TWI298505B - Transformer having auxiliary winding coil for sensing magnetic flux balance and driving circuit using the same - Google Patents

Description

1298505 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種變壓器以及使用該變壓器之驅動電 路’尤指一種具有磁通量平衡感測辅助繞線之變壓器以及 使用該變壓器之驅動電路。 【先前技術】 •隨著科技的進步，平面顯示裝置已逐漸廣泛地應用於 日常生活中。以液晶顯示面板(LCD Panel)為例，液晶顯示 面板主要由液晶模組（LCD module)、背光模組（Backlight module)以及電源模組(p〇wer module)所組成。其中，背光 模組係以複數個冷陰極螢光燈管（Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或外部電極冷陰極螢光燈管（External Electrode Fluorescent Lamp，EEFL)做為光源，而這些燈管 _ 皆可由通稱為換流器（Inverter)之驅動電路所驅動。 由於液晶顯示面板之尺寸不斷地增大，因此燈管的使 用數量以及尺寸亦隨著增加。然而，流經各燈管的能量若 不平衡’則除會造成照明亮度不均勻外，亦可能因不平衡 而使部分燈管的老化速度加快，造成該部份燈管使用壽命 縮短。為了確保液晶顯示面板的顯示亮度均句以及避免部 刀燈管快速老化’因此必須憤測流纽各燈管之電流量，以 依據其平衡與否來控制各燈管之電流量，俾使流經每一燈 管之能量相等。然而，傳統偵測流經各燈管電流量的方式 6 1298505 係直接將各燈管之一端耦接於一電壓感測電路，藉由該電 壓感測電路擷取各燈管之工作電流，並依據所擷取之工作 電流轉換為電壓傳送至一控制器，該控制器便可以根據感 測訊號控制與調整能量的輸出，俾使流經各燈管之能量平 衡。然而，這樣的方式並無法準確地偵測出流經各燈管的 能量是否平衡。 因此，如何克服上述習知技術之缺失與限制，並發展 I 一種具磁通量平衡感測輔助繞線之變壓器以及使用該變壓 器之驅動電路，實為目前業界所迫切需要解決之問題。 【發明内容】 本案之主要目的係提供一種具磁通量平衡感測輔助繞 線之變壓器以及使用該變壓器之驅動電路，利用變壓器之 磁通量平衡感測輔助繞線連接至一電壓感測電路，可以感 測流經各燈管之能量是否相等，並因應採取適當之控制措 • 施。藉此，不只可以使液晶顯示面板之顯示亮度均勻，且 可以避免部分燈管的迅速老化以及保持燈管正常之使用壽 命。 為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種 具磁通量平衡感測輔助繞線之變壓器，至少包含：一第一 繞線部，具有一第一通道；一第二繞線部，具有一第二通 道；一第三繞線部，具有一第三通道；一主級繞線，纏繞 於該第一繞線部；一第一次級繞線，纏繞於該第二繞線部； 一第二次級繞線，纏繞於該第三繞線部；一第一磁通量平 7 1298505 衡感測輔助繞線，纏繞於該第二繞線部；一第二磁通量平 衡感測輔助繞線，纏繞於該第三繞線部；以及一鐵心組， 具有一第一延伸部、一第二延伸部以及一第三延伸部，其 中該第一延伸部置於該第一通道内，該第二延伸部置於該 第二通道内，以及該第三延伸部置於該第三通道内。藉此， 該第一次級繞線與該第二次級繞線耦接至複數個燈管，以 提供能量至該複數個燈管；以及該第一磁通量平衡感測輔 助繞線與該第二磁通量平衡感測輔助繞線耦接至一電壓感 測電路，以用於感測流經該複數個燈管之能量是否實質上 相等。 為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一 種驅動電路，該驅動電路耦接至複數個燈管，且包括：一 控制器、一變壓器以及一電壓感測電路。其中，該控制器 提供電源至該複數個燈管。