TWI461110B - 多燈管之驅動電路、方法及其顯示系統 - Google Patents

多燈管之驅動電路、方法及其顯示系統 Download PDF

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Description

多燈管之驅動電路、方法及其顯示系統
本發明是關於一種驅動電路,尤其是關於一種用於驅動燈管的電路和方法。
液晶顯示(LCD)面板適用於從可攜式電子裝置到定點裝置的各種應用,例如手提電腦、攝影機、行動電話、PDAs、遊戲機、醫療器材、汽車導航系統以及工業機械裝置。在LCD應用中,通常需要使用背光以給照明面板。典型地,LCD背光應具備高亮度、長時間使用壽命和良好的均勻度等特性。目前存在多種類型的LCD背光源,例如電子發光燈管(EL)、發光二極體(LED),冷陰極螢光燈管(CCFL)、平板螢光燈管(FFL)、外部電極螢光燈(EEFL)、熱陰極螢光燈管(HCFL)以及碳納米管(CNT)。
CCFL背光通常用於圖形和色彩顯示,並且適用於大型或中型LCD面板中。而且,CCFL是由兩端為陰極的鍍磷玻璃圓筒所組成,能夠用作LCD面板的發光源。此外,隨著LCD面板的尺寸不斷增大,例如,應用於LCD電視或大尺寸LCD顯示器中,背光系統可以採用多CCFL工作以提供足夠的照明亮度。
通常需要一個高電壓直流/交流(DC/AC)轉換器(被稱為反流器(inverter))以驅動CCFL。多數CCFL DC/AC轉換器可以設計為一個可調開關電路,用於產生一個具有特定電壓和頻率的輸出AC電源。一個典型的CCFL反流 器需要輸出頻率大約為20-80仟赫茲(kHz)的AC波形,其具有一個均方根(RMS)值大約為400-800V的工作電壓。而且,隨著大型LCD面板的出現,由於其中要用到多個CCFL,需要有適合多燈管驅動之方法。對於多燈管情況,DC/AC轉換器(反流器)驅動通常為並聯連接的多個CCFL。例如,圖1舉例說明了一個習知的驅動電路100。驅動電路100用於驅動四個CCFL 142、144、146和148,並且包括一個開關電路110和2個變壓器114和116。變壓器114和116分別具有初級線圈和次級線圈。開關電路110用於將一個來自DC電源112的外部DC電源轉換為一個第一AC電源,並且將第一AC電源傳遞至變壓器114和116的初級線圈。變壓器114和116的次級線圈分別耦合於CCFL 142及144和CCFL 146及148,用於給CCFL 142、144、146和148提供能量。此處,變壓器114和116用於將具有相對低位準的第一AC電源升高為一個具有高位準的第二AC電源,以滿足驅動CCFL 142、144、146和148的需要。電容118和120同樣分別與變壓器114和116的次級線圈相並聯耦合。
圖2舉例說明了另一個習知驅動電路200。驅動電路200用於驅動多個CCFL 242、244和246,並且包括一個開關電路210和多個變壓器214、216和218。變壓器214、216和218分別具有初級線圈和次級線圈。開關電路210與變壓器214、216和218的初級線圈相耦合。開關電路210用於將一個來自DC電源212的外部DC電源轉換為一個第一AC電源,並且將第一個AC電源傳遞至變壓器 214、216和218的初級線圈。變壓器214、216和218的次級線圈分別耦合於CCFL 242、244和246,用於給CCFL 242、244和246提供能量。電容222、224和226同樣分別與變壓器214、216和218的次級線圈相耦合。
這些架構都具有眾所周知的問題,就是由於燈管電壓的變化和CCFL的負載特性,以及CCFL阻抗的差異和溫度的變化,導致CCFL電流可能處於非均衡狀態。而CCFL電流的不均衡會導致CCFL使用壽命的減少和亮度的不均勻性。
本發明旨在提供一種用於驅動多個背光燈管的電路和方法,其具有電流均衡、低成本、高效率以及電流監控功能。
為達成上述目的,本發明提供了一種驅動包含從一第一到一第2N燈管的多燈管的電路,其中N係為大於2的正整數,包括:一開關電路,將一個外部直流(DC)電源轉換為一第一交流(AC)電源;一第一變壓器,其具有一初級線圈和一次級線圈,其中該初級線圈耦合於該開關電路,接收該第一AC電源並為該次級線圈提供能量,以從該次級線圈產生一第二AC電源,為該多個燈管提供能、量;一第二變壓器,其具有一初級線圈和一次級線圈,其中該第二變壓器之該初級線圈並聯耦接至該第一變壓器之該初級線圈,接收該第一AC電源並為該第二變壓器之該次級線圈提供能量,其中該第二變壓器之該次級線圈串 