TWI282711B - Inverter circuit for surface light source apparatus - Google Patents

Description

1282711 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於日本專利公開公 特願第 2004 — 003740號，且有關於冷陰極螢光管、 W砟電極冷陰極管、 見虹燈等放電管用反相器電路，及利用多々 數该寺放電燈來發 尤之电力大的面光源裝置用反相器電路。 【先前技術】 &近年來’隨著液晶電制背料面光源㈣多數冷陰 極& ’因此’需要高壓電容的反相器電路。 -般而言’高壓電容的反相器電路可藉由增大昇壓變 壓器及其驅動電路來實現’但是’在高壓電容的反相器電 路中，即使是些微的電力漏失，也會牵涉到大的發熱，因 此’需要高效率的反相器電路。 。本發明之發明人在日本專利公開公報特許帛2733817 號中’提出以昇壓變壓器之二次電路共振且減少流向一次 線圈的勵磁電流，並利用可改#力率之效果的漏泡磁束型 反相器電路，作為高效率之反相器電路。 過去，以反相器電路之小型化、高效率化為目的，採 用上述電路作為筆記型電腦用反相器電路，但是，該等筆 忑型電腦用反相裔電路的每一根冷陰極管皆需要一個漏洩 磁束型鉍壓為及二次共振電路，又，其電力最大達到5W。 另一方面’液晶電視用背光等面光源係使用多數冷陰 極管，因此，反相器電路也需要增強電力。 ： 又’雖然提出很多高壓電容的多燈面光源用反相器電 1282711 盗電路常用的集極共振 降低反相器電路整體的 極管配置一個小型的漏 路，但是，也可並列多數過去反相 型電路。又，在該等例子中，為了 成本，可在如圖2所示之兩根冷陰 洩磁束型變壓器。 _另一方面，如日本專利公開公報特許第27遍7號所 不，一次電路共振在追求高效率時是有效的，但是，由於 共振型電路在-次線圈電路也有共振電路，因此，該等妓 振電路會互相干擾，而非常不易調整電路常數。 、 自於共振型電路的原理係利用流向-次線圈的勤 作為—次共振電路的共振電流，因此，在藉由共振 型電路來實現日本專利公 ^ A開A報特蜂第2733817號發明時 最的改善效果利用到某種程度。因此，也常用 取、，S 了減少勵磁電流之他勵型電路等。 ’無論如何，料反相器電路不過是與冷陰極管 二成正比’來配置多數筆記型電腦用等所使用之小型 :”、反相器電路的反相器電路；且反相器電路是複雜的 在円壓電容之面光源用反相器電路中，電路上最需要 成本的是昇壓變麼器及驅動電路，因此，一 昇：變厂堅器及驅動電路會成為提高反相器電路整體成本的 原因。 昇二=然必須藉由增加放電管用反相器電路之前述 ,、告 的電力，來減少昇壓變壓器及驅動電路的個數 、 反相為电路之低成本化，但是，會有不易並聯地 1282711 驅動冷陰極管的問題。 . 這是因為冷陰極管具有電流增加則電壓下降之負電阻· 特性，因此，即使並聯地驅動冷陰極管，一旦並聯電連接 之/、中冷陰極管亮燈，則最先亮燈的一根冷陰極管的管 電壓會較並聯電連接之其他冷陰極管的管電壓低，如此一 來，會發生最先亮燈的一根冷陰極管以外的冷陰極管全部 不亮的現象。

關於上述問題，如圖3所示，本發明之發明人已在曰 本專利公開公報特願第2〇〇4_〇〇374〇號中提出穩定而並聯 地驅動多數冷陰極管的方法，又，也提出了外部電極冷陰 極管（EEFL)等可並聯地亮燈之冷陰極管。 右 另一方面，若要並聯地驅動多數冷陰極管，則需要月 以驅動該等冷陰極管之大電力昇壓變塵器。在如冷陰極, 需要高電里之放電管用反相器電路中，基於以下所：的: 由，不易增加昇壓變壓器的電力。 :形狀大型化，於此’-定要增加厚度，但是，由於; 晶用背光中要求小型化，特別是薄型化，因此，有一黑 度的形狀都是不可以的。 、 ’ $很大的作用， 且磁路截面積與磁路長度的關係—定要維持固定的 因此，形狀需要受限。特別是在追求薄型化上… 路截面積，必須增長磁路的長度，心卜_目較:磁 1282711 的Γ題。附帶—提的是，「漏電感」之用語是由日本電 =書猎等來定義的用語，其和藉由jis測定法所 由於同-用語分別用在不同的東西，因此，分: 、、乍漏電感Ls(JIS)與漏電感Le(日本電學會）以示區別。上 述一漏電感可藉由數學式相互變換。 又，該等數值之間有下列關係。 漏電感Le(曰本電學會）為— ^ 又，相互電感Μ為M=k · Lo 漏電感 Ls(JIS)為 + ~—I—

