TWI409736B - 背光模組控制系統 - Google Patents
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Description
本發明係有關背光模組控制系統，尤指一種具有複數個背光源之背光模組控制系統。
請參考第1圖，第1圖為習知背光模組控制系統的示意圖。如第1圖所示，背光模組控制系統100包含有一反用換流器(inverter)110以及複數個背光源120_1~120_8，其中反用換流器110具有四個電壓輸出端點且每一個電壓輸出端點係連接兩個背光源。此外，為了使顯示器面板的影像顯示具有良好的均勻度，每一個背光源的亮度需要盡可能的一致，亦即流經每一個背光源的電流需要盡可能的相同。
然而，因為一般傳統使用的背光源為一冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)，而冷陰極管具有負電阻特性，因此當背光源120_1的電流增加時，其溫度也增加，溫度增加後會造成其電阻下降，然而，因為反用換流器110所輸出的電壓係為定值，因此背光源120_1會再增加電流，此外，因為一般背光模組控制系統均有輸出最高功率的限制，亦即流經所有燈管的總電流會有限制，因此若是背光源120_1的電流持續增加，流經背
光源120_2的電流會減少，而造成每一個背光源的亮度不均，進而影響到顯示器面板亮度的均勻度。
為了解決冷陰極管的負電阻特性所造成的背光源亮度不均的問題，習知方法係利用外加電路來使得每一個背光源具有相同的電流，第2圖為利用變壓器來平衡背光源電流之背光模組控制系統200的示意圖，如第2圖所示，背光模組控制系統200包含有一電壓源202、複數個背光源210以及複數個變壓器220，其中複數個變壓器220之一次側係分別連接至相對應之複數個背光源220，且複數個變壓器220之二次側係彼此串接。因為複數個變壓器220之二次側係彼此串接，因此其上導通的電流Is會相同，進而使得複數個背光源220也具有相同的電流Ip。此外，為了達到平衡背光源電流的目的，亦可利用如第3圖所示之利用電容來平衡背光源電流之習知背光模組控制系統300(其包含有一驅動電路302、一變壓器320、複數個背光源310以及複數個電容C1
~C8
)，以及如第4圖所示之利用電感來平衡背光源電流之習知背光模組控制系統400(其包含有一驅動電路402、一變壓器420、複數個背光源410、複數個電感L1~L4以及複數個電容C1~C4)。
然而，上述平衡背光源電流之背光模組控制系統均需要外加電路，因此會造成換流器電路的複雜度以及製造成本大幅上升。
因此，本發明的目的之一在於提出一種不需外加電路或是僅需要較少外加電路零件就可以平衡背光源電流的背光模組控制系統，以解決上述的問題。
依據本發明之一實施例，其揭露一種背光模組控制系統，其包含有：一電源、一第一背光次模組、一第二背光次模組、一第一變壓器以及一第二變壓器。該電源提供該背光模組控制系統一操作電源。該第一變壓器之一次側以及二次側係分別耦接於該電源以及該第一背光次模組的第一端。該第二變壓器之一次側係耦接於該電源且該第二變壓器之二次側係耦接於該第一變壓器之二次側以及該第二背光次模組的第一端。
請參考第5圖，第5圖為本發明背光模組控制系統500的示意圖。如第5圖所示，背光模組控制系統500包含有一電壓源502、兩個背光次模組(在本實施例中係以兩個背光源510_1、510_2為例)以及兩個變壓器520_1、520_2，其中變壓器520_1之一次側以及二次側係分別耦接於電壓源502以及背光源510_1的第一端，且變壓器520_2之一次側係耦接於電壓源502，變壓器520_2之二次側係耦接於變壓器520_1之二次側以及背光源510_2的第一端；此外，變壓器520_1之二次側中正極性的端點係耦接於背
光源510_1，變壓器520_2之二次側中負極性的端點係耦接於背光源510_2，且變壓器520_1之二次側中負極性的端點係耦接於變壓器520_2之二次側中正極性的端點。請注意，第5圖中背光源的個數僅作為範例說明之用，並非用來作為本發明的限制條件。
在背光模組控制系統500中，當變壓器520_1以及520_2之一次側與二次側的線圈閘數比相同時(亦即Na2/Na1=Nb2/Nb1)，因為變壓器520_1、520_2之一次側具有相同的輸入電壓，因此變壓器520_1、520_2之二次側的輸出電壓亦相同(亦即端點A的電壓準位為虛接地)；且背光源510_1、510_2以及變壓器520_1、520_2之二次側係形成一封閉迴路，因此在此封閉回路中的電流均會相同，亦即背光源510_1、510_2會具有相同的電流I1
。由上述說明可知，本發明之背光模組控制系統500可以在不需外加變壓器、電容、電感等額外電路元件之下達到背光源電流平衡，進而改善顯示器面板亮度的均勻度。
