CN101203079A - 多灯管驱动系统及其均流电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多灯管驱动系统，包括一驱动电路；一主变压器，电连接到该驱动电路；一反馈电路，电连接到该驱动电路；一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少一电容器及一平衡变压器，该平衡变压器跨接于该多个灯管中的一第一灯管及一第二灯管，而该电容器并联连接到该平衡变压器。

Description

多灯管驱动系统及其均流电路

技术领域

本发明关于一种灯管驱动系统，特别关于一种多灯管驱动系统及其均流电路。

背景技术

近年来平面显示器的应用越来越普及，其中又以液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)为市场的主流。随着液晶显示器的技术发展，为因应大尺寸实际使用的需求，其所使用作为背光源的冷阴极萤光灯管(ColdCathode Fluorescent Lamp，CCFL)数量必须增加，以提供充足的亮度。举例而言，若液晶显示器增大至40吋时，其所需的灯管数量将可能增加至30支以上，但如此一来，各灯管间的亮度则容易产生不均现象，公知技术通过以下两种方式来解决该问题。

如图1A所示，一种公知的冷阴极萤光灯管的驱动系统1系包括一驱动电路11、一主变压器12、多个电容器C、多个冷阴极萤光灯管14以及一反馈电路13。一电源Vin输入至该驱动电路11，由该主变压器12转换其电压电平，该反馈电路13依据该多个冷阴极萤光灯管14其中之一的电压或是电流，控制该驱动电路11调整供应至该主变压器12的电压，藉以调整该多个冷阴极萤光灯管14的电流以改变发光亮度。

为了让上述该多个冷阴极萤光灯管14的发光亮度均等，该公知技术于各冷阴极萤光灯管14皆串接一个大电容值的电容器C，利用该多个电容器C的阻抗远远大于该多个冷阴极萤光灯管14的阻抗来实现均流；但因该多个电容器C的分压作用将使得分配到该多个冷阴极萤光灯管14上面的电压减小，为了得到相同的工作电压，该主变压器12次级匝数势必增加，不仅增加了损耗，也相当不利于现今各零组件小型化的需求。

再如图1B所示，另一种公知的冷阴极萤光灯管的驱动系统1包括一驱动电路11、一主变压器12、一阻抗匹配网路15、多个冷阴极萤光灯管14以及一反馈电路13。一电源Vin输入至该驱动电路11，由该主变压器12转换其电压电平，该反馈电路13依据该多个冷阴极萤光灯管14其中之一的电压或是电流，控制该驱动电路11调整供应至该主变压器12的电压，藉以调整该多个冷阴极萤光灯管14的电流以改变发光亮度。

为了让上述该多个冷阴极萤光灯管14的发光亮度均等，该公知技术通过该阻抗匹配网路15的阻抗匹配关系来实现均流，其中该阻抗匹配网路由二个高压电容C和一个电感L所组成，该二高压电容C分别串联于该多个冷阴极萤光灯管14(如图中所示实施为二个冷阴极萤光灯管)，且该电感L电连接在该二高压电容C之间；该驱动系统1′虽可通过阻抗匹配以实现均流，但该做法对开关频率和负载变化较为敏感，同时所需考虑设计参数过多，导致设计复杂，特别应用于多灯系统时，其均流效果并不明显。

因此，如何提供一种冷阴极萤光灯管的均流电路，避免上述问题的发生及改善上述的缺点，据以使冷阴极萤光灯管的驱动系统的均流效果提升，藉以确保各灯管的亮度一致，实为重要的课题。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种多灯管驱动系统及其均流电路，以强化均流效果。

所以，为达上述目的，本发明公开一种多灯管驱动系统，其包括一驱动电路；一主变压器，电连接到该驱动电路；一反馈电路，电连接到该驱动电路；一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少一电容器及一平衡变压器，该平衡变压器跨接于该多个灯管中的一第一灯管及一第二灯管，而该电容器并联连接到该平衡变压器。

为达上述目的，本发明更公开一种多灯管驱动系统，其包括一驱动电路；一主变压器，电连接到该驱动电路；一反馈电路，电连接到该驱动电路；一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少一电容器及至少一耦合电感器，该耦合电感器具有至少二个绕组，且该多个绕组分别串联连接到该多个灯管，而该电容器并联连接到该多个绕组其中之一。

为达上述目的，本发明更公开另一种一种多灯管驱动系统，其包括一驱动电路；一主变压器，电连接到该驱动电路；一反馈电路，电连接到该驱动电路；一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少二电容器及至少二平衡变压器，该多个平衡变压器电连接到该多个灯管，且该多个平衡变压器依序串联连接，而该多个电容器分别并联连接到该多个平衡变压器。