Le Μ 即’隨著漏電感（日本電學會）Le變大，漏電感⑽& 也曰又大。於此，Ls是構成二次線圈之共振電路的重要參 數0 又，當欲構成日本專利公開公報特許第2733817號之 冋效率電路時，漏電感（JIS)Ls對放電管之阻抗△宜大致成 為下述關係。 'H叫 即，當漏電感（JIS)Ls之反相器電路動作頻率的電抗與 放電管阻抗大致相等或略小時，可實現高效率的反相器電 路。該關係式不僅適用於小型的筆記型電腦用反相器電路 ’亦適用於大型的面光源用反相器電路中。 因此’隨著面光源大電力化，若並聯地驅動多數冷陰 極管，則放電管阻抗會變成冷陰極管的阻抗除以冷陰極 管的數量，而成為極小的值。但是，當漏電感（JIS)LS舆Zr 1282711 的關係為反相器動作4玄， 作頻率之漏電感（JIS)Ls的值與Zr相等或 略小的關係時，則可每一 、 J貝現咼效率的反相器電路，此意味著 大電力反相器電路用辦廢。 用文壓益所需要之漏電感（JIS)Ls的值必 須是小的值。 但是，實)^ μ ^ 不，右為了符合液晶背光用所需的薄型形 狀而限制昇壓變壓哭沾V^ 又&為的形狀，則如上述說明所示， 電感（JIS)Ls的值一定亜士 m ^ 疋要大，因此，所謂薄型且大電力用變 壓器的設計會非常困難。 & 另方面，另一個著眼點在於二次線圈上產生之行 的速度也很重要。首务 + ^ 先卩現耆大電力化，變壓器的形狀合 變大’然後，二次綠固A 曰 、、、圈9自，、振頻率會變低。在冷陰極瞢 用反相器電路中，-々綠 、、 一久線圈的自共振頻率與昇壓有關，且 成為重要的因素，其詳細說明如下。 若加入分佈電容所產生的影響加以詳述，則變壓 線圈會成為如目4所示之分佈常數狀。在電力機器講：5 變壓器（日刊卫業新聞社刊）中詳細地解析線圈之分佈常數性 所產生的影響作為對f力關壓器之電纽的破壞對策， 根據該文獻’可知變壓器的線圈構成具有特定的分佈常數 之延遲電路。該性質如同冷陰極#料壓變壓器中之二次 線圈，=捲上多數極細的線時，該影響會非常顯著。人 ，在實際的冷陰極管用昇壓變壓器中，二次線圈的 ¥數性會出現在自共振頻率前 集用平刖傻或較其更咼的頻率。 二次線圈形成延遲電路’因此，如圖5至圖7所示，從二 次線圈中之一次線圈附近至雜 仗一 人線圈中遂離一次線圈的部 1282711 分會發生能量的傳達延遲現象，此係所謂恤糾或調 相現象，且稱為相位逐漸延遲之現象。調相之用語在馬達 領域中是眾所皆知的。 ，

又，本發明之調相現象係在由平成8年度（西元娜年 )通商產業省關東通商產業局之輔助研究來認定時，由電子 技術綜合研究所(現為產業技術综合研究所)命“「調相型 變壓器」。該調相現象的結果係如圖8所示，二次線圈中之 -次線圈附近之：次線圈的f流相位成為與—次線圈的電

