CN1829408A - 并行驱动冷阴极荧光灯设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种冷阴极荧光灯(CCFL)，其提供了可被并行驱动的结构。为此，灯驱动设备包括：并联连接的多个CCFL；第一限流单元，连接到多个CCFL以控制所提供电能的值以使CCFL的放电；以及逆变器，用于改变所提供的交流电能的值，并且将改变后的交流电能提供给第一限流单元。这个并行驱动的CCFL结构可以减少CCFL的制造成本，并且使设备故障率最小化。

Description

并行驱动冷阴极荧光灯设备

技术领域

本发明涉及冷阴极荧光灯(CCFL)。本发明尤其涉及并行驱动的CCFL。

背景技术

液晶显示器(LCD)可以定义为平板显示器，其精确地控制液晶以便以诸如文字、图像和电影的格式显示由信息处理设备处理的数据。此外，LCD是暗黑元件，也就是说，它自身不会发光，所以与诸如阴极射线管之类自己具有发光能力的显示器不同，它需要单独的光源单元。

用于LCD的光源单元可以是发出一维光的发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、或者发出二维光的外部电极荧光灯(EEFL)。

EEFL具有超过400尼特(nit)的亮度级，其比CCFL增强至少60％，并且可应用于薄膜晶体管(TFT)LCD、TV、及需要大亮度的其它应用。此外，与CCFL相反，EEFL具有并行操作的外部电极，所以在灯之间的电流偏差减少了，而且灯能够实现常规的亮度。

特别地，采用EEFL可以将每个灯所需要的逆变器(inverter)数量减少一个，这样降低了成本，减少了部件数目，而且降低了LCD模块的重量，同时确保有效的能耗和长的寿命。然而，与CCFL相比，EEFL遭受了噪声和热，而且更难以制造。将描述传统CCFL的结构和操作原理。

图1示出了传统CCFL的结构。如图1所示，CCFL包括多个逆变器100、110、120，灯106、116、126，和电流传感器108、118、128。逆变器100将交流电变成直流电，并且包括控制器102和变压器104。

如图1所示，灯106连接到逆变器100，灯116连接到逆变器110，而灯126连接到逆变器120。电流传感器108感知从灯106发送的电流量，并且将其传送到逆变器100。逆变器100中的控制器102将从电流传感器108传送的电流量和标准电流量进行比较，然后控制要发送到灯106的电流量。变压器104改变所接收的电压值。也就是说，因为所提供的电压值小于对灯放电所需要的电压值，所以变压器将所提供的电压值改变为对灯放电所需要的适当电平。由控制器102控制所需要的电压值。

如图1所示，每个灯连接到固有的逆变器。因此，对于具有许多灯的大LCD产品，使用了许多逆变器，这样增加了该产品所需要的变压器、控制器和开关元件的数目。因为变压器、控制器和开关元件的数目增加了，所以CCFL的生产成本和故障率也增加了。也就是说，由于灯和逆变器的容差而改变了驱动特征，所以难以控制流过灯的电流的偏差，这导致亮度的不平衡，并且对灯的寿命有限制效应。因此，需要可以限制所需要的部件数目的CCFL结构。

发明内容

本发明的各个方面被设计成解决现有技术的问题，而且因此本发明的目的是提供可以并行驱动的冷阴极荧光灯(CCFL)。本发明的另一个目的是提供一种用于制造低生产成本和低故障率的CCFL的方法。

为了实现上述示例目的，本发明包括灯驱动设备，其包括多个并联连接的CCFL。灯驱动设备包括：第一限流单元，其连接到多个CCFL以控制所提供的电能值，以便辅助CCFL的放电；以及逆变器，用于改变所提供的交流电能的值，并且将改变后的交流电能提供给第一限流单元。

在一个示例实施例中，第一限流单元包括多个镇流(ballast)电容器，该镇流电容器不重叠地连接到CCFL，而且该镇流电容器的电容在几个pF到几百个pF的范围之内。

在该示例实施例中，灯驱动设备还包括第二限流单元，用于控制从CCFL提供的电压值，而且逆变器包括：变压器，用于根据控制命令改变交流电能的值；以及控制器，用于控制该变压器。

在本发明的另一个方面，提供了一种图像显示设备，其包括：图像显示面板，安装在支持外壳中以便使用输入光显示图像；以及线性光源单元，用于向图像显示面板提供光，其中线性光源单元包括：并联连接的多个CCFL；第一限流单元，连接到多个CCFL以控制所提供的电能的值，以使CCFL放电；以及逆变器，用于改变所提供的交流电能的值，并且将改变后的交流电能提供给第一限流单元。

