CN2800694Y - 多灯管平衡变压器及驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种多灯管平衡变压器及驱动电路，多灯管平衡变压器为一具有两个封闭磁通路径的磁芯，并分别于封闭磁通路径上缠绕有两线圈，这些线圈匝数都相同，利用线圈阻抗特性及楞次定理，让连接于这些线圈上的灯管达成工作电流的平衡。驱动电路是由多灯管平衡变压器连接多个灯管，同时使用一控制器通过一升压变压器提供电流与电压到这些灯管；再通过一连接于这些线圈与控制器的一电流检知保护电路，来检知流过这些线圈上的电流量；其中，电流检知保护电路将灯管的工作电流量转换成电压传送给该控制器，使得控制器得以控制并提供足够的功率给这些灯管使用。

Description

多灯管平衡变压器及驱动电路

技术领域

本实用新型是关于一种多灯管平衡变压器及驱动电路，特别是关于一种冷阴极萤光灯管(CCFL)的灯管均流电路中所使用的变压器及驱动电路。

背景技术

冷阴极萤光灯管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)已知是使用于液晶显示面板(LCD Panel)中做为背光模块(Backlight Module)的光源。此冷阴极萤光灯管是由一称为换流器(Inverter)的驱动电路所驱动。由于技术进步及消费者的需求，LCD面板尺寸不断增大，使得单一灯管已无法满足其照明，因而需要使用二个或更多个灯管。为了确保LCD面板的亮度均匀，必须随时调节各灯管的电流，使流经每一灯管的电流量相等。但由于冷阴极萤光灯管是高度不稳定且具有负阻抗特性等种种原因，使得灯管阻抗很难维持一致，造成各灯管阻抗改变而使电流无法达成相等。各灯管之间电流不相等，除了会使亮度不均匀外，电流太大的灯管还会减短寿命，使得各灯管间的老化速率(Aging Rate)不一致。

请参考图1，为现有技术采用二个独立的平衡变压器来平衡四个冷阴极萤光灯管电流的电路架构图。其中，控制器10通过升压变压器Tr提供灯管(L1、L2、L3、L4)发光所需的电压电流(I1、I2、I3、I4)。利用平衡变压器的线圈组抗特性及楞次定理，得以让流过灯管及线圈的工作电流达到平衡，当电流I1、I2、I3、I4相同时，流过平衡变压器T1和平衡变压器T2各线圈的电流也相等，并让电流I1、I2在平衡变压器T1和电流I3、I4在平衡变压器T2线圈上分别产生的磁动势也相等，并且相互抵消，因此，在平衡变压器T1和平衡变压器T2中并无磁通互通。

同时，平衡变压器T1和平衡变压器T2中产生的漏磁通可以各自经外侧的空气间隙完成回路，但是由于空气间隙的磁阻很高因此此回路所引致的电感效应一般可以忽略。再者，一电流检知保护电路20撷取灯管的工作电流I1、I2、I3、I4并根据这些工作电流I1、I2、I3、I4予以转换成电压传给该控制器10，控制器10根据该误差信号得以控制调整能量输出，供给L1、L2、L3、L4发光所需的电压电流。

但是上述现有技术中，只能I1、I2或I3、I4独立平衡，另外平衡变压器使用的数量会随着灯管的数量而增加，在图1中得知，若是要驱动四根灯管则需同时使用两个平衡变压器T1、T2，这不仅让整个驱动电路体积变大，同时成本也增加，并且于组装时更是浪费人力及工时。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种多灯管平衡变压器及驱动电路，通过一具有两个封闭磁通路径的平衡变压器，分别于封闭磁通路径上缠绕有二线圈，并且这些线圈匝数都相同，利用线圈组抗特性及楞次定理，得以让连接于这些线圈的灯管，其工作电流达到平衡。

本实用新型的多灯管平衡变压器连接于多个灯管，用以平衡多灯管的工作电流，其包括有：一磁芯，具有一第一侧柱及一第二侧柱，在第一侧柱与第二侧柱间设置有一中柱，且中柱分别与第一侧柱、第二侧柱形成两个封闭磁通路径；两个第一线圈分别以反方向卷绕于该第一侧柱；及两个第二线圈分别以反方向卷绕于第二侧柱；其中，该两个第一线圈与该两个第二线圈的线圈匝数相同，利用线圈阻抗特性及楞次定理，得以让流过灯管及线圈的工作电流达到平衡。

再者，本实用新型具有多灯管平衡变压器的驱动电路，是使用上述的多灯管平衡变压器连接多个灯管，同时使用一控制器通过一升压变压器提供电压电流到这些灯管；再通过一连接于该两个第一线圈、该两个第二线圈与该控制器的一电流检知保护电路，来检知流过该两个第一线圈、该两个第二线圈的电流量；其中，该电流检知保护电路将灯管的工作电流量转换成电压传送给控制器，使得控制器得以控制并提供足够的能量给这些灯管使用。

