專(zhuān)利名稱(chēng)：具輔助繞組的平衡變壓器及冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種具輔助繞組的平衡變壓器，特別是關(guān)于一種冷陰極熒光燈管(CCFL)的驅(qū)動(dòng)電路中所使用的變壓器。
本實(shí)用新型還關(guān)于一種采用具輔助繞組的平衡變壓器的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技未冷陰極熒光燈管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)是使用于液晶顯示面板(LCD Panel)中做為背光模塊(Backlight System)的光源。此等冷陰極熒光燈管是由一稱(chēng)為換流器(Inverter)的驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)。由于技術(shù)進(jìn)步及消費(fèi)者的需求，LCD面板尺寸不斷增大，使得單一燈管已無(wú)法滿足其照明，因而需要使用二個(gè)或更多個(gè)燈管。為了確保LCD面板的亮度均勻，必須隨時(shí)調(diào)節(jié)各燈管的電流，使流經(jīng)每一燈管的電流量相等。但由于冷陰極熒光燈管是高度不穩(wěn)定且具有負(fù)阻抗特性等種種原因，使得燈管阻抗很難維持一致，造成各燈管阻抗改變而使電流無(wú)法達(dá)成相等。各燈管之間電流不相等，除了會(huì)使亮度不均勻外，電流太大的燈管還會(huì)減短壽命，使得各燈管間的老化速率(Aging Rate)不一致。
現(xiàn)有技術(shù)中，使多個(gè)冷陰極熒光燈管具有相同亮度的最直接的方式，是對(duì)每一個(gè)燈管使用個(gè)別的驅(qū)動(dòng)電路及反饋控制器。所有燈管的電流可以一共同控制信號(hào)來(lái)予以控制在固定值。圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)采用個(gè)別驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)冷陰極熒光燈管的電路架構(gòu)，其中是以二燈管為例。燈管11、12是分別受電路13、14及變壓器15、16所驅(qū)動(dòng)及控制，流經(jīng)燈管11、12的電流I11、I12分別反饋至電路13、14，以將電流I11、I12控制于一預(yù)設(shè)的固定值，達(dá)到電流相等的效果。然而，由于需要為每一燈管設(shè)置一驅(qū)動(dòng)控制電路，此種電路相對(duì)地具有較高的組件成本，且占用較大的空間。
一種現(xiàn)有不需要設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)控制電路的技術(shù)，是使用鎮(zhèn)流(ballast)組件，來(lái)使各燈管之間的電流差異盡可能地縮小。圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)采用單一驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)冷陰極熒光燈管的電路架構(gòu)圖，其是以二燈管為例。如圖所示，二燈管21、22是成并聯(lián)連接，并由一電路23及一變壓器25所驅(qū)動(dòng)。二燈管21、22的高壓端是分別串接一電容27、28做為鎮(zhèn)流組件(Ballast)。二電容27、28是具有相同的阻抗，且其阻抗值遠(yuǎn)大于燈管21、22的阻抗，足以使得流經(jīng)二燈管21、22的電流I21、I22的大小主要受電容阻抗所支配。亦即，即使二燈管21、22的阻抗產(chǎn)生差異時(shí)，對(duì)電流I21、I22的差異的影響非常輕微而可忽略。因此二個(gè)受共同高壓驅(qū)動(dòng)源所驅(qū)動(dòng)的燈管21、22可被調(diào)節(jié)成具有相近的電流值。然而，為了使電流分配控制可以更精確，亦即，使電流I21、I22的差異盡可能縮小，此電路將必須使用高阻抗的鎮(zhèn)流組件，故需要異常高的驅(qū)動(dòng)電壓。高驅(qū)動(dòng)電壓的產(chǎn)生與處理是非常耗費(fèi)成本且難以成的，因此此種方式并未被廣泛地使用。
請(qǐng)參考圖3，為現(xiàn)有技術(shù)采用差動(dòng)扼流器來(lái)平衡冷陰極熒光燈管電流的電路架構(gòu)圖。當(dāng)電流I31、I32相同時(shí)，則流過(guò)第一線圈302和第二線圈304的電流也相等，并，電流I31在第一線圈302產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與電流I32在第二線圈304產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)也相等，并且相互抵銷(xiāo)，因此在差動(dòng)扼流器30中并無(wú)磁通互通。同時(shí)，差動(dòng)扼流器30中產(chǎn)生的漏磁通Φ1、Φ2可以各自經(jīng)外側(cè)的空氣間隙完成回路，但是由于空氣間隙的磁阻很高，所以此回路所引致的電感效應(yīng)一般可以忽略。
