CN101188895A - 多灯管均流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多灯管均流装置，使用三个具有主绕组与次绕组的变压器，且通过该些变压器间的连接关系以及根据楞次定理(Runge－Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，让流过灯管的电流达到平衡。多灯管均流装置包括一第一变压器，第一变压器的二侧绕组分别通过第一灯管与第二灯管连接到电力源级；一第二变压器，第二变压器的二侧绕组分别通过第三灯管与第四灯管连接到该电力源级；一第三变压器，第三变压器的主绕组连接第一变压器的二侧绕组，第三变压器的次绕组连接第二变压器的二侧绕组。

Description

多灯管均流装置

技术领域

一种多灯管均流装置，尤指一种利用多个变压器与多个灯管的连接关系，用以调节多个灯管间电流平衡的装置。

背景技术

由于技术进步及消费者的需求，LCD面板尺寸不断增大，使得单一灯管已无法满足其照明，因而需要使用二个或更多个灯管。为了确保LCD面板的亮度均匀，必须随时调节各灯管的电流，使流经每一灯管的电流量相等。但由于冷阴极萤光灯管(CCFL)高度不稳定且具有负阻抗特性等种种原因，使得灯管阻抗很难维持一致，造成各灯管阻抗改变而使电流无法达到相等。各灯管之间电流不相等，除了会使亮度不均匀外，电流太大的灯管还会减短寿命，使得各灯管间的老化速率(Aging Rate)不一致。

请参考图1，为公知使用差动镇流器于调节二个灯管电流的简单电路示意图。其中包括有一具有第一线圈121与第二线圈122的变压器12，第一线圈121其一端连接到一交流电源10，另一端连接到一第一灯管141，并第一灯管141的另一端连接至一参考电位G。以及一第二线圈122，其一端连接到该交流电源10，另一端连接到一第二灯管142，且该第二灯管142的另一端连接到一参考电位G。如上述说明中，该交流电源10是通过变压器12的第一线圈121与第二线圈122形成差动镇流器，用以分别提供稳定的电流I1、I2给第一灯管141与第二灯管142使用，使得流过第一灯管142与第二灯管142的电流达到平衡的效果。

配合图1，请参考图2，为图1的变压器12等效磁回路示意图。如图2所示，其中磁芯120包括有两个侧柱A1和A2，以及两个肩柱A3和A4。当电流I1、I2相同时，流过第一线圈121和第二线圈122的电流也相等，并电流I1在第一线圈121产生的磁动势与电流I2在第二线圈122产生的磁动势也相等，即侧柱A1中的磁动势与侧柱A2中的磁动势相互抵销，因此肩柱A3和肩柱A4中并无磁通互通。同时，侧柱A1与侧柱A2中的磁通Φ1、Φ2可以各自经外侧的空气间隙完成回路，但是由于空气间隙的磁阻很高因此，此回路所引致的电感效应一般可以忽略。

配合图1，请参考图3，为图1等效磁回路连接灯管的示意图。当第一灯管141的电流I1与第二灯管142的电流I2不相同时，则电流I1在第一线圈121上所产生的磁动势与电流I2在第二线圈122上所产生的磁动势也不相同，即侧柱A1与侧柱A2中的磁动势不相等，二者的差值施加于由侧柱A1、侧柱A2、肩柱A3及肩柱A4所构成的低阻回路以产生大量的磁通Φ，该磁通Φ切割第一线圈121与第二线圈122，并会在其端点间感应产生一个修正电压ΔV，该修正电压ΔV会迫使第一灯管141的电流I1与第二灯管142的电流I2回复平衡均等。

请参考图4，为公知使用差动镇流器于调节复数灯管电流的简单电路示意图，图4所示的简单电路中包括有多个具有第一线圈121与第二线圈122的变压器12，该些第一线圈121其一端连接到一参考电位G，另一端分别连接有一第一灯管141，并该些第一灯管141的另一端连接至一交流电源10。以及该些第二线圈122，其一端连接到该参考电位G，另一端分别连接有一第二灯管142，且该些第二灯管142的另一端连接到该交流电源10。

