專利名稱：多燈管驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燈管驅(qū)動電路，尤其涉及一種多燈管驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器是一種非自發(fā)光的顯示器，因此除了反射式液晶顯示器之 外，其余的液晶顯示器均需在其顯示面板背面加上一個可投射出光線的背光模 塊，使光線透過顯示面板后，將資訊傳遞到使用者的眼中。目前最常做為液晶
顯示面板背光模塊的光源為冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,簡 稱為CCFL),其工作電壓為數(shù)百伏特，而點燈時所需電壓為一千多伏特。隨著 技術(shù)的進步與消費者的需求，液晶顯示器持續(xù)朝更大尺寸的方向發(fā)展，如液晶 電視或視頻看板，因此其顯示面板所需的背光面積也隨的增加，使用多支燈管 提供均勻的光源已是不可避免的。另外，液晶顯示器還持續(xù)朝更薄厚度的方向 發(fā)展，如壁掛式液晶電視。
圖1~圖3都為現(xiàn)有的冷陰極萸光燈管(CCFL)驅(qū)動電路的電路圖，這些驅(qū) 動電路適用于高壓輸入多燈管輸出的液晶顯示器。請同時參照圖1~圖3，這三 個驅(qū)動電路都包括一個直流/交流轉(zhuǎn)換器DAC、 一個第一級變壓器T1、 一個共 振電路(包括電感器Llk及電容器Cp)以及四個第二級變壓器T2，且這些元件的 電連接方式相同。直流電壓信號Vdc輸入至所述直流/交流轉(zhuǎn)換器DAC,此直流 /交流轉(zhuǎn)換器DAC例如是全橋式或半橋式直流/交流轉(zhuǎn)換器，可以將直流電壓信 號Vdc轉(zhuǎn)換成交流方波電壓信號Vrect。交流方波電壓信號Vrect經(jīng)過所述第一 級變壓器Tl提供隔離及/或升壓后接著輸入所述共振電路，共振后再經(jīng)由所述 第二級變壓器T2提供隔離及/或升壓后送至燈管CCFL1 CCFL4。
其中，所述共振電路為LC串聯(lián)共振并聯(lián)負(fù)載的架構(gòu)，即電感器Llk及電容 器Cp串聯(lián)耦接并跨接于所述第一級變壓器T1的二次側(cè)線圏，而所述電容器Cp 并聯(lián)耦接負(fù)載，在本實施例中所迷負(fù)載為四支燈管CCFL1 CCFL4。所迷電容 器Cp并聯(lián)耦接到四支燈管CCFL1 CCFL4的方式為通過將四個第二級變壓器
3T2的一次側(cè)線圈串聯(lián)耦接并跨接于所述電容器Cp,且所述四個第二級變壓器 T2的二次側(cè)線圏分別耦接到各自相應(yīng)的燈管CCFL1 ~ CCFL4。所述共振電路除 提供燈管CCFL1 CCFL4啟動時所需的高啟動電壓和穩(wěn)定的燈管電流外，所述 電容器Cp還可過濾電壓信號，使交流方波電壓信號Vrect的波形變成近似弦波 的交流弦波電壓信號Vac。另外， 一般設(shè)計上多以所述第一級變壓器T1的二次 側(cè)線圏的漏電感器作為所述共振電路中的電感器Llk。
這三個驅(qū)動電路差別僅在于所述第一級變壓器Tl及所述第二級變壓器T2 的一次側(cè)線圏和二次側(cè)線圏的匝比不同。為描述方便起見，以下所提及的臣比 都是指變壓器的一次側(cè)線圈對二次側(cè)線圏的匝比。
請先參照圖1,圖1所示的驅(qū)動電路中第一級變壓器Tl的匝比為1: n(n 大于1),第二級變壓器T2的匝比為1: 1,因此為先利用第一級變壓器T1隔離 升壓及其二次側(cè)共振，共振出燈管CCFL1 ~ CCFL4所需的工作電壓后再經(jīng)由串 聯(lián)第二級變壓器T2來驅(qū)動燈管CCFL1 CCFL4。由于共振電路的電容器Cp必 須承受所有燈管CCFL1 -CCFL4的輸出功率及電壓總和，也就是第一級變壓器 Tl升壓及其二次側(cè)共振必須將交流方波電壓信號Vrect升壓到所有燈管 CCFL1 ~ CCFL4的輸出電壓總和，因此第一級變壓器Tl必須采用高匝比。但受 限于元件制作技術(shù)及高低壓場合安規(guī)距離限制，第一級變壓器T1的一、二次側(cè) 間距將必須大大的增加，因而不適用于超薄型應(yīng)用場合。