該變壓器粞接於該控制器以及 該複數個燈管，以用於轉換電壓並提供電壓至該複數個燈 管，該變壓器包括:一第一繞線部，具有一第一通道；一第 二繞線部，具有一第二通道；一第三繞線部，具有一第三 通道；一主級繞線，纏繞於該第一繞線部；一第一次級繞 線，纏繞於該第二繞線部；一第二次級繞線，纏繞於該第 三繞線部；一第一磁通量平衡感測輔助繞線，纏繞於該第 二繞線部；一第二磁通量平衡感測輔助繞線，纏繞於該第 三繞線部；以及一鐵心組，具有一第一延伸部、一第二延 伸部以及一第三延伸部，其中該第一延伸部置於該第一通 道内，該第二延伸部置於該第二通道内，以及該第三延伸 1298505 部置於該第三通道内。該電壓感測電路耦接於該第一磁通 量平衡感測輔助繞線、該第二磁通量平衡感測輔助繞線以 及該控制器，以用於感測流經該複數個燈管之能量是否實 質上相等，以及提供感測信號至該控制器，俾利該控制器 因應該感測信號控制提供至該複數個燈管之能量。 【實施方式】 Φ 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說 明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有 各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖 示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。 請參閱第一圖，其係為本案較佳實施例之具磁通量平 衡感測辅助繞線之變壓器結構示意圖。如第一圖所示，該 變壓器1包括一第一繞線部11、一第二繞線部12、一第三 繞線部13、一第一主級繞線14、一第一次級繞線15、一 • 第二次級繞線16、一第一磁通量平衡感測輔助繞線17、一 第二磁通量平衡感測輔助繞線18以及鐵心組19。其中， 第一繞線部11具有一繞線區域，以用於纏繞該主級繞線 14。該第二繞線部12具有一繞線區域或複數個繞線區域， 以用於纏繞該第一次級繞線15。該第三繞線部13具有一 繞線區域或複數個繞線區域，以用於纏繞該第二次級繞線 16。另外，該第一繞線部11、該第二繞線部12以及該第 三繞線部13分別具有一第一通道110、一第二通道120以 及一第三通道130。鐵心組19則包括一第一鐵心部件191 1298505 以及一第二鐵心部件192,其中該第一鐵心部件191以及 該第二鐵心部件192分別具有一第一延伸部191a，192a、一 第二延伸部191b，192b以及一第三延伸部191c，192c。該第 一鐵心部件191以及該第二鐵心部件192之該第一延伸部 191a，192a置入該第一通道110，該第一鐵心部件191以及 該第二鐵心部件192之該第二延伸部191b，192b置入該第 二通道120,且該第一鐵心部件191以及該第二鐵心部件 192之該第三延伸部191c，192c置入該第三通道130。另外， ^ 第一磁通量平衡感測輔助繞線17係纏繞於該第二繞線部 12,且該第二磁通量平衡感測辅助繞線18係纏繞於該第三 繞線部13。另外，主級繞線14、第一次級繞線15以及第 二次級繞線16可以同相或不同相的方式纏繞於各繞線 部，另外，繞線的圈數亦可以相同或不相同。此外，鐵心 組19可為例如EE型鐵心組。 請參閱第二圖，其係為第一圖所示變壓器應用於一驅 φ 動電路之示意圖。如第二圖所示，變壓器1可應用於驅動 多燈管之驅動電路中。該驅動電路2主要包括變壓器1、 控制器20以及電壓感測電路21，可用於驅動複數個燈管， 例如第一燈管31以及第二燈管32。請再參閱第一圖與第 二圖，變壓器1之第一繞線部11上之主級繞線14之兩端 14a，14b係耦接於該控制器20，以藉由控制器20之控制以 及變壓器1之變壓而提供第一燈管31與第二燈管32所需 之能量。另外，變壓器1之第二繞線部12與第三繞線部 13上之第一次級繞線15以及第二次級繞線16分別具有第 1298505 一端15a，16a以及第二端I5b，16b，其中該第一端15a，16a 係分別耦接於第一燈管31與第二燈管32之一端3la，32a， 而該第二端15b，16b則耦接於第一燈管31與第二燈管32 之另一端31b，32b。 