當(dāng)?shù)谝粺艄躄1的電流I31與第二燈管L2的電流I32不相同時(shí)，則電流I31在第一線圈302上所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與電流I32在第二線圈304上所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)也不相同，即差動(dòng)扼流器30中的磁動(dòng)勢(shì)不相等，二者的差值會(huì)于差動(dòng)扼流器30中產(chǎn)生大量的磁通Φ，該磁通Φ切割第一線圈302與第二線圈304，并會(huì)在其端點(diǎn)間感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)修正電壓ΔV，該修正電壓ΔV會(huì)迫使第一燈管L1的電流I31與第二燈管L2的電流I32回復(fù)平衡均等。
于現(xiàn)有使用差動(dòng)扼流器30作為平衡冷陰極熒光燈管電流時(shí)，仍需同時(shí)使用額外的燈管保護(hù)電路31作為電流不平均時(shí)的保護(hù)與電壓檢知器32作為檢知線圈上的電流量。同時(shí)，差動(dòng)扼流器30將線圈上流過(guò)的電流量信號(hào)反饋到控制器33以穩(wěn)定流經(jīng)二燈管L1、L2的電流I31、I32。該燈管保護(hù)電路31連接于差動(dòng)扼流器30的二個(gè)線圈上，是由多個(gè)電子組件(Q1、Q2、Q3…等)組成，可作為偵測(cè)差動(dòng)扼流器30上的電流是否達(dá)到規(guī)格內(nèi)，若是極度不平衡，則傳送一截止信號(hào)給控制器33，作為燈管電流異常時(shí)的保護(hù)動(dòng)作?，F(xiàn)有使用額外的燈管保護(hù)電路31，是需使用Q1、Q2、Q3等三個(gè)晶體管，來(lái)作為燈管保護(hù)時(shí)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。然，燈管保護(hù)電路31組成所需要的電子組件(Q1、Q2、Q3、D1、D3、D5…)其組件數(shù)量多且昂貴，并于組裝生產(chǎn)時(shí)非常的浪費(fèi)時(shí)間及人力。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型是提供一具輔助繞組的多燈管平衡變壓器來(lái)作為燈管電流不平衡或異常時(shí)的信號(hào)偵測(cè)，并同時(shí)將信號(hào)傳送到控制器，以達(dá)成燈管異常時(shí)的保護(hù)動(dòng)作。
本實(shí)用新型還提供了一種采用具輔助繞組的平衡變壓器的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置。
本實(shí)用新型為一種具輔助繞組的平衡變壓器，其連接于二個(gè)冷陰極燈管，是包括有一可以作為磁通流通路徑的磁芯；于磁芯上卷繞有一第一線圈、一第二線圈及一輔助線圈；該第一線圈與該第二線圈的卷繞方向相反。其中，當(dāng)通過(guò)該二冷陰極燈管的電流平衡時(shí)，輔助線圈兩端無(wú)感應(yīng)電壓，在電流不平衡或異常時(shí)，該輔助線圈會(huì)感應(yīng)一電壓差，電壓差可以作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。
本實(shí)用新型的采用具輔助繞組的平衡變壓器的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，包括有一控制器，透過(guò)一升壓變壓器提供電流到該二個(gè)冷陰極燈管；一平衡變壓器，具有一磁芯、一輔助線圈、一第一線圈及一第二線圈，該磁芯作為磁通流通路徑，該第一線圈卷繞于該磁芯，其一端連接于一冷陰極燈管，該第二線圈反方向卷繞于該磁芯，其一端連接于另一冷陰極燈管，該輔助線圈，卷繞于該磁芯；一電壓檢知器，連接于該第二線圈的另一端與該控制器，用來(lái)檢知流過(guò)該第二線圈的電流；及一燈管保護(hù)電路，連接到該輔助線圈與該控制器；其中，當(dāng)通過(guò)該二冷陰極燈管的電流平衡時(shí)，輔助線圈兩端無(wú)感應(yīng)電壓，在電流不平衡時(shí)，該輔助線圈會(huì)感應(yīng)一電壓差，該電壓差透過(guò)該燈管保護(hù)電路傳送到該控制器，是可作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。