請再參照圖2，圖2所示的驅(qū)動電路中第一級變壓器T1的臣比為1: 1，第 二級變壓器T2的匝比為1: n(n大于l),因此為先利用第 一級變壓器Tl隔離 及二次側(cè)共振，共振后的弦波信號Vac再經(jīng)由第二級變壓器T2隔離升壓至燈管 CCFL1 CCFL4所需工作電壓。雖然第 一級變壓器Tl的匝比為1: 1，其一、 二次側(cè)無需保持大的間距，但是由于共振電路共振時會使得第一變壓器T1的二 次側(cè)電流上升，因此第一變壓器T1的二次側(cè)線圈所使用的繞線線徑不能太小， 這將使第一變壓器T1需要較大的繞線窗，因而不適用于超薄型應(yīng)用場合。
請再參照圖3，圖3所示的驅(qū)動電路中第一級變壓器Tl的匝比為1: n(n 大于1),第二級變壓器T2的匝比為1: m(m大于l)，其綜合前兩種驅(qū)動電路 的特點，先利用第一級變壓器T1隔離升壓及二次側(cè)共振，共振后的弦波信號 Vac再經(jīng)由第二級變壓器T2隔離升壓至燈管CCFL1 ~ CCFL4所需工作電壓。 雖然改善前兩種驅(qū)動電路的缺點，但使用兩級式升壓將造成過多的損失及弦波 輸出失真度上升。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種多燈管驅(qū)動電路，減少磁性元件的使用量，
降低了成本；將所有燈管的輸出功率平均分配于多個升壓變壓器上，故升壓變 壓器的繞線線徑可較細(xì)，以相同的繞線窗而言，能夠繞置的匝數(shù)相對較多，要 獲得較大的漏電感相對也較容易，適合于超薄型應(yīng)用場合。
為了達成上述目的及其它目的，本實用新型提供了一種多燈管驅(qū)動電路， 用以驅(qū)動多支燈管，例如冷陰極熒光燈管。所述多燈管驅(qū)動電路包括一個直流/ 交流轉(zhuǎn)換器、多個升壓變壓器及多個共振電路，所述直流/交流轉(zhuǎn)換器接收一直 流電壓信號，并將直流電壓信號轉(zhuǎn)換成一交流電壓信號后輸出；所有升壓變壓 器的一次側(cè)線圈串聯(lián)耦接并跨接于所述直流/交流轉(zhuǎn)換器的輸出以接收所述交流 電壓信號；每個共振電路耦接于相應(yīng)的升壓變壓器的二次側(cè)線圏及相應(yīng)的燈管 之間；其中，每個共振電路都包括一電感器及一電容器，所述電感器及所述電 容器串聯(lián)耦接并跨接于所述相應(yīng)的升壓變壓器的二次側(cè)線圏，且所述電容器耦 接到所述相應(yīng)的燈管；所述電感器為外接式電感器或所述相應(yīng)的升壓變壓器的 二次側(cè)線圈的漏電感器。
因此，本實用新型的多燈管驅(qū)動電路相較于現(xiàn)有的驅(qū)動電路雖然增加了被 動元件的使用量，但是減少磁性元件的使用量，仍降低了成本；將所有燈管的 輸出功率平均分配于多個升壓變壓器上，故升壓變壓器的繞線線徑可較細(xì)，以 相同的繞線窗而言，能夠繞置的匝數(shù)相對較多，要獲得較大的漏電感相對也較 容易，適合于超薄型應(yīng)用場合。


圖1~圖3都為現(xiàn)有的冷陰極熒光燈管驅(qū)動電路的電路圖，這些驅(qū)動電路適
用于高壓輸入多燈管輸出的液晶顯示器。
圖4為依照本實用新型一實施例所繪示的多燈管驅(qū)動電路的電路圖，此驅(qū)
動電路適用于超薄型、高壓輸入多燈管輸出的液晶顯示器。
圖5為圖4所示的驅(qū)動電路中升壓變壓器一次側(cè)看進去的等效電路圖。 圖6為在圖4所示的驅(qū)動電路的前端加上功率因數(shù)修正電路的電路圖。 附圖標(biāo)記說明400-多燈管驅(qū)動電路；410-直流/交流轉(zhuǎn)換器；421、 422、
423、 424-升壓變壓器；421p、 422p、 423p、 424p-升壓變壓器的一次側(cè)線圈；421s、
