CN1668161A - 照明用的双高压驱动电路装置 - Google Patents

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CN1668161A CNA2005100674645A CN200510067464A CN1668161A CN 1668161 A CN1668161 A CN 1668161A CN A2005100674645 A CNA2005100674645 A CN A2005100674645A CN 200510067464 A CN200510067464 A CN 200510067464A CN 1668161 A CN1668161 A CN 1668161A
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魏庆德
陈奎霖
孙嘉宏
李献仁
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Abstract

一照明用的双高压驱动装置，包括：一照明单元，其有一第一端及一第二端；一第一驱动器，电连接到该照明单元的第一端以提供交流电压给该第一端；以及一第二驱动器，电连接到该照明单元的第二端以提供交流电压给该第二端，其中该第一端及该第二端所接收的交流电压相位为反相。

Description

照明用的双高压驱动电路装置
技术领域
本发明有关于一平面显示装置，特别是关于一与液晶显示器一起使用的冷阴极灯管照明装置。
背景技术
液晶显示器用于电视、计算机及其他视频显示装置中，其产生预先决定的图像及控制光源放射来输出视频显示。液晶显示器因为其分辨率、彩色图像显示及图像质量的优越性，特别适合作为平面显示装置。液晶显示器本身并不放出光源，因此需在液晶显示面板之后使用背光模块来产生肉眼可见的视频显示。冷阴极灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)特别适合使用于需要背光模块的液晶显示元件，例如电视、计算机及其他视频科技使用的薄膜晶体管(thin-firm transistor，TFT)液晶显示面板。在显示过程中当照明足够且均匀时，视频显示的表现及质量可以被最佳化。不均匀的照明降低图像显示的质量。视频显示的技术开发使得开发大型液晶显示器及其他视频显示器成为可能的事，而因为视频显示器更大，设计照度均匀的显示装置的挑战及重要性也随之增加。特别是当更大的视频显示器产生时，提供照度均匀的冷阴极灯管照明装置也变为更重要且具挑战性。
传统置放于液晶面板后的冷阴极灯管基本上有一端连接到一变压器且该变压器驱动该冷阴极灯管发光。该冷阴极灯管的一相对端连接到地电压。图1表示一根据公知技术的传统冷阴极灯管驱动装置。图1表示冷阴极灯管1有一第一端9连接到变压器7而一相对端11连接到地电压13。变压器7提供一高电压信号给第一端9来驱动冷阴极灯管1。冷阴极灯管1有一长度3。随着提供更大视频显示装置的进步技术的要求，长度3不断增加，沿着冷阴极灯管1的长度3将产生一电压衰减。尤其是当长度3增加时，一温度计效应(thermometer effect)造成提供于第一端9的高电压被消耗，而且被接地的相对端11在冷阴极灯管1靠近边缘15的部分产生一个低电压。这会产生不平均的照明。事实上，使用图1中传统方式的冷阴极灯管驱动装置的一缺点是该电压衰减将导致一不适当的光暗区域5。特别是已知当长度3在大约30英寸或更长时，一个像光暗区域5的光暗区域会经常的出现。
因此，需要提供即使在长度增加时，依然能提供均匀照度的冷阴极灯管装置。
发明内容
本发明提供一照明用的双高压驱动装置，包括：一照明单元，其有一第一端及一第二端；一第一驱动器，电连接到该照明单元的第一端以提供交流电压给该第一端；以及一第二驱动器，电连接到该照明单元的第二端以提供交流电压给该第二端，其中该第一端及该第二端的交流电压相位为反相。
本发明的附加特征及优点有部分将在后文叙述中提及，而有部分将因后文的叙述而显而易见或可经由实施本发明而了解。本发明的特征及优点将由权利要求叙述中特别指出的机制的元件及组合来了解及获得。
本文前述的简略说明以及以下的详细叙述仅用为示范及解释本发明，并非用以限定权利要求所界定的本发明。