為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)采用個(gè)別驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)冷陰極熒光燈管的電路架構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)采用單一驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)冷陰極熒光燈管的電路架構(gòu)圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)采用差動(dòng)扼流器來(lái)平衡冷陰極熒光燈管電流的電路架構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型具輔助繞組的平衡變壓器動(dòng)作原理示意圖；及圖5為采用本實(shí)用新型平衡變壓器來(lái)平衡冷陰極熒光燈管電流的電路架構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖4，為本實(shí)用新型具輔助繞組的平衡變壓器動(dòng)作原理示意圖。本實(shí)用新型具輔助繞組的平衡變壓器40連接于二個(gè)冷陰極燈管(未標(biāo)示)，是具有一磁芯401，該磁芯401可作為磁通流通的路徑；在磁芯401上則卷繞有一第一線圈402、一第二線圈404及一輔助線圈406。第一線圈402與第二線圈404是匝數(shù)相同，相互呈反方向卷繞于該磁芯401上，使得平衡變壓器40呈加極性變壓器。燈管其中，當(dāng)通過(guò)該二線圈(402、404)的電流(I41、I42)平衡時(shí)，輔助線圈406兩端無(wú)感應(yīng)電壓，在電流不平衡時(shí)，該輔助線圈406會(huì)感應(yīng)一電壓差ΔV，作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。磁芯401是由兩個(gè)ㄇ字狀磁芯組成或由兩個(gè)L字狀磁芯組成或由一個(gè)ㄇ字狀與一I字狀磁芯組成。
請(qǐng)復(fù)參考圖4，當(dāng)電流I41、I42相同時(shí)，則流過(guò)第一線圈402和第二線圈404的電流也相等，并，電流I41在第一線圈402產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與電流I42在第二線圈404產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)也相等，并且相互抵銷(xiāo)，因此在平衡變壓器40的磁芯401中并無(wú)磁通互通。同時(shí)，平衡變壓器40的磁芯401中產(chǎn)生的漏磁通Φ1、Φ2可以各自經(jīng)外側(cè)的空氣間隙完成回路，但是由于空氣間隙的磁阻很高，所以此回路所引致的電感效應(yīng)一般可以忽略。
但是，當(dāng)電流I41與電流I42不相同時(shí)，則電流I41在第一線圈402上所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與電流I42在第二線圈404上所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)也不相同，即平衡變壓器40的磁芯401中的磁動(dòng)勢(shì)不相等，二者的差值會(huì)于平衡變壓器40的磁芯401中產(chǎn)生大量的磁通Φ，該磁通Φ切割輔助線圈406后，即會(huì)感應(yīng)一電壓差ΔV，作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。
請(qǐng)參考圖5，為采用本實(shí)用新型平衡變壓器來(lái)平衡冷陰極熒光燈管電流的電路架構(gòu)圖。其中，平衡變壓器40的第一線圈402，其一端連接于一冷陰極燈管L1，另一端則連接到一參考端G。平衡變壓器40的第二線圈404，其一端連接于一冷陰極燈管L2，另一端透過(guò)一電壓檢知器41連接到一控制器43。平衡變壓器40的該輔助線圈406，透過(guò)一保護(hù)電路42連接到該控制器43。同時(shí)，該第一線圈402與該第二線圈404的線圈匝數(shù)相同。
復(fù)參考圖5，當(dāng)流過(guò)燈管L1與L2的電流(I41、I42)不相同時(shí)，則電流I41在第一線圈402上所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與電流I42在第二線圈404上所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)也不相同，即于圖4中，平衡變壓器40的磁芯401中的磁動(dòng)勢(shì)不相等，二者的差值會(huì)于平衡變壓器40的磁芯401中產(chǎn)生大量的磁通Φ。該磁通Φ切割輔助線圈406后，即會(huì)于輔助線圈406的兩端感應(yīng)一電壓差ΔV，作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。電壓差ΔV則會(huì)透過(guò)該保護(hù)電路42被傳送到該控制器43。控制器43接收到保護(hù)反饋信號(hào)后即停止工作，作為燈管電流不平衡或異常時(shí)的保護(hù)。
復(fù)參考圖5，控制器43為一高頻周期方波，經(jīng)升壓變壓器45升壓后產(chǎn)生高電壓，高電壓與電容C1、電容C2、燈管L1、燈管L2及平衡變壓器40產(chǎn)生諧振。因燈管中的電感L1、電感L2為并聯(lián)諧振，其容抗、阻抗不同而造成分流結(jié)果不均(燈管不平衡)，故需加上匝數(shù)相同的平衡變壓器40。假設(shè)平衡變壓器40的繞組數(shù)為N1與N2，流經(jīng)燈管的電流為I41與I42。則根據(jù)安培定理(Ampere’s Law)，N1I41=o∫H→dl,]]>N2I42=o∫H→dl,]]>由于平衡變壓器40為共鐵心，因此N1I41＝N2I42，若N1＝N2，I41＝I42，又N1的端電壓為V1，N2的端電壓為V2，V1=L1di41dt,]]>i41=1L1∫V1dt,]]>V2=L2di42dt,]]>i42=1L2∫V2dt,]]>流進(jìn)等于流出的原理，使燈管流經(jīng)L1、L2電流相同。另D1、D2、R1為一電壓檢知器41，檢知一正半周的弦波電壓至脈波寬度調(diào)整線路(反饋線路)。