聯耦接至該第一變壓器之該次級線圈,以從該第二變壓器之該次級線圈產生一第三AC電源以對該多個燈管提供能量;以及多個平衡電磁干擾抑制線圈(choke),包括從一第一到一第N-1平衡電磁干擾抑制線圈,且各自具有一初級線圈和一次級線圈,其中將該多個燈管配對耦合以形成多對燈管,該多對燈管中的每一對燈管包括互為串聯耦合的一第一燈管和一第二燈管,並且該多個平衡電磁干擾抑制線圈中的每個平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈和該次級線圈分別與該第一燈管和該第二燈管串聯耦合,以平衡流經該多個燈管的電流,其中,該多對燈管中之每一對燈管進一步包括一第一電容耦接於該第一變壓器與該第一燈管之間,以及包括一第二電容耦接於該第二變壓器與該第二燈管之間,其中,該第一電容、該第一燈管、該第二電容、以及該第二燈管係為串聯耦接,其中,該第一電容具有一第一端耦接至該第一變壓器之該次級線圈,且該第一電容之一第二端耦接至該第一燈管,且其中,該第二電容之一第一端耦接至該第二變壓器之該次級線圈,且該第二電容之一第二端耦接至該第二燈管。
本發明還提供一種驅動包含從一第一到一第2N燈管的多個燈管的方法,其中N係為大於2的正整數,包括:利用一開關電路將一外部直流(DC)電源轉換為一第一交流(AC)電源;利用具有一初級線圈和一次級線圈之一第一變壓器將該第一AC電源升高為一第二AC電源,其中,該第一變壓器之該初級線圈接收該第一AC電源,並對該第一變壓器之該次級線圈提供能量,以從該第一變壓器之 該次級線圈產生該第二AC電源,以對該多個燈管提供能量;利用具有一初級線圈和一次級線圈之一第二變壓器將該第一AC電源升高至一第三AC電源,其中,該第二變壓器之該初級線圈係並聯耦接至該第一變壓器之該初級線圈,接收該第一AC電源並為該第二變壓器之該次級線圈提供能量,其中該第二變壓器之該次級線圈串聯耦接至該第一變壓器之該次級線圈,以從該第二變壓器之該次級線圈產生該第三AC電源,對該多個燈管提供能量;將該第二AC電源施加給該多個燈管;將該多個燈管配對以形成多對燈管,並且該多對燈管中的每對燈管中的一第一燈管以及一第二燈管串聯耦合;利用一第一電容以及一第二電容穩定該多對燈管中的每一對燈管之電流,其中,該第一電容具有一第一端耦接至該第一變壓器之該次級線圈,且該第一電容之一第二端耦接至該第一燈管,且其中,該第二電容之一第一端耦接至該第二變壓器之該次級線圈,且該第二電容之一第二端耦接至該第二燈管;以及利用包括從一第一到一第N-1平衡電磁干擾抑制線圈平衡流經該多個燈管中的每一對燈管的電流,其中,每一平衡電磁干擾抑制線圈各自具有一初級線圈和一次級線圈,其中,該多個平衡電磁干擾抑制線圈中的每個平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈和該次級線圈分別與該第一燈管和該第二燈管串聯耦合。
本發明還提供一種顯示系統,包括:一液晶顯示(LCD)面板;多個燈管,為該LCD面板照明,其中,該多個燈管包含從一到2N個燈管,其中N係為大於2的正 整數;一開關電路,將一外部直流(DC)電源轉換為一第一交流(AC)電源;一第一變壓器,具有一初級線圈和一次級線圈,其中該第一變壓器之該初級線圈與該開關電路相耦合,以接收該第一AC電源,並對該第一變壓器之該次級線圈供應能量,以從該第一變壓器之該次級線圈產生一第二AC電源,為該多個燈管供應能量;一第二變壓器,具有一初級線圈和一次級線圈,其中該第二變壓器之該初級線圈並聯耦接至該第一變壓器之該初級線圈,接收該第一AC電源並對該第二變壓器之該次級線圈供應能量,其中,該第二變壓器之該次級線圈串聯耦接至該第一變壓器之該次級線圈,以從該第二變壓器之該次級線圈產生一第三AC電源,並為該多個燈管提供能量;以及多個平衡電磁干擾抑制線圈,其包括一第一到一第N-1平衡電磁干擾抑制線圈,且每個平衡電磁干擾抑制線圈具有一初級線圈和一次級線圈,其中將該多個燈管配對以形成多對燈管,該多對燈管中的每對燈管包括互為串聯耦合的一第一燈管以及一第二燈管,且該多個平衡電磁干擾抑制線圈中每個平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈耦接於該多對燈管中的第K對燈管之該第一燈管以及該第二燈管之間,且該次級線圈耦接於該多對燈管中的第K+1對燈管之該第一燈管以及該第二燈管之間,以平衡流經該多個燈管的電流,其中,每一對燈管包含一第一電容,耦接於該第一變壓器與該第一燈管之間,包含一第二電容,耦接於該第二變壓器與該第二燈管之間,其中,該第一電容、該第一燈管、該第二燈管、以及該第二電容係串聯耦接,其中,該 第一變壓器之該次級線圈透過該第一電容耦接至該第一燈管之一第一端,該第一燈管之一第二端透過一第一平衡電磁干擾抑制線圈耦接至該第二燈管之一第二端,該第二燈管之一第一端透過該第二電容耦接至第二變壓器之該次級線圈,其中K係大於為1的正整數。