目位相近的關係’且在—次線圈中所產生的許多磁束會 貝入一次線圈，因此形成密_馬合部。 / 又’該構造在二次線圈之漏電感⑽)Ls與二次側之電 容成份產生共振之頻率附近會顯著地產生，且不會發生= 共振的情況。 因此，在發現密耦合與疏耦合之構造上，二次線圈之 漏電感（;IS)Ls與二次側之電容成份產生共振是必要的條件 又，二次線圈中遠離-次線圈的部分之電流相位成為鲁 較-次線圈之電流相位延遲的關係，結果，許多磁束會從· 二次線圈上漏洩，因而形成疏耦合部。在該疏耦合部中， 如圖8所示’由於從—次線圈貫人的磁束幾乎全部漏茂， 因此’與過去的漏茂磁束和漏浅方法不同，雖然具有相同 的漏電感值’但是’在疏搞合部中’漏茂磁束較以前多， 而產生所謂極端的漏洩磁束。（參閱圖5至圖8的例子中， 不僅100%以上漏浪’也發± 35%之逆相位的磁幻該磁束 10 1282711 漏心見象與過去的漏浅磁束不同。作為參考，如圖 顯不過去的變壓器中之磁束漏洩的情況。 斤不 :，基於該相位之延遲現象，在分怖常數性' μ口唬具有固疋的傳播速度，因此，在與 率之關係下具有固定的波長。該傳播速度在冷陰極^ 刪路之變壓器中為編秒。結果，在反相器電路之； 的二次線圈會產生行波。若將該行波之波長設為/ 則當…之波長與二次線圈捲線轴之物難長度—2’ 如圖10所示，會產哇士 π 守’ 同天線之共振或音響的共鳴箱 振現象。此時，由於所謂"4λ之共振頻率為二次線圈之自、 共振頻率本身，因此，藉由測量變壓器二讀圈 頻率，可得知1/4又之共振頻率。 、振 不過’麵在概略的知識中認為變換比愈大，變^ · 之=比則愈大，但，若詳細地觀測，在接近自共振頻； =…中並非如此。自共振頻率為二次線圈之自電感盘二 :人線圈之分佈電容（線圈間之寄生電容)的共振頻率，而變= 頁示最大的昇麼作用是在自共振頻率與反相器之動作頻_ 率相等的頻率時，即，為1/4又之共振頻率。 並且，當自共振頻率較反相器之動作頻率低時 器會隨之失去昇壓作用，再者，當自共振頻率變成 :動作頻率的-半時，會產生完全無法昇壓的現象。即； 土 1/2 λ之共振頻率中，相較於—次線圈附近的電流相位， 通離-次線圈之遠距離的二次線圈所產生的電流相位會延 遲180度，且成為逆相位。 1282711 即，由於在過去的知識中認為只要增加圈數比即可得· 到昇壓比，因此，許多在發明所屬領域具有通常知識者Z · 面對昇壓比不足的指摘時會藉由捲繞更多_ 該問題。 更夕-- 人線圈來解決 ，然而’此情形牽涉到過度捲、 繞二次線圈的問題，且多-^會發生二次線圈之自共振頻率過低的狀況。並且，很^ 日守候不官過度捲繞二次線圈是否反而阻礙了昇遷比，由於 無法得到昇屢比，因此，捲繞更多二次線圏來得到昇屢比 ’結果’二次線圈的圈數會變得過多，且自共振頻率會更❿ 加下降。結果’會陷入逐漸阻礙昇產比的容牲循環。因此 ’變壓器二次線圈之自共振頻率在冷陰極管用昇壓變㈣ 中具有重要的意義，必須注意自共振頻率不能太低。。 另一方面’從結合係數方面來看，藉由增加變壓器之 二次線圈的分段數，可提高—些自共振頻率，但，設^ 數分段數意味著結合係數會變小，且漏電感會變大。夕 /在大電力用反相器電路中v由於所驅動之電荷的阻抗 很低，因此，在大電力用變壓器中，漏電感也必須盥電荷 成比例而變小。因此’在增加分段數上會有限制。結果， 變壓器的形狀愈大，自共振頻率必然也會下降，因此 大電力變壓器中’為了控制漏電感不能太大，且，為了Γ 到高自共振頻率的變壓器，必須滿足互相矛盾的條件^ 此一來，設計會變得更困難。 ， 又，變壓器之二次繞 、、、圈為刀佈吊數性，且構成延遲電 路，因此’根據高頻傳送電路的理論，也會具有特性阻抗 12 1282711 。於此’為了產生理想的密耦合 由變壓1 爪獨口之構造，必須整合 由艾“之捲線軸的尺寸與磁芯的截面積、 圈的捲繞方法所決定的特性 、 及一认線 , 叫與放電管電荷之阻抗。 右未進行阻抗整合，則會產 相的延遲㈣, 生反射波，且無法得到理 心的L遲波形，而產生駐波，因 _ ; 洩會不固定，结果，益法、隶 一 _人、、、圈上的磁束漏 小限度的理想條件。去達成瑕終要將磁怒損失減少至最 磁42力用變壓器中’為了減少發熱，必須將銅損與 速：(:p /至取小限度，但，同時滿足漏電感、行波之 真：卜、頻率)、特性阻抗3個條件原本就不易，若 有产# 2達成㈣化的條件，則設計可料滿足該等所 有ir、件的變壓器會愈顯困難。 另-方面’至今已試過好幾次藉由並聯地電連接多數 變壓器來實現昇壓變壓器之高能化。 如圖18所示為日本專利公開公報特開第测 號所揭示的例子，且顯示脈衝驅動之放電管的例子。 此時’藉由並聯地電連接一次線圈與二次線圈，以作 為用以驅動脈衝驅動放電管之變壓器，並實現大電力昇壓 電路，特別是在脈衝變壓器時，會要求漏電感的值為特別 小的值’這是因為漏電感值大則無法供給_大之快速的 脈衝之故。 然而，-般而言，在並聯地電連接磁束漏茂極少的變 壓器時’會因為變壓器各自的特性不均，導致電流在變壓 器之二次線圈中互相流動，而使效率低劣，並且發熱。因、 13 1282711 此，日本專利公開公報特開第編—138〇97號之揭示例中 則利用變壓器之二次線圈具有的電阻成分，使電荷在各變 壓器之間均勻地分散。 即，在該變壓器之並聯電連接中，需要用以並聯電連 接之電抗。若電抗不足，則分散至各變壓器的電荷會不均 勻”連接多數Μ壓器時，會變成電荷僅集中在 變壓器。 又，在構成電阻之電抗時，必須考慮焦耳熱發熱所造 成的效率降低等問題。 方面田如〆令陰極管之驅動，以40ΚΗζ至1 〇〇ΚΗζ 之正弦波進行驅動時，為了得到用以並聯電連接之電抗， 需要較脈衝驅動大的漏電感值。過去，在驅動冷陰極" ，多半串聯地使㈣定電容器作為鎮定用電抗，但，此時 的幵愚ua中並未利用日本專利公開公報特許第⑴ 號之二次側電路的共振，此時所使用之變屢器是漏電感值 小的變麼器，且比本來更不適合並聯連接，同時，未進行 共振時之變麼器的變換比會直接反映在昇塵比，因此，為 了並聯電連接’必須嚴格地管理昇麼比，以達成不會出現 不均的目的。 如圖19所示是日本專利公開公報特開平第1〇—㈣9 號所揭==聯連接的例子，此時是漏電感值小的變壓器 又 人电路並未共振。此時，在並聯地電連接變壓器 之各二次線圈時，互相流動的電流會變多，而且會發熱。 因此’當欲藉由漏電感少的變塵器來得到並聯電連接 14 1282711 之構造時，若不如圖2〇所示透過鎮定電容器來並聯電連接· ’則不易實現實用的反相器電路。 