CN101552413B - 一种具电压转换功能的连接器、变压装置及背光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种具电压转换功能的连接器、变压装置及背光模块，所述背光模块使用一具电压转换功能的连接器或一具信号传递功能的变压装置，设置于一换流器和一灯管组之间，用来接收换流器传来的低电压信号并进行电压转换，再输出高电压信号以驱动灯管组。在本发明的背光模块中，具电压转换功能的连接器和具信号传递功能的升压模块可将换流器输出的低电压信号转换为高电压信号，并传送至灯管模块。组装人员在插设换流器时不用面对接触危险高电压的风险，因此不需要设计大面积的高压绝缘结构。换流器内也不需设计升压电路，因此可减小印刷电路板的面积，不但能节省生产成本，也能达到微型化的要求。

Description

一种具电压转换功能的连接器、变压装置及背光模块
技术领域
本发明相关于一种背光模块，尤指一种具电压转换功能的连接器、变压装置及背光模块。
背景技术
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)具有低辐射、体积小及低耗能等优点，已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube display，CRT)，因而被广泛地应用在笔记本型电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、平板电视，或移动电话等信息产品上。背光模块是液晶显示器产品的关键零组件之一，通常设于液晶显示面板的正下方或下方侧面，并利用灯管与各种光学元件(如扩散板、棱镜等)的组合来提供高亮度且均匀的光源。
背光模块的基本运作原理是依据输入信号来产生输出信号以驱动灯管，输入信号是液晶显示器的驱动电路传来的直流电源，其原始电位不足以驱动灯管，因此需通过换流器(inverter)内的升压电路进行电压转换，才能产生驱动灯管所需的高电压信号。换流器是设置于印刷电路板(printed circuitboard)上，为了将换流器输出的高电压信号传送至灯管，传统做法是将灯管电极、连接器和高压导线焊接于印刷电路板，组装过程相当费时费力。
请参考图1，图1为现有技术中背光模块10的示意图。背光模块10包括换流器110、灯管组120，以及插座型(socket-type)连接器100。换流器110包括控制电路112、电源转换器114和升压装置116。控制电路112可依据液晶显示器的驱动电路传来的直流信号VDC来产生对应灯管组220中每一灯管的控制信号VS，而电源转换器114可对直流信号VDC进行转换以输出正负对称的低电压可变责任周期信号VDUTY，再利用升压装置116来提高责任周期信号VDUTY的电压准位与振幅，以输出相对应的高电压信号VLAMP。在组装背光模块100时，工作人员可将换流器110和灯管组120直接插入插座型连接器100的插槽，使得换流器110产生的高电压信号VLAMP能被传送至灯管组120。
相较于传统焊接方式，现有技术的插座型连接器100能提供更高的组装效率。然而，组装人员却容易接触到换流器110的高压输出端而有触电危险，若设计高压绝缘结构，则需使用大面积的印刷电路板。此外，由于换流器110内需设计升压装置116，也会在印刷电路板上占据不少空间。因此，现有技术的插座型连接器100无法符合液晶显示器薄型化的趋势。
发明内容
本发明提供一种具电压转换功能的连接器，所述连接器用来电连接一驱动装置至一负载，所述驱动装置为换流器，所述负载为灯管组，所述连接器包括一变压模块，用来对所述驱动装置所产生的一第一电压进行电压转换，进而产生相对应的一第二电压以驱动所述负载，且分别通过一输入端和一输出端来接收所述第一电压和输出所述第二电压；一第一连接装置，设置于所述连接器的第一侧且连接于所述变压模块的输入端并接触所述驱动装置，用来连接所述驱动装置并传送所述第一电压；一第二连接装置，设置于所述连接器的第二侧且连接于所述变压模块的输出端并接触所述负载，用来连接所述负载并传送所述第二电压至所述负载；一第一插槽，用于容纳所述驱动装置；以及，一第二插槽，用于容纳所述负载的电极。
本发明另提供一种可连接一驱动装置至一负载的变压装置，所述驱动装置为换流器，所述负载为灯管组，所述变压装置包括一变压模块，用来对所述驱动装置所产生的一第一电压进行电压转换，进而产生相对应的一第二电压以驱动所述负载，且分别通过一输入端和一输出端来接收所述第一电压和输出所述第二电压；一壳体，用来容纳所述变压模块，其中所述驱动装置是插入所述第一插入端内，以通过所述壳体的一第一插入端连接至所述变压模块的输入端，且所述负载的电极是插入所述第二插入端内，以通过所述壳体的一第二插入端连接至所述变压模块的输出端。
