CN101409972A - 用于多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯的驱动器系统和方法 - Google Patents

用于多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯的驱动器系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯的驱动器系统和方法。根据实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括被配置为接收至少一DC电压并且响应于至少该DC电压而产生第一AC电压的子系统。所述系统还包括功率变换器，该功率变换器被配置为接收所述第一AC电压并且将所述第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括多个电流平衡器件。所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件。另外，所述系统包括多个灯对。

Description

用于多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯的驱动器系统和方法
技术领域
本发明涉及集成电路。更具体地说，本发明提供了具有循环配置(cyclic configuration)的系统和方法。仅作为示例，本发明已被应用于驱动多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯。但是将会认识到本发明具有范围宽得多的适用性。
背景技术
冷阴极荧光灯(CCFL)和外电极荧光灯(EEFL)被广泛地用于提供液晶显示(LCD)模块的背光。CCFL和EEFL中的每一种经常需要例如2kV的高交流(AC)电压用于点灯和正常工作。这样的高AC电压可以由CCFL驱动器系统或EEFL驱动器系统提供。CCFL驱动器系统和EEFL驱动器系统中的每一种接收低直流(DC)电压并且将低DC电压转换为高AC电压。
图1是CCFL和/或EEFL的简化的传统驱动器系统。驱动器系统100包括控制子系统110和AC电源子系统120。控制子系统110接收电源电压VDDA和某些控制信号。这些控制信号包括使能(ENA)信号和调光(DIM)信号。作为响应，控制子系统110输出门驱动信号到AC电源子系统120。AC电源子系统120包括一个或多个MOSFET晶体管和一个或多个功率变压器，并且接收低DC电压VIN。MOSFET晶体管响应于门驱动信号而将低DC电压VIN转换为低AC电压。低AC电压被功率变压器升压为高AC电压VOUT，并且高AC电压VOUT被发送以驱动系统190。系统190包括一个或多个CCFL和/或一个或多个EEFL。系统190向控制子系统110提供电流和电压反馈。
如图1所示，系统190包括一个或多个CCFL和/或一个或多个EEFL。这些灯可用于提供LCD面板的背光。对于大的LCD面板来说，单个灯的背光模块经常不能提供足够的背光。因此，经常需要多个灯的背光模块。例如，LCD面板可能需要20至40个灯来提供用于显示视频动画的高强度照明。需要平衡来自这些灯的各个电流以维持画面亮度一致性。例如，不同灯之间的电流差应该保持在合理的容差内。
为了平衡灯电流，已经开发出一些传统技术。例如，传统技术使用阻抗匹配方案来建立用于均衡灯电流的平衡控制器。在另一示例中，传统技术使用一个或多个可以平衡灯电流的共模扼流圈(choke)。但是这些传统系统可能在灵活性、稳定性和/或简单性方面具有各种弱点。
因此，非常希望改进用于CCFL和/或EEFL的多灯驱动器系统的技术。
发明内容
本发明涉及集成电路。更具体地说，本发明提供了具有循环配置的系统和方法。仅作为示例，本发明被应用于驱动多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯。但是将会认识到本发明具有范围宽得多的适用性。
根据一个实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括被配置为接收至少一DC电压并且响应于至少该DC电压而产生第一AC电压的子系统。所述系统还包括功率变换器，该功率变换器被配置为接收所述第一AC电压并且将所述第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括多个电流平衡器件。所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件。另外，所述系统包括多个灯对。多个冷阴极荧光灯对包括至少第一对、第二对和第三对。所述第一对、第二对和第三对是并联配置的。所述第一对与第一电流相关联。所述第二对与第二电流相关联。所述第三对与第三电流相关联。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流。所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。
根据另一实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括第一功率变换器，该第一功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。另外，所述系统包括第二功率变换器，该第二功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压。所述系统还包括电流感应元件，该电流感应元件被电耦合到所述第一功率变换器并且被配置为提供信号。所述系统还包括控制器，该控制器被配置为接收所述信号。此外，所述系统包括多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件。所述系统还包括多个灯对。所述多个灯对包括至少第一对、第二对和第三对。所述第一对、所述第二对和所述第三对是并联配置的。所述第一对与第一电流相关联。所述第二对与第二电流相关联。所述第三对与第三电流相关联。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流。所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。
根据另一实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括第一功率变换器，该第一功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统另外包括第二功率变换器，该第二功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压。所述系统还包括被电耦合到所述第一功率变换器的第一电流感应元件。所述第一电流感应元件被配置为提供第一反馈信号。所述系统另外包括被电耦合到所述第二功率变换器的第二电流感应元件，该第二电流感应元件被配置为提供第二反馈信号。另外，所述系统包括多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件。此外，所述系统包括多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对。所述第一对、第二对和第三对是并联配置的。所述第一对与第一电流相关联。所述第二对与第二电流相关联。所述第三对与第三电流相关联。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流。所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。
根据另一实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括第一功率变换器，该第一功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括第二功率变换器，该第二功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压。所述系统还包括第三功率变换器，该第三功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第五AC电压。所述系统还包括第四功率变换器，该第四功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件。所述系统还包括多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对、第三对和第四对。所述第一对和所述第二对被耦合到所述第一和第二功率变换器，所述第一对和所述第二对是并联配置的。所述第三对和所述第四对被耦合到所述第三和第四功率变换器，所述第三对和所述第四对是并联配置的。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一对和所述第二对。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第三对和所述第四对。