附图包含于并构成本说明书的一部分，所示本发明的数个实施例，并且跟文字叙述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
本发明通过后附详细说明的附图将会比较容易全盘了解，其仅为图解的用而非将本发明限制于附图范围。
图1表示根据公知技术的传统冷阴极灯管驱动装置。
图2A-2D表示根据本发明一实施例的冷阴极灯管双高压驱动装置。
图3A-3D表示根据本发明另一实施例的包含平衡电路的冷阴极灯管双高压驱动装置。
图4介绍根据本发明一实施例的平衡电路的数学模式。
图5A-5F表示根据本发明另一实施例，基于图4介绍的数学模式的各种平衡电路设计。
符号说明：
1、413、417冷阴极灯管
5光暗区域
3长度
405、409电感
407、411电容
具体实施方式
本发明克服传统技术的缺点并提供一双高压驱动电路给一冷阴极灯管或多并联的冷阴极灯管。一冷阴极灯管的相对两端被提供反相的交流电压。依此方式，一个高压差会维持在整个冷阴极灯管而不管冷阴极灯管的长度有多少，且在冷阴极灯管的每个地方都将提供照明强度均匀的光源。一或多个变压器将提供于冷阴极灯管相对的两端，以提供如此的交流电压。可以有超过一个冷阴极灯管连接在一起，以提供一个简洁的排列。可使用一平衡电路来提供平衡的输出电流给冷阴极灯管。另外，也提供一平衡电路的新设计来实现使多个冷阴极灯管的对应端能收到平衡过的输出电流的目的。
图2A表示根据本发明一实施例的一冷阴极灯管双高压驱动装置。冷阴极灯管101可以为各种类型、外形及尺寸的市售冷阴极灯管。冷阴极灯管101包含端点103及端点105提供于冷阴极灯管101相对的两端点并被不同的电源驱动器驱动。端点103连接到变压器113并由变压器113所驱动，其相对的端点105则连接到变压器115并由变压器115所驱动。变压器113及115均被表示为有两侧绕组，但是其他种类的变压器或者其他种的电源驱动元件也可以应用于此实施例。举例来说，该变压器可以包括一被线圈缠绕的铁芯或钢芯。由于分离的变压器113及115被用于冷阴极灯管101相对的两端，所以可以被设置于分离的电路板并靠近其对应的端点103及端点105。
变压器113及115驱动冷阴极灯管101，也就是说，让冷阴极灯管101发光。在此实施例中，变压器113及115使用相同电压(意指：幅值及频率相同)，但是反相的交流波形以驱动对应的冷阴极灯管101互相相对的端点103及端点105。举例来说，分别由变压器113及115提供的驱动信号可为幅值及频率相同但是相位完全反相，也就是说，相位相差180度。此相位差于端点103及端点105间产生一电压差，以驱动冷阴极灯管101发光。另外，由于端点103及端105点均由交流电压所驱动，传统冷阴极灯管设计的温度计效应产生的光暗区域将被消除。
图2B表示根据本发明上述实施例的另一冷阴极灯管双高压驱动装置。图中两个冷阴极灯管117及119被连接于两个变压器121及122中间。变压器121提供交流电压给冷阴极灯管117的端点123及冷阴极灯管119的端点125。同样，变压器122提供交流电压给冷阴极灯管117的端点127及冷阴极灯管119的端点129。变压器121及122提供的交流电压可以是幅值及频率相同但是相位彼此不同。举例来说，两个交流电压相位可以相差180度。基于与前文同样的理由，冷阴极灯管117及119被有效的预防了温度计效应。由于冷阴极灯管117及119被连接于两个变压器121及122中间，这样的安排可以产生比图2A的安排更亮的光源。
图2C表示根据本发明上述实施例的另一冷阴极灯管双高压驱动装置。冷阴极灯管131的端点133与冷阴极灯管137的端点135相接。冷阴极灯管131的端点139以及冷阴极灯管137的端点141连接到提供交流电压给该两端的变压器143。如前文所述，此处的交流电压可以是幅值及频率相同但是相位彼此不同。如此，冷阴极灯管131及137被有效的预防了温度计效应。因为两冷阴极灯管131及137被安排为U型配置，只要使用一变压器143就能驱动两冷阴极灯管，可以作更简洁的设计规划。