422s、 423s、 424s-升壓變壓器的二次側(cè)線圈；431、 432、 433、 434、 43i-共振電路；610-市電；620-橋式整流器；630-功率因數(shù)修正電路；CCFL1、 CCFL2、 CCFL3、 CCFL4、 CCFLi-燈管；DAC-直流/交流轉(zhuǎn)換器；Tl-第一級變壓器；T2-第二級變 壓器；Llk-電感器；Cp-電容器；Vdc-直流電壓信號；Vrect、 Vrectl ~ Vrect4-交 流方波電壓信號；Vac、 Vacl ~ Vac4-交流弦波電壓信號；L-電感值；C-電容值； R-燈管的電阻值。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術(shù)特4正和優(yōu)點作更詳細(xì)的 說明。
圖4為依照本實用新型一實施例所繪示的多燈管驅(qū)動電路的電路圖，此驅(qū) 動電路適用于超薄型、高壓輸入多燈管輸出的液晶顯示器，其中燈管例如是冷 陰極熒光燈管(CCFL)，但并不僅限于此；例如，所述燈管還可以是金卣燈(metal halide lamp )或鈉氣燈(sodium vapor lamp )等。請參照圖4，多燈管驅(qū)動電路 400包括一個直流/交流轉(zhuǎn)換器410、多個升壓變壓器421 ~ 424以及多個共振電 路431 -434。所述多燈管驅(qū)動電路400用以接收直流電壓信號Vdc,并驅(qū)動多 支燈管CCFL1-CCFL4,其中燈管CCFL1可設(shè)計成一支燈管或一對燈管，即一 個變壓器(如升壓變壓器421)驅(qū)動一支燈管或一對燈管，此常見于現(xiàn)有的多燈管 技術(shù)中，且非本實用新型的重點，因此在此并不贅述。
所述直流/交流轉(zhuǎn)換器410接收直流電壓信號Vdc，并將此直流電壓信號Vdc 轉(zhuǎn)換成交流電壓信號Vrect后輸出， 一般而言，交流電壓信號Vrect的波形為方 波。所述直流/交流轉(zhuǎn)換器410有很多種實施方式，例如全橋式、半橋式或推挽 式直流/交流轉(zhuǎn)換器，但并不僅限于此。假設(shè)直流電壓信號Vdc為400伏特，如 果直流/交流轉(zhuǎn)換器410為全橋式，則交流電壓信號Vrect為振幅400伏特的方 波；若直流/交流轉(zhuǎn)換器410為半橋式，則交流電壓信號Vrect為振幅200伏特 的方波。
每個升壓變壓器42i都具有一次側(cè)線圏42ip及二次側(cè)線圏42is，i可以為1、 2、 3或4;例如，所述升壓變壓器421具有一次側(cè)線圏421p及二次側(cè)線圏421s。 所有的升壓變壓器421 -424的一次側(cè)線圏421p 424p串聯(lián)耦接并跨接于所述 直流/交流轉(zhuǎn)換器410的輸出以接收交流電壓信號Vrect,因此交流電壓信號Vrect 將分壓到所述升壓變壓器421 -424的一次側(cè)線圈421p-424p,其中交流電壓4言 號Vrect分壓后的信號Vrecti跨壓于升壓變壓器42i的一次側(cè)線圏42ip。通過設(shè)
6計所迷升壓變壓器421 ~424的匝比為1: n(n大于l)，使得二次側(cè)線圏42is所 輸出的電壓信號為一次側(cè)線圏42ip所輸入的電壓信號的n倍。
每個共振電路43i耦接于一個相應(yīng)的升壓變壓器42i的二次側(cè)線團42is及相 應(yīng)的燈管CCFLi之間；例如，共振電路431耦接于所述升壓變壓器421的二次 側(cè)線圈421s及燈管CCFL1之間。在這里，共振電路43i可以皆設(shè)計成如圖1所 示的共振電路，即所述共振電路43i包括一個電感器Llk及一個電容器Cp串聯(lián) 耦接并跨接于相應(yīng)的升壓變壓器42i的二次側(cè)線圏42is，且其中所述電容器Cp 耦接到相應(yīng)的燈管CCFLi;例如，所述共振電路431包括一個電感器Llk及一 個電容器Cp串聯(lián)耦接并跨接于升壓變壓器421的二次側(cè)線圈421s，且其中所述 電容器Cp耦接到燈管CCFL1。所迷共振電路43i可提供燈管CCFLi啟動時所 需的高啟動電壓和穩(wěn)定的燈管電流，其中的電容器Cp還具有過濾電壓信號的功 能，能使所述共振電路43i所接收的交流電壓信號的波形從方波變成近似弦波的 交流電壓信號Vaci。另外，所述共振電路43i可以直接采用升壓變壓器42i的二 次側(cè)線圈42is的漏電感器作為其電感器Llk,如此則不需要外加電感器。