纏繞於第二繞線部12與第三繞線部13上之第一磁通 量平衡感測輔助繞線17以及第二磁通量平衡感測辅助繞 線18之兩端17a，17b，18a，18b係分別耦接至電壓感測電路 21，其中第一磁通量平衡感測辅助繞線17兩繞線端i7a，17b 之電壓差以及弟一磁通1平衡感測輔助繞線18兩繞線端 18a，18b之電壓差分別為△ VI以及△ V2。 由於流經第一燈管31與第二燈管32之能量需保持實 質上平衡，因此通過第一繞線部u與第二繞線部12上主 級繞線14與第一次級繞線15間磁通迴路之磁通量0 ^應與 通過第一繞線部11與第三繞線部13上主級繞線14與^^ 次級繞線16間磁通迴路之磁通量0 i相等，亦即 ψι=Φι (1) 从其中通過第-繞線部與第二繞線部上主級繞線 與第-次級繞線間磁通迴路之磁通量；以及&通過第一 繞線部與第三繞線部上主級繞線與第二次級繞線間磁通迴 路之磁通量。 此外，由於磁通量與電壓差及時間的乘積成正比，如 下式所示： 0 =△ V X Τ (2) 11 1298505 其中，0=磁通量，Λv ^ △ V為電壓差，T為時間。 因此’右0 ρ 0 丨 、 則Δνι==Δ V2，亦即若電壓感測電 路21感測到第一磁通量 里十衡辅助繞線Π之兩端17a，17b 的電壓差△ VI與第-讲、系曰 一磁通I平衡輔助繞線18之兩端 18a，18b的電壓差△ V2 Z相等k，即可代表磁通量0〗與0 2 亦相等’因此流經第一 ^ 燈官31與第二燈管32之能量亦為 實質上相等，因此可主丨 、 β斷為正常。若當電壓感測電路21感 測到第一磁通量平你沾丄 十 十衡辅助繞線17之兩端17a，17b的電壓差 、，第一磁通夏平衡辅助繞線18之兩端18a，18b的電壓 '么不相等蛉，即代表流經第一燈管31與第二燈管32 7 S抑#’因此可判斷為異常。此時，電壓感測電路 可根據偵测與比較之結果，傳送感測訊號至控制器2〇， 控制恭2〇於接收到感測訊號後即控制提供至第一燈管31 與第二擦答H A « 之月b篁’以平衡流經各燈管之電流量或採取 /、他適虽之控制程序，例如停止電源供應使各燈管停止發 出光源。 &上所述’本案主要係利用變壓器之磁通量平衡感測 甫助、％線，使其輕接至一電壓感測電路，以用於感測流經 各蚯g之能量是否相等，並因應採取適當之控制措施。藉 此不只可以使液晶顯示面板之顯示亮度均勻，且可以避 免邛分燈管的迅速老化以及保持燈管正常之使用壽命。 12 1298505 本案得由熟悉此技藝之人士任施匠思而為諸般修飾， 然皆不脫如附申請範圍所欲保護者。

13 1298505 【圖式簡單說明】 第一圖：其係為本案較佳實施例之具磁通量平衡感測輔助 繞線之變壓器結構示意圖。 第二圖··其係為第一圖所示變壓器應用於一驅動電路之示 意圖。 主要元件符號說明 11 :第一繞線部 13 ··第三繞線部 15 :第一次級繞線 19 :鐵心組 1 :變壓器 12 :第二繞線部 14 :第一主級繞線 16 :第二次級繞線 17:第一磁通量平衡感測輔助繞線 18:第二磁通量平衡感測輔助繞線 110 :第一通道 130 :第三通道 192 :第二鐵心部件 191b :第二延伸部 192a :第一延伸部 192c :第三延伸部 20 ··控制器 31 :第一燈管 120 :第二通道 191 :第一鐵心部件 191a :第一延伸部 191c ··第三延伸部 192b :第二延伸部 2 :驅動電路 21 :電壓感測電路 32 :第二燈管 14a :主級繞線之一端 14b :主級繞線之另一端 14 1298505 15a:第一次級繞線之第一端 15b:第一次級繞線之第二端 16a:第二次級繞線之第一端 16b:第二次級繞線之第二端 31a:第一燈管之一端 31b:第一燈管之另一端 32a:第二燈管之一端 32b ··第二燈管之另一端 17a:第一磁通量平衡感測輔助繞線之一端 m —17b :第一磁通量平衡感測辅助繞線之另一端 18a:第二磁通量平衡感測輔助繞線之一端 18b:第二磁通量平衡感測輔助繞線之另一端 0 i :通過第一繞線部與第二繞線部上主級繞線與第一次級 繞線間磁通迴路之磁通量 02 :通過第一繞線部與第三繞線部上主級繞線與第二次級 繞線間磁通迴路之磁通量 △ Vi :電壓差 △ v2:電壓差 T :時間 15

Claims (1)