如上述说明中，该交流电源10是通过该些变压器12的第一线圈121与第二线圈122形成差动镇流器，用以分别提供稳定的电流I1、I2给该些第一灯管141与该些第二灯管142使用，使得流过第一灯管141与第二灯管142的电流达到平衡的效果、只限定两灯管的间并无法与其它灯管的间有电流平衡的效果。

请参考图5，为另一种公知使用电感镇流器调节灯管电流的简单电路示意图。图5所示，以二灯管为例其中二灯管31、32是成并联连接，二灯管31、32的高压端是通过一差动镇流组件39而连接至一交流电源10。该差动镇流组件39可产生一修正电压，此一修正电压是与灯管电流I31、I32之间的不匹配成比例，并可叠加至一共同驱动电压。因此，经过修正的驱动电压，可适当地调整灯管的电流I31、I32，使其平均分配。虽然此种电路可确保二灯管的电流达到相等，但其结构一般包含特定形状的磁芯及线圈架，而该等磁芯及线圈架非一般通用的标准品，以致在物料安排与成本控制上都构成不便。

请参考图6，为另一种公知使用电感镇流器调节复数灯管电流的简单电路示意图。图6所示，多个差动镇流组件(T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7)以树状的连接方式连接至一交流电源10，利用分层分流原理将电流分流到多个灯管(L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8)以达到电流平衡，其动作原理相同于第五图所述，在此不多加赘述。

上述说明中公知的调节灯管电流电路，有一共同缺点，即为当电路应用于多灯管下时，只能应用于二个灯管之间的平衡上，且不能应用于多数个灯管上。

发明内容

有鉴于此，本发明一种多灯管均流装置，使用三个具有主绕组与次绕组的变压器，通过该些变压器间的连接关系以及根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，让流过灯管的电流达到平衡。

本发明所使用的灯管均流装置实施例，利用一具有第一主绕组与第一次绕组的第一变压器，其中该第一主绕组与该第一次绕组的一端分别通过第一灯管与第二灯管连接到一电力源级；一具有第二主绕组与第二次绕组的第二变压器，其中该第二主绕组与该第二次绕组的一端分别通过一第三灯管与一第四灯管连接到该电力源级；以及一具有第三主绕组与第三次绕组的第三变压器，其中该第三主绕组的一端连接该第一主绕组与该第一次绕组的另一端，该第三次绕组的一端连接该第二主绕组与该第二次绕组的另一端，且该第三主绕组与该第三次绕组的另一端是连接在一起的，连接于一参考端或一回授电路。

本发明所使用的灯管均流装置另一实施例，利用一具有第一主绕组与第一次绕组的第一变压器，其中该第一主绕组与该第一次绕组的一端分别通过一第一灯管与一第二灯管连接到一参考端；一具有第二主绕组与第二次绕组的第二变压器，其中该第二主绕组与该第二次绕组的一端分别通过一第三灯管与一第四灯管连接到该参考端；以及一具有第三主绕组与第三次绕组的第三变压器，其中该第三主绕组的一端连接该第一主绕组与该第一次绕组的另一端，该第三次绕组的一端连接该第二主绕组与该第二次绕组的另一端，且该第三主绕组与该第三次绕组的另一端是连接于一电力源级。

本发明借助第三变压器的第三主绕组与该第三次绕组分别连接于第一变压器与第二变压器所形成的回路，根据变压器电磁感应特性，让流过第一变压器与第二变压器各绕组的电流达到平衡，以提供相同的工作电流给连接于各绕组上的灯管使用。

综上所述，本发明一种多灯管均流装置，使用三个具有主绕组与次绕组的变压器，且通过该些变压器间的连接关系以及根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，让流过灯管的电流达到平衡，进而改善公知电路仅限定两灯管之间电流平衡的缺点，且用最少的组件达到多灯管电流的平衡要求。