本发明另提供一种背光模块，所述背光模块包括一换流器，用来提供一第一电压；一灯管，用来依据一第二电压来提供光源；一具电压转换功能的连接器，用来电连接所述换流器至所述灯管，所述连接器包括一变压模块，用来对所述驱动装置所产生的一第一电压进行电压转换，进而产生相对应的一第二电压以驱动所述负载，且分别通过一输入端和一输出端来接收所述第一电压和输出所述第二电压；一第一连接装置，设置于所述连接器的第一侧且连接于所述变压模块的输入端，用来连接所述换流器并传送所述第一电压；一第二连接装置，设置于所述连接器的第二侧且连接于所述变压模块的输出端，用来连接所述灯管并传送所述第二电压至所述灯管；一第一插槽，用于容纳所述驱动装置；以及，一第二插槽，用于容纳所述负载的电极。
本发明另提供一种背光模块，所述背光模块包括一换流器，用来提供一第一电压；一灯管，用来依据一第二电压来提供光源；一变压装置，用来电连接所述换流器至所述灯管，所述变压装置包括一变压模块，用来对所述驱动装置所产生的一第一电压进行电压转换，进而产生相对应的一第二电压以驱动所述负载，且分别通过一输入端和一输出端来接收所述第一电压和输出所述第二电压；一壳体，用来容纳所述变压模块，其中所述驱动装置是插入所述第一插入端内，以通过所述壳体的一第一插入端连接至所述变压模块的输入端，且所述负载的电极是插入所述第二插入端内，以通过所述壳体的一第二插入端连接至所述变压模块的输出端。
在本发明的背光模块中，具电压转换功能的连接器和具信号传递功能的升压模块可将换流器输出的低电压信号转换为高电压信号，并传送至灯管模块。组装人员在插设换流器时不用面对接触危险高电压的风险，因此不需要设计大面积的高压绝缘结构。换流器内也不需设计升压电路，因此可减小印刷电路板的面积，不但能节省生产成本，也能达到微型化的要求。
附图说明
图1为现有技术中一背光模块的示意图；
图2为本发明第一实施例中一背光模块的功能方框图；
图3为本发明第一实施例中具电压转换功能的连接器的示意图；
图4为本发明第二实施例中一背光模块的功能方框图；
图5为本发明第二实施例中具信号传递功能的升压模块的示意图；
图6和图7为本发明第一实施例中升压装置的示意图；
图8和图9为本发明第二实施例中升压装置的示意图。
附图标号
22、24                 插槽
26、28                 连接装置
10、20、30             背光模块
110、210、310          换流器
120、220、320          灯管组
112、212、312          控制电路
114、214、314          电源转换器
116、216、316          升压装置
100                    插座型连接器
200                    具电压转换功能的连接器
300                    具信号传递功能的升压模块
330                    塑胶外壳
VDUTY、VLAMP、VS、VDC  信号
具体实施方式
请参考图2，图2为本发明第一实施例中背光模块20的功能方框图。背光模块20包括换流器210、灯管组220，以及具电压转换功能的连接器200。换流器210包括控制电路212和电源转换器214，控制电路212可依据液晶显示器的驱动电路传来的直流信号VDC来产生对应灯管组220中每一灯管的控制信号VS，而电源转换器214可对直流信号VDC进行转换以输出正负对称的低电压可变责任周期信号VDUTY。换流器210通常制作在印刷电路板上，可通过多个信号输出端来输出可变责任周期信号VDUTY。具电压转换功能的连接器200包括多组连接单元，可提高责任周期信号VDUTY的电压准位与振幅，再输出相对应的高电压信号VLAMP以驱动灯管组220内相对应的灯管。在本发明第一实施例中，换流器210可分别通过多个信号输出端来将可变责任周期信号VDUTY传送至连接器200内相对应的连接单元，连接器200的多组连接单元可分别将高电压信号VLAMP传送至灯管组220内相对应的灯管，其中信号输出端和连接单元的数量可由灯管组220内的灯管数目来决定。
请参考图3，图3为本发明第一实施例中具电压转换功能的连接器200的示意图，显示了多组连接单元内其中一组连接单元的结构。图3所示的连接器200包括两插槽22和24、两连接装置26和28，以及升压装置216。插槽22可容纳换流器210的印刷电路板，而插槽24可容纳灯管组220的电极。升压装置216包括输入端L和输出端H，可将输入端L接收到的低压信号VDUTY升压后于输出端H输出高压信号VLAMP。连接装置26设置于插槽22和升压装置216的输入端L之间，而连接装置28设置于插槽24和升压装置216的输出端H之间。连接装置26和28包括导电材质，可设计为一组或多组弹片，且不局限其外形。