本发明相对于传统技术有几个优点。例如，本发明的一些实施例提供了可以平衡任何数目的灯之间的电流的驱动器系统。本发明的某些实施例提供了一种配置，其中仅一个或两个电感绕组与变压器的次级绕组和地电压之间的每个灯串联。例如，所述一个或两个电感绕组分别属于一个或两个电流平衡扼流圈。在另一示例中，流过至少多数灯的电流经过相同类型的电路元件。本发明的一些实施例为多灯驱动器系统的设计和制造提供了极大的灵活性。本发明的某些实施例可以改善多灯驱动器系统的稳定性和可靠性。本发明的一些实施例可以为制造多灯驱动器系统简化过程并降低成本。本发明的某些实施例既可以平衡流入灯管的电流，又可以平衡流出灯管的电流。本发明的一些实施例可以通过消除或减小由灯的杂散电导或寄生电容所引起的负面影响而改善多灯驱动器系统的电流平衡。本发明的某些实施例可以用循环电流平衡方案为由不同变压器所驱动的灯提供电流平衡。本发明的一些实施例可以改善由多个灯所点亮的LCD屏幕上的亮度一致性，所述多个灯由一个或多个变压器所驱动。根据具体实施例，本发明提供了一种用于平衡电流的低成本方案。例如，对于N个灯，仅需要N/2(或者N/2-1)个电流平衡扼流圈。取决于实施例，可以获得这些好处中的一个或多个。这些好处和其他好处将在本说明书中并且更具体地在下面被更详细地描述。
参考详细描述和后面的附图，将更全面地了解本发明的各种其他目的、特征和优点。
附图说明
图1是CCFL和/或EEFL的简化的传统驱动器系统；
图2是根据本发明实施例的简化驱动器系统；
图3是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统；
图4是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统；
图5是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统；
图6是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统；
图7是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统；
图8是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图9是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图10是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图11是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图12是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图13是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图14是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图15是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图16是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图17是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图18是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图19是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图20是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图21是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；
图22是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图；以及
图23是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。
具体实施方式
本发明涉及集成电路。更具体地说，本发明提供了具有循环配置的系统和方法。仅作为示例，本发明被应用于驱动多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯。但是将会认识到本发明具有范围宽得多的适用性。
对于多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯来说，经常需要电流平衡从而在LCD面板上提供均匀的亮度。但是电流平衡可能是难以实现的。例如，灯的负阻抗特性(operating impedance)和正电流-温度特性可能加速电流的不平衡并且最终使得多灯背光模块进入失控情形。多灯背光模块包括与同一驱动源并联的多个灯。在另一示例中，灯的不匹配的寄生参数(尤其是寄生电容)能够加剧电流的不平衡。在另一示例中，灯之间的交叉耦合也可能加重电流的不平衡。
如上面所讨论的，虽然存在用于平衡灯电流的传统技术，但是这些传统技术具有各种弱点。例如，一些传统技术仅可以针对同一功率变压器所驱动的两个灯工作。在另一示例中，随着灯数目的增加，某种传统技术使用金字塔拓扑来堆叠共模扼流圈。金字塔结构可能使多灯驱动器系统不稳定并且可能使印刷电路板(PCB)的布局变得复杂。
在另一示例中，随着灯数目的增加，某些传统技术使用增加数目的电感器。这些电感器是平衡扼流圈的一部分并且彼此串联。为了实现电流平衡，每个平衡扼流圈的电感应该等于其互感，这是因为电感器的串联电压需要等于零。这些对平衡扼流圈的约束可能限制相应传统技术的应用。
图2是根据本发明实施例的简化驱动器系统。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。驱动器系统200包括功率和控制子系统210、功率变换器220、多个电容器230、一个或多个电流平衡扼流圈240、一个或多个电流平衡扼流圈250、电流感应反馈元件260和电压源270。虽然上面用所选择的一组元件示出了系统200，但是可以存在许多替换、修改和变体。例如，一些元件可以被扩展和/或合并。其他元件可以被插入到上述元件中。取决于实施例，元件的排列可以与其他替代物互换。例如，系统200用于调整多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯，例如多个灯290。这些元件的进一步的细节可以在本说明书中并且更具体地在下面找到。
功率和控制子系统210从电压源270接收电压272。例如，电压272是DC电压。在另一示例中，电压272等于5伏特。作为响应，功率和控制子系统210产生AC电压212并将其提供给功率变换器220。
根据实施例，功率和控制子系统210还接收某些控制信号。例如，这些控制信号包括使能(ENA)信号和调光(DIM)信号。作为响应，功率和控制子系统210产生一个或多个门驱动信号。另外，功率和控制子系统210包括一个或多个MOSFET晶体管。这些MOSFET晶体管响应于所述一个或多个门驱动信号而将电压272转换为AC电压212。根据另一实施例，电压源270可以使用各种电路结构，例如Royer、推挽式(push-pull)、半桥式(half-bridge)和/或全桥式。
功率变换器220接收AC电压212并且输出AC电压222到多个电容器230。根据一个实施例，功率变换器220是变压器。例如，该变压器包括初级绕组和次级绕组。初级绕组从功率和控制子系统210接收AC电压212，次级绕组输出AC电压222到一个或多个电容器230。例如，变压器的次级绕组具有比初级绕组大得多的匝数。根据另一实施例，AC电压222的峰峰幅度大于AC电压212的峰峰幅度。
多个电容器230包括电容器C230，2×1-1、C230，2×1、…、C230，2×m-1、C230，2× m、…、C230，2×n-1、C230，2×n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。在一个实施例中，每个电容器包括两个电容器极板(capacitor plate)。这两个电容器极板中的一个接收AC电压222，这两个电容器极板中的另一个被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈240。
一个或多个电流平衡扼流圈240包括电流平衡扼流圈B240，1、B240，2、…、B240，m、…、B240，n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。根据实施例，这两个绕组中的一个被耦合到一个电容器的一个电容器极板上，这两个绕组中的另一个被耦合到另一电容器的一个电容器极板上。例如，电流平衡扼流圈B240，m被耦合到电容器C230，2×m-1和C230，2×m上。
一个或多个电流平衡扼流圈250包括电流平衡扼流圈B250，1、B250，2、…、B250，m、…、B250，n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。根据实施例，电流平衡扼流圈B250，1的一个绕组被耦合到电流感应反馈元件260上，电流平衡扼流圈B250，1的另一个绕组被耦合到预定的电压电平，例如地电压。根据另一实施例，除了B250，1之外的电流平衡扼流圈B250，m的两个绕组都被耦合到预定的电压电平，例如地电压。