为了更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其它目的与优点，将在后续的说明结合图标加以阐述。

附图说明

图1为公知使用差动镇流器调节二个灯管电流的简单电路示意图；

图2为图1的变压器等效磁回路示意图；

图3为图1公知等效磁回路连接灯管的示意图；

图4为公知使用差动镇流器于调节多灯管电流的简单电路示意图；

图5为另一种公知使用差动镇流器调节灯管电流的简单电路示意图；

图6为另一种公知使用差动镇流器调节多灯管电流的简单电路示意图；

图7A为本发明第一实施例的四灯管均流电路示意图；

图7B为本发明第二实施例的四灯管均流电路示意图；

图8A为本发明第三实施例的四灯管均流电路示意图；及

图8B为本发明第四实施例的四灯管均流电路示意图。

主要附图标记说明：

公知：

10交流电源

12变压器

120磁芯

121第一线圈

122第二线圈

141第一灯管

142第二灯管

G参考电位

I1、I2电流

A1、A2侧柱

A3、A4肩柱

Φ、Φ1、Φ2磁通

ΔV修正电压

31、32灯管

39差动镇流组件

I31、I32灯管电流

T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7差动镇流组件

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8灯管

本发明：

L1、L2、L3、L4灯管

1电力源级

TX1、TX2、TX3变压器

L1P、L2P、L3P、L1S、L2S、L3S绕阻

IL1、IL2、IL3、IL4、IT1、IT2、IT3工作电流

2、4回授电路

g参考端

具体实施方式

请参考图7A，为本发明第一实施例的四灯管均流装置示意图。图7A所示的电路以四灯管为例，其中本发明包括有一具有一第一主绕组L1P与一第一次绕组L1S的第一变压器TX1、一具有一第二主绕组L2P与一第二次绕组L2S的第二变压器TX2以及一具有一第三主绕组L3P与一第三次绕组L3S的第三变压器TX3。

其中，该第一主绕组L1P与该第一次绕组L1S的一端分别通过一第一灯管L1与一第二灯管L2连接到一电力源级1，且该第二主绕组L2P与该第二次绕组L1S的一端分别通过一第三灯管L3与一第四灯管L4连接到该电力源级1。该电力源级1提供一交变电力给该些灯管L1-L4。

此外，该第一主绕组L1P与该第一次绕组L1S的另一端则以相同极性共同连接于该第三变压器TX3的第三主绕组L3P的一端，并且，该第二主绕组L2P与该第二次绕组L2S的另一端则以相同极性共同连接于该第三变压器TX3的第三次绕组L3S的一端，其中该第三主绕组L3P与该第三次绕组L3S的另一端共同连接于一参考端g或通过一回授电路2连接到该电力源级1(请参考图7B)。借此，该电力源级1提供相同的工作电流IL1-IL4到该些灯管L1-L4。

再参考图7A，本发明使用的第一变压器TX1、第二变压器TX2及第三变压器TX3具有相等的绕组匝数且其电感量相同。此外，该些灯管L1-L4可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。

再参考图7A，根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，工作电流IL1经过第一变压器TX1的第一主绕组L1P时会产生磁场，并于第一变压器TX1的第一次绕组L1S产生反向的电动势以抵挡工作电流IL2通过。而工作电流IL2经过第一变压器TX1的第一次绕组L1S时同样会产生磁场，并于第一变压器TX1的第一主绕组L1P产生反向的电动势以抵挡工作电流IL1通过。如此，分别流过第一主绕组L1P与第一次绕组L1S的工作电流IL1与IL2，会造成第一主绕组L1P与第一次绕组L1S上磁场互相抵挡的效果，此现象会让第一主绕组L1P与第一次绕组L1S所产生的磁场到达平衡，而当第一变压器TX1两侧的绕组所产生的磁场相等时，通过绕组的工作电流IL1、IL2也会相等。

根据前述，流过第二变压器TX2的第二主绕组L2P与第二次绕组L2S的工作电流IL3、IL4，同样会造成第二主绕组L2P与第二次绕组L2S上磁场互相抵挡的效果，让第二主绕组L2P与第二次绕组L2S所产生的磁场到达平衡，使得通过绕组的工作电流IL3、IL4也会相等。