在组装本发明第一实施例的背光模块20时，仅需将换流器210的印刷电路板插入插槽22以使相对应的信号输出端能接触到连接装置26，并将灯管组220的电极插入插槽24以接触到连接装置28，如此换流器210产生的可变责任周期信号VDUTY即可通过连接装置26传送至连接器200内升压装置216的输入端L。在完成升压转换后，升压装置216可于输出端H输出高电压信号VLAMP，再通过连接装置28传送至灯管组220中相对应的灯管。由于换流器210输出的可变责任周期信号VDUTY为低压信号，组装人员在插设换流器210时不用面对接触危险高电压的风险，因此不需要设计大面积的高压绝缘结构。另一方面，本发明的背光模块20由连接器200来负责升压，换流器210内不需要设计升压电路，因此可减小印刷电路板的面积，不但能节省生产成本，也能达到微型化的要求。
请参考图4，图4为本发明第二实施例中一背光模块30的功能方框图。背光模块30包括换流器310、灯管组320，以及具信号传递功能的升压模块300。换流器310包括控制电路312和电源转换器314，控制电路312可依据驱动电路传来的直流电源VDC来产生对应灯管组320中每一灯管的控制信号VS，而电源转换器314可对直流电源VDC进行转换以输出正负对称的低电压可变责任周期信号VDUTY。换流器310通常制作在印刷电路板上，可通过多个信号输出端来输出可变责任周期信号VDUTY。具信号传递功能的升压模块300包括多组升压单元，可提高责任周期信号VDUTY的电压准位与振幅，再输出相对应的高电压信号VLAMP以驱动灯管组320内相对应的灯管。在本发明第二实施例中，换流器310可分别通过多个信号输出端来将可变责任周期信号VDUTY传送至升压模块300内相对应的升压单元，升压模块300的多组升压单元可分别将高电压信号VLAMP传送至灯管组320内相对应的灯管，其中信号输出端和升压单元的数量可由灯管组320内的灯管数目来决定。
请参考图5，图5为本发明第二实施例中具信号传递功能的升压模块300的示意图，显示了多组升压单元内其中一组升压单元的结构。图5所示的升压模块300包括塑胶外壳(bobbin)330和升压装置316。升压装置316包括输入端L和输出端H，可将输入端L接收到的低压信号VDUTY升压后于输出端H输出高压信号VLAMP。塑胶外壳330的外形设计为可容纳换流器310的印刷电路板和灯管组320的电极，如此换流器310的印刷电路板可插入塑胶外壳330的一侧以使相对应的信号输出端能接触升压装置316的输入端L，而灯管组320的电极可插入塑胶外壳330的另一侧以接触升压装置316的输出端H。
在组装本发明第二实施例的背光模块30时，仅需将换流器310和灯管组320插入升压模块300的塑胶外壳330，如此换流器310产生的可变责任周期信号VDUTY即可传送至升压模块300内升压装置316的输入端L。在完成电压转换后，升压装置316可于输出端H输出高电压信号VLAMP至灯管组320中相对应的灯管。由于换流器310输出的可变责任周期信号VDUTY为低压信号，组装人员在插设换流器310时不用面对接触危险高电压的风险，因此不需要设计大面积的高压绝缘结构。另一方面，本发明的背光模块30由升压模块300来负责升压，换流器310内不需要设计升压电路，因此可减小印刷电路板的面积，不但能节省生产成本，也能达到微型化的要求。
请参考图6至图9，图6和图7为本发明第一实施例中升压装置216的示意图，而图8和图9为本发明第二实施例中升压装置316的示意图。图6和图8所示的升压装置采用绕线式变压器(winding transformer)，而图7和图9所示的升压装置采用压电式变压器(piezoelectric transformer)。灯管组230和320各包括N组并联灯管，例如冷阴极萤光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)、外部电极萤光灯管(external electrode fluorescent lamp，EEFL)或热极萤光灯管(hot cathode fluorescent lamp，HCFL)。然而，本发明也可使用其它类型的升压装置，或是用来驱动其它结构或种类的灯管组。
在本发明的背光模块中，具电压转换功能的连接器和具信号传递功能的升压模块可将换流器输出的低电压信号转换为高电压信号，并传送至灯管模块。组装人员在插设换流器时不用面对接触危险高电压的风险，因此不需要设计大面积的高压绝缘结构。换流器内也不需设计升压电路，因此可减小印刷电路板的面积，不但能节省生产成本，也能达到微型化的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种具电压转换功能的连接器，其特征在于，所述连接器用来电连接一驱动装置至一负载，所述驱动装置为换流器，所述负载为灯管组，所述连接器包括：
一变压模块，用来对所述驱动装置所产生的一第一电压进行电压转换，进而产生相对应的一第二电压以驱动所述负载，所述变压模块包括：
一输入端，用来接收所述第一电压；以及
一输出端，用来输出所述第二电压；
一第一连接装置，设置于所述连接器的第一侧且连接于所述变压模块的输入端并接触所述驱动装置，用来连接所述驱动装置并传送所述第一电压；