以下將詳細說明本發明的實施例。雖然本發明係結合此等較佳實施例而描述,然應理解為本發明並不意欲侷限於這些實施例。反之,本發明意欲包含各種替換、修改以及等效物,其均可包括在由所附申請專利範圍所定義的本發明精神和範圍內。
請參考圖3,其顯示根據本發明的一個實施例的驅動電路300。驅動電路300用於驅動4個冷陰極螢光燈管(CCFL)342、344、346和348。驅動電路300包括一個耦合於諸如一個電池312的外部直流(DC)電源的開關電路310。開關電路310作為一個DC/AC轉換器或一個反流器,用以將源自電池312的DC電源轉換為一個第一交流(AC)電源。第一AC電源被傳遞至變壓器314的初級線圈315,以感應(induce)變壓器314的次級線圈316輸出一個第二AC電源。
開關電路310包括多個開關,例如MOSFET或其他電晶體,並且可以組成各種電路,例如Royer、全橋、半橋或推挽等反流器電路架構。
例如,根據本發明的一個實施例,開關電路310包括 2對MOSFET(未示出),形成一個全橋反流器電路。每對MOSFET包括兩個互為串聯耦合的MOSFET。而且,這兩對MOSFET互為並聯耦合。在此實施例中,變壓器314的初級線圈315的兩端分別耦合於這兩對MOSFET,以接收來自開關電路310的第一AC電源。
在另一個實施例中,開關電路310形成一個半橋反流器電路。在此實施例中,開關電路310包括兩個互為串聯耦合的MOSFET。變壓器314的初級線圈315的兩端分別與兩個MOSFET和地相耦合,以接收來自開關電路310的第一AC電源。
此外,根據本發明的一個實施例,開關電路310可以形成一個Royer反流器電路。開關電路310包括兩個電晶體。於本技術領域具有通常知識者應理解,在此實施例中,變壓器314的初級線圈315包括三個輸入端,並未在圖3中示出。其中,初級線圈315的兩端耦合於電晶體。此外,初級線圈315的另一端耦合於DC電源312,用於將DC電源傳遞至初級線圈315的中間。
在又一個實施例中,開關電路310形成一個推挽反流器電路。開關電路310包括兩個MOSFET。於本技術領域具有通常知識者應理解,在此實施例中,變壓器314的初級線圈315包括三個輸入端,並未在圖3中示出。其中,初級線圈315的兩端耦合於MOSFET。此外,初級線圈315的另一端耦合於DC電源312,用於將DC電源傳遞至初級線圈315的中間。
為了驅動CCFL 342、344、346和348,需要提供一個 具有高電壓和高頻率的適當的AC電源。例如,點亮CCFL 342、344、346和348的啟動電壓的均方根值應大於1000伏特(volt),其工作電壓的均方根值通常在大約400伏特和800伏特之間,並且工作頻率通常約為20至80kHz。
根據本發明的一個實施例,由開關電路310輸出的第一AC電源具有一個相對低的電壓位準。變壓器314用於升高第一AC電源,並輸出一個具有高電壓位準的第二AC電源,以驅動CCFL 342、344、346和348。對於本技術領域具有通常知識者很明顯的是,次級線圈316上的電壓,是將次級線圈316與初級線圈315的匝數比與初級線圈315上的電壓相乘而得出。換句話說,根據變壓器的高匝數比而產生具有高位準的第二AC電源。變壓器314的次級線圈316耦合於CCFL 342、344、346和348而為它們提供能量。
如圖3所示,電容318與變壓器314的次級線圈316並聯耦合,以過濾CCFL 342、344、346和348中的雜訊(noise)。四個電容322、324、326和328,例如為15皮法拉(pf)至39皮法拉,分別與CCFL 342、344、346和348串聯耦合。在驅動電路300中,處於從啟動電壓到工作電壓的轉換期間中的電流是由電容322、324、326和328實現或穩定的。電容322、324、326和328充當鎮流器(ballast)以提供阻抗。電容322、324、326和328的電容值在轉換期間變為為相當高的阻抗,以持續對CCFL 342、344、346和348供應能量。
如圖3所示,互為串聯耦合的CCFL 342和346形成 了一第一分支352。此外,CCFL 344和348都耦合於地,並且互為串聯耦合以形成一第二分支354。平衡電磁干擾抑制線圈360包括一個串聯耦合於由第一分支352的初級線圈362和一個串聯耦合於第二分支354的次級線圈364,以平衡流經第一分支352和流經第二分支354的電流。尤其是,例如在第二分支354中,電流經過CCFL 344和平衡電磁干擾抑制線圈360的次級線圈364從變壓器314的次級線圈316流向地,並且經過CCFL 348從地流向變壓器314的次級線圈316。在第一分支352中,電流經過CCFL 342和346從變壓器314的次級線圈316的一端流回變壓器314的次級線圈316的另一端。平衡電磁干擾抑制線圈360包括初級線圈362和次級線圈364,可用於平衡流經第一分支352和流經第二分支354的電流。