承上所述，本发明的一种多灯管驱动系统，其于平衡变压器或耦合电感器的一侧并联连接电容器，与公知技术相较，本发明能够使每一灯管流经电流皆为相等，且设计较为简单，应用于较多灯管组成的背光模块，亦可实现均流的效果。

附图说明

图1A为公知多灯管驱动系统的示意图；

图1B为公知另一种多灯管驱动系统的示意图；

图2为本发明多灯管驱动系统的第一较佳实施例的示意图。

图3为图2中该均流电路的等效电路图。

图4为本发明多灯管驱动系统的第二较佳实施例的示意图。

图5为本发明多灯管驱动系统的第三较佳实施例的示意图。

第6图为本发明多灯管驱动系统的第四较佳实施例的示意图。

图7为本发明多灯管驱动系统的第五较佳实施例的示意图。

元件符号说明：

1驱动系统      11驱动电路

12主变压器      13反馈电路

14灯管          15阻抗匹配网路

2驱动系统       21驱动电路

22主变压器      23反馈电路

24灯管组        241第一灯管

242第二灯管     243第三灯管

244第四灯管     245第五灯管

25均流电路      251平衡变压器

2511初级线圈    2512次级线圈

26均流电路     261耦合电感器

27均流电路

C电容器        I1电流

I2电流         Im电流

Is电流         L绕组

Lm激磁电感     Tx理想变压器

Vin电源

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种多灯管驱动系统及其均流电路。

请参阅图2所示，依据本发明第一较佳实施例的一种多灯管驱动系统2应用于一背光模块(图中未示)，该驱动系统2包括一驱动电路21、一主变压器22、一反馈电路23、一灯管组24及一第一均流电路25。一电源Vin输入至该驱动电路21，且经由该主变压器22转换其电压电平，而该反馈电路23依据该灯管组24所输出的一电压或是一电流，而控制该驱动电路21调整供应至该主变变器22的电压。

该灯管组24于本实施例中由一第一灯管241及一第二灯管242所组成，且该第一灯管241及该第二灯管242相互并联连接至该反馈电路23，另外，该多个灯管于该实施例中为冷阴极萤光灯管(CCFL)。

该第一均流电路25电连接在该主变压器22与该灯管组24之间，其接收该主变压器22转换后的电压电平，而提供予该第一灯管241及该第二灯管242相同的电流。该第一均流电路25包含至少一电容器C及一平衡变压器251，该平衡变压器251跨接于该第一灯管241及该第二灯管242，而该电容器C并联连接到该平衡变压器251，该平衡变压器251具有一初级线圈2511及一次级线圈2512，该初级线圈2511具有一第一端及一第二端，该第一端电连接到该电容器C的一端及该主变压器22，该第二端则电连接到该电容器C的另一端及该第一灯管241，该次级线圈252具有一第一端及一第二端，该第一端电连接到该初级线圈2511及该主变压器22，该第二端则电连接到该第二灯管242。

请参阅图3，其为图2的第一均流电路25的等效电路图。其中该平衡变压器251可等效为一理想变压器Tx及一激磁电感Lm，通常因为该平衡变压器251初级侧及次级侧的绕线匝数相同，所以流经该理想变压器Tx初级侧及次级侧的电流Is相等，若实施上未加入该电容器C，则流经该第一灯管241的电流I1为电流Im(流经该激磁电感Lm的电流)与电流Is的和，然当该第一灯管241与该第二灯管242的阻抗不相等时，要维持电流I1与电流I2(流经该第二灯管242的电流)相等，则必须将该激磁电感Lm的电感量设计大于1H，始能使得该激磁电感Lm上的电流Im可相对减小，但如此一来，铁心及线圈于制造上较为复杂，易提高产制成本；于本实施例中，利用一电容器C并联连接到该平衡变压器251的初级侧，尤其是与该激磁电感Lm形成为并联谐振电路，通过适当地选择或设计该电容器C及该激磁电感Lm的大小，将其谐振频率调整在电路的开关频率处，如此可利用并联谐振电路在谐振频率处阻抗非常大的特点，削弱该电容器C与该激磁电感Lm并联支路的分流作用，使得该第一灯管241与该第二灯管242流经的电流I1、I2几乎相同于该理想变压器Tx初级侧和次级侧所流经的电流Is。

值得注意的是，上述该电容器C并不限于并联连接到该平衡变压器251的初级侧，其亦可设计并联连接到该平衡变压器251的次级侧，或同时并联连接该平衡变压器251的初/次级侧。