一第二连接装置，设置于所述连接器的第二侧且连接于所述变压模块的输出端并接触所述负载，用来连接所述负载并传送所述第二电压至所述负载；
一第一插槽，用来容纳所述驱动装置；以及，
一第二插槽，用来容纳所述负载的电极。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述变压模块包括一升压电路。
3.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述变压模块包括一绕线式变压器或一压电式变压器。
4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一和第二连接装置包括导电材质。
5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一和第二连接装置包括导电弹片。
6.一种可连接一驱动装置至一负载的变压装置，其特征在于，所述驱动装置为换流器，所述负载为灯管组，所述变压装置包括：
一变压模块，用来对所述驱动装置所产生的一第一电压进行电压转换，进而产生相对应的一第二电压以驱动所述负载，所述变压模块包括：
一输入端，用来接收所述第一电压；以及
一输出端，用来输出所述第二电压；以及
一壳体，用来容纳所述变压模块，所述壳体包括：
一第一插入端，位于所述变压装置的第一侧，用来让所述驱动装置插入所述第一插入端内，以通过所述第一插入端连接至所述变压模块的输入端；以及
一第二插入端，位于所述变压装置的第二侧，用来让所述负载的电极插入所述第二插入端内，以通过所述第二插入端连接至所述变压模块的输出端。
7.如权利要求6所述的变压装置，其特征在于，所述变压模块包括一升压电路。
8.如权利要求6所述的变压装置，其特征在于，所述变压模块包括一绕线式变压器或一压电式变压器。
9.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：
一换流器，用来提供一第一电压；
一灯管，用来依据一第二电压来提供光源；以及
一具电压转换功能的连接器，用来电连接所述换流器至所述灯管，所述连接器包括：
一变压模块，用来对所述第一电压进行电压转换，进而产生相对应的所述第二电压以驱动所述灯管，所述变压模块包括：
一输入端，用来接收所述第一电压；以及
一输出端，用来输出所述第二电压；
一第一连接装置，设置于所述连接器的第一侧，且连接于所述变压模块的输入端和所述换流器，用来连接所述换流器并传送所述第一电压；
一第二连接装置，设置于所述连接器的第二侧，且连接于所述变压模块的输出端和所述灯管，用来连接所述灯管并传送所述第二电压至所述灯管；
一第一插槽，用于容纳所述换流器；以及，
一第二插槽，用于容纳灯管组的电极。
10.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述变压模块包括一升压电路。
11.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述变压模块包括一绕线式变压器或一压电式变压器。
12.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述第一和第二连接装置包括导电材质。
13.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述第一和第二连接装置包括导电弹片。
14.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述灯管为一冷阴极萤光灯管、一外部电极萤光灯管或一热极萤光灯管。
15.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：
一换流器，用来提供一第一电压；
一灯管，用来依据一第二电压来提供光源；以及
一变压装置，用来电连接所述换流器至所述灯管，所述变压装置包括：
一变压模块，用来对所述第一电压进行电压转换，进而产生相对应的所述第二电压以驱动所述灯管，所述变压模块包括：
一输入端，用来接收所述第一电压；以及
一输出端，用来输出所述第二电压；以及
一壳体，用来容纳所述变压模块，其包括：
一第一插入端，位于所述变压装置的第一侧，用来让所述换流器插入所述第一插入端内，以通过所述第一插入端连接至所述变压模块的输入端；以及
一第二插入端，位于所述变压装置的第二侧，用来让灯管组的电极插入所述第二插入端内，以通过所述第二插入端连接至所述变压模块的输出端。
16.如权利要求15所述的背光模块，其特征在于，所述变压模块包括一升压电路。
17.如权利要求15所述的背光模块，其特征在于，所述变压模块包括一绕线式变压器或一压电式变压器。
18.如权利要求15所述的背光模块，其特征在于，所述灯管为一冷阴极萤光灯管、一外部电极萤光灯管或一热极萤光灯管。
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