图2D表示根据本发明上述实施例的另一冷阴极灯管双高压驱动装置。冷阴极灯管144的端点145与冷阴极灯管149的端点147相接。冷阴极灯管144的端点151连接到变压器153，而且冷阴极灯管149的端点155连接到变压器157。变压器153及157提供交流电压给端点151及端点155，此处的交流电压可以是幅值及频率相同但是相位彼此不同。基于同样的理由，冷阴极灯管144及149被有效的预防了温度计效应。
图3A表示根据本发明另一实施例的一包含平衡电路的冷阴极灯管双高压驱动装置。该冷阴极灯管双高压驱动装置，包含一平衡电路201用以驱动并联连接的冷阴极灯管203及205。冷阴极灯管203及205对应的相对端由不同的变压器驱动。冷阴极灯管203的端点207由变压器209驱动而相对端点211由变压器213通过平衡电路201驱动。冷阴极灯管205的端点215由变压器209驱动而相对端点217由变压器213通过平衡电路201驱动。平衡电路201平衡由变压器213送给端点211及端点217的交流电流。平衡电路201可以使用许多已知的电路设计来完成。各种电感及电容可以安排为不同的配置以提供合适的平衡电路。利用平衡电路201，一个变压器可以用来驱动多个冷阴极灯管，因此可以设计出简洁且经济的冷阴极灯管双高压驱动装置。
图3B表示根据本发明实施例的另一冷阴极灯管双高压驱动装置，其包含平衡电路219及221用以驱动并联连接的冷阴极灯管223，225、227及229。冷阴极灯管223的端点231连接到冷阴极灯管225的端点233及变压器235。冷阴极灯管227的端点237连接到冷阴极灯管229的端点239及变压器235。平衡电路219将变压器241连接到冷阴极灯管223的端点243及冷阴极灯管225的端点245。平衡电路221将变压器241连接到冷阴极灯管227的端点247及冷阴极灯管229的端点249。平衡电路219及221平衡由变压器241送给端点243、245、247及249的交流电流。冷阴极灯管223，225、227及229的对应两相对端接收的交流电压可安排为幅值及频率相同但是相位彼此不同。举例来说，对应两相对端接收的交流电压相位可以相差180度以消除温度计效应。利用平衡电路219及221，一个变压器可以用来驱动多个冷阴极灯管，因此可以设计出简洁且经济的冷阴极灯管双高压驱动装置。
图3C表示根据本发明实施例的另一冷阴极灯管双高压驱动装置，其包含平衡电路251及253用以驱动并联连接的冷阴极灯管255、257、259及261。端点263、265、267及269连接在一起。平衡电路251将变压器271连接到冷阴极灯管255的端点273及冷阴极灯管257的端点275。平衡电路253将变压器271连接到冷阴极灯管259的端点277及冷阴极灯管261的端点279。平衡电路251及253平衡由变压器271送给端点273、275、277及279的交流电流所以单一变压器271可以驱动多个冷阴极灯管255、257、259及261，因此可以设计出简洁且经济的冷阴极灯管双高压驱动装置。
图3D表示根据本发明实施例的另一冷阴极灯管双高压驱动装置，其包含平衡电路281及283用以驱动并联连接的冷阴极灯管285、287、289及291。端点293、295、297及299连接在一起。平衡电路281将变压器301连接到冷阴极灯管285的端点303及冷阴极灯管287的端点305。平衡电路283将变压器307连接到冷阴极灯管289的端点309及冷阴极灯管291的端点311。变压器301的一端点310接到平衡电路281，另一端点311接到地电压。同样的，变压器307的一端点313接到平衡电路283，另一端点315接到地电压。平衡电路281及283分别平衡由变压器301送给端点303、305及变压器307送给端309、311的交流电流。所以平衡电路281及283可以驱动多个冷阴极灯管，因此可以设计出简洁且经济的冷阴极灯管双高压驱动装置。
图4介绍根据本发明一实施例的平衡电路的数学模式。电源供应器401输出交流电压VS给平衡电路403。平衡电路403包含由电感405及电容407组成的第一路径以及由电感409及电容411组成的第二路径冷阴极灯管413于接点415被接到平衡电路403，而且冷阴极灯管417于接点419被接到平衡电路403。电感405及409分别具有阻抗ZS1及ZS2。电容407及411分别具有阻抗ZC1及ZC2。冷阴极灯管413及417分别具有等效阻抗ZO1及ZO2。由平衡电路403输出至冷阴极灯管413的电流nIO1可表示为以下方程式：