需注意的是，變壓器520_1、520_2之二次側的正負極性端點亦可使用以下的連接方式：變壓器520_1之二次側中負極性的端點係耦接於背光源510_1，變壓器520_2之二次側中正極性的端點係耦接於背光源510_2，且變壓器520_1之二次側中正極性的端點係耦接於變壓器520_2之二次側中負極性的端點，如此背光源510_1、510_2也會具有相同的電流。
此外，背光模組控制系統500中，背光源510_1以及510_2的第二端係接地，然而，背光源510_1以及510_2的第二端亦可彼此連接而不需連接至其他電壓準位。
請參考第6圖，第6圖為背光模組控制系統600的示意圖。如第6圖所示，背光模組控制系統600包含有一電壓源602、四個背光次模組(在本實施例中係以四個背光源610_1~610_4為例)以及五個變壓器620_1~620_5，其中背光源610_1、610_2以及變壓器620_1、620_2的連接方式，以及背光源610_3、610_4以及變壓器620_3、620_4的連接方式係與第5圖所示之背光源510_1、510_2以及變壓器520_1、520_2的連接方式相同，此外，變壓器620_5之一次側係連接至變壓器620_1、620_2，且變壓器620_5之二次側係連接至變壓器620_3、620-4。請注意，第6圖所示之電路架構僅作為範例說明之用，並非用來作為本發明的限制條件，例如，於其他實施例中，背光源的個數不限定是四個。
對於背光模組控制系統600而言，在設計上，變壓器620_5之一次側與二次側的線圈閘數係相同，因此變壓器620_5之一次側與二次側的電流Iin1、Iin2也會相同，此外，變壓器620_1~620_4係為相同的變壓器，因此流經變壓器620_1~620_4之一次側的電流也會相等，而變壓器620_1~620_4之二次側也會具有相同的電流I2
。
此外，在背光模組控制系統600中，雖然有外加平衡電路(變壓器620_5)，但是只需外加一個變壓器就可以平衡四個背光源的電流，因此與習知技術相比，本發明背光模組控制系統600中外加電路的元件數量比較少，因此在電路上的設計亦比較簡單，因此可以降低設計與製造上的成本。
在背光模組控制系統600中，背光源610_1~610_4的相位排列係為(+,-,+,-)(亦即相鄰兩個背光源的電流為相反)，然而，當本發明需應用於背光源的相位排列為(+,+,-,-)時，則可以使用以下實施例來平衡背光源電流。
第7圖為本發明背光模組控制系統700的示意圖。如第7圖所示，背光模組控制系統700包含有一電壓源702、兩個背光次模組730_1、730_2以及兩個變壓器720_1、720_2，其中背光次模組730_1包含有背光源710_1、710_2以及一變壓器720_3，且背光次模組730_2包含有背光源710_3、710_4以及一變壓器720_4，其中變壓器720_1之一次側以及二次側係分別耦接於電壓源702以及變壓器720_3，且變壓器720_2之一次側係耦接於電壓源702，其中二次側係耦接於變壓器720_1以及720_4；此外，背光源710_1以及710_2之第一端係分別耦接至變壓器720_3之一次側以及二次側具有相同極性的端點，且背光源710_3以及710_4之第一端係分別耦接至變壓器720_4之一次側以及二次側具有相同極性的端點。
在背光模組控制系統700中，當變壓器720_1以及720_2之一次側與二次側的線圈閘數比相同時，因為變壓器720_2係連接於變壓器720_1(亦即端點A為虛接地)，因此變壓器720_1、720_2之二次側具有相同的電流I3
，此外，因為變壓器720_3以及720_4之一次側與二次側的線圈閘數係設計為相同，因此背光源710_1~710_4會具有相同電流I4
。
此外，背光模組控制系統700中，背光源710_1~710_4的第二端係接地，然而，背光源710_1~710_4的第二端亦可彼此連接而不需連接至其他電壓準位。
第8圖為本發明背光模組控制系統800的示意圖。如第8圖所示，背光模組控制系統800包含有一電壓源802、兩個背光次模組830_1、830_2以及兩個變壓器820_1、820_2，其中背光次模組830_1包含有兩個背光源810_1、810_2以及一變壓器820_3，且背光次模組830_2包含有背光源810_3、810_4以及一變壓器820_4，背光模組控制系統800係應用於背光源的相位排列為(+,+,-,-)時，其原理與運作方式與背光模組控制系統700類似，因此在此不再贅述。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、300、400、500、600、700、800‧‧‧背光模組控制系統
110‧‧‧反用換流器
302、402‧‧‧驅動電路
120_1、120_2、120_3、120_4、120_1、120_6、120_7、120_8、
210、310、410、510_1、510_2、610_1、610_2、610_3、610_4、710_1、710_2、710_3、710_4、810_1、810_2、810_3、810_4、‧‧‧背光源
202、502、602、702、802‧‧‧電壓源