再者，若通过将该平衡变压器251的线圈合理的设计，亦可利用线圈本身的寄生电容来替代该电容器C的功能，以达到相同的均流功效。

另请参阅图4，为本发明第二较佳实施例的示意图。本实施例中该驱动系统2与第一较佳实施例的差异处，在于新增一第二均流电路25，且该灯管组24新增一第三灯管243，而由图中可知，该第二均流电路25与该第一均流电路25的组成为相同，其中该第二均流电路25的该平衡变压器251的该初级线圈2511的该第一端电连接到该电容器C的一端及该主变压器22，该第二端则电连接到该电容器C的另一端及该第一均流电路25，该第二均流电路25的该平衡变压器251的该次级线圈2522的该第一端电连接到该初级线圈2511及该主变压器22，该第二端则电连接到该第三灯管243。

本实施例中该第一均流电路25可平衡该第一灯管241及该第二灯管242的电流，而该第二均流电路25可平衡该第二灯管242及该第三灯管243的电流，依此构成，可使得该三灯管所流经的电流相等，而达均流功效。

请参阅图5，为本发明第三较佳实施例的示意图。本实施例中该驱动系统2与第一较佳实施例的差异处，在于新增一第三均流电路25及一第四均流电路25，且该灯管组24新增一第四灯管244及一第五灯管245，而由图中可知，该第三均流电路25及该第四均流电路25皆与该第一均流电路25的组成为相同，其中该第三均流电路25与该第四灯管244、该第五灯管245的连接关系，相同于该第一均流电路25与该第一灯管241、该第二灯管242的连接关系。

该第四均流电路25电连接到该主变压器22，且跨接于该第一均流电路25与该第三均流电路25，本实施例中该第四均流电路25可平衡该第一均流电路25与该第三均流电路25所接收的电路，且再通过该第一均流电路25及该第三均流电路25的均流功效，更可使得该第一灯管241、该第二灯管242、该第四灯管244及该第五灯管245所流经的电流相同。

值得一提的是，若要应用于N个灯管时，可搭配N-1个均流电路以形成树技状的排列(如图5的再延伸)。

请参阅图6所示，为本发明第四较佳实施例的示意图。本实施例中该驱动系统2与第一较佳实施例的差异处，在于通过一均流电路26取代第一较佳实施例的第一均流电路25，且在本实施例中该灯管组24具有N个灯管(241-24N)。

该均流电路26包含一耦合电感器261及多个电容器C，其由多个绕组L所组成，在该实施例中该多个电容器C与该多个绕组L皆对应于该多个灯管而具有N个，该多个电容器C分别并联连接到该多个绕组L以形成一并联谐振电路，而通过适当地选择或设计每一电容器C及每一绕组L的大小，将其谐振频率调整在电路的开关频率处，即可实现如同上述削弱电容器C与绕组L并联支路的分流作用，而实现每一灯管流经电流相等的功效。

在此另须说明的是，该均流电路26亦可由一电容器C并联于该多个绕组L其中之一而构成，举例来说，该电容器C可并联于图6中与该灯管241电性连接的该绕组L，如此一来，该灯管241与该灯管242所流经的电流即可为相同，而达均流的效。

上述该多个平衡变压器251及该多个绕组L实际上包含有一寄生电容，但公知电路中大多是将该寄生电容以电路配置方式将的消除，而本发明是将其保留而直接与该多个平衡变压器251及该多个绕组L形成并联谐振电路，故于前述各实施例中所见的该多个电容器C，亦可视为各平衡变压器251及各绕组L的寄生电容。

请参阅图7所示，为本发明第五较佳实施例的示意图。本实施例中该驱动系统2与第一较佳实施例的差异处，在于通过一均流电路27取代第一较佳实施例的第一均流电路25，且在本实施例中该灯管组24具有N个灯管(241-24N)。

该均流电路27包含多个平衡变压器251及多个电容器C，在该实施例中该多个平衡变压器251与该多个电容器C皆对应于该多个灯管而具有N个，该多个电容器C分别并联连接到该多个平衡变压器251以形成一并联谐振电路，如同前述，通过适当地选择或设计每一电容器C及每一激磁电感Lm的大小，将其谐振频率调整在电路的开关频率处，即可削弱该电容器C与该激磁电感Lm并联支路的分流作用，使得每一灯管流经电流皆为相等。

最后，在此必须加以补充说明的是，上述各实施例中的均流电路皆设置在该主变压器与各灯管之间，然于实施上亦可设置在各灯管与反馈电路之间，而达到阻抗匹配的效，而使得各灯管流经的电流相等；然此设置位置上的改变，为熟习电路设计者在了解本案发明特征后可轻易思及的转换，故在此不另作说明。

综上所述，本发明的一种多灯管驱动系统及其均流电路，其通过在平衡变压器或耦合电感器的一侧并联连接电容器，通过并联谐振电路的构成，以及选择或设计适当的谐振频率，而削弱并联支路中的分流作用，与公知技术相较，本发明能够使每一灯管流经电流皆为相等，且设计上较为简单，仅管应用于较多灯管组成的背光模块，亦可实现其均流的效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求范围中。