n I 01 = V s × Z C 1 Z S 1 Z C 1 + ( Z S 1 + Z C 1 ) Z 01 - - - ( 1 )
假设ZS1＝-ZC1则 n I 01 = V S Z S 1 - - - ( 2 )
进一步假设ZS1＝ZS2，ZC1＝ZC2及ZO1＝ZO2，
则nIO1＝nIO2                               (3)
因此，经由调整电感405、409及电容407及411的阻抗值，由平衡电路403输出给冷阴极灯管413及417的电流可以相同，以达到电流平衡的目的。
图5A到图5F表示根据本发明的另一实施例，基于图4介绍的数学模式的各种平衡电路。图5A表示一平衡电路501连接在冷阴极灯管503、505及变压器506中间。平衡电路501经由一并联电容509在接点508连接到变压器506。接点508经由电容507及电感510连接到冷阴极灯管503，并经由电容511及电感513连接到冷阴极灯管505。如上述方程式所表示的，经由调整电容507、511及电感510、513的阻抗值，平衡电路501可以输出平衡的电流给冷阴极灯管503、505。
图5B表示另一平衡电路515连接在冷阴极灯管517、519及变压器521中间。平衡电路515经由一并联电容523在接点525连接到变压器521。接点525经由电容529及电感527连接到冷阴极灯管517，并经由电容533及电感531连接到冷阴极灯管519。如上述方程式所表示的，经由调整电容529、533及电感527、531的阻抗值，平衡电路515可以输出平衡的电流给冷阴极灯管517及519。
图5C表示另一平衡电路535连接在冷阴极灯管537、539及变压器541中间，类似图5A中的平衡电路501但是没有并联电容509。变压器541经由电容543及电感545连接到冷阴极灯管537，并经由电容547及电感551连接到冷阴极灯管539。如上述方程式所表示的，经由调整电容543、547及电感545、551的阻抗值，平衡电路535可以输出平衡的电流给冷阴极灯管537及539。
图5D表示另一平衡电路553连接在冷阴极灯管555、557及变压器559中间，类似图5B中的平衡电路515但是没有并联电容523。变压器559经由电感561及电容563连接到冷阴极灯管555，并经由电感565及电容567连接到冷阴极灯管557。如上述方程式所表示的，经由调整电容563、567及电感561、565的阻抗值，平衡电路553可以输出平衡的电流给冷阴极灯管555及557。
图5E表示由电容569、571及电感573、575组成的等效平衡电路，其连接于电源输入接点577、579及变压器581、583之间。变压器581、583进一步连接到冷阴极灯管585、587、589及591。如上述方程式所表示的，经由调整电容569、571及电感573、575的阻抗值，变压器581、583可以输出平衡的电流给冷阴极灯管585、587、589及591。
图5F表示由电容593及电感595组成的等效平衡电路，其连接于电源输入接点609、611及变压器597、599之间。变压器597、599进一步连接到冷阴极灯管601、603、605及607。如上述方程式所表示的，经由调整电容593及电感595的阻抗值，变压器597、599可以输出平衡的电流给冷阴极灯管601、603、605及607。
本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。

Claims (26)

1.一照明用的双高压驱动装置，包括：
一照明单元，具有一第一端及一第二端；
一第一驱动器，电连接到该照明单元的第一端以提供交流电压给该第一端；以及
一第二驱动器，电连接到该照明单元的第二端以提供交流电压给该第二端，其中该第一端及该第二端的交流电压相位为反相。
2.如权利要求1所述的双高压驱动装置，其中该照明单元为冷阴极灯管。
3.如权利要求1所述的双高压驱动装置，其中该第一驱动器及该第二驱动器为变压器。