电流感应反馈元件260将电流感应信号262提供给功率和控制子系统210。例如，功率和控制子系统210使用电流感应信号262来调整流入多个灯290中的每一个和/或从多个灯290中的每一个流出的电流。在另一示例中，功率和控制子系统210包括PWM控制器，该PWM控制器的输出脉冲宽度根据电流感应信号262而被调节。
如上面所讨论的，根据本发明的实施例，系统200用于调整多个灯290。例如，多个灯290包括一个或多个冷阴极荧光灯和/或一个或多个外电极荧光灯。在另一示例中，多个灯290包括灯L290，2×1-1、L290，2×1、…、L290，2×m-1、L290，2×m、…、L290，2×n-1、L290，2×n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。
在一个实施例中，每个灯包括两个端子。例如，这两个端子中的一个(例如高电压端子)被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈240中的一个电流平衡扼流圈的一个绕组上，这两个端子中的另一个(例如低电压端子)被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈250中的一个电流平衡扼流圈的一个绕组上。在一个实施例中，电流平衡扼流圈B240，m的一个绕组被耦合到灯L290，2×m-1的一个端子上，电流平衡扼流圈B240，m的另一个绕组被耦合到灯L290，2×m的一个端子上。在另一实施例中，如果m大于1，则电流平衡扼流圈B250，m的一个绕组被耦合到灯L290，2×(m-1)的一个端子上，电流平衡扼流圈B250，m的另一个绕组被耦合到灯L290，2×m-1的一个端子上。在另一实施例中，电流平衡扼流圈B250，1的一个绕组被耦合到灯L290，2×n的一个端子上，电流平衡扼流圈B250，1的另一个绕组被耦合到灯L290，2×1-1的一个端子上。
在另一实施例中，以循环配置的方式排列多个灯290与电流平衡扼流圈240和250之间的连接。例如，灯L290，2×m-1的高电压端子和灯L290，2×m的高电压端子被连接到同一电流平衡扼流圈B240，m。电流平衡扼流圈B240，m可以使流入灯L290，2×m-1和L290，2×m的高电压端子的电流相同。在另一实施例中，如果m大于1，则灯L290，2×(m-1)的低电压端子和灯L290，2×m-1的低电压端子被连接到同一电流平衡扼流圈B250，m。电流平衡扼流圈B250，m可以使从灯L290，2×(m-1)和L290，2×m-1的低电压端子流出的电流相同。在另一实施例中，灯L290，2×n的低电压端子和灯L290，2×1-1的低电压端子被耦合到同一电流平衡扼流圈B250，1。电流平衡扼流圈B250，1可以使从灯L290，2×n和L290，2×1-1的低电压端子流出的电流相同。在另一实施例中，如果流入一个灯的高电压端子的电流与从同一个灯的低电压端子流出的另一电流基本相同，则系统200可以使流过多个灯290的电流相同。
如上面所讨论并且在这里进一步强调的，图2仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。在一个实施例中，功率和控制子系统210除了接收电流反馈信号262之外还接收电压反馈信号，或者接收电压反馈信号而不是电流反馈信号262。在另一实施例中，电流反馈信号262表示来自从多个灯290中所选择的任何单个灯的电流。在另一实施例中，电流反馈信号262表示多个灯290中的一些或者全部的总电流，该总电流可以由功率和控制子系统210来调整。
根据另一实施例，系统200用于调整包括奇数个灯的多个灯290。例如，多个灯290包括灯L290，2×1-1、L290，2×1、…、L290，2×m-1、L290，2×m、…、L290，2×n-1。另外，多个电容器230包括电容器C230，2×1-1、C230，2×1、…、C230，2 ×m-1、C230，2×m、…、C230，2×n-1。此外，一个或多个电流平衡扼流圈240包括电流平衡扼流圈B240，1、B240，2、…、B240，m、…、B240，n-1。而且，一个或多个电流平衡扼流圈250包括电流平衡扼流圈B250，1、B250，2、…、B250，m、…、B250，n。n是大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。在一个实施例中，灯L290，2×n-1的高电压端子被耦合到电容器C230，2×n-1的一个电容器极板上。在另一实施例中，灯L290，2×n-1的低电压端子和灯L290，2×1-1的低电压端子被耦合到同一电流平衡扼流圈B250，1上。电流平衡扼流圈B250，1可以使从灯L290，2×n-1和L290，2×1-1的低电压端子流出的电流相同。在另一实施例中，电流平衡扼流圈B250，1和灯L290，2×(n-1)的低电压端子被耦合到电流平衡扼流圈B250，n上。电流平衡扼流圈B250，1可以使从灯L290，2 ×n-1和L290，2×1-1的低电压端子流出的电流相同。例如，来自灯L290，2×n-1的电流流过电流平衡扼流圈B250，1的一个绕组，然后流过电流平衡扼流圈B250，n的一个绕组。因此，电流平衡扼流圈B250，n可以使从灯L290，2×(n-1)和L290，2×n-1的低电压端子流出的电流相同。
图3是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。驱动器系统300包括功率和控制子系统310、功率变换器320、多个电容器330、一个或多个电流平衡扼流圈340、一个或多个电流平衡扼流圈350、电流感应反馈元件360和电压源370。虽然上面用所选择的一组元件示出了系统300，但是可以存在许多替换、修改和变体。例如，一些元件可以被扩展和/或合并。其他元件可以被插入到上述元件中。取决于实施例，元件的排列可以与其他替代物互换。例如，系统300用于调整多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯，例如多个灯390。这些元件的进一步的细节可以在本说明书中并且更具体地在下面找到。
功率和控制子系统310从电压源370接收电压372。例如，电压372是DC电压。在另一示例中，电压372等于5伏特。作为响应，功率和控制子系统310产生AC电压312并将其提供给功率变换器320。
根据实施例，功率和控制子系统310还接收某些控制信号。例如，这些控制信号包括使能(ENA)信号和调光(DIM)信号。作为响应，功率和控制子系统310产生一个或多个门驱动信号。另外，功率和控制子系统310包括一个或多个MOSFET晶体管。这些MOSFET晶体管响应于所述一个或多个门驱动信号而将电压372转换为AC电压312。根据另一实施例，电压源370可以使用各种电路结构，例如Royer、推挽式、半桥式和/或全桥式。
功率变换器320接收AC电压312并且输出AC电压322到多个电容器330。根据一个实施例，功率变换器320是变压器。例如，该变压器包括初级绕组和次级绕组。初级绕组从功率和控制子系统310接收AC电压312，次级绕组输出AC电压322到一个或多个电容器330。例如，变压器的次级绕组具有比初级绕组大得多的匝数。根据另一实施例，AC电压322的峰峰幅度大于AC电压312的峰峰幅度。
多个电容器330包括电容器C330，2×1-1、C330，2×1、…、C330，2×m-1、C330，2× m、…、C330，2×n-1、C330，2×n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。在一个实施例中，每个电容器包括两个电容器极板。这两个电容器极板中的一个接收AC电压322。
一个或多个电流平衡扼流圈340包括电流平衡扼流圈B340，1、B340，2、…、B340，m、…、B340，n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。
一个或多个电流平衡扼流圈350包括电流平衡扼流圈B350，1、B350，2、…、B350，m、…、B350，n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。根据实施例，电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组被耦合到电流感应反馈元件360上，电流平衡扼流圈B350，1的另一个绕组被耦合到预定的电压电平，例如地电压。根据另一实施例，除了B350，1之外的电流平衡扼流圈B350，m的两个绕组都被耦合到预定的电压电平，例如地电压。
根据实施例，如果m大于1，则电流平衡扼流圈B350，m的一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B340，m-1的一个绕组上，电流平衡扼流圈B350，m的另一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B340，m的一个绕组上。根据另一实施例，电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B340，n的一个绕组上，电流平衡扼流圈B350，1的另一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B340，1的一个绕组上。
电流感应反馈元件360将电流感应信号362提供给功率和控制子系统310。例如，功率和控制子系统310使用电流感应信号362来调整流入多个灯390中的每一个和/或从多个灯390中的每一个流出的电流。在另一示例中，功率和控制子系统310包括PWM控制器，该PWM控制器的输出脉冲宽度根据电流反馈信号362而被调节。