平衡變壓器40的輔助繞組406接至D3、R2、C3組成的一峰值檢知器，檢知一DC電壓后再與R3、R4分壓至晶體管Q1的閘極端，其間晶體管Q1電壓須設(shè)定低于電壓一定值。
當(dāng)燈管L1、L2其一異常(燈管燒毀、沒(méi)接好)時(shí)，平衡變壓器40的二線圈的制衡關(guān)是沒(méi)了，會(huì)感應(yīng)一高電壓至輔助繞組406，此時(shí)晶體管Q1的閘-源極端電壓VGS大于晶體管Q1的臨界電壓，所以晶體管Q1的泄-源極端D-S會(huì)導(dǎo)通，將使得控制器43停止動(dòng)作，達(dá)成保護(hù)功能。
以上所述，僅為本實(shí)用新型最佳的具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型的特征并不局限于此，任何熟悉該項(xiàng)技藝者在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾，皆可涵蓋在本案的專(zhuān)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具輔助繞組的平衡變壓器，其特征在于包括有一磁芯，作為磁通流通路徑；一第一線圈，卷繞于該磁芯；一第二線圈，反方向卷繞于該磁芯；及一輔助線圈，卷繞于該磁芯；其中，平衡變壓器是呈雙極性變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具輔助繞組的平衡變壓器，其特征在于，該第一線圈與該第二線圈的線圈匝數(shù)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具輔助繞組的平衡變壓器，其特征在于，該磁芯是由兩個(gè)ㄇ字狀磁芯組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具輔助繞組的平衡變壓器，其特征在于，該磁芯是由兩個(gè)L字狀磁芯組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具輔助繞組的平衡變壓器，其特征在于，該磁芯是由一個(gè)ㄇ字狀與一I字狀磁芯組成。
6.一種冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，連接于二個(gè)冷陰極燈管，其特征在于包括有一控制器，透過(guò)一升壓變壓器提供電流到該二個(gè)冷陰極燈管；一平衡變壓器，具有一磁芯、一輔助線圈、一第一線圈及一第二線圈，該磁芯作為磁通流通路徑，該第一線圈卷繞于該磁芯，其一端連接于一冷陰極燈管，該第二線圈反方向卷繞于該磁芯，其一端連接于另一冷陰極燈管，該輔助線圈，卷繞于該磁芯；一電壓檢知器，連接于該第二線圈的另一端與該控制器，用來(lái)檢知流過(guò)該第二線圈的電流；及一燈管保護(hù)電路，連接到該輔助線圈與該控制器；其中，當(dāng)通過(guò)該二冷陰極燈管的電流平衡時(shí)，輔助線圈兩端無(wú)感應(yīng)電壓，在電流不平衡時(shí)，該輔助線圈會(huì)感應(yīng)一電壓差，該電壓差透過(guò)該燈管保護(hù)電路傳送到該控制器，是可作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該第一線圈的另一端則連接到一參考端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該第一線圈與該第二線圈的線圈匝數(shù)相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該磁芯是由兩個(gè)ㄇ字狀磁芯組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該磁芯是由兩個(gè)L字狀磁芯組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該磁芯是由一個(gè)ㄇ字狀與一I字狀磁芯組成。
專(zhuān)利摘要一種具輔助繞組的平衡變壓器及采用具輔助繞組的平衡變壓器的冷陰極燈管驅(qū)動(dòng)裝置，該變壓器連接于二個(gè)冷陰極燈管，包括有一可以作為磁通流通路徑的磁芯；并于磁芯上卷繞有一第一線圈、一第二線圈及一輔助線圈；該第一線圈與該第二線圈的卷繞方向相反。其中，當(dāng)通過(guò)該二冷陰極燈管的電流平衡時(shí)，輔助線圈兩端無(wú)感應(yīng)電壓，在電流極度不平衡或開(kāi)路時(shí)，該輔助線圈會(huì)感應(yīng)一電壓差，電壓差可以作為保護(hù)反饋信號(hào)使用。
文檔編號(hào)H01F27/24GK2840285SQ20052001898
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者陳振剛, 王政雄 申請(qǐng)人:聯(lián)昌電子企業(yè)股份有限公司