【發明内容】 □此本發明欲解決之問題點在於不易以一個大變壓 器來實現大電力用變壓器’因此，藉由將變壓器分割為多 數小型或中型變壓器、，且使其互相電連接，來實現等同於 大型變壓器之大電力用變壓器。 —又，在維持變壓器之發熱少的效果下，在大電力放電 官用反相器電路中，亦可實現在小型反相器電路中可實現 =漏“束型變壓器之二次側電路作為分佈常數性的供 電電路’且在二次側電路之電容成分與漏電感之間構成共 振電路，以獲得高效率的方法。 再者，藉由並聯地電連接多數變壓器，可作為一個大 =變壓器來動作，藉此，可增加條件選擇的範圍，且可 形狀等許多條件。/又（、振頻率）、特性阻抗、厚度 =當變壓器的磁芯形狀如jis標準形狀或 ΓΓ 型磁芯般，利用磁芯截面積大，且相較之下 磁路較短之磁芯形 用的自共振頻率。'，亦可得到充分的漏電感值及實 可 時 而且，當使用磁路較磁 藉由斜繞變壓器之二次線圈 減J漏電感值。 芯截面積長之磁芯形狀時， ’來維持高自共振頻率，同 電❹且分佈電容少之捲線方式組合 15 1282711 二：加條件選擇的範圍’且儘可能同時滿足漏電感、行 …又（自共振頻率）' 特性阻抗、厚度形狀等許多㈣。 、於t，本發明係提供—種放電管用反相器電路，包含 磁：連：之中心磁芯、一次線圈及分佈常數性之二次線圈 :=器。該二次線圈側產生之漏電感與二次線圈分佈電 近接近導體之放電管周邊產生之寄生電容之間構成 電路的一部分，且該共振電路共振，藉此，該二次線 圈具有多數包含密耗合部分與疏輕合部 壓變壓器，以使多數放電管並聯亮燈，又，該密麵二: 之磁相位與前述—次線圈接近，並貫人在前述-次線圈下 所產生的多數磁束’且磁性地緊絲合，並位於前述一次 、’在圈附近’另’刖述疏耗合部分之相位較前述—次線圈下 的磁相位延遲’且在前述-次線圈下所產生的多數磁束漏 减，並且遠離前述一次線圈而磁性地疏耦合。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 、下配a參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚 的呈現。 如圖1所示，是本發明之一較佳實施例，且以等效電 路表不變壓器。由於變壓器不理想，因此有漏洩磁束，而 由該漏洩磁束所構成之電感則為漏電感。 明格配圖11〜16所示，漏電感與將抗流線圈插入.變壓 為之輸出的電感等效，且以1^11〜1^13及1^21〜1^23表示 。亥漏電感。又’雖然未記載二次線圈之自電感L〇1〜L〇3，但 16 1282711 ，其為串聯地合成相互電感M1〜M3與Le21〜Le23之值。 、Cwl〜Cw3為二次線圈的分佈電容，且與二次線圈之自 電感-起構成自共振解fp。又，Xd為用以使冷陰極管並 聯亮燈之分流電路，且配合冷陰極管的特性適當地插入。 Csl Csn為冷陰極管周邊所產生的寄生電容，為用以調 整共振頻率之補助電容。 该貫施例中，並聯地電連接3個變壓器之二次線圈 。結果，漏電感Lel、Le2成為Lell〜Lel3及_〜_， 口成CWl CW3而成為Cw= 3Cwl。又，由於二次線圈之 自包感Lo也&成1/3，因此，由Cw及所構成之自共振 頻率&不會改變。又，冷陰極管的⑶―&全部加起來變 成Cs。又，阻抗z與冷陰極管的數量成反比。 、即，當必須使面光源成為大電力且並聯地電連接多數 冷，極管時，由於增加所需之變壓器的數量，因此，不奋 破壞變壓器之二次線圈的參數與放電管之阻抗或寄生電： /關係且可成正比或反比，因此，若擴張其原理， 則…、順夕大電力的面光源皆可應對。 本發明的本質在於二次線圈側，且並聯地電連接 該等二次線圈，因 、 口此次線圈側的連接不限於本實施例 。可連接於不同的驅動電路，也可並聯或串聯地電連接 著即使如上所述地連接，由於並聯地合成變 的個數，因此，—4 μ 1态 人線圈的特性阻抗不會對二次線圈上之 灯/皮的速度造成影塑 风〜胃，且亦可降低特性阻抗。即，並聯地 17 1282711 且可作出為了成 ’電連接變壓ϋ不會成為產生駐波的原因 為放電管之阻抗而整合的特性阻抗。 並且，過去在使用稱作Ε ^ ^ (Μ ^ ^ ^ 1或ΕΕ型之JIS標準形狀的 ^ ^ 、、、° 口係數會過大，因此，不易得 到本發明的作用效果。即， 人在鉍u 攸U=k. L〇的式子可知，結 曰係數k過大，則Le合太A 蛛 m 。d而，當二次線圈較過去更 、，，田，且捲繞多數二次線圈 正比地變大，因此，可得_^ L°、，則1"也會與其成 只用的漏電感Le或Ls的值。 ^另一方面，若是JIS標準型形狀’則自共振頻率fp會 過♦，因此，必須降低該自 # f 目，、振頻率fp。欲降低自共振頻 =可：由增大間隙來降低實效透磁率，並捲繞更多二 線圏^少分段數來實現。但，若減少分段數，則 線圈之耐壓會下降，而每 员用。無言两如何，若是JIS標準型 Α θ兹〜I狀’則㈣器的厚度必然會過大，因此， ^市場要求’且不易製作某種程度以上的大變壓器作 為冷陰極管亮燈用變壓哭， 夂尽―因此，終究以中型以下的尺寸. ^ 、接多數才是有效的實現方法。 丨 f一方面’在大電力用變麼器中，若要使變塵器之尺 4付合市場要求’則會成為扁平形狀’且相對於磁芯 ，:積丄磁路的長度會過長’此時，結合係數會太低。又 於貫效磁透率低’因此，必須施加多數線圈，且自共 頻率也會變得過低。若欲提高自共振頻率而增加分段數 ，則漏電感會變得過大。 口此’為了解決上述問題’由美國專利公開公報特許 18 1282711 仍雇/襲538或日本專利公開公報特許第27讓1號及 a本專利公開公報特許第272號可知，如第17圖所示 ，斜繞二次線圈，且與本發明之1 1態樣至第4態樣組合 也是有效的實現方法。 \根據該方法，可提高自共振頻率，又，亦可提高結合 係數’因此，即使為扁平形狀，亦可擴大條件選擇的範圍 ，且可自由設計。 每本發明疋可達成市場要求的厚度1〇随至心瓜以下且 Λ現40W至6GW級之大電力用變壓器的唯—方法。 此外’本發明可得到高效率的理由，如下所述。 本發明中，所謂放電管是以冷陰極管為中心來敘述， 2於對具有類似特性的放電管而言可直接應用，因此’普 ί:冷陰極管作為放電管來說明。本發明之放電管用反相 =中所謂昇壓變壓器之二次側電路的電容成份係如 雷敗二次線圈產生的寄生電容cw與配線或分流 補 a S周邊產生的寄生電容Cs，加上補助性增加之 補助電容Ca的總和值。為 需要接近放電管之導體且生放電管之寄生電容，因此 導體的距離。 ’ &須正確地規定放電管與接近 振藉由該等二次側電容與昇壓變壓器之漏電感⑽）Ls丘 圖12所示，構成包含變㈣之3端子等效電路之