如此，本实用新型的驱动电路是使用多灯管平衡变压器而得以同时平衡多根灯管，使得驱动电路体积较现有技术为小，同时成本也跟着降低并且于组装时更是可以减少所浪费的人力及工时，以增进产业上的竞争力。

为了使贵审查委员能更进一步了解本实用新型特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为现有技术采用两个平衡变压器来平衡四个冷阴极萤光灯管电流的电路架构图；

图2为本实用新型多灯管平衡变压器动作原理示意图；

图3为本实用新型第一实施例采用多灯管平衡变压器来平衡灯管工作电流的驱动电路架构示意图；

图4为本实用新型第二实施例采用多灯管平衡变压器来平衡灯管工作电流的驱动电路架构示意图；及

图5为本实用新型第三实施例采用多灯管平衡变压器来平衡灯管工作电流的驱动电路架构示意图。

附图标记说明：

现有技术：

10  控制器

Tr  升压变压器

L1、L2、L3、L4  灯管

I1、I2、I3、I4  电流

T1、T2  平衡变压器

本实用新型：

10   控制器

20   电流检知保护电路

30   多灯管平衡变压器

301  第一线圈

302  第一辅助线圈

303  第二线圈

304  第二辅助线圈

305    第一侧柱

306    中柱

307    第二侧柱

308    第三辅助线圈

ΔV1   第一修正电压

ΔV2   第二修正电压

ΔV3   第三修正电压

L1、L2、L3、L4  灯管

I1、I2、I3、I4  工作电流

Tr  升压变压器

具体实施方式

请参考图2，为本实用新型多灯管平衡变压器动作原理示意图。本实用新型多灯管平衡变压器30包括有：一具有一第一侧柱305及一第二侧柱307，且在第一侧柱305与该第二侧柱307间设置有一中柱306的磁芯，利用中柱306分别与第一侧柱305、第二侧柱307形成两个封闭磁通路径；在第一侧柱305上分别以反方向卷绕有二个第一线圈301，在第二侧柱307上分别以反方向卷绕有二个第二线圈303，其中，该两个第一线圈301与该两个第二线圈303的线圈匝数相同，利用线圈阻抗特性及楞次定理，得以让流过灯管及线圈的工作电流(I1、I2、I3、I4)达到平衡。

本实用新型多灯管平衡变压器30中，该两个第一线圈301分别接收工作电流I1、I2，同时于第一侧柱305中产生方向相反的磁通，该两个磁通并流通于中柱306与第一侧柱305所形成的封闭磁通路径上呈现出独立的磁路。如果工作电流I1、I2平衡时，该两个磁通其磁通量大小相同、方向相反，此时封闭磁通路径上即无磁通量存在。若是电流不平衡则会于封闭磁通路径上产生磁通量。

同样地，多灯管平衡变压器30中，该两个第二线圈303同样分别接收有工作电流I3、I4，并且于第二侧柱307中产生方向相反的磁通，该两个磁通并流通于中柱306与第二侧柱307所形成的封闭磁通路径上呈现出独立的磁路。如果工作电流I3、I4平衡时，该两个磁通其磁通量大小相同、方向相反，此时封闭磁通路径上即无磁通量存在。若是电流不平衡，则会于封闭磁通路径上产生磁通量。

上述中，磁芯是由两个E字状磁芯或由一个E字状磁芯与一I字状磁芯或由两个ㄇ字状磁芯与两个L字状磁芯组成。磁芯上的两个第一线圈301分别连接有一灯管(未标示)，并接收流过该灯管的工作电流(I1、I2)，且于第一侧柱305中形成互斥的磁通。同样，两个个第二线圈303分别连接有一灯管(未标示)，并接收流过该灯管的工作电流(I3、I4)，且于第二侧柱303中形成互斥的磁通。再者，第一侧柱305与第二侧柱307上进一步缠绕有一第一辅助线圈302与一第二辅助线圈304，于灯管的工作电流(I1、I2、I3、I4)不平衡下，是分别感应产生一第一修正电压ΔV1与一第二修正电压ΔV2。

请参考图3，为本实用新型第一实施例采用多灯管平衡变压器来平衡灯管工作电流的驱动电路架构示意图。在此本实用新型是以驱动4根灯管为例来说明本实用新型驱动电路的原理，但并不局限于此。