根據本發明的一個實施例,平衡電磁干擾抑制線圈360的初級線圈362和次級線圈364具有相同數量的線圈匝數,並且繞在同一個磁芯上。由此,流經初級線圈362的電流與流經次級線圈364的電流實質相等。由於CCFL 342串聯耦合於平衡電磁干擾抑制線圈360的初級線圈362,且CCFL 344串聯耦合於平衡電磁干擾抑制線圈360的次級線圈364,流經CCFL 342的電流與流經CCFL 344的電流實質相等。類似的,流經CCFL 346的電流與流經CCFL 348的電流實質。換句話說,流經四個CCFL 342、344、346和348的電流實質相等,且四個CCFL 342、344、346和348的亮度能夠保持一致。
根據本發明的一個實施例,驅動電路300包括一個保 護電路370。該保護電路370與第二分支354耦合,用於產生一個電流回授信號382。電流回授信號382被傳輸至一個控制器380。電流回授信號382與流經平衡電磁干擾抑制線圈360的次級線圈364的電流相對應。由於流經平衡電磁干擾抑制線圈360的次級線圈364的電流與流經CCFL 342、344、346和348的電流實質相等,電流回授信號382可作為與流經CCFL 342、344、346和348的電流相對應的電流信號。
如圖3所示,根據本發明的一個實施例,保護電路370包括一個第一二極體372、一個第二二極體374、一個電阻376和一個電容378。兩個二極體372和374互為並聯且反向耦合,用於將平衡電磁干擾抑制線圈360的次級線圈364接地。電容378和電阻376互為並聯耦合,用於將第一二極體372接地。CCFL 348同樣接地。因此,當電流從CCFL 344正向流向保護電路370時,電流將經過第一二極體372、電容378和電阻376流向地。當電流從CCFL 348負向流向地時,電流將經過第二二極體374流向CCFL 344。電阻376產生一個表示流經次級線圈364的電流的電壓信號,以形成電流回授信號382。
耦合於開關電路310的控制器380,用以將開關電路310的輸出功率或電壓控制在一個預定值。控制器380用於接收由保護電路370產生的電流回授信號382以控制開關電路310,且接著流經CCFL 348的電流即可被控制在一個預定值。
根據本發明的一個實施例,一個脈寬調變(PWM)信 號用於控制流經CCFL 342、344、346和348的電流。控制器380產生一組PWM信號以控制未在圖中示出的開關電路310中的開關。PWM信號的工作週期(Duty Cycle)能夠調整(adjust)流經CCFL 342、344、346和348的電流,進而調整CCFL 342、344、346和348的亮度。
可選擇地,根據本發明的另一個實施例,來自電源312的DC電源可調整,以調整流經CCFL 342、344、346和348的電流。
在驅動電路300中,只使用一個變壓器和一個平衡電磁干擾抑制線圈,即可達到四個CCFL間的電流平衡。此外,與圖1和圖2中所示的先前技術的拓撲架構相比,能夠減少變壓器、MOSFET和其他R/C組件的使用數量。印刷電路板(PC board)的成本和尺寸也能夠隨之減少。
圖4所示為根據本發明的另一個實施例的驅動電路400。在圖4中,驅動電路400用於驅動六個CCFL 442、444、446、448、450和452。驅動電路400包括一個與諸如電池412的DC電源耦合的開關電路410。圖4中的驅動電路400與圖3中的驅動電路300類似。為簡明起見,驅動電路400中與驅動電路300中標記相同的元件具有相似的功能,在此將不對其進行詳細描述。