如上面所讨论的，根据本发明的实施例，系统300用于调整多个灯390。例如，多个灯390包括一个或多个冷阴极荧光灯和/或一个或多个外电极荧光灯。在另一示例中，多个灯390包括灯L390，2×1-1、L390，2×1、…、L390，2×m-1、L390，2×m、…、L390，2×n-1、L390，2×n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。
在一个实施例中，每个灯包括两个端子。例如，这两个端子中的一个(例如高电压端子)被耦合到多个电容器330中的一个电容器的一个电容器极板上，这两个端子中的另一个(例如低电压端子)被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈340中的一个电流平衡扼流圈的一个绕组上。在另一示例中，灯L390，2×m-1的高电压端子被耦合到电容器C330，2×m-1上，灯L390，2×m的高电压端子被耦合到电容器C330，2×m上。另外，灯L390，2×m-1和灯L390，2×m的低电压端子被耦合到电流平衡扼流圈B340，m上。
在另一实施例中，以循环配置的方式排列多个灯390、电流平衡扼流圈340与电流平衡扼流圈350之间的连接。例如，来自灯L390，2×m-1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，m的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，m的一个绕组。在另一示例中，如果m小于n，则来自灯L390，2×m的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，m的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，m+1的一个绕组。在另一示例中，如果m等于n，则来自灯L390，2×n的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，m的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组。在另一实施例中，系统300可以使从多个灯390流出的电流相同，如图3所示。
如上面所讨论并且在这里进一步强调的，图3仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。在一个实施例中，功率和控制子系统310除了接收电流反馈信号362之外还接收电压反馈信号，或者接收电压反馈信号而不是电流反馈信号362。在另一实施例中，电流反馈信号362表示来自从多个灯390中所选择的任何单个灯的电流。在另一实施例中，电流反馈信号362表示多个灯390中的一些或者全部的总电流，该总电流可以由功率和控制子系统310来调整。
根据另一实施例，系统300用于调整包括奇数个灯的多个灯390。例如，多个灯390包括灯L390，2×1-1、L390，2×1、…、L390，2×m-1、L390，2×m、…、L390，2×n-1。另外，多个电容器330包括电容器C330，2×1-1、C330，2×1、…、C330，2 ×m-1、C330，2×m、…、C330，2×n-1。此外，一个或多个电流平衡扼流圈340包括电流平衡扼流圈B340，1、B340，2、…、B340，m、…、B340，n-1。而且，一个或多个电流平衡扼流圈350包括电流平衡扼流圈B350，1、B350，2、…、B350，m、…、B350，n。n是大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，如果m小于n，则来自灯L390，2×m-1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，m的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，m的一个绕组。另外，来自灯L390，2×n-1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组，来自灯L390，1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，1的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组。因此，电流平衡扼流圈B350，1可以使来自灯L390，2×n-1的低电压端子和灯L390，1的低电压端子的电流相同。
在另一示例中，来自灯L390，2×(n-1)的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，n-1的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，n的一个绕组。另外，电流平衡扼流圈B350，1和电流平衡扼流圈B340，n-1被耦合到电流平衡扼流圈B350，n。因此，电流平衡扼流圈B350，n可以使从灯L390，2×(n-1)和L390，2×n-1的低电压端子的电流相同。
图4是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统300。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图4所示，驱动器系统300用于调整包括三个灯的多个灯390。例如，多个灯390包括灯L390，2×1-1、L390，2×1和L390，2×2-1。另外，多个电容器330包括电容器C390，2×1-1、C390，2×1和C390，2×2-1。此外，一个或多个电流平衡扼流圈340包括电流平衡扼流圈B340，1。而且，一个或多个电流平衡扼流圈350包括电流平衡扼流圈B350，1和B350，2。例如，来自灯L390，2×1-1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，1的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组。另外，来自灯L390，2×2-1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组，来自灯L390，1的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，1的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，1的一个绕组。因此，电流平衡扼流圈B350，1可以使来自灯L390，2×2-1的低电压端子和灯L390，1的低电压端子的电流相同。在另一示例中，来自灯L390，2的低电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B340，1的一个绕组和电流平衡扼流圈B350，2的一个绕组。另外，电流平衡扼流圈B350，1和电流平衡扼流圈B340，1被耦合到电流平衡扼流圈B350，2。因此，电流平衡扼流圈B350，2可以使从灯L390，2和L390，3的低电压端子流出的电流相同。
图5是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。驱动器系统500包括功率和控制子系统510、功率变换器520、多个电容器530、一个或多个电流平衡扼流圈540、一个或多个电流平衡扼流圈550、电流反馈反馈元件560和电压源570。虽然上面用所选择的一组元件示出了系统500，但是可以存在许多替换、修改和变体。例如，一些元件可以被扩展和/或合并。其他元件可以被插入到上述元件中。取决于实施例，元件的排列可以与其他替代物互换。例如，系统500用于调整多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯，例如多个灯590。这些元件的进一步的细节可以在本说明书中并且更具体地在下面找到。
功率和控制子系统510从电压源570接收电压572。例如，电压572是DC电压。在另一示例中，电压572等于5伏特。作为响应，功率和控制子系统510产生AC电压512并将其提供给功率变换器520。
根据实施例，功率和控制子系统510还接收某些控制信号。例如，这些控制信号包括使能(ENA)信号和调光(DIM)信号。作为响应，功率和控制子系统510产生一个或多个门驱动信号。另外，功率和控制子系统510包括一个或多个MOSFET晶体管。这些MOSFET晶体管响应于所述一个或多个门驱动信号而将电压572转换为AC电压512。根据另一实施例，电压源570可以使用各种电路结构，例如Royer、推挽式、半桥式和/或全桥式。
功率变换器520接收AC电压512并且输出AC电压522到多个电容器530。根据一个实施例，功率变换器520是变压器。例如，该变压器包括初级绕组和次级绕组。初级绕组从功率和控制子系统510接收AC电压512，次级绕组输出AC电压522到一个或多个电容器530。例如，变压器的次级绕组具有比初级绕组大得多的匝数。根据另一实施例，AC电压522的峰峰幅度大于AC电压512的峰峰幅度。