且在該共振頻率附近的頻率中使反相器電路動 ^ 籍此，如圖1 3脱- X 勵磁電流變少之領域，不 因此生從變產器一次側來判斷之 ^ 口此，可加以利用。勵磁電流變少 19 1282711 次線圈之勵磁電流會 反相器電路之變換效 即為力率獲得改善。結果，變壓器— 減少，且銅損會減少，因此，可提高 率。 入 、 纟/條件下’右k;壓@ :次線圈之自共振頻率接 近反相器電路之動作頻率的—倍至三倍以了，則二次線圈 會=顯地㈣出分佈常數性之延遲現象，而產生二次線圈 中遂離-次線圈之部分的相位較二次線圈中—次線圈附近 的相位延遲之所謂Phase-Shift(調相）現象。 若產生該Phase-S識(調相）現象，則來自變壓器二次線 圈下之磁芯的磁束漏茂會分散至二次線圈側之磁芯全部， 因此’磁芯損失會減少。附帶—提，過去的漏⑨磁束型變 虔器中的磁束漏浅在-次線圈與二次線圈的交界處會大量 漏汽’因此，磁束漏浅部分的磁芯損失會變大，且發敎合 集中。 ^

接著，當將分佈常數性之二次線圈視為傳送路時，從 延遲線之反料可知，在未整合傳送路之特性阻抗與終端 電荷時’會發生反射’且產生駐波。由於該駐波對磁芯損 失的平均化有害，因此，應盡量減少。此時，肖由使分佈 常數性二次線圈的特性阻抗與電荷的阻抗一致，則不會出 現反射波，且可產生均等的Phase_Shm(調相）現象 '，故二得 到理想的禮輕合/疏麵合之構造。 、 又’在變壓器之二次線圈與-次線圈的關係中，藉由 構成附近部與遠端部，則所產生之行波會從附近部㈣端 部前進，且減少由-次線圈產生的磁束從遠端部朝附近部 20 1282711 前進之成分以極力防止駐波的產生。 · 又’為了補助本發明之構造中的密耦合，首先，磁芯· 形狀宜為I/O型形狀，且中心磁芯宜為一根棒狀磁芯。 再者，當磁芯基於製造上的方便而分割成EE型，且之 後在組裝步驟中接合時，宜僅可能沒有間隙地接合中心磁 芯，且磁性連接。 又，即使與JIS標準磁芯形狀相近，為磁路較磁芯截面 積短的磁心形狀，只要捲繞多數較過去的反相器電路細很 多的線，則即便結合係數很高，亦可實現大漏電感值。 < 另，所謂「磁性連續」意指沒有故意設置的大間隙。 在磁芯形狀利用EE型磁芯之變壓器中，由於在故意設有中 〜間隙且在二次線圈下的磁芯可看到分裂之構造中，會阻 礙山耦口的構造，因此，變成愈改愈壞，而不甚理想。 ^ ^中〜間隙的目的是增加漏洩磁束且增大漏電感 值但，就本發明之實施而言，該觀念是錯誤的。在實施 本發明日夺，宜盡量縮小中心間隙，且由於磁芯材料的# iac 不穩定，因此，應限於作為使其穩定之目的的程度。並且< ^二次線圈的調整要領是固定間隙，且施加一次線圈與二 /、、友圈接著，使一次線圈短路，並測量二次線圈之漏電 感（JIS)Ls ’且判斷其大小，來增減二次線圈的圈數，以 整漏電感值。 κ ;、、〈、而"亥等作用在如圖14所示之小型磁芯形狀的變壓 μ中已可輕易地實現，但是，以一個大的變壓器來實現該 等作用從上述理由來看是不容易的。 21 1282711 因此，藉由並聯地電連接多數已可實現該等作用之小 型乃至中型的變壓器，可剛好 ]f如同變成一個大變壓器來動 作。 ▲茶閱圖15所示’是並聯地電連接變㈣之二次線圈， 忒圖中’ ΤΙ、T2、T3 4以適用如開關驅動等以低阻抗來驅 動時之逆L型等效電路記下的變壓器，Lsi、[a、為二 次線圈側之漏電感（JIS)。 b來可並如地合成各個變壓器所具有的漏電感