開關電路410包括二個變壓器414和416。開關電路410與變壓器414和416的初級線圈492和496相耦合,以將AC電源傳遞給變壓器414和416。變壓器414和416的次級線圈494和498與六個CCFL 442、444、446、448、450和452相耦合而為CCFL 442、444、446、448,450 和452提供能量。CCFL 442和452互為串聯耦合,且流經CCFL 442和452的電流實質相等。CCFL 444和450互為串聯耦合,且流經CCFL 444和450的電流實質相等。CCFL 446和448分別接地,因此流經CCFL 446和448的電流實質相等。平衡電磁干擾抑制線圈460包括一個初級線圈482和一個次級線圈484,它們分別與CCFL 442和452以及CCFL 444和450串聯耦合。由此,流經CCFL 442的電流與流經CCFL 444的電流實質相等。類似的,平衡電磁干擾抑制線圈462包括一個初級線圈486和一個次級線圈488,它們分別與CCFL 444和450以及CCFL 446和448串聯耦合。流經CCFL 444的電流與流經CCFL 446的電流實質相等。所以,流經六個CCFL 442、444、446、448、450和452的電流實質相等,且六個CCFL 442、444、446、448、450和452的亮度將保持一致。
在驅動電路400中,兩個變壓器414和416的初級線圈492和496的匝數相同,且它們的次級線圈494和498的匝數也相同。變壓器414和416的初級線圈492和496互為並聯耦合。開關電路410與變壓器414和416的初級線圈492和496兩者都耦合。因此,變壓器414和416接收來自開關電路410的具有相同位準的AC電源。此外,變壓器414和416的次級線圈494和498互為反向。變壓器414和416各提供六個CCFL 442、444、446、448、450和452所需的總能量的一半能量。由此,可降低變壓器414和416的最大電流和最大電壓值,同時可以降低變壓器414和416的溫度。
如圖5所示為根據本發明的一個實施例的用於驅動多個CCFL的驅動電路500。在圖5中,驅動電路500用於驅動2N個CCFL 542、544、546、548、...、550和552。驅動電路500包括耦合於諸如電池512的DC電源的開關電路510。圖5所示的驅動電路500類似於圖3所示的驅動電路300。為簡明起見,驅動電路500中與驅動電路300標記相同的元件具有相似的功能,在此將不對其進行詳細描述。
在一個實施例中,圖5中所示的CCFL包括一第一CCFL 542、一第二CCFL 544、...、一第(2N-1)CCFL 550和一第2N CCFL 552。將2N個CCFL 542、544、...、550和552配對耦合以形成N對CCFL對541、543、...和545。N對CCFL對541、543、...和545中的每一對具有二個互為串聯耦合的CCFL。換句話說,以第一CCFL 542和第二CCFL 544為首的2N個CCFL 542、544、...、550和552中按順序相鄰的兩個燈管互為串聯耦合。由此,形成由CCFL 542、544、...、550和552組成的N對CCFL對541、543、...和545。例如,第一CCFL 542和第二CCFL 544互為串聯耦合以形成第一CCFL對541,第三CCFL 546和第四CCFL 548互為串聯耦合以形成第二CCFL對543,以及第(2N-1)CCFL 550和第2N CCFL 552互為串聯耦合以形成第N CCFL對545。這N對CCFL對541、543、...和545互為並聯耦合。由變壓器514的次級線圈516產生的第二AC電源為並聯的N對CCFL對541、543、...和545提供能量。各自具有初級線圈和次級線圈的N-1個平 衡電磁干擾抑制線圈560、562、...和564用於平衡流經N對CCFL對541、543、...和545的電流。例如,第一平衡電磁干擾抑制線圈560的初級線圈582與包括CCFL 542和544的第一CCFL對541串聯耦合。第一平衡電磁干擾抑制線圈560的次級線圈584與包括CCFL 546和548的第二CCFL對543串聯耦合。流經第一CCFL對541和第二CCFL對543的電流實質相等。換句話說,N-1個平衡電磁干擾抑制線圈560、562、...和564中的每個平衡電磁干擾抑制線圈用於平衡流經N對CCFL對541、543、...和545中的二CCFL對的電流。第K平衡電磁干擾抑制線圈的初級線圈與第(2*K-1)CCFL和第(2*K)CCFL串聯耦合,且第K平衡電磁干擾抑制線圈的次級線圈與第(2*K+2)CCFL和第(2*K+1)CCFL串聯耦合。如此,流經2N個CCFL 542、544、...、550和552的電流實質相等。這樣,2N個CCFL 542、544、...、550和552的個別亮度將保持一致,其中N係為大於2的正整數,以及K係大於為1的正整數。
此外,根據本發明的例示性實施例的驅動CCFL的電路同樣可以應用於其他燈管,例如外部電極螢光燈管(EEFL)。
參考圖6,其顯示根據本發明的一個實施例的用於驅動在諸如一個液晶顯示(LCD)面板的電子裝置中的多個冷陰極螢光燈管(CCFL)的方法流程圖600。在步驟602中,藉由一個開關電路,如Royer、全橋、半橋、或是推挽反流器電路架構,將一個外部DC電源轉換為一個第一 AC電源。