因此，本實用新型的多燈管驅(qū)動電路400相較于前述三種現(xiàn)有的驅(qū)動電路， 雖然增加了被動元件如電容器Cp的使用量，但是減少變壓器磁性元件的使用 量，在成本上這些電容器Cp被動元件仍然遠(yuǎn)低于一個變壓器磁性元件。此外， 由于本實用新型的驅(qū)動電路400將燈管CCFL1-CCFL4的輸出功率平均分配于 多個升壓變壓器421 -424上，而不像前述三種現(xiàn)有的驅(qū)動電路一樣將燈管 CCFLl -CCFL4的輸出功率只由一個變壓器Tl所負(fù)責(zé)，因此本實用新型的驅(qū)動 電路400的升壓變壓器421 ~424的繞線線徑可較細(xì)，以相同的繞線窗而言，能 夠繞置的匝數(shù)相對較多，要獲得較大的漏電感相對也較容易，適合于超薄型應(yīng) 用場合。
圖5為圖4所示的多燈管驅(qū)動電路400中升壓變壓器421 424—次側(cè)看進 去的等效電路圖。請同時參照圖4及圖5，假設(shè)升壓變壓器421 ~424都是相同 的，因此一次側(cè)線圈421p 424p都是相同的，且每個升壓變壓器42i的匝比為 1: n;另夕卜，假設(shè)共振電路431 ~434都包括一電感器Llk (其電感值為L)及一 電容器Cp(其電容值為C),而燈管CCFL1-CCFL4的電阻^直都為R。由于一次 側(cè)線圈421p ~ 424p都是相同的，因此輸入這些串聯(lián)耦接的一次側(cè)線圈421p ~ 424p上的交流電壓信號Vrect將平均分壓到這些一次側(cè)線圈421p 424p,即每 個一次側(cè)線圈42ip的跨壓為Vrect/4。再者，從所述升壓變壓器421 -424的一次側(cè)看進去的共振電路431 -434中電感值為L/n2，電容值為Cxn2,而所述燈 管CCFLI-CCFL4的電阻值為R/n2。因此，每個升壓變壓器42i—次側(cè)看進去 的等效電路如圖5的右圖所示。
因此，配合直流電壓信號Vdc的大小，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計燈管的數(shù)目，相當(dāng)于適 當(dāng)?shù)卦O(shè)計升壓變壓器的數(shù)目，將使每個升壓變壓器及其相應(yīng)的共振電路的設(shè)計 參數(shù)完全可以與現(xiàn)有的低壓輸入、串聯(lián)共振并聯(lián)負(fù)載相同，可大大的簡化了設(shè) 計步驟。舉例來說，假設(shè)所述直流/交流轉(zhuǎn)換器410為全橋式，如果直流電壓信 號Vdc為y伏特，則交流電壓信號Vrect為振幅y伏特的方波。當(dāng)所述多燈管驅(qū) 動電路400設(shè)計為驅(qū)動x支燈管時，需要x個相應(yīng)的升壓變壓器，因此輸入每 個升壓變壓器的交流電壓信號Vrecti為振幅y/x伏特的方波。因此，只要適當(dāng)選 擇設(shè)計y和x值，使得y/x值為12或24，將使本實用新型用以驅(qū)動燈管CCFLi 的升壓變壓器42i及共振電路43i的設(shè)計參數(shù)完全可以與現(xiàn)有的12或24伏特低 壓輸入、串聯(lián)共振并聯(lián)負(fù)載相同，可大大的簡化了設(shè)計步驟。
由于大尺寸的液晶面板其額定功率必高于75W，因此必須符合特定的電源 電流諧波規(guī)范，例如歐規(guī)的EN61000-3-2、美規(guī)的IEEE 519等等。而功率因數(shù) 修正技術(shù)可以消除電源供應(yīng)器前端的交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的低頻電流諧 波，降低啟動電流突波，從根本上改善電能的使用效率與降低電源污染，進而 符合特定的電源電流諧波規(guī)范。請參照圖6，其為在圖4所示的驅(qū)動電路400及 市電610之間加上橋式整流器620及功率因數(shù)修正電路630,以便/人根本上改善 電能的使用效率與降低電源污染，進而符合特定的電源電流諧波規(guī)范。
