电源变压器的副边绕组还接有整流电路提供控制供电。
请参阅图4所示本发明第一实施例电路图，包括功率因数校正电路、接功率因数校正电路高压直流输出的多开关变换电路、电源变压器T1和升压变压器T2、整流电路、谐振电路、隔直电容C2。
所述多开关变换电路包括第一开关S1和第二开关S2，第一开关S1和第二开关S2串联后与功率因数校正电容C1并联接在输入端Vin，隔直电容C2的一端与第一开关S1和第二开关S2的中点相连，另一端通过电源变压器T1的原边绕组与输入端Vin相连。
所述谐振电路包括谐振电感L1和谐振电容C4，谐振电感L1与谐振电容C4串联后通过升压变压器T2的原边绕组与电源变压器T1的副边绕组相连，所述电源变压器T1的副边绕组还与整流电路相连；所述升压变压器T2的副边绕组接负载输出。
其中，所述整流电路为半波或全波或全桥整流电路，所述多开关变换电路为半桥电路拓扑或全桥电路拓扑电路。
请参阅图5所示本发明第二实施例电路图和第一实施例电路图相似，所述电源变压器T1的副边绕组有多个输出，不同之处在于，所述电源变压器T1的副边绕组的输出与整流电路及谐振电路的连接不同。本实施方式具有与所述第一实施方式所具有的优点。
请参阅图6所示本发明第三实施例电路图和第一、第二实施例电路图相似，不同之处在于，所述电源变压器T1的副边绕组为多个绕组，其中一个绕组与所述谐振电路、升压变压器T2的原边绕组串联连接，所述副边的其它绕组分别接整流电路输出。本实施方式具有与所述第二实施方式所具有的优点。
请参阅图7所示本发明第四实施例电路图和第三实施例电路图相似，不同之处在于，所述电源变压器为多个，所述多个电源变压器的原边绕组相互并联，所述多个电源变压器的副边绕组串联后与所述谐振电路、升压变压器T2的原边绕组串联连接，所述多个电源变压器的副边绕组串联后还接有整流电路输出。本实施方式具有与所述第三实施方式所具有的优点。
请参阅图8所示本发明第五实施例电路图和第四实施例电路图相似，不同之处在于，所述多个电源变压器的副边绕组的其中一个绕组与所述谐振电路、升压变压器T2的原边绕组串联连接，所述副边的其它绕组分别接整流电路输出。本实施方式具有与所述第四实施方式所具有的优点。
请参阅图9所示本发明第六实施例电路图和第五实施例电路图相似，不同之处在于，所述多个电源变压器中的每个电源变压器有多个副边绕组，其中一个或多个电源变压器的副边绕组直接或串联后与所述谐振电路、升压变压器T2的原边绕组串联连接，所述电源变压器的其它副边绕组分别直接或串联后接整流电路输出。本实施方式具有与所述第五实施方式所具有的优点。
请参阅图10所示本发明第七实施例电路图和第五实施例电路图相似，不同之处在于，所述多个电源变压器的副边绕组串联后与与所述谐振电路、升压变压器T2的原边绕组串联连接，所述多个电源变压器的副边绕组串联后还接有整流电路输出。本实施方式具有与所述第五实施方式所具有的优点。
此外，本发明可以按照实际需要设置多个升压变压器，任意组合构成数量比变压器多的多路输出，也可以降低成本。
图4是发明方案中较典型的一种，本发明中其它实施例的工作原理和图4的相同，下面将以图4为例介绍本发明的工作原理。
图4中，Vin是功率因数校正电路的输出，一般为380～400V之间，电压是稳定的，精度可以控制在±3％内，电源变压器T1是一个接近理想的变压器，其匝比为N，当半桥电路以50％占空比工作时，整流输出电压Vo近似为：
Vo≈Vin/2N，由于半桥电路是变频工作的，50％的占空比不变，因此Vo的值不变，其稳定度决定于Vin，由于Vin的精度为±3％，因此可以使Vo的精度控制在±5％内。
参阅图11所示图4电路的等效电路图，图4中的升压变压器T2的漏感等效为Ld，电路的谐振频率fr为：
fr = 1 / 2 π C 4 ( L 1 + Ld )
灯管负载Rlamp上的电压和激励电源Vin/2N的频率关系如图12，由图12可知，当改变频率时，f1向f2变化时，灯管负载Rlamp上的电压上升，这样改变频率就可以改变灯管的亮度。在改变频率时，要选择工作频率高于谐振频率fr，这样做可以使图4中半桥电路的功率开关工作在零电压开关状态，从而降低功率开关的开关损耗。
以上对本发明所提供的一种荧光灯驱动电源进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种荧光灯驱动电源，包括多开关变换电路、电源变压器、谐振电感、谐振电容、升压变压器、整流电路，其特征在于：所述电源变压器的原边绕组接所述多开关变换电路的交流输出，所述谐振电感与谐振电容串联后通过升压变压器的原边绕组与所述电源变压器的副边绕组相连，所述电源变压器的副边绕组还接有整流电路；所述升压变压器的副边绕组接负载输出。
2、根据权利要求1所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：所述电源变压器的副边绕组有至少两对输出，所述其中一对输出串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它对输出分别接整流电路。
3、根据权利要求1所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：所述电源变压器有至少两个副边绕组，所述其中一个副边绕组的输出串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它副边绕组分别接整流电路。
4、根据权利要求1所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述每个电源变压器的副边绕组串联后与所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组串接在一起，所述每个电源变压器的副边绕组串联后还接有整流电路。
5、根据权利要求1所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述其中一个电源变压器的副边绕组串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它电源变压器的副边绕组分别接整流电路。
6、根据权利要求1所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述每个电源变压器的副边绕组有至少两对输出，所述每个电源变压器的副边绕组其中一对输出串联后串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它对输出分别接整流电路。
7、根据权利要求1所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：包括至少两个所述电源变压器，所述每个电源变压器的原边绕组并联在一起，所述每个电源变压器有至少两个副边绕组，所述其中一个或多个电源变压器的副边绕组直接或串联后串接所述谐振电感、谐振电容和升压变压器的原边绕组，所述其它电源变压器的副边绕组分别直接或串连后接整流电路。
8、根据权利要求1至7任一项所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：进一步包括功率因数校正电路，其输出高压直流到所述的多开关变换电路的输入。
9、根据权利要求1至8任一项所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：包括至少两个所述升压变压器，所述每个升压变压器的原边绕组并联在一起，其副边绕组分别接负载输出。
10、根据权利要求1至9任一项所述的荧光灯驱动电源，其特征在于：所述整流电路为全桥整流电路或全波整流电路或半波整流电路。
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