附图说明

通过参考附图描述本发明的特定示例实施例，本发明的上述方面和特征将更为明显，在附图中：

图1示出了传统的冷阴极荧光灯(CCFL)的结构；

图2示出了根据本发明示例实施例的CCFL的结构；

图3示出了根据本发明的示例实施例包括CCFL的图像显示面板；以及

图4图解了灯和连接到该灯的镇流电容器的示意图，其中根据本发明的示例实施例对CCFL进行配置。

在全部附图中，应当将类似的参考数字理解为表示类似的单元、特征、和结构。

具体实施方式

提供了在这个描述中示例说明的材料以有助于参考附图全面地理解所公开的本发明的各个示例实施例。因此，本领域的普通技术人员将认识到，可以在不脱离所要求保护的发明的范围和精神的情况下，对这里描述的示例实施例进行各种改变和修改。为了清晰和简洁，省略了对众所周知的功能和结构的描述。在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明的一个示例实施例、用于制造并行驱动的冷阴极荧光灯(CCFL)的方法。根据本发明的不同方面，CCFL可以类似于外部电极荧光灯(EEFL)和平面荧光灯(FFL)那样被并行驱动。

图2示出了根据本发明示例实施例的并行驱动的CCFL的结构。在图2中，CCFL包括逆变器200、两个限流单元210和230、多个灯220(220a到220c)、以及电流传感器240。逆变器200包括控制器202和变压器204。限流单元210和230分别包括多个镇流(ballast)电容器210a、210b、210c和230a、230b、230c。

电流传感器240检测由限流单元230提供的电流量，并且将所检测的电流量传送到逆变器200。逆变器200中的控制器202将从电流传感器240传送的电流量与标准电流量进行比较，然后将适当的电流量转送到灯220。变压器204改变所提供的电压值。也就是说，因为所提供的电压值小于灯放电所需要的电压值，所以变压器204将所提供的电压值提高适当的量。由控制器202确定该电压值。如上所述，控制器202确定要传送到多个灯、而不是仅仅一个灯的电压值。因此，控制器202管理一个组中的多个灯。

限流单元210和230向灯提供足够的启动电能直到CCFL开始放电为止，并且减少了由大于灯阻抗的镇流阻抗所引起的对灯的容差的影响。如上所述，因为灯具有固有的阻抗特性，所以根据这个值而向灯提供不同的电流值，其中并不给多个灯提供相同电流值。也就是说，具有小阻抗值的灯允许更大的电流流过，而具有大阻抗值的灯允许较小的电流流过。因此，允许高电流电平的灯具有较短的寿命，而允许小电流电平的灯不能接收足够的电能来放电。因此，需要使多个灯进行放电而不管灯的阻抗值。

也就是说，限流单元210和230使用所传送的电流使灯放电而不管阻抗值。即，限流单元210和230通过使用小容量的镇流电容器提高阻抗，并且因此生成能够使灯放电的电压。另外，限流单元210和230可以通过提高阻抗来减小因灯的容差而生成的灯电流偏差。电容器的阻抗可以由以下的等式1表示。

$X_C=\frac{1}{2\mathrm{\πfC}}---\left(1\right)$

其中，Xc是电容器的阻抗，f是动态频率，而C是电容器的电容。

图3示出了根据本发明的一个示例实施例使用并行驱动的CCFL的图像显示面板300。参见图3，图像显示面板包括多个灯220、限流单元210和230、以及逆变器200。电流传感器(未示出)可以连接在限流单元230和灯220之间，或者其可以包括在逆变器200中。如上所述，限流单元210和230每个都包括多个电容器，每个电容器都连接到灯220。如上所述，电容器起作用以向灯提供足够的驱动电能并且减少容差对灯的影响。

图4图解灯和连接到该灯的镇流电容器的示意图，其中根据本发明的一个示例实施例对CCFL进行配置。

灯包括多个电阻R1到R7。灯的电阻用作具有负电阻的元件。也就是说，当将电流提供给电阻时，电阻的温度升高而且用于每个电阻的有效阻抗值减少了。如果有效电阻值减少了，则流过电阻的电流量增加了。如果电流量增加了，则电阻的温度进一步升高。当流过电阻的电流超过阈电平时，可以损坏电阻。为了解决这个问题，本发明的一个方面提出了利用至少一个电容器配置的限流单元。因为如上所述提出了镇流电容器，所以提供给每个灯的电压值保持不变，同时将所提供的电压转变成灯所需要的放电电压。此外，具有小电容值的镇流电容器生成高阻抗，由此减少了灯的电流偏差。在一个示例实施例中，镇流电容器的电容在几个pF到几百个pF的范围内。