綜上所述，本實用新型的多燈管驅(qū)動電路相較于現(xiàn)有的驅(qū)動電路雖然增加 了被動元件的使用量，但是減少磁性元件的使用量，仍降低了成本；再者，將 所有燈管的輸出功率平均分配于多個升壓變壓器上，因此升壓變壓器的繞線線 徑可較細(xì)，以相同的繞線窗而言，能夠繞置的匝數(shù)相對l^多，要獲得較大的漏 電感相對也較容易，適合于超薄型應(yīng)用場合；另外，配合直流電壓信號的大小，
可以與現(xiàn)有的低壓輸入、串聯(lián)共振并聯(lián)負(fù)載相同。
以上說明對本實用新型而言只是i兌明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下， 可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求1、一種多燈管驅(qū)動電路，用以驅(qū)動多支燈管，其特征在于，所述多燈管驅(qū)動電路包括一直流/交流轉(zhuǎn)換器，用以接收一直流電壓信號，并將所述直流電壓信號轉(zhuǎn)換成一交流電壓信號后輸出；多個升壓變壓器，每個升壓變壓器都具有一次側(cè)線圈及二次側(cè)線圈，所述多個升壓變壓器的一次側(cè)線圈串聯(lián)耦接并跨接于所述直流/交流轉(zhuǎn)換器的輸出端以接收所述交流電壓信號；以及多個共振電路，每個共振電路耦接于相應(yīng)的升壓變壓器的二次側(cè)線圈及相應(yīng)的燈管之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動電路，其特征在于，每個共振電路都包 括一電感器及一電容器，所述電感器及所述電容器串聯(lián)耦接并跨接于所述相應(yīng) 的升壓變壓器的二次側(cè)線圏，且所述電容器耦接到所迷相應(yīng)的燈管。
3、 如權(quán)利要求2所述的多燈管驅(qū)動電路，其特征在于，所述電感器為外接 式電感器。
4、 如權(quán)利要求2所述的多燈管驅(qū)動電路，其特征在于，所述電感器為所述 相應(yīng)的升壓變壓器的二次側(cè)線圏的漏電感器。
5、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動電路，其特征在于，所述些燈管為冷陰 極熒光燈管、金卣燈或鈉氣燈。
6、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動電路，其特征在于，所述相應(yīng)的燈管包 括至少一支燈管。
7、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動電路，其特征在于，所述直流/交流轉(zhuǎn)換 器為全橋式、半橋式或推挽式直流/交流轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實用新型提供了一種多燈管驅(qū)動電路，用以驅(qū)動多支燈管，其包括一個直流/交流轉(zhuǎn)換器、多個升壓變壓器及多個共振電路。所述直流/交流轉(zhuǎn)換器接收一直流電壓信號，并將直流電壓信號轉(zhuǎn)換成一交流電壓信號后輸出。所有升壓變壓器的一次側(cè)線圈串聯(lián)耦接并跨接于所述直流/交流轉(zhuǎn)換器的輸出以接收所述交流電壓信號。每個共振電路耦接于相應(yīng)的升壓變壓器的二次側(cè)線圈及相應(yīng)的燈管之間。本實用新型的多燈管驅(qū)動電路雖增加被動元件的使用量，但減少磁性元件的使用量，因此仍可降低了成本；另外，將所有燈管的輸出功率平均分配于多個升壓變壓器上，因此升壓變壓器的繞線線徑可較細(xì)，適合于超薄型應(yīng)用場合。
文檔編號H05B41/24GK201256475SQ20082013359
公開日2009年6月10日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者李吉欣, 林立韋 申請人:冠捷投資有限公司