多个电容器530包括电容器C530，2×1-1、C530，2×1、…、C530，2×m-1、C530，2× m、…、C530，2×n-1、C530，2×n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。在一个实施例中，每个电容器包括两个电容器极板。这两个电容器极板中的一个接收AC电压522，这两个电容器极板中的另一个被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈540。
一个或多个电流平衡扼流圈540包括电流平衡扼流圈B540，1、B540，2、…、B540，m、…、B540，n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。根据实施例，这两个绕组中的一个被耦合到一个电容器的一个电容器极板上，这两个绕组中的另一个被耦合到另一电容器的一个电容器极板上。例如，电流平衡扼流圈B540，m被耦合到电容器C530，2×m-1和C530，2×m上。
一个或多个电流平衡扼流圈550包括电流平衡扼流圈B550，1、B550，2、…、B550，m、…、B550，n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。
根据实施例，如果m大于1，则电流平衡扼流圈B550，m的一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B540，m-1的一个绕组上，电流平衡扼流圈B550，m的另一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B540，m的一个绕组上。根据另一实施例，电流平衡扼流圈B550，1的一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B540，n的一个绕组上，电流平衡扼流圈B550，1的另一个绕组被耦合到电流平衡扼流圈B540，1的一个绕组上。
电流反馈反馈元件560将电流反馈信号562提供给功率和控制子系统510。例如，功率和控制子系统510使用电流反馈信号562来调整流入多个灯590中的每一个和/或从多个灯590中的每一个流出的电流。在另一示例中，功率和控制子系统510包括PWM控制器，该PWM控制器的输出脉冲宽度根据电流反馈信号562而被调节。
如上面所讨论的，根据本发明的实施例，系统500用于调整多个灯590。例如，多个灯590包括一个或多个冷阴极荧光灯和/或一个或多个外电极荧光灯。在另一示例中，多个灯590包括灯L590，2×1-1、L590，2×1、…、L590，2×m-1、L590，2×m、…、L590，2×n-1、L590，2×n。n是等于或大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。
在一个实施例中，每个灯包括两个端子。例如，这两个端子中的一个(例如高电压端子)被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈550中的一个电流平衡扼流圈的一个绕组上。在另一示例中，灯L590，2×m的低电压端子被耦合到预定的电压电平，例如地电压。在另一示例中，如果m大于1，则灯L590，2×m-1的低电压端子被耦合到预定的电压电平，例如地电压。在另一示例中，灯L590，2×1-1的低电压端子被耦合到电流反馈反馈元件560上。
在另一实施例中，以循环配置的方式排列多个灯590、电流平衡扼流圈540和电流平衡扼流圈550之间的连接。例如，流入灯L590，2×m的高电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B540，m的一个绕组和电流平衡扼流圈B550，m的一个绕组。在另一示例中，如果m大于1，则流入灯L590，2×m-1的高电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B540，m-1的一个绕组和电流平衡扼流圈B550，m的一个绕组。在另一示例中，如果m等于1，则流入灯L590，2×1-1的高电压端子的电流流过电流平衡扼流圈B540，n的一个绕组和电流平衡扼流圈B550，m的一个绕组。在另一示例中，系统550可以使流入多个灯590的电流相同，如图5所示。
如上面所讨论并且在这里进一步强调的，图5仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。在一个实施例中，功率和控制子系统510除了接收电流反馈信号562之外还接收电压反馈信号，或者接收电压反馈信号而不是电流反馈信号562。在另一实施例中，电流反馈信号562表示来自从多个灯590中所选择的任何单个灯的电流。在另一实施例中，电流反馈信号562表示多个灯590中的一些或者全部的总电流，该总电流可以由功率和控制子系统510来调整。
根据另一实施例，系统500用于调整包括奇数个灯的多个灯590。例如，多个灯590包括灯L590，2×1-1、L590，2×1、…、L590，2×m-1、L590，2×m、…和L590，2×n-1。n是大于1的整数，m是等于或大于1的整数并且等于或小于n。
图2、图3、图4和图5仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。例如，多个电容器230、330或530被耦合到多个变压器。在另一示例中，多个变压器用于调整多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯，例如多个灯290、390或590。
图6是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统200。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。驱动器系统200包括功率和控制子系统、功率变换器、多个电容器、一个或多个电流平衡扼流圈、一个或多个电流平衡扼流圈、电流反馈反馈元件和电压源。例如，功率变换器包括多个变压器，多个变压器的初级绕组被耦合到功率和控制子系统上并且多个变压器的次级绕组被耦合到从多个电容器中所选择的不同电容器上。
图7是根据本发明另一实施例的简化驱动器系统300。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。驱动器系统300包括功率和控制子系统、功率变换器、多个电容器、一个或多个电流平衡扼流圈、一个或多个电流平衡扼流圈、电流反馈反馈元件和电压源。例如，功率变换器包括多个变压器，多个变压器的初级绕组被耦合到功率和控制子系统上并且多个变压器的次级绕组被耦合到从多个电容器中所选择的不同电容器上。
图8是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。
如图所示，驱动器系统800包括下列元件：
1.控制器805；
2.功率和控制子系统810和815；
3.功率变换器830和835；
4.电流平衡扼流圈861-864；
5.电流反馈反馈元件840和845；
6.DC源820；和
7.灯850-857。
虽然上面用所选择的一组元件示出了系统800，但是可以存在许多替换、修改和变体。例如，一些元件可以被扩展和/或合并。其他元件可以被插入到上述元件中。取决于实施例，元件的排列可以与其他替代物互换。例如，系统800用于调整多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯，例如灯850-857。这些元件的进一步的细节可以在本说明书中并且更具体地在下面找到。
功率和控制子系统810和815从DC源820接收电压。例如，该电压是DC电压。在另一示例中，该电压大约是5伏特。作为响应，功率和控制子系统810和815产生AC电压并将其提供给功率变换器830和835。根据具体示例，功率和控制子系统的性能和特性基本匹配。
根据实施例，功率和控制子系统810和815还接收某些控制信号。例如，这些控制信号包括使能(ENA)信号和调光(DIM)信号。作为响应，功率和控制子系统810和815产生一个或多个门驱动信号。另外，功率和控制子系统810和815包括一个或多个MOSFET晶体管。这些MOSFET晶体管响应于所述一个或多个门驱动信号而将DC电压转换为AC电压。根据另一实施例，DC源820可以使用各种电路结构，例如Royer、推挽式、半桥式和/或全桥式。
功率变换器830接收AC电压并且输出AC电压到多对灯上。根据一个实施例，功率变换器830是变压器。例如，该变压器包括初级绕组和次级绕组。初级绕组从功率和控制子系统810接收AC电压，次级绕组输出AC电压到灯上。例如，变压器的次级绕组具有比初级绕组大得多的匝数。
类似地，功率变换器835接收AC电压并且输出AC电压到多对灯上。根据一个实施例，功率变换器835是变压器。例如，该变压器包括初级绕组和次级绕组。初级绕组从功率和控制子系统815接收AC电压，次级绕组输出AC电压到灯上。例如，变压器的次级绕组具有比初级绕组大得多的匝数。如图8所示，功率变换器830和835被连接到每个灯对的两个相对末端上。例如，包括灯850和851的灯对在相对末端处连接到两个功率变换器上。在具体实施例中，来自功率变换器815和810的电流在相位上相差180度。
如图8所示，每个电流平衡扼流圈用于平衡两个灯对之间的电流。仅作为示例，扼流圈861用于平衡包括灯850和851的灯对与包括灯852和853的灯对。类似地，扼流圈864用于平衡包括灯850和851的灯对与包括灯856和857的灯对。以类似的方式，每个灯对与另外两个灯对平衡。实际上，灯对被彼此平衡。另外，灯对中的每个灯都被彼此平衡。取决于应用，可以使用各种类型的扼流圈。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。