再参考图7A，从该第一主绕组L1P与该第一次绕组L1S的另一端流出的工作电流IT1流进该第三变压器TX3的第三主绕组L3P的一端，并且，从该第二主绕组L2P与该第二次绕组L2S的另一端流出的工作电流IT2流进该第三变压器TX3的第三次绕组L3S的一端。根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，工作电流IT1经过第三变压器TX3的第三主绕组L3P时会产生磁场，并于第三变压器TX3的第三次绕组L3S产生反向的电动势以抵挡工作电流IT2通过。而工作电流IT2经过第三变压器TX3的第三次绕组L3S时同样会产生磁场，并于第三变压器TX3的第三主绕组L3P产生反向的电动势以抵挡工作电流IT1通过。

如此，分别流过第三主绕组L3P与第三次绕组L3S的工作电流IT1与IT2，会造成第三主绕组L3P与第三次绕组L3S上磁场互相抵挡的效果，此现象会让第三主绕组L3P与第三次绕组L3S所产生的磁场到达平衡，而当第三变压器TX3两侧的绕组所产生的磁场相等时，通过第三主绕组L3P与第三次绕组L3S的工作电流IT1、IT2也会相等。

根据前述说明，当工作电流IT1等于工作电流IT2时，可以得知流过灯管L1-L4的工作电流IL1-IL4为相等且平衡。此外，本发明多灯管均流装置适用于利用变压器次级侧共振的电路与2次方的灯管数。

再参考图7A，从该第三主绕组L3P与该第三次绕组L3S的另一端流出的工作电流IT3流进该参考端g，并且与电力源级1形成一回路。或者，工作电流IT3也可以通过一回授电路2连接到该电力源级1，而构成本发明第二实施例(请参考图7B)。

请参考图8A，为本发明第三实施例的四灯管均流装置示意图。图8A所示的电路以四灯管为例，其中本发明包括有一具有一第一主绕组L1P与一第一次绕组L1S的第一变压器TX1、一具有一第二主绕组L2P与一第二次绕组L2S的第二变压器TX2以及一具有一第三主绕组L3P与一第三次绕组L3S的第三变压器TX3。

其中，该第一主绕组L1P与该第一次绕组L1S的一端分别通过一第一灯管L1与一第二灯管L2连接到一参考端g或通过一回授电路4连接到一电力源级1(请参考图8B)且该第二主绕组L2P与该第二次绕组L2S的一端分别通过一第三灯管L3与一第四灯管L4连接到该参考端g或通过该回授电路4连接到该电力源级1(请参考图8B)。

此外，该第一主绕组L1P与该第一次绕组L1S的另一端则以相同极性共同连接于该第三变压器TX3的第三主绕组L3P的一端，并且，该第二主绕组L2P与该第二次绕组L2S的另一端则以相同极性共同连接于该第三变压器TX3的第三次绕组L3S的一端，其中该第三主绕组L3P与该第三次绕组L3S的另一端是共同连接于该电力源级1。借此，该电力源级1是提供一交变电力给该第三变压器TX3，以及提供相同的工作电流IL1-IL4到该些灯管L1-L4。

再参考图8A，本发明第三实施例使用的第一变压器TX1、第二变压器TX2及第三变压器TX3具有相等的绕组匝数且其电感量相同。此外，该些灯管L1-L4是可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。

配合图7A，再参考图8A，本发明第三实施例与第一实施例的动作原理相同，在此不加赘述。根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，流过第一变压器TX1的工作电流IL1与工作电流IL2同样会造成第一主绕组L1P与第一次绕组L1S上磁场互相抵挡的效果，进而让通过绕组的工作电流IL1、IL2达到相等且平衡。并且，流过第二变压器TX2的第二主绕组L2P与第二次绕组L2S的工作电流IL3、IL4，也同样会造成第二主绕组L2P与第二次绕组L2S上磁场互相抵挡的效果，进而让通过绕组的工作电流IL3、IL4也会相等。

同样根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，分别流过第三主绕组L3P与第三次绕组L3S的工作电流IT1与IT2会造成第三主绕组L3P与第三次绕组L3S上磁场互相抵挡的效果，进而让通过第三主绕组L3P与第三次绕组L3S的工作电流IT1、IT2也会相等。