220、320、420、520_1、520_2、620_1、620_2、620_3、620_4、620_5、720_1、720_2、720_3、720_4、820_1、820_2、820_3、820_4‧‧‧變壓器
730_1、730_2、830_1、830_2‧‧‧背光次模組
C1
、C2
、C3
、C4
、C5
、C6
、C7
、C8
‧‧‧電容
L1、L2、L3、L4‧‧‧電感
第1圖為習知背光模組控制系統的示意圖。
第2圖為利用電壓器來平衡背光源電流之習知背光模組控制系統的示意圖。
第3圖為習知利用電容來平衡背光源電流之習知背光模組控制系統的示意圖。
第4圖為習知利用電感來平衡背光源電流之習知背光模組控制系統的示意圖。
第5圖為本發明背光模組控制系統之第一實施例的示意圖。
第6圖為本發明背光模組控制系統之第二實施例的示意圖。
第7圖為本發明背光模組控制系統之第三實施例的示意圖。
第8圖為本發明背光模組控制系統之第四實施例的示意圖。
500‧‧‧背光模組控制系統
502‧‧‧電壓源
510_1、510_2‧‧‧背光源
520_1、520_2‧‧‧變壓器
Claims (9)
- 一種背光模組控制系統，其包含有：一電源；一第一背光次模組；一第二背光次模組；一第一變壓器，其中該第一變壓器之一次側以及二次側係分別耦接於該電源以及該第一背光次模組的第一端；以及一第二變壓器，其中該第二變壓器之一次側係耦接於該電源，且該第二變壓器之二次側係耦接於該第一變壓器之二次側以及該第二背光次模組的第一端，其中該第二變壓器之二次側與該第一變壓器之二次側所連接之端點的電壓準位為一虛接地(virtual ground)，而該第一背光次模組的第二端與該第二背光次模組的第二端係連接至一實際的接地電壓(physical ground)。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組控制系統，其中該第一變壓器之二次側中對應一第一極性的端點以及該第二變壓器之二次側中對應一第二極性的端點係分別耦接於該第一背光次模組以及該第二背光次模組，且該第一變壓器之二次側中對應該第二極性的端點係耦接於該第二變壓器之二次側中對應該第一極性的端點，以使得該第一背光次模組以及該第二背光次模組具有相同的電流；該第一極性係為一正極性與一負極性其中之一，以及該第二極性係為該正極性與該負極性其中之另 一。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組控制系統，其中該第一背光次模組包含有：一第三變壓器，耦接於該第一變壓器；一第一背光源，具有第一端耦接於該第三變壓器之一次側；以及一第二背光源，具有第一端耦接於該第三變壓器之二次側以及具有第二端耦接於該第一背光源之第二端；該第二背光次模組包含有：一第四變壓器，耦接於該第二變壓器；一第三背光源，具有第一端耦接於該第四變壓器之一次側；以及一第四背光源，具有第一端耦接於該第四變壓器之二次側以及具有第二端耦接於該第三背光源之第二端。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光模組控制系統，其中該第一背光源以及該第二背光源係分別耦接至該第三變壓器之一次側以及二次側具有相同極性的端點，且該第三背光源以及該第四背光源係分別耦接至該第四變壓器之一次側以及二次側具有相同極性的端點。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光模組控制系統，其中該第一 背光源之第二端以及該第二背光源之第二端係耦接於該第三背光源之第二端以及該第四背光源之第二端。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組控制系統，其中該第一背光次模組包含有：一第一背光源，具有第一端耦接於該第一變壓器之二次側；一第二背光源，具有第一端耦接於該第一變壓器之二次側；以及一第三變壓器，其中該第三變壓器之一次側以及二次側係分別耦接於該第一背光源之第二端以及該第二背光源之第二端；該第二背光次模組包含有：一第三背光源，具有第一端耦接於該第二變壓器之二次側；一第四背光源，具有第一端耦接於該第二變壓器之二次側；以及一第四變壓器，其中該第四變壓器之一次側以及二次側係分別耦接於該第三背光源之第二端以及該第四背光源之第二端。
- 如申請專利範圍第6項所述之背光模組控制系統，其中該第一背光源以及該第二背光源係分別耦接至該第三變壓器之一次側以及二次側具有相同極性的端點，且該第三背光源以及該第四背光源係分別耦接至該第四變壓器之一次側以及二次側具 有相同極性的端點。
- 如申請專利範圍第6項所述之背光模組控制系統，其中該第三變壓器係耦接於該第四變壓器。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組控制系統，其中該第一背光次模組係為一背光源，且該第二背光次模組係為一背光源。
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