在步驟604中,將第一AC電源升高為一個第二AC電源。第二AC電源的電壓高於第一AC電源的電壓,且適於點亮CCFL。在一個實施例中,在點亮CCFL的過程中,第二AC電源的均方根電壓高於約1,000伏特,當CCFL被點亮後第二AC電源的均方根電壓大約為400伏特到800伏特。可以使用一個變壓器將第一AC電源升高為第二AC電源。
在步驟606中,第二AC電源被施加至多個CCFL,包括從第一CCFL到第2N CCFL。
在步驟608中,將CCFL配對耦合以形成從第一對到第N對的N對CCFL。每對CCFL具有兩個互為串聯耦合的CCFL。換句話說,第(2*K-1)CCFL和第(2*K)CCFL互為串聯耦合,以形成第K對CCFL,其中K=1、2、...N。之後,將第二AC電源提供給並聯的N對CCFL。
在步驟610中,平衡流經耦合對CCFL的電流。多個平衡電磁干擾抑制線圈包括從第一到第N-1平衡電磁干擾抑制線圈,各自具有初級線圈和次級線圈,用於平衡流經每對CCFL的電流。在一個實施例中,各個平衡電磁干擾抑制線圈的初級線圈和次級線圈具有相同的匝數,因此流經初級線圈和次級線圈的電流實質相等。第K個平衡電磁干擾抑制線圈的初級線圈與第K對CCFL串聯耦合,第K個平衡電磁干擾抑制線圈的次級線圈與第K+1對CCFL串聯耦合,因此,流經第K對CCFL和第K+1對CCFL的電流實質相等,其中K=1、2、...N-1。因此,流經所有的CCFL 的電流實質相等。
在步驟612中,檢測流經一CCFL的電流以產生一個電流回授信號。由於流經所有的CCFL的電流實質相等,因此表示流經某個CCFL的電流的電流回授信號可用於表示流經所有CCFL的電流。根據本發明的一個實施例,包括一個電阻和兩個二極體的保護電路可用於檢測電流並產生電流回授信號。
在步驟614中,回應一個電流回授信號,透過控制第一AC電源以將流經CCFL的電流控制在一個預定位準。使用一個控制器以接收該電流回授信號,並回應該電流回授信號控制第一AC電源在一個預定位準,如此將流經CCFL的電流可被控制在一個預定位準。由此,CCFL的亮度即可被控制或調暗在一預定位準,並且穩定。
此處使用的術語和表述係為描述性而非限制性,且使用此等術語和表述並不意欲排除任何所示的和所述的(或其部分)特徵的等效物,且應理解在申請專利範圍內的各種修改均為可能。其他的修改、變化以及替換亦為可能。據此,本申請專利範圍意欲涵蓋所有等效物。
100‧‧‧驅動電路
110‧‧‧開關電路
112‧‧‧DC電源
114、116‧‧‧變壓器
118、120‧‧‧電容
142、144、146、148‧‧‧冷陰極螢光燈管(CCFL)
200‧‧‧驅動電路
210‧‧‧開關電路
212‧‧‧DC電源
214、216、218‧‧‧變壓器
222、224、226‧‧‧電容
242、244、246‧‧‧冷陰極螢光燈管(CCFL)
300‧‧‧驅動電路
310‧‧‧開關電路
312‧‧‧電池/DC電源
314‧‧‧變壓器
315‧‧‧初級線圈
316‧‧‧次級線圈
318、322、324、326、328‧‧‧電容
342、344、346、348‧‧‧冷陰極螢光燈管(CCFL)
352、354‧‧‧分支
360‧‧‧平衡電磁干擾抑制線圈
362‧‧‧初級線圈
364‧‧‧次級線圈
370‧‧‧保護電路
372、374‧‧‧二極體
376‧‧‧電阻
378‧‧‧電容
380‧‧‧控制器
382‧‧‧電流回授信號
400‧‧‧驅動電路
410‧‧‧開關電路
412‧‧‧電池/DC電源
414、416‧‧‧變壓器
418、420、422、424、426、428、430、432‧‧‧電容
442、444、446、448、450、452‧‧‧冷陰極螢光燈管(CCFL)
460、462‧‧‧平衡電磁干擾抑制線圈
470‧‧‧保護電路
472、474‧‧‧二極體
476‧‧‧電阻
480‧‧‧控制器
482、486‧‧‧初級線圈
484、488‧‧‧次級線圈
492、496‧‧‧初級線圈
494、498‧‧‧次級線圈
490‧‧‧電流回授信號
500‧‧‧驅動電路
510‧‧‧開關電路
512‧‧‧電池/DC電源
514‧‧‧變壓器
515‧‧‧初級線圈
516‧‧‧次級線圈
518、522、524、526、528、530、532‧‧‧電容
541、543、545‧‧‧CCFL對
542、544、546、548、550、552‧‧‧冷陰極螢光燈管(CCFL)
560、562、564‧‧‧平衡電磁干擾抑制線圈
570‧‧‧保護電路
572、574‧‧‧二極體