4.如权利要求1所述的双高压驱动装置，其中该第一端及该第二端的交流电压相位相差180度。
5.如权利要求4所述的双高压驱动装置，其中该第一端及该第二端的交流电压具有相同的幅值及频率。
6.如权利要求1所述的双高压驱动装置，还包括一附加的照明单元，其具有一第三端连接到该第一驱动器及一第四端连接到该第二驱动器。
7.如权利要求6所述的双高压驱动装置，还包括一平衡电路连接到该第一驱动器，以产生平衡的输出信号至该照明单元及该附加的照明单元。
8.一照明用的双高压驱动装置，包括：
多个照明单元，分别具有一第一端及一第二端，该多个照明单元的第二端电连接在一起；以及
一驱动器，电连接到该多个照明单元的第一端以提供交流电压给该第一端。
9.如权利要求8所述的双高压驱动装置，其中该多个照明单元为冷阴极灯管。
10.如权利要求8所述的双高压驱动装置，其中该驱动器为变压器。
11.如权利要求8所述的双高压驱动装置，其中该第一端及该第二端的交流电压相位相差180度。
12.如权利要求11所述的双高压驱动装置，其中该第一端及该第二端的交流电压具有相同的幅值及频率。
13.如权利要求8所述的双高压驱动装置，还包括至少一平衡电路连接到该驱动器，以产生平衡的输出信号至该多个照明单元。
14.如权利要求8所述的双高压驱动装置，其中该驱动器包括一第一驱动单元及一第二驱动单元。
15.如权利要求14所述的双高压驱动装置，还包括一第一平衡电路连接到该第一驱动单元以及一第二平衡电路连接到该第二驱动单元，以产生平衡的输出信号至该多个照明单元。
16.一照明用的双高压驱动装置，包括：
多个的照明单元，分别具有一第一端及一第二端；
一第一驱动器，电连接到该多个照明单元的第一端以提供交流电压给该第一端；
一第二驱动器，电连接到该多个照明单元的第二端以提供交流电压给该第二端，其中该第一端及该第二端的交流电压相位为反相；以及
一平衡电路连接到该第一驱动器，该平衡电路具有一调整的阻抗，以产生平衡的输出信号给该多个的照明单元。
17.如权利要求16所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路连接于该多个照明单元及该第一驱动器之间。
18.如权利要求17所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路通过一并联电容连接到该第一驱动器。
19.如权利要求17所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路包括一第一电容及一第二电容，并联连接到该第一驱动器。
20.如权利要求19所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路还包括一第一电感及一第二电感，分别将该第一电容及该第二电容连接至该多个照明单元。
21.如权利要求17所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路包括一第一电感及一第二电感，并联连接至该第一驱动器。
22.如权利要求21所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路还包括一第一电容及一第二电容，分别将该第一电感及该第二电感连接至该多个照明单元。
23.如权利要求16所述的双高压驱动装置，其中该第一驱动器连接于该多的照明单元及该平衡电路之间。
24.如权利要求23所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路包括一电感及一电容，该电容连接于该第一驱动器及该电感之间。
25.如权利要求23所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路包括一第一电感及一第二电感，并联连接至该第一驱动器。
26.如权利要求25所述的双高压驱动装置，其中该平衡电路还包括一第一电容及一第二电容，分别连接于该该第一驱动器与第一电感及该第二电感之间。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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