如图4所示，C1和C4是充当用于对灯放电的外部电极的镇流电容器，而且C2和C5是存在于电极和接地表面之间的电容器。C3和C6是存在于灯和接地表面之间的电容器。C7和C8是存在于电源和接地表面之间的电容器。本发明的示例实施例通过调整充当外部电极的镇流电容器，来控制要传送到灯的电压的值。

根据本发明示例实施例的并行驱动的CCFL，因为使用电容器控制要传送到灯的电压值，所以可以减少许多灯之间的偏差。这样的并行驱动的CCFL可以减少制造成本并且最小化设备故障率。

已经叙述和描述了优选的示例实施例以说明本发明的原理，但是本发明不局限于上面叙述和描述的结构和操作。本领域的那些普通技术人员应当理解：有可能在不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，进行各种改变和修改。因此，这样的适当改变、修改和等价应该全部都包括在本发明的范围之内。

Claims (18)

1、一种灯驱动设备，包括：

多个并联连接的冷阴极荧光灯(CCFL)；

第一限流单元，连接到多个CCFL以控制所提供电能的值，以辅助CCFL的放电；以及

逆变器，用于改变所提供电能的值，并且将改变后的电能提供给第一限流单元。

2、如权利要求1所述的灯驱动设备，其中，第一限流单元包括多个镇流电容器。

3、如权利要求2所述的灯驱动设备，其中，多个镇流电容器用作多个CCFL中各CCFL的外部电极。

4、如权利要求2所述的灯驱动设备，其中，镇流电容器的电容在几个pF到几百个pF的范围内。

5、如权利要求2所述的灯驱动设备，还包括：

第二限流单元，用于控制从CCFL提供的电压的值。

6、如权利要求1所述的灯驱动设备，其中逆变器包括：

变压器，用于根据控制命令改变所提供电能的值；以及

控制器，用于控制该变压器。

7、一种图像显示设备，包括：

图像显示面板，用于使用光显示图像；以及

光源，用于向该图像显示面板发射光，

其中该光源包括：

多个并联连接的冷阴极荧光灯(CCFL)；

第一限流单元，连接到多个CCFL以控制所提供电能的值，以辅助CCFL的放电；以及

逆变器，用于改变所提供电能的值，并且将改变后的电能提供给第一限流单元。

8、如权利要求7所述的图像显示设备，其中第一限流单元包括多个镇流电容器。

9、如权利要求8所述的图像显示设备，其中多个镇流电容器用作多个CCFL中各CCFL的外部电极。

10、如权利要求8所述的图像显示设备，其中镇流电容器的电容在几个pF到几百个pF的范围内。

11、如权利要求8所述的图像显示设备，还包括：

第二限流单元，用于控制从CCFL提供的电压的值。

12、如权利要求7所述的图像显示设备，其中逆变器包括：

变压器，用于根据控制命令改变所提供电能的值；以及

控制器，用于控制该变压器。

13、一种控制灯驱动设备的方法，该方法包括以下步骤：

并联连接多个冷阴极荧光灯(CCFL)；

经由第一限流单元限制流过多个CCFL的电流，其中第一限流单元被配置为控制所提供电能的值并且辅助CCFL的放电；

改变所提供电能的值；以及

将改变后的电能提供给限流单元。

14、如权利要求13所述的控制灯驱动设备的方法，其中第一限流单元包括多个镇流电容器。

15、如权利要求14所述的控制灯驱动设备的方法，其中多个镇流电容器用作多个CCFL中各CCFL的外部电极。

16、如权利要求14所述的控制灯驱动设备的方法，其中镇流电容器的电容在几个pF到几百个pF的范围内。

17、如权利要求14所述的控制灯驱动设备的方法，还包括：

经由第二限流单元控制从CCFL提供的电压的值。

18、如权利要求13所述的控制灯驱动设备的方法，还包括：

经由变压器，根据控制命令改变所提供电能的值；以及

经由控制器控制该变压器。

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