576‧‧‧電阻
582、586、592‧‧‧初級線圈
584、588、594‧‧‧次級線圈
580‧‧‧控制器
590‧‧‧電流回授信號
600‧‧‧流程
602、604、606、608、610、612、614‧‧‧步驟
圖1所示為先前技術中用於驅動四個CCFL的驅動電路圖。
圖2所示為先前技術中用於驅動多個CCFL的驅動電路圖。
圖3所示為根據本發明一實施例的用於驅動四個 CCFL的驅動電路圖。
圖4所示為根據本發明一實施例的用於驅動六個CCFL的驅動電路圖。
圖5所示為根據本發明一實施例的用於驅動多個CCFL的驅動電路圖。
圖6所示為根據本發明一實施例的用於驅動多個CCFL的方法流程圖。
300‧‧‧驅動電路
310‧‧‧開關電路
312‧‧‧電池
314‧‧‧變壓器
315‧‧‧初級線圈
316‧‧‧次級線圈
318、322、324、326、328‧‧‧電容
342、344、346、348‧‧‧冷陰極螢光燈管(CCFL)
352、354‧‧‧分支
360‧‧‧平衡電磁干擾抑制線圈
362‧‧‧初級線圈
364‧‧‧次級線圈
370‧‧‧保護電路
372、374‧‧‧二極體
376‧‧‧電阻
378‧‧‧電容
380‧‧‧控制器
382‧‧‧電流回授信號

Claims (19)

  1. 一種驅動包含從一第一到一第2N燈管的多燈管的電路,其中N係為大於2的正整數,包括:一開關電路,將一個外部直流(DC)電源轉換為一第一交流(AC)電源;一第一變壓器,其具有一初級線圈和一次級線圈,其中該初級線圈耦合於該開關電路,接收該第一AC電源並為該次級線圈提供能量,以從該次級線圈產生一第二AC電源,為該多個燈管提供能量;一第二變壓器,其具有一初級線圈和一次級線圈,其中該第二變壓器之該初級線圈並聯耦接至該第一變壓器之該初級線圈,接收該第一AC電源並為該第二變壓器之該次級線圈提供能量,其中該第二變壓器之該次級線圈串聯耦接至該第一變壓器之該次級線圈,以從該第二變壓器之該次級線圈產生一第三AC電源以對該多個燈管提供能量;以及多個平衡電磁干擾抑制線圈(choke),包括從一第一到一第N-1平衡電磁干擾抑制線圈,且各自具有一初級線圈和一次級線圈,其中將該多個燈管配對耦合以形成多對燈管,該多對燈管中的每一對燈管包括互為串聯耦合的一第一燈管和一第二燈管,並且該多個平衡電磁干擾抑制線圈中的每個平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈和該次級線圈分別與該第一燈管和該第二燈管串聯耦合,以平衡流經該多個燈管的電流, 其中,該多對燈管中之每一對燈管進一步包括一第一電容耦接於該第一變壓器與該第一燈管之間,以及包括一第二電容耦接於該第二變壓器與該第二燈管之間,其中,該第一電容、該第一燈管、該第二電容、以及該第二燈管係為串聯耦接,其中,該第一電容具有一第一端耦接至該第一變壓器之該次級線圈,且該第一電容之一第二端耦接至該第一燈管,且其中,該第二電容之一第一端耦接至該第二變壓器之該次級線圈,且該第二電容之一第二端耦接至該第二燈管。
  2. 如申請專利範圍第1項之電路,進一步包括:一保護電路,耦合於該第一燈管,檢測流經該第一燈管的電流。
  3. 如申請專利範圍第2項之電路,進一步包括:一控制器,回應流經該第一燈管的該電流而控制該開關電路,以將流經該第一燈管的該電流調整(adjust)至一預定位準。
  4. 如申請專利範圍第1項之電路,其中該開關電路是一全橋電路。
  5. 如申請專利範圍第1項之電路,其中該開關電路是一半橋電路。
  6. 如申請專利範圍第1項之電路,其中該開關電路是一推挽電路。
  7. 如申請專利範圍第1項之電路,其中該開關電路是一Royer電路。
  8. 如申請專利範圍第1項之電路,其中該每個平衡電磁 干擾抑制線圈的該初級線圈和該次級線圈具有相同的匝數,因此流經該每個燈管的該電流實質相等。
  9. 如申請專利範圍第2項之電路,其中該保護電路包括:一第一二極體,將該多個燈管中的該一個燈管接地;一第二二極體,與第一二極體反向並聯耦合;以及一電阻,與該第一二極體串聯耦合,該電阻上的電壓可代表流經該第一燈管的該電流。
  10. 如申請專利範圍第1項之電路,其中該多個燈管包括多個冷陰極螢光燈管(CCFL)。
  11. 如申請專利範圍第1項之電路,其中,該第一電容、該第一燈管、該平衡電磁干擾抑制線圈、該第二燈管、以及該第二電容係依序耦接於該第一變壓器以及該第二變壓器之間。