1. 1298505 十、申請專利範圍: 1· 一種具磁通量平衡感測輔助繞線之變壓器，至少包含： 一第一繞線部，具有一第一通道； 一第二繞線部，具有一第二通道； 一第三繞線部，具有一第三通道； 一第一次級繞線，纏繞於該第二繞線部； 一第二次級繞線，纏繞於該第三繞線部； 一主級繞線，纏繞於該第一繞線部，用以接收電源， 使該第一次級繞線及該第二次級繞線產生感應電流； 一第一磁通量平衡感測輔助繞線，纏繞於該第二繞線 部； 一第二磁通量平衡感測辅助繞線，纏繞於該第三繞線 部；以及 一鐵心組，具有一第一延伸部、一第二延伸部以及一 第三延伸部，其中該第一延伸部置於該第一通道内，該第 二延伸部置於該第二通道内，以及該第三延伸部置於該第 三通道内； 藉此，該第一次級繞線與該第二次級繞線耦接至複數 燈管，以提供能量至該複數個燈管；以及該第一磁通量平 衡感測輔助繞線與該第二磁通量平衡感測輔助繞線耦接至 一電壓感測電路，以用於感測流經該複數個燈管之能量是 否實質上相等。 2·如申請專利範圍第1項所述之具磁通量平衡感測輔助

   1298505 繞線之變壓器，其中該鐵心組包括一第一鐵心部件以及一 第二鐵心部件。 3·如申請專利範圍第2項所述之具磁通量平衡感測輔助 繞線之變壓器，其中該鐵心組為EE型鐵心組。 4·如申請專利範圍第3項所述之具磁通量平衡感測輔助 繞線之變壓器，其中該第一鐵心部件與該第二鐵心部件分 別具有該第一延伸部、該第二延伸部以及該第三延伸部， 且該第一鐵心部件與該第二鐵心部件之該第一延伸部、該 第二延伸部以及該第三延伸部分別置入該第一通道、該第 二通道以及該第三通道。 5·如申請專利範圍第1項所述之具磁通量平衡感測辅助 繞線之變壓器，其中該複數個燈管為冷陰極螢光燈管或外 部電極冷陰極螢光燈管。 6·如申請專利範圍第1項所述之具磁通量平衡感測輔助 繞線之變壓器，其中該第一磁通量平衡感測輔助繞線與該 第二磁通量平衡感測輔助繞線之兩端分別具有一電壓差。 7. —種驅動電路，耦接於複數個燈管，該驅動電路包括： 一控制器，提供電源至該複數個燈管； 一變壓器，耦接於該控制器與該複數個燈管之間，以 用於轉換電壓並提供電壓至該複數個燈管，該變壓器包括： 一第一繞線部，具有一第一通道； 一第二繞線部，具有一第二通道； 一第三繞線部，具有一第三通道； 17 1298505 iiy ^· it ： ! 一第一次級繞線，纏繞於該第二繞線部； 一第二次級繞線，纏繞於該第三繞線部； 一主級繞線，纏繞於該第一繞線部，用以接收電 源，使該第一次級繞線及該第二次級繞線產生感應電 流； 一第一磁通量平衡感測輔助繞線，纏繞於該第二 繞線部； 一第二磁通量平衡感測輔助繞線，纏繞於該第三 繞線部，以及 一鐵心組，具有一第一延伸部、一第二延伸部以 及一第三延伸部，其中該第一延伸部置於該第一通道 内，該第二延伸部置於該第二通道内，以及該第三延 伸部置於該第三通道内；以及 一電壓感測電路，耦接於該第一磁通量平衡感測輔助 繞線、該第二磁通量平衡感測輔助繞線以及該控制器，以 用於感測流經該複數個燈管之能量是否實質上相等，以及 提供感測信號至該控制器，俾使該控制器因應該感測信號 控制提供至該複數個燈管之能量。 8. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該鐵心組 包括一第一鐵心部件以及一第二鐵心部件。 9. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該鐵心組 為EE型鐵心組。 10. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該第一 18 1298505 鐵心部件與該第二鐵心部件分別具有該第一延伸部、該第 二延伸部以及該第三延伸部，且該第一鐵心部件與該第二 鐵心部件之該第一延伸部、該第二延伸部以及該第三延伸 部分別置入該第一通道、該第二通道以及該第三通道。 11. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該複數 個燈管為冷陰極螢光燈管或外部電極冷陰極螢光燈管。 12. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該第一 磁通量平衡感測輔助繞線與該第二磁通量平衡感測輔助繞 線之兩端分別具有一電壓差。 19