⑽）’且該值成為各個變壓器所具有的漏電感值除以變壓 器之個數的值。 #如此一來，若各變壓器之漏電感大致均等，則流向電 荷之電流會分散至各變壓器，因此，電荷會分散.，又，發· 熱會分散至各個變壓器，且放熱面積也會變大。 _ 另一方面，由於即使並聯地電連接多數線圈，變壓器 之二次線圈的自共振頻率也不會改雙，因此，在二次線圈 上刖進之行波的速度也與各個變壓器具有的值相同，又， 幵壓比也不會改變。並且，分佈常數性二次線圈具有的特_ 性阻抗會成為除以變壓器之個數的值。 總合上述’若如上所述地電連接變壓器，則可變換之 電力會成為加算各變壓器具有的能力之值。由此可知，並 耳外地電連接多數變壓器，可輕易地實現一個變壓器不易實 現之大電力變壓器。 又’在大電力反相器電路中，當變壓器之高壓電容不 足時’藉由並聯地電連接數量對應該不足之小型或中型變 22 1282711 壓器，可以與大電容變壓器等效之變壓器來動作。 _ 又，另一方面，由並聯亮燈電路所合成之冷陰極管的· 阻抗等於並聯地合計之阻抗。並且，因為並聯亮燈電路而 在冷陰極管周邊產生的所有寄生電容成為合成的值。 在寄生電容與冷陰極管的數量成正比且成為加算的值* 卜如上所述5成變壓器之漏電感和特性阻抗與變壓* ‘ 器的個數成反比且成為小的值意味著由二次側電路之電容二 成分與昇壓變壓器之漏電感所構成的共振頻率不會有太大 的變動’又，意指冷陰極管之合成阻抗與變壓器二次線圈籲 之特性阻抗的關係也不會有太大的變動。 / 即，意味著如圖16所示，在漏電感（JIS)與二次側電路 之窄容成分之間構成之包含冷陰極管電荷之共振電路成為· 非常簡單的構造。由此可知’可繼續維持日本專利公開公 報特許第2733817號中在筆記型電腦用中實用的作用與效 果並可貝現小型且簡單的大電力面光源用反相器電路。 從將本發明之放電管用反相器電路所能獲致之效果敘 述如后·· ^ 根據本明，藉由組合多數變虔器，且並聯地電連接. :次線圈’可實現與一個大電力變堡器等效之變壓器，同 日T ’不會杨於日本專利公開公報特帛2733817號的作用 效果’並可實現反抑電路的大電力化。 又，反相器電路的形狀亦可達成薄型化，且可將控制 電路的數量適當地設為！電路乃至2電路且低成本的反相 23 1282711 者文壓為的數量與放電管的數量不必成整數倍， 只要並聯地電連接對應放電管之總電力的小型或中型變壓 裔，即可實現所需電力之反相器電路。 —再者田、、且口本發明與日本專利公開公報特願第細4 / 003740 ’放電管的數量與所使用之變壓器數量的關 係成正比即可，祐日 &、乃士 且也〉又有如過去限定對一個變壓器分 配放電管之數晋的卩彳Hg Q . 數里的問喊。即’例如，即使如放電管12根相 對於變壓器5個之除不盡的關係亦可，因此，變壓器的選