Claims (19)

1.一种均流电路，用于平衡一多灯管组中多个互相并联连接的灯管的电流，该均流电路包括：

至少一平衡变压器，跨接于该多个灯管中的一第一灯管及一第二灯管；以及

至少一电容器，并联连接到该平衡变压器。

2.如权利要求1所述的均流电路，其中该电容器串联连接到该第一灯管。

3.如权利要求1所述的均流电路，其中该多个平衡变压器还包括：

一初级线圈，具有一第一端与一第二端，该第一端电连接到该电容器一端，该第二端电连接到该电容器的另一端及该第一灯管；以及

一次级线圈，具有一第一端与一第二端，该第一端电连接到该初级线圈，该第二端电连接到该第二灯管。

4.一种均流电路，平衡一多灯管组中多个互相并联连接的灯管的电流，该均流电路包括：

至少一耦合电感器，具有至少二个绕组，且该多个绕组分别串联连接到该多个灯管；以及

至少一个电容器，分别并联连接到该多个绕组其中之一。

5.如权利要求4所述的均流电路，其中该多个电容器分别串联连接到该多个灯管。

6.如权利要求4所述的均流电路，其中该电容器与该多个绕组为并联谐振关系。

7.如权利要求4所述的均流电路，其中该多个电容器为该多个绕组的寄生电容。

8.一种均流电路，平衡一多灯管组中多个互相并联连接的灯管的电流，该均流电路包括：

至少二平衡变压器，电连接到该多个灯管，且该多个平衡变压器依序串联连接；以及

至少二个电容器，分别并联连接到该多个平衡变压器。

9.如权利要求8所述的均流电路，其中该多个电容器分别串联连接到该多个灯管。

10.如权利要求1或8所述的均流电路，其中该平衡变压器可等效为一理想变压器及一激磁电感器，而该电容器并联连接到该理想变压器的初级侧或/及次级侧。

11.如权利要求10所述的均流电路，其中该电容器与该激磁电感器为并联谐振关系。

12.如权利要求1或8所述的均流电路，其中该多个电容器为该多个平衡变压器的寄生电容。

13.如权利要求8所述的均流电路，其中该多个平衡变压器还包括：

一初级线圈，具有一第一端与一第二端，该第一端电连接到该电容器一端，该第二端电连接到该电容器的另一端及该多个灯管其中之一；以及

一次级线圈，串联连接到另一平衡变压器的一次级线圈。

14.一种多灯管驱动系统，其包括：

一驱动电路；

一主变压器，电连接到该驱动电路；

一反馈电路，电连接到该驱动电路；

一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及

一第一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少一电容器及至少一平衡变压器，该平衡变压器跨接于该多个灯管中的一第一灯管及一第二灯管，而该电容器并联连接到该平衡变压器。

15.如权利要求14所述的多灯管驱动系统，其还包括一第二均流电路及一第三灯管，该第二均流电路具有至少一电容器及至少一平衡变压器，其中该电容器电连接到该第一均流电路，该平衡变压器电连接到该第三灯管，而该第三灯管与该第一灯管及该第二灯管并联连接。

16.如权利要求14所述的多灯管驱动系统，其还包括一第三均流电路、一第四均流电路、一第四灯管及一第五灯管，该第三均流电路及该第四均流电路皆具有至少一电容器及至少一平衡变压器，其中该第三均流电路电连接到该第四灯管及该第五灯管，该第四均流电路则电连接到该主变压器，且分别电连接到该第一均流电路及该第三均流电路。

17.如权利要求16所述的多灯管驱动系统，其中该第四均流电路的该电容器电连接到该第一均流电路，而该平衡变压器电连接到该第三均流电路。

18.一种多灯管驱动系统，其包括：

一驱动电路；

一主变压器，电连接到该驱动电路；

一反馈电路，电连接到该驱动电路；

一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及

一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少一电容器及至少一耦合电感器，该耦合电感器具有至少二个绕组，且该多个绕组分别串联连接到该多个灯管，而该电容器并联连接到该多个绕组其中之一。

19.一种多灯管驱动系统，其包括：

一驱动电路；

一主变压器，电连接到该驱动电路；

一反馈电路，电连接到该驱动电路；

一灯管组，电连接到该反馈电路，且包含有至少二个互相并联连接的灯管；以及

一均流电路，电连接在该多个灯管与该主变压器之间，其包含至少二电容器及至少二平衡变压器，该多个平衡变压器电连接到该多个灯管，且该多个平衡变压器依序串联连接，而该多个电容器分别并联连接到该多个平衡变压器。

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