同一灯对中的灯串联连接。因此，同一灯对中的灯的电流大小实际上彼此相等。灯对彼此之间并联配置，这使得每个灯对之间的电流通过电流平衡扼流圈而被平衡到实际上相同的水平。应当意识到，系统800所示的配置允许系统内所有的灯被实际上相同的电流量点亮，从而使得所有的灯提供基本上相同水平的亮度。
电流反馈反馈元件840将电流反馈信号提供给控制器805，控制器805通过门驱动器控制功率和控制子系统810。例如，控制器使用电流反馈信号来调整流入多个灯850-857中的每一个和/或从多个灯850-857中的每一个流出的电流。在另一示例中，功率和控制子系统810包括PWM控制器，该PWM控制器的输出脉冲宽度由控制器805来调节。
如上面所讨论的，根据本发明的实施例，系统800用于调整多个灯850-857。例如，多个灯850-857包括一个或多个冷阴极荧光灯和/或一个或多个外电极荧光灯。在另一示例中，多个灯850-857包括以灯对进行配置的偶数个灯，从而允许灯对中的两个灯彼此平衡。
在一个实施例中，每个灯包括两个端子。例如，这两个端子中的一个(例如高电压端子)被耦合到一个功率变换器的一个绕组上，这两个端子中的另一个(例如低电压端子)被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈中的一个电流平衡扼流圈的一个绕组上。
如上面所讨论并且在这里进一步强调的，图8仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。在一个实施例中，功率和控制子系统810和815由控制器805控制。控制器805从电流反馈反馈元件840和845接收电流反馈信号。电流反馈信号表示来自从多个灯850-857中所选择的任何单个灯的电流。在另一实施例中，电流反馈信号表示多个灯850-857中的一些或者全部的总电流，该总电流可以由功率和控制子系统810和815来调整。
根据另一实施例，系统800用于调整包括偶数个灯的多个灯850-857。例如，多个灯850-857。此外，一个或多个电流平衡扼流圈包括电流平衡扼流圈861-864。例如，所需要的电流平衡扼流圈的数目等于N/2(或者N/2-1)，其中N是灯的数目。在一个实施例中，灯850的高电压端子被耦合到功率变换器830上。在另一实施例中，灯850的低电压端子被耦合到电流平衡扼流圈861上。如上所述，可能存在根据本发明实施例的其他变体。例如，灯和电流平衡扼流圈的配置可以被重新排列。
图9是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。
如图所示，驱动器系统900包括下列元件：
1.控制器905；
2.功率和控制子系统910和915；
3.功率变换器931-934；
4.电流平衡扼流圈961-968；
5.电流反馈反馈元件940；
6.DC源920；以及
7.灯950-957和980-987。
虽然上面用所选择的一组元件示出了系统900，但是可以存在许多替换、修改和变体。例如，一些元件可以被扩展和/或合并。其他元件可以被插入到上述元件中。取决于实施例，元件的排列可以与其他替代物互换。例如，系统900用于调整多个冷阴极荧光灯和/或外电极荧光灯，例如灯950-957和980-987。这些元件的进一步的细节可以在本说明书中并且更具体地在下面找到。
功率和控制子系统910和915从DC源920接收电压。例如，该电压是DC电压。在另一示例中，该电压大约是5伏特。作为响应，功率和控制子系统910和915产生AC电压并将其提供给功率变换器931-934。根据具体示例，功率和控制子系统的性能和特性基本匹配。
根据实施例，功率和控制子系统910和915还接收某些控制信号。例如，这些控制信号包括使能(ENA)信号和调光(DIM)信号。作为响应，功率和控制子系统910和915产生一个或多个门驱动信号。另外，功率和控制子系统910和915包括一个或多个MOSFET晶体管。这些MOSFET晶体管响应于所述一个或多个门驱动信号而将DC电压转换为AC电压。根据另一实施例，DC源920可以使用各种电路结构，例如Royer、推挽式、半桥式和/或全桥式。
功率变换器931接收AC电压并且输出AC电压到多对灯上。根据一个实施例，功率变换器931是变压器。例如，该变压器包括初级绕组和次级绕组。初级绕组从功率和控制子系统910接收AC电压，次级绕组输出AC电压到灯上。例如，变压器的次级绕组具有比初级绕组大得多的匝数。
类似地，其他功率变换器(例如功率变换器932-934)接收AC电压并且输出不同的AC电压到灯上。取决于应用，系统900可以具有更多数目的功率变换器，用于向多个灯提供功率。
如图9所示，每个电流平衡扼流圈用于平衡两个灯对之间的电流。仅作为示例，扼流圈961用于平衡包括灯950和954的灯对与包括灯951和955的灯对。类似地，扼流圈964用于平衡包括灯950和954的灯对与包括灯953和957的灯对。以类似的方式，每个灯对与另外两个灯对平衡。实际上，灯对被彼此平衡。另外，灯对中的每个灯都被彼此平衡。取决于应用，可以使用各种类型的扼流圈。例如，每个电流平衡扼流圈是差模扼流圈。在另一示例中，每个电流平衡扼流圈包括一个磁芯和两个绕组。这两个绕组中的每一个都被缠绕在磁芯上。
同一灯对中的灯串联连接。因此，同一灯对中的灯的电流大小实际上彼此相等。灯对彼此之间并联配置，这使得每个灯对之间的电流通过电流平衡扼流圈而被平衡到实际上相同的水平。应当意识到，系统900所示的配置允许系统内所有的灯被实际上相同的电流量点亮，从而使得所有的灯提供基本上相同水平的亮度。
如图9所示，四个灯对被组合在一起以共享两个功率变换器和四个电流平衡扼流圈。应当意识到，因为灯对的数目可以通过增加灯对的组数而增大，所以这样的配置是容易缩放的。
电流反馈反馈元件940将电流反馈信号提供给控制器905，控制器905通过门驱动器控制功率和控制子系统910。例如，控制器使用电流反馈信号来调整流入多个灯中的每一个和/或从多个灯中的每一个流出的电流。在另一示例中，功率和控制子系统910包括PWM控制器，该PWM控制器的输出脉冲宽度由控制器905来调节。
如上面所讨论的，根据本发明的实施例，系统900用于调整多个灯。例如，多个灯包括一个或多个冷阴极荧光灯和/或一个或多个外电极荧光灯。在另一示例中，多个灯包括以灯对进行配置的偶数个灯，从而允许灯对中的两个灯彼此平衡。
在一个实施例中，每个灯包括两个端子。例如，这两个端子中的一个(例如高电压端子)被耦合到一个功率变换器的一个绕组上，这两个端子中的另一个(例如低电压端子)被耦合到一个或多个电流平衡扼流圈中的一个电流平衡扼流圈的一个绕组上。
如上面所讨论并且在这里进一步强调的，图9仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。在一个实施例中，功率和控制子系统910和915由控制器905控制。控制器905从电流反馈反馈元件940接收电流反馈信号。电流反馈信号表示来自从多个灯中所选择的任何单个灯的电流。在另一实施例中，电流反馈信号表示多个灯中的一些或者全部的总电流，该总电流可以由功率和控制子系统910和915来调整。
根据另一实施例，系统900用于调整包括偶数个灯的多个灯。例如，多个灯950-957和980-987。此外，一个或多个电流平衡扼流圈包括电流平衡扼流圈961-968。例如，所需要的电流平衡扼流圈的数目等于N/2(或者N/2-1)，其中N是灯的数目。在一个实施例中，灯950的高电压端子被耦合到功率变换器931上。在另一实施例中，灯950的低电压端子被耦合到电流平衡扼流圈961上。如上所述，可能存在根据本发明实施例的其他变体。例如，灯和电流平衡扼流圈的配置可以被重新排列。
图10是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。
图11是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。应当意识到，图11所示的系统是容易缩放的。
图12是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。应当意识到，图12所示的系统是容易缩放的。
图13是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。应当意识到，图13所示的系统是容易缩放的。与图12所示的系统相比，灯对未被成组，这允许系统中的灯对被彼此平衡。
图14是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。应当意识到，图14所示的系统是容易缩放的。
图15是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。应当意识到，图15所示的系统是容易缩放的。与图12所示的系统相比，灯对未被成组，这允许系统中的灯对被彼此平衡。
图16是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。
图17是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，每个灯对中的灯彼此直接耦合，而电流平衡扼流圈被耦合到一个灯和一个功率变换器上。应当意识到，图17所示的系统是容易缩放的。与图12所示的系统相比，灯对未被成组，这允许系统中的灯对被彼此平衡。
