專利名稱：使電路中的放電燈電流相等的裝置、系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種電路的多個平行分支中的電流平衡，特別涉及一種冷陰極熒光燈(CCFL)中的電流平衡。
背景技術(shù)：
在一般的電子設(shè)備中熒光燈為通常的照明目的提供照明，并且比白熾燈更節(jié)能。熒光燈是低壓氣體放電源，其中汞離子產(chǎn)生的電弧能激勵熒光粉。當施加適當?shù)碾妷簳r，在電極之間流動的電流通過汞蒸汽產(chǎn)生電弧，其產(chǎn)生可見輻射光，并且所產(chǎn)生的紫外線激發(fā)磷發(fā)光。在熒光燈中，兩個電極被封閉地密封在燈泡的每一端，將這兩個電極設(shè)計為在放電操作的發(fā)光或電弧模式下作為或“冷”或“熱”的陰極或電極工作。
冷陰極熒光燈(CCFL)流行于液晶顯示器(LCD)的背光應(yīng)用中。用于發(fā)光或冷陰極操作的電極可包括閉合金屬圓筒，這些閉合金屬圓筒的內(nèi)部一般涂有發(fā)光材料。CCFL使用的電流一般為幾毫安培量級，而電壓降為幾百伏特量級。
CCFL因其耐震的電極(rugged electrode)、不需燈絲以及低電流消耗，而具有遠遠長于熱電極熒光燈的壽命。即使在低溫下，CCFL也迅速啟動，而且它們的壽命不受啟動次數(shù)的影響，且可以變暗到非常低的光輸出水平。然而，由于對于大尺寸的LCD需要大量的燈，所以需要在燈之間平衡電流共享，以獲得均勻的背光和長的燈壽命。
平衡電流的一種方式是用獨立控制的逆變器驅(qū)動每個燈，其在電流共享中實現(xiàn)高精確度；然而，這種方法通常復(fù)雜且昂貴。另一個方案是用單個逆變器驅(qū)動所有燈。圖1示出包括低壓逆變器、步進式變壓器以及電流平衡變壓器的多CCFL系統(tǒng)。此技術(shù)較廉價。當前有一些電流平衡變壓器技術(shù)，在圖2A與圖2B中示出其中的兩種技術(shù)。這些設(shè)計均不能在開燈情況下使用電流平衡。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于平衡N個平行負載中的電流的裝置，該裝置包括N/2或N/2-1個共模扼流圈(CMC)；以及一連接結(jié)構(gòu)，其中所述N個負載被劃分為第一和第二組N/2個負載；第一組N/2個負載的第一端連接至電源的第一極或變壓器的次級；第二組N/2個負載的第一端連接至電源的第二極或變壓器的次級；第一組至少N/2-1個負載的第二端連接至至少N/2-1個共模扼流圈(CMC)的第一繞組的第一端；第二組至少N/2-1個負載的第二端連接至至少N/2-1個CMC的第二繞組的第一端；每個CMC的第一繞組的第二端連接至另一個CMC的第二繞組的第二端，其中如果每組只有N/2-1個負載連接至CMC繞組的第一端，則一組中剩下的一個負載的第二端將連接至一個CMC的可用的第一繞組的第二端，并且另一組中剩下的一個負載的第二端將連接至另一個CMC的可用的第二繞組的第二端；以及如果每組N/2個負載連接至N/2個CMC的CMC繞組的第一端，則每個CMC的第一繞組的每個第二端連接至另一個CMC的第二繞組的第二端；以及CMC的第一和第二繞組以這種方式被纏繞，即使每組負載中的瞬時電流同向并且一組的瞬時電流的方向與另一組的瞬時電流的方向相反。
如上所述的裝置，其中所述CMC是分離的、集成的，或者一些CMC是分離的而另一些CMC是集成的。
如上所述的裝置，其中至少一個CMC或集成磁芯的至少一個柱，或至少一個CMC和集成磁芯的至少一個柱具有額外的用于故障檢測的低匝數(shù)控制繞組。
如上所述的裝置，其中N＝6，所使用的CMC的數(shù)目是N/2-1＝2，使用3-柱EE型磁芯的一個柱實現(xiàn)這兩個CMC中的每一個。