在第一实施例中，本实用新型具有多灯管平衡变压器的驱动电路连接于多个灯管(L1、L2、L3、L4)，包括有：一控制器10，该控制器10通过一升压变压器Tr提供电压电流到这些灯管(L1、L2、L3、L4)；一多灯管平衡变压器30，其结构及动作原理是如图2所述，多灯管平衡变压器30上以反方向所卷绕的二个第一线圈301与二个第二线圈303是分别对应连接于这些灯管(L1、L2、L3、L4)，用以取得流过的工作电流(I1、I2、I3、I4)，及一电流检知保护电路20，分别连接于两个第一线圈301、两个第二线圈303与控制器10，用来检知流过两个第一线圈301、两个第二线圈303的电流量。其中，电流检知保护电路20将灯管(L1、L2、L3、L4)的工作电流量转换成电压(I1、I2、I3、I4)传送给该控制器10，使得控制器10得以控制并提供足够的电压与电流(I1、I2、I3、I4)给这些灯管(L1、L2、L3、L4)使用。

本实用新型具有多灯管平衡变压器的驱动电路，是利用多灯管平衡变压器具有相同的线圈匝数，通过线圈阻抗特性及楞次定理，得以让流过灯管(L1、L2、L3、L4)及线圈的工作电流(I1、I2、I3、I4)达到平衡。同时，两个第一线圈301分别连接有一灯管，并接收流过该灯管的工作电流，且于第一侧柱305与中柱306形成的封闭磁通路径中产生互斥的磁通。两个第二线圈303分别连接有一灯管，并接收流过该灯管的工作电流，且于第二侧柱307与中柱306形成的封闭磁通路径中产生互斥的磁通。该两个封闭磁通路径让第一线圈301与第二线圈303所产生的磁通量得以分开且独立形成磁通回路，而不互相干扰，以达到保护灯管效果。

配合图3，请参考图4，为本实用新型第二实施例采用多灯管平衡变压器来平衡灯管工作电流的驱动电路架构示意图。在此本实用新型是以驱动4根灯管为例来说明本实用新型驱动电路的原理，但并不局限于此。

第二实施例与第一实施例差异处是在于，第二实施例进一步包括有一第一辅助线圈302卷绕于该第一侧柱305，第一辅助线圈302连接于电流检知保护电路20，是在这些灯管工作电流不平衡下，感应产生第一修正电压ΔV1，并传送到电流检知保护电路20。同时进一步包括有一第二辅助线圈304卷绕于第二侧柱307，第二辅助线圈304连接于电流检知保护电路20，是在这些灯管工作电流不平衡下，感应产生第二修正电压ΔV2，并传送到电流检知保护电路20。

本实用新型具有多灯管平衡变压器的驱动电路，是使用上述的多灯管平衡变压器30连接多个灯管(L1、L2、L3、L4)，同时使用一控制器10通过一升压变压器Tr提供电压电流到这些灯管(L1、L2、L3、L4)；再通过一连接于该两个第一线圈301、该两个第二线圈303、第一辅助线圈302、第二辅助线圈304与控制器10的一电流检知保护电路20，来检知流过两个第一线圈301、两个第二线圈303的电流量(I1、I2、I3、I4)及第一修正电压ΔV1、第二修正电压ΔV2；其中，该电流检知保护电路20将灯管(L1、L2、L3、L4)的工作电流量(I1、I2、I3、I4)量转换成电压传送给该控制器10，使得控制器10得以控制并提供足够的电压与电流给这些灯管(L1、L2、L3、L4)使用，并于这些灯管工作电流不平衡下，达到保护灯管效果。

配合图3，请参考图5，为本实用新型第三实施例采用多灯管平衡变压器来平衡灯管工作电流的驱动电路架构示意图。在此本实用新型是以驱动4根灯管为例来说明本实用新型驱动电路的原理，但并不局限于此。

第三实施例与第一实施例差异处是在于，第三实施例进一步包括有一第三辅助线圈308卷绕于中柱306上，第三辅助线圈308连接于该电流检知保护电路20，是在这些灯管工作电流不平衡下，感应产生一第三修正电压ΔV3，并传送到电流检知保护电路20。

本实用新型具有多灯管平衡变压器的驱动电路，是使用上述的多灯管平衡变压器30连接多个灯管(L1、L2、L3、L4)，同时使用一控制器10通过一升压变压器Tr提供电压电流到这些灯管(L1、L2、L3、L4)；再通过一连接于两个第一线圈301、两个第二线圈303、第三辅助线圈308与控制器10的一电流检知保护电路20，来检知流过两个第一线圈301、两个第二线圈303的电流量(I1、I2、I3、I4)及第三修正电压ΔV3；其中，该电流检知保护电路20将灯管(L1、L2、L3、L4)的工作电流量(I1、I2、I3、I4)量转换成电压传送给该控制器10，使得控制器10得以控制并提供足够的电压与电流给这些灯管(L1、L2、L3、L4)使用，并于这些灯管工作异常下，达到保护灯管效果。