图18是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，两个灯对通过电流平衡扼流圈彼此串联耦合。每个灯对具有两个并联且耦合到扼流圈的灯。应当意识到，因为四个灯仅需要一个电流平衡扼流圈，所以根据图18的配置是有成本优势的(cost-effective)。
图19是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，两个灯对通过电流平衡扼流圈彼此并联耦合。每个灯对具有两个串联且耦合到扼流圈的灯。应当意识到，因为四个灯仅需要一个电流平衡扼流圈，所以根据图19的配置是有成本优势的。
图20是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，两个灯对通过电流平衡扼流圈彼此并联耦合。每个灯对具有两个串联且耦合到扼流圈的灯。应当意识到，因为四个灯仅需要一个电流平衡扼流圈，所以根据图20的配置是有成本优势的。
图21是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，总共六个灯被两个或三个扼流圈所平衡。例如，这六个灯可以被看作三对，每对都具有两个与扼流圈串联的灯。取决于应用，可以使用两个扼流圈或者三个扼流圈的配置。应当意识到，即使利用两个扼流圈的配置，每个灯之间的电流也被平衡，从而以有成本优势的方式(例如，六个灯用两个扼流圈)提供电流平衡。
图22是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，总共六个灯被两个或三个扼流圈所平衡。例如，这六个灯可以被看作三对，每对都具有两个与扼流圈串联的灯。取决于应用，可以使用两个扼流圈或者三个扼流圈的配置。应当意识到，即使利用两个扼流圈的配置，每个灯之间的电流也被平衡，从而以有成本优势的方式(例如，六个灯用两个扼流圈)提供电流平衡。
图23是示出根据本发明实施例的驱动器系统的简图。该图仅是示例，不应过度限制权利要求书的范围。本领域普通技术人员将会认识到许多变体、替换和修改。如图所示，总共六个灯被两个或三个扼流圈所平衡。例如，这六个灯可以被看作三对，每对都具有两个与扼流圈串联的灯。取决于应用，可以使用两个扼流圈或者三个扼流圈的配置。应当意识到，即使利用两个扼流圈的配置，每个灯之间的电流也被平衡，从而以有成本优势的方式(例如，六个灯用两个扼流圈)提供电流平衡。
根据一个实施例，本发明提供一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括被配置为接收至少一DC电压并且响应于至少该DC电压而产生第一AC电压的子系统。所述系统还包括功率变换器，该功率变换器被配置为接收所述第一AC电压并且将所述第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括多个电流平衡器件。所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件。另外，所述系统包括多个灯对。多个冷阴极荧光灯对包括至少第一对和第二对。所述第一对、第二对和第三对是并联配置的。所述第一对与第一电流相关联。所述第二对与第二电流相关联。所述第三对与第三电流相关联。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流。所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。例如，该实施例根据图9示出。
根据另一实施例，本发明提供一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括第一功率变换器，该第一功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。另外，所述系统包括第二功率变换器，该第二功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压。所述系统还包括电流反馈元件，该电流反馈元件被电耦合到所述第一功率变换器并且被配置为提供信号。所述系统还包括控制器，该控制器被配置为接收所述信号。此外，所述系统包括多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件。所述系统还包括多个灯对。所述多个灯对包括至少第一对、第二对。所述第一对、所述第二对和所述第三对是并联配置的。所述第一对与第一电流相关联。所述第二对与第二电流相关联。所述第三对与第三电流相关联。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流。所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。例如，该实施例根据图9示出。
根据另一实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括第一功率变换器，该第一功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统另外包括第二功率变换器，该第二功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压。所述系统还包括被电耦合到所述第一功率变换器的第一电流感应元件。所述第一电流感应元件被配置为提供第一反馈信号。所述系统另外包括被电耦合到所述第二功率变换器的第二电流感应元件，该第二电流感应元件被配置为提供第二反馈信号。另外，所述系统包括多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件。此外，所述系统包括多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对。所述第一对、第二对和第三对是并联配置的。所述第一对与第一电流相关联。所述第二对与第二电流相关联。所述第三对与第三电流相关联。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流。所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。例如，该实施例根据图8示出。
根据另一实施例，本发明提供了一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统。该系统包括第一功率变换器，该第一功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括第二功率变换器，该第二功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压。所述系统还包括第三功率变换器，该第三功率变换器被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第五AC电压。所述系统另外包括第四功率变换器，该第四功率变换器被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第二AC电压。所述系统还包括多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流。所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件。所述系统还包括多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对、第三对和第四对。所述第一对和所述第二对被耦合到所述第一和第二功率变换器，所述第一对和所述第二对是并联配置的。所述第三对和所述第四对被耦合到所述第三和第四功率变换器，所述第三对和所述第四对是并联配置的。所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一对和所述第二对。所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第三对和所述第四对。例如，该实施例根据图10示出。
本发明相对于传统技术可以获得许多好处。例如，本发明的一些实施例提供了可以平衡任何数目的灯之间的电流的驱动器系统。本发明的某些实施例提供了一种配置，其中仅一个或两个电感绕组与变压器的次级绕组和地电压之间的每个灯串联。例如，所述一个或两个电感绕组分别属于一个或两个电流平衡扼流圈。在另一示例中，流过至少多数灯的电流经过相同类型的电路元件。本发明的一些实施例为多灯驱动器系统的设计和制造提供了极大的灵活性。本发明的某些实施例可以改善多灯驱动器系统的稳定性和可靠性。本发明的一些实施例可以为制造多灯驱动器系统简化过程并降低成本。本发明的某些实施例既可以平衡流入灯管的电流，又可以平衡流出灯管的电流。本发明的一些实施例可以通过消除或减小由灯的杂散电导或寄生电容所引起的负面影响而改善多灯驱动器系统的电流平衡。本发明的某些实施例可以用循环电流平衡方案为由不同变压器所驱动的灯提供电流平衡。本发明的一些实施例可以改善由多个灯所点亮的LCD屏幕上的亮度一致性，所述多个灯由一个或多个变压器所驱动。根据具体实施例，本发明提供了一种用于平衡电流的有成本效益的方案。例如，对于N个灯，仅需要N/2(或者N/2-1)个电流平衡扼流圈。取决于实施例，可以获得这些好处中的一个或多个。这些好处和其他好处将在本说明书中并且更具体地在下面被更详细地描述。