  12. 一種驅動包含從一第一到一第2N燈管的多個燈管的方法,其中N係為大於2的正整數,包括:利用一開關電路將一外部直流(DC)電源轉換為一第一交流(AC)電源;利用具有一初級線圈和一次級線圈之一第一變壓器將該第一AC電源升高為一第二AC電源,其中,該第一變壓器之該初級線圈接收該第一AC電源,並對該第一變壓器之該次級線圈提供能量,以從該第一變壓器之該次級線圈產生該第二AC電源,以對該多個燈管提供能量;利用具有一初級線圈和一次級線圈之一第二變壓器 將該第一AC電源升高至一第三AC電源,其中,該第二變壓器之該初級線圈係並聯耦接至該第一變壓器之該初級線圈,接收該第一AC電源並為該第二變壓器之該次級線圈提供能量,其中該第二變壓器之該次級線圈串聯耦接至該第一變壓器之該次級線圈,以從該第二變壓器之該次級線圈產生該第三AC電源,對該多個燈管提供能量;將該第二AC電源施加給該多個燈管;將該多個燈管配對以形成多對燈管,並且該多對燈管中的每對燈管中的一第一燈管以及一第二燈管串聯耦合;利用一第一電容以及一第二電容穩定該多對燈管中的每一對燈管之電流,其中,該第一電容具有一第一端耦接至該第一變壓器之該次級線圈,且該第一電容之一第二端耦接至該第一燈管,且其中,該第二電容之一第一端耦接至該第二變壓器之該次級線圈,且該第二電容之一第二端耦接至該第二燈管;以及利用包括從一第一到一第N-1平衡電磁干擾抑制線圈平衡流經該多個燈管中的每一對燈管的電流,其中,每一平衡電磁干擾抑制線圈各自具有一初級線圈和一次級線圈,其中,該多個平衡電磁干擾抑制線圈中的每個平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈和該次級線圈分別與該第一燈管和該第二燈管串聯耦合。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈和該次級線圈具有相同的 匝數。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法,進一步包括:檢測流經該第一燈管的電流以產生一電流回授信號。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,進一步包括:回應該電流回授信號,控制流經該第一燈管的該電流。
  16. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該多個燈管是多個冷陰極螢光燈管。
  17. 一種顯示系統,包括:一液晶顯示(LCD)面板;多個燈管,為該LCD面板照明,其中,該多個燈管包含從一到2N個燈管,其中N係大於2的正整數;一開關電路,將一外部直流(DC)電源轉換為一第一交流(AC)電源;一第一變壓器,具有一初級線圈和一次級線圈,其中該第一變壓器之該初級線圈與該開關電路相耦合,以接收該第一AC電源,並對該第一變壓器之該次級線圈供應能量,以從該第一變壓器之該次級線圈產生一第二AC電源,為該多個燈管供應能量;一第二變壓器,具有一初級線圈和一次級線圈,其中該第二變壓器之該初級線圈並聯耦接至該第一變壓器之該初級線圈,接收該第一AC電源並對該第二變壓器之該次級線圈供應能量,其中,該第二變壓器之該次級線圈串聯耦接至該第一變壓器之該次級線圈,以從該第二變壓器之該次級線圈產生一第三AC 電源,並為該多個燈管提供能量;以及多個平衡電磁干擾抑制線圈,其包括一第一到一第N-1平衡電磁干擾抑制線圈,且每個平衡電磁干擾抑制線圈具有一初級線圈和一次級線圈,其中將該多個燈管配對以形成多對燈管,該多對燈管中的每對燈管包括互為串聯耦合的一第一燈管以及一第二燈管,且該多個平衡電磁干擾抑制線圈中每個平衡電磁干擾抑制線圈的該初級線圈耦接於該多對燈管中的第K對燈管之該第一燈管以及該第二燈管之間,且該次級線圈耦接於該多對燈管中的第K+1對燈管之該第一燈管以及該第二燈管之間,以平衡流經該多個燈管的電流,其中,每一對燈管包含一第一電容,耦接於該第一變壓器與該第一燈管之間,包含一第二電容,耦接於該第二變壓器與該第二燈管之間,其中,該第一電容、該第一燈管、該第二燈管、以及該第二電容係串聯耦接,其中,該第一變壓器之該次級線圈透過該第一電容耦接至該第一燈管之一第一端,該第一燈管之一第二端透過一第一平衡電磁干擾抑制線圈耦接至該第二燈管之一第二端,該第二燈管之一第一端透過該第二電容耦接至第二變壓器之該次級線圈,其中K係大於為1的正整數。
  18. 如申請專利範圍第17項之顯示系統,進一步包括:一保護電路,耦接至該第一燈管,以檢測流經該第一燈管的一電流。
  19. 如申請專利範圍第18項之顯示系統,進一步包括: 一控制器,回應流經該第一燈管的一檢測電流而控制該開關電路,以將流經該第一燈管的該電流調整(adjust)至一預定位準。
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