如此，本实用新型的驱动电路是使用多灯管平衡变压器而得以同时驱动多根灯管，使得驱动电路体积较现有技术为小，同时成本也跟着降低，并且于组装时更是可以减少所浪费的人力及工时，以增进产业上的竞争力。

以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施例，但本实用新型的特征并不局限于此，任何熟悉该项技术的人在本实用新型的领域内，可作任何的改动或修饰，都涵盖在本实用新型的权利要求保护范围内。

Claims (19)

1.一种多灯管平衡变压器，连接于多个灯管，用以平衡多灯管的工作电流，其特征在于，包括有：

一磁芯，具有一第一侧柱及一第二侧柱，在第一侧柱与第二侧柱间设置有一中柱，且中柱分别与第一侧柱、第二侧柱形成两个封闭磁通路径；

两个第一线圈，分别以反方向卷绕于该第一侧柱；及

两个第二线圈，分别以反方向卷绕于该第二侧柱；

其中，所述的两个第一线圈与两个第二线圈的线圈匝数相同，利用高线圈阻抗特性，得以让流过灯管及线圈的工作电流达到平衡。

2.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，所述的两个第一线圈分别连接有一灯管，并接收流过该灯管的工作电流，并且于第一侧柱中形成互斥的磁通。

3.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，所述的两个第二线圈分别连接有一灯管，并接收流过该灯管的工作电流，并且于第二侧柱中形成互斥的磁通。

4.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，所述的磁芯是由两个E字状磁芯组成。

5.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，所述的磁芯是由一个E字状磁芯与一I字状磁芯组成。

6.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，所述的磁芯是由两个ㄇ字状磁芯与两个L字状磁芯组成。

7.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，还包括有一第一辅助线圈卷绕于所述的第一侧柱，在灯管的工作电流不平衡下，可感应产生一第一修正电压。

8.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，还包括有一第二辅助线圈卷绕于所述的第二侧柱，在灯管的工作电流不平衡下，可感应产生一第二修正电压。

9.如权利要求1所述的多灯管平衡变压器，其特征在于，还包括有一第三辅助线圈卷绕于所述的中柱，在灯管的工作电流不平衡下，是可感应产生一第三修正电压。

10.一种具有多灯管平衡变压器的驱动电路，连接于多个灯管，其特征在于，包括有：

一控制器，通过一升压变压器提供电流到这些灯管；

一多灯管平衡变压器，具有一第一侧柱、一第二侧柱及在该第一侧柱与该第二侧柱间设置的一中柱，第一侧柱上以反方向卷绕有两个第一线圈，第二侧柱上以反方向卷绕有两个第二线圈，且该中柱分别与该第一侧柱、该第二侧柱形成两个封闭磁通路径；及

一电流检知保护电路，分别连接于该两个第一线圈、该两个第二线圈与该控制器，用来检知流过该两个第一线圈、该两个第二线圈的电流量；

其中，所述的电流检知保护电路将灯管的工作电流量传送给控制器，使得控制器得以控制并提供平衡的电流给这些灯管使用。

11.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，所述的两个第一线圈与该两个第二线圈的线圈匝数相同。

12.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，所述的两个第一线圈分别连接有一灯管，并接收流过该灯管的工作电流，并且于第一侧柱与中柱形成的封闭磁通路径中产生互斥的磁通。

13.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，所述的两个第二线圈分别连接有一灯管，并接收流过该灯管的工作电流，并且于第二侧柱与中柱形成的封闭磁通路径中产生互斥的磁通。

14.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，所述的磁芯是由两个E字状磁芯组成。

15.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，所述的磁芯是由一个E字状磁芯与一I字状磁芯组成。

16.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，所述的磁芯是由两个ㄇ字状磁芯与两个L字状磁芯组成。

17.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，还包括有一第一辅助线圈卷绕于所述的第一侧柱，该第一辅助线圈连接于所述的电流检知保护电路，在这些灯管工作异常及电流不平衡下，感应产生一第一修正电压，并传送到该电流检知保护电路。

18.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，还包括有一第二辅助线圈卷绕于所述的第二侧柱，该第二辅助线圈连接于所述的电流检知保护电路，在这些灯管工作异常及电流不平衡下，感应产生一第二修正电压，并传送到该电流检知保护电路。

19.如权利要求10所述的具有多灯管平衡变压器的驱动电路，其特征在于，还包括有一第三辅助线圈卷绕于所述的中柱，该第三辅助线圈连接于所述的电流检知保护电路，在这些灯管工作电流异常及不平衡下，感应产生一第三修正电压，并传送到电流检知保护电路。

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