虽然描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员将会了解到存在与所描述的实施例等价的其他实施例。因此，应当了解，本发明不是由具体说明的实施例来限制，而是由所附权利要求书的范围来限制。

Claims (33)

1.一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统，该系统包括：
被配置为接收至少一DC电压并且响应于至少该DC电压而产生第一AC电压的子系统；
功率变换器，该功率变换器被配置为接收所述第一AC电压并且将所述第一AC电压转换为至少第二AC电压；
多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流，所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件；以及
多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对和第三对；
其中：
所述第一对、所述第二对和所述第三对是并联配置的，所述第一对与第一电流相关联，所述第二对与第二电流相关联，所述第三对与第三电流相关联；
所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流；
所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流；
所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述多个灯包括冷阴极荧光灯。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述多个灯包括外电极荧光灯。
4.如权利要求1所述的系统，还包括用于提供反馈信号的电流感应元件。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一对包括第一灯和第二灯，所述第一灯和所述第二灯被以串联配置的方式电耦合。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一对包括所述第一电流平衡器件和所述第二电流平衡器件。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一电流和所述第二电流的幅度相等。
8.如权利要求1所述的系统，还包括DC电源。
9.如权利要求1所述的系统，还包括控制元件，该控制元件被配置为调整所述子系统。
10.如权利要求1所述的系统，还包括用于向所述功率变换器提供反馈信号的电流感应元件。
11.如权利要求1所述的系统，其中：
所述第一对由第一亮度表征；
所述第二对由第二亮度表征；
所述第一亮度和所述第二亮度基本相同。
12.一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统，该系统包括：
第一功率变换器，其被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压；
第二功率变换器，其被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压；
电流感应元件，其被电耦合到所述第一功率变换器并且被配置为提供信号；
控制器，其被配置为接收所述信号；
多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流，所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件；以及
多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对和第三对；
其中：
所述第一对、所述第二对和所述第三对是并联配置的，所述第一对与第一电流相关联，所述第二对与第二电流相关联，所述第三对与第三电流相关联；
所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流；
所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流；
所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流；
13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一对包括第一灯和第二灯，所述第一电流平衡器件位于所述第一灯和所述第二灯之间。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述信号与所述第一功率变换器相关联。
15.如权利要求12所述的系统，其中所述电流感应元件接地。
16.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器被配置为向动力传动系提供控制信号。
17.如权利要求12所述的系统，还包括被配置为接收至少一DC电压并且响应于至少该DC电压而产生所述第一AC电压的子系统。
18.如权利要求12所述的系统，其中所述第二功率变换器接地。
19.如权利要求12所述的系统，还包括DC电源。
20.如权利要求12所述的系统，其中所述第一功率变换器包括至少第一变压器和第二变压器。
21.如权利要求12所述的系统，其中所述第一电流平衡器件包括电流平衡扼流圈。
22.如权利要求12所述的系统，其中所述第一对被电耦合到所述第一功率变换器和所述第二功率变换器。
23.一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统，该系统包括：
第一功率变换器，其被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压；
第二功率变换器，其被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压；
第一电流感应元件，其被电耦合到所述第一功率变换器并且被配置为提供第一反馈信号；
第二电流感应元件，其被电耦合到所述第二功率变换器并且被配置为提供第二反馈信号；
多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流，所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件；以及
多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对和第三对；
其中：
所述第一对、所述第二对和所述第三对是并联配置的，所述第一对与第一电流相关联，所述第二对与第二电流相关联，所述第三对与第三电流相关联；
所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第二电流；
所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第一电流和所述第三电流；
所述第三电流平衡器件被配置为平衡所述第三电流和所述第二电流。
24.如权利要求23所述的系统，其中所述第一扼流圈位于所述第一对和所述第一功率变换器之间。
25.如权利要求23所述的系统，还包括控制器，该控制器被配置为接收所述第一和第二反馈信号。
26.如权利要求23所述的系统，其中所述第一对被电耦合到所述第一功率变换器和所述第二功率变换器。
27.如权利要求23所述的系统，其中所述第一电流和所述第三电流的大小基本相等。
28.如权利要求23所述的系统，其中：
所述第一功率变换器由第一相位表征；
所述第二功率变换器由第二相位表征；
所述第一相位和所述第二相位相差180度。
29.如权利要求23所述的系统，还包括第四灯对和第四电流平衡器件。
30.如权利要求23所述的系统，所述第一电流平衡器件包括扼流圈。
31.一种用于驱动多个冷阴极荧光灯的系统，该系统包括：
第一功率变换器，其被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压；
第二功率变换器，其被配置为接收第三AC电压并且将该第三AC电压转换为至少第四AC电压；
第三功率变换器，其被配置为接收第一AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第五AC电压；
第四功率变换器，其被配置为接收第三AC电压并且将该第一AC电压转换为至少第二AC电压；
多个电流平衡器件，所述多个电流平衡器件中的每一个都被配置为接收两个电流并且平衡这两个电流，所述多个电流平衡器件包括至少第一电流平衡器件、第二电流平衡器件和第三电流平衡器件；以及
多个灯对，所述多个灯对包括至少第一对、第二对、第三对和第四对；
其中：
所述第一对和所述第二对被耦合到所述第一和第二功率变换器，所述第一对和所述第二对是并联配置的；
所述第三对和所述第四对被耦合到所述第三和第四功率变换器，所述第三对和所述第四对是并联配置的；
所述第一电流平衡器件被配置为平衡所述第一对和所述第二对；
所述第二电流平衡器件被配置为平衡所述第三对和所述第四对。
32.如权利要求31所述的系统，还包括用于将DC电流转换为所述第一AC电流的电源系统。
33.如权利要求31所述的系统，还包括电流传感器。
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