擇自由度變大。此情形不同於過去反相器電路的設計狀況 中，需要開發最適合每個面光源的種類或所使用之放電管 的性質之新變壓器’且幾乎不需要新的設計，又，只要進 2列改H繼續使用從前筆記型電腦用或液晶營幕 用：常用觀器之捲線轴中分段數較少的捲線軸，且捲 上多數較過去更細的線，㈣整線圈參數，料多習知型 捲線軸可利用為本發明之變墨器用捲線軸。此時，當缺合 變成外觀上幾乎沒有改變但性質完全不同的變㈣。…

因此’由於可繼續活用過去的資源來實現大電力用反 相器電路’故，在許多例子中都不需要開發費用或者變得 很便宜。 的配線很自由、，且對反相 反相器電路在面光源裡側 之較佳實施例而已，當不 即大凡依本發明申請專利 再加上反相器電路至放電管 器電路之配置沒有限制，因此， 或深處皆可配置於任意位置。 惟以上所述者，僅為本發明 能以此限定本發明實施之範圍， 24 1282711 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是本發明之一較佳實施例的電路圖； 圖2是傳統每兩根冷陰極管配置一個小型漏洩磁束型 k壓裔之例子的多燈面光源用反相器電路圖； 圖3是傳統並聯地驅動多數冷陰極管之電路圖，· 圖4是傳統變壓器之線圈之分佈電容的例子之電路圖 9 圖5是實際的冷陰極管用昇壓變壓器中，顯示朝二次 線圈中遠離一次線圈的部分發生信號延遲現象之所謂肫跡 S_或調相現象之信號檢測位置的例子之構造的透視草圖 圖6是實際的冷陰極管用昇壓變壓器中，顯示朝二次 線圈中遠離一次線圈的部分發生信號延遲現象之所謂 Slnft或調相現象之信號檢測位置的例子之構造的平面草圖 圖7是實際的冷陰極管用昇壓變壓器中，顯示朝二次 線圈中遠離一次線圈的部分發生信號延遲現象之所謂 Shift或調相現象之信號檢測位置的例子之波形圖； 圖8是顯示調相現象的結果，因為在一 ^ 夂線圈所產生 的多數'磁束貫入二次線圈而形成密耦合部的 j 丁 調相型 變壓器的磁束模式圖； 圖9是傳統變壓器之主磁束與漏磁束的磁束模式圖· 25 1282711 圖w是傳統反相器電路之變壓器的二次線圈產生的行· 、之1/4波長與二次線圈捲線軸的物理性一 共振現象之例子的說明圖； ' 致，產生之. 圖11是本發明之一電路圖，說明放電管用反相器電路 中’昇壓Μ器之二次側電路的電容成分為二次線圈產生‘ 的寄，電I Cw，與配線或分流電路和放電管周邊產生的寄· 生，容CS’加上補助性增加之補助電容Ca的總和值，且與 該等電容成分並聯地電連接放電電荷R，並在與漏電感2 間構成共振電路之例子的電路圖； φ 圖丨2是本發明之一電路圖，說明藉由構成包含變壓器 的3立而子等效電路之共振電路，且減少變壓器一次線圈的 勵磁電流，並減少銅損，可提高反相器電路之變換效率的· 電路圖； 圖13之上圖表中，橫軸為頻率，縱軸為導納。而下圖 表中，橫軸為頻率，縱軸為電壓一電流間之相位差。第Η 圖係說明當多次改變電阻R的值來試驗，則勵磁電流會減 少，且力率會改善，結果，在其共振頻率附近的頻率中，籲 藉由使反相器電路動作，可產生從變壓器一次侧來判斷之 勵磁電流變少的領域之圖表； 圖14是本發明之一變壓器構造圖，說明使用1〇型磁 芯之小型磁芯形狀之變壓器構造的例子之變壓器構造圖； 圖15是本發明之一電路圖，說明並聯地電連接變壓器 ^—次線圈的構造的例子之反相器電路的電路圖； ，圖16是本發明之一電路圖，說明包含在漏電感（Jis)與 26 丄282711 二次側電路之雷交士 之冷陰極管電荷之共振電 路的例子；成刀之間構成 圖17是本發明 之 ϋ 部份截面圖，說明斜繞二次線圈之 構造之例子的主要部分截面圖； 圖8疋日本專利公開公報特開第2000- 138097號所 揭示之脈衝驅動之放電管之例子的電_; 圖19疋日本專利公開公報特開平第10-92589號所揭 示之並聯連接之例子的電路圖；及 圖20疋透過鎮定電容器來並聯電連接之例子的反相器 電路圖。 27 1282711 【主要元件符號說明】