根据前述说明，当工作电流IT1等于工作电流IT2时，可以得知流过灯管L1-L4的工作电流IL1-IL4为相等且平衡。此外，本发明多灯管均流装置适用于利用变压器次级侧共振的电路与2次方的灯管数。

再参考图8A，电力源级1提供一交变电力的工作电流IT3给该第三变压器TX3，并且，流过该些灯管L1-L4的工作电流IL1-IL4流进该参考端g而与电力源级1形成一回路。或者，工作电流IL1-IL4也可以通过一回授电路4连接到该电力源级1，而构成本发明第四实施例(请参考图8B)。

综上所述，本发明一种多灯管均流装置，使用三个具有主绕组与次绕组的变压器，且通过该些变压器间的连接关系以及根据楞次定理(Runge-Lenz Theorem)所产生的电磁感应现象，让流过灯管的电流达到平衡，进而改善公知电路仅限定两灯管之间电流平衡的缺点，且用最少的组件达到多灯管电流的平衡要求。

但，以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例之一的详细说明与附图，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本案的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种多灯管均流装置，其特征在于，包括有：

一第一变压器，具有一第一主绕组与一第一次绕组，该第一主绕组与该第一次绕组的一端分别通过一第一灯管与一第二灯管连接到一电力源级；

一第二变压器，具有一第二主绕组与一第二次绕组，该第二主绕组与该第二次绕组的一端分别通过一第三灯管与一第四灯管连接到该电力源级；及

一第三变压器，具有一第三主绕组与一第三次绕组，该第三主绕组的一端连接该第一主绕组与该第一次绕组的另一端，以及该第三次绕组的一端连接该第二主绕组与该第二次绕组的另一端，其中该第三主绕组与该第三次绕组的另一端是连接在一起的。

2.如权利要求1所述的多灯管均流装置，其特征在于，该第三主绕组与该第三次绕组的另一端连接于一参考端或通过一回授电路连接到该电力源级。

3.如权利要求1所述的多灯管均流装置，其特征在于，该第一变压器、该第二变压器及该第三变压器具有相等的绕组匝数。

4.如权利要求1所述的多灯管均流装置，其特征在于，该些灯管可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。

5.如权利要求1所述的多灯管均流装置，其特征在于，该电力源级提供一交变电力给该些灯管。

6.如权利要求1所述的多灯管均流装置，其特征在于，该第一主绕组与该第一次绕组的另一端以相同极性连接该第三主绕组，以及该第二主绕组与该第二次绕组的另一端以相同极性连接该第三次绕组。

7.一种多灯管均流装置，其特征在于，包括有：

一第一变压器，具有一第一主绕组与一第一次绕组，该第一主绕组与该第一次绕组的一端分别通过一第一灯管与一第二灯管连接到一参考端；

一第二变压器，具有一第二主绕组与一第二次绕组，该第二主绕组与该第二次绕组的一端分别通过一第三灯管与一第四灯管连接到该参考端；及

一第三变压器，具有一第三主绕组与一第三次绕组，该第三主绕组的一端连接该第一主绕组与该第一次绕组的另一端，以及该第三次绕组的一端连接该第二主绕组与该第二次绕组的另一端，其中该第三主绕组与该第三次绕组的另一端连接一电力源级。

8.如权利要求7所述的多灯管均流装置，其特征在于，该些灯管通过一回授电路连接到该电力源级。

9.如权利要求7所述的多灯管均流装置，其特征在于，该第一变压器、该第二变压器及该第三变压器具有相等的绕组匝数。

10.如权利要求7所述的多灯管均流装置，其特征在于，该些灯管可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。

11.如权利要求7所述的多灯管均流装置，其特征在于，该电力源级提供一交变电力给该第三变压器。

12.如权利要求7所述的多灯管均流装置，其特征在于，该第一主绕组与该第一次绕组的另一端以相同极性连接该第三主绕组，以及该第二主绕组与该第二次绕组的另一端以相同极性连接该第三次绕组。

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