Le、Ls、Lsl、Ls2、Ls3、Lei 1 〜Lel3、Le21 〜Le23 漏電感

Lo、Lol〜Lo3 自電感 Μ、Ml〜M3 相互電感 Zr 阻抗

Cw、Cs、Csl〜Csn寄生電容

Ca 補助電容 Fp 自共振頻率 Z 阻抗 ΤΙ 、 T2 、 T3 變壓器 Cwl 〜Cw3 分佈電容 Xd 分流電路 28

Claims (1)

12827 Η-~—Ί 矽月飞^日修(J0正本 十、申 1· 一種放電管用反相器電路，包含磁性連續之中心磁芯、 一次線圈及分佈常數性之二次線圈之變壓器，該二次線 圈側產生之漏電感與二次線圈㈣電容與靠近接近導體 之放電管周邊產生之寄生電容之間構成共振電路的一部 ^且該共振電路共振，藉A，該二次線圈*有多數包 含密耦合部分與疏耦合部分之漏洩磁束型昇壓變壓琴， 以：多數放電管並聯亮燈’又’該密糕合部分之磁：位 與前述一次線圈接近，並貫入在前述一次線圈下所產生 的多數磁束，且磁性地緊密耦合’並位於前述一次線圈 附近’另，前述疏耦合部分之相位較前述—次線圈下的 磁相位延遲，且在前述—次線圈下所產生的多數磁束漏 洩，並且遠離前述一次線圈而磁性地疏耦合。 2·如申請專利範圍第i項之放電管用反相器電路，其中， 猎由整合前述分佈常數性之二次線圈所具有之特性阻抗 與前述放電管所具有之阻抗，使該分佈常數性之二次線 圈產生的駐波減少。 3·如申請專利範圍第J項之放電管用反相器電路，其中， 钔述幵壓麦壓裔之别述磁芯為磁路較截面積短之形狀的 昇壓’交壓器，又，藉由增加前述二次線圈的圈數，使漏 電感值增大。 4.如申請專利範圍第2項之放電管用反相器電路，其中， 珂述昇壓變壓器之前述磁芯為磁路較截面積短之形狀的 昇壓變壓器，又，藉由增加前述二次線圈的圈數，使漏 29 1282711 電感值增大。 ' 5. 如申請專利範圍第1項之放電管用反相器電路，其中， - r 前述昇壓變壓器之二次線圈分別並聯地電連接。 6. 如申請專利範圍第2項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈分別並聯地電連接。 7. 如申請專利範圍第3項之放電管用反相器電路，其中， ' 前述昇壓變壓器之二次線圈分別並聯地電連接。 8. 如申請專利範圍第4項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈分別並聯地電連接。 鲁 9. 如申請專利範圍第1項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 10. 如申請專利範圍第2項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 11. 如申請專利範圍第3項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 12. 如申請專利範圍第4項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 春 13. 如申請專利範圍第5項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 14. 如申請專利範圍第6項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 15. 如申請專利範圍第7項之放電管用反相器電路，其中， 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。 16. 如申請專利範圍第8項之放電管用反相器電路，其中， 30 1282711 前述昇壓變壓器之二次線圈係斜繞形成者。

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