如上所述的裝置，其中在該3-柱EE型磁芯的中心柱上設(shè)置額外的用于故障檢測的低匝數(shù)控制繞組。
如上所述的裝置，其中N＝4，所使用的CMC的數(shù)目是N/2-1＝1，并且變壓器的初級和次級繞組纏繞在3-柱EE型磁芯的中心柱上，CMC的繞組纏繞在3-柱EE型磁芯的另外兩個柱上。
本發(fā)明還提供一種用于平衡進入負載中的電流與流出負載的電流以最小化負載的漏電流的裝置，該裝置包括共模扼流圈(CMC)；以及一連接結(jié)構(gòu)，其中CMC的第一繞組的第一端連接至電源的第一極；CMC的第二繞組的第一端連接至電源的第二極；CMC的第一繞組的第二端連接至負載的第一端；CMC的第二繞組的第二端連接至負載的第二端；以及CMC的第一繞組和第二繞組以這種方式被纏繞，即使一個繞組中的瞬時電流流向負載時，則另一個繞組中的瞬時電流遠離負載。
如上所述的裝置，其中所述負載是多個平衡或不平衡的平行燈或平行負載。
如上所述的裝置，其中該電源是變壓器的次級繞組，電容連接在變壓器的次級的兩極之間。
如上所述的裝置，其中該電源是變壓器的次級繞組，且還包括使用3-柱EE型磁芯的集成有變壓器的初級和次級繞組以及CMC的繞組的裝置。
如上所述的裝置，其中該CMC被耦合電感代替，該CMC的第一和第二繞組被耦合電感的第一和第二繞組代替；兩個電容串聯(lián)連接在負載的輸入端和輸出端之間；以及其中，變壓器的次級繞組的中點與兩個串聯(lián)電容的中點接地。
本發(fā)明再提供一種平衡進入負載中的電流與流出負載的電流以最小化負載的漏電流的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括耦合電感的第一繞組，其連接至共模扼流圈(CMC)的第一繞組而形成第一串聯(lián)連接件；該第一串聯(lián)連接件安裝在電源的第一極與負載的第一端之間；耦合電感的第二繞組連接至共模扼流圈(CMC)的第二繞組而形成第二串聯(lián)連接件；該第二串聯(lián)連接件安裝在電源的第二極與負載的第二端之間；以及耦合電感的第一繞組、第二繞組和CMC的第一繞組、第二繞組以這種方式被纏繞，即使一個串聯(lián)連接件中的瞬時電流流向負載時，另一個串聯(lián)連接件中的瞬時電流遠離負載。
如上所述的系統(tǒng)，其中所述負載是多個平衡或不平衡的平行燈或平行負載。
如上所述的系統(tǒng)，其中該電源是變壓器的次級繞組，并且變壓器的次級繞組的中點接地，其中兩個電容串聯(lián)連接在負載的輸入端與輸出端之間或所述串聯(lián)連接件的中點之間，其中所述串聯(lián)電容的中點接地。
如上所述的系統(tǒng)，還包括使用3-柱EE型磁芯的集成有變壓器的初級和次級繞組以及CMC的繞組的裝置。
如上所述的系統(tǒng)，其中該電源是變壓器的次級繞組，該變壓器的次級繞組的中點接地，其中兩個電容串聯(lián)連接在負載的輸入端與輸出端之間或所述串聯(lián)連接件的中點之間，且其中兩個串聯(lián)電容的中點接地，且其中變壓器的初級和次級繞組以及CMC的繞組集成在單個磁芯上，該耦合電感使用另一個磁芯。
本發(fā)明又提供一種平衡N個平行負載中的電流的方法，該方法包括將N個負載劃分為第一和第二組負載；使用一個共享的共模扼流圈(CMC)來平衡第一組負載的電流和第二組負載的電流；通過將每個CMC的兩個繞組的每一個連接至不同CMC的繞組上，使一個CMC的繞組的電流與另一個CMC的繞組的電流相等以及配置CMC的第一和第二繞組，以使連接至CMC的每組負載中的瞬時電流同向，且在一組中連接至CMC的負載中的瞬時電流的方向與在另一組中連接至CMC的負載中的瞬時電流的方向相反。
如上所述的方法，其中所述N個負載被劃分為兩組N/2個負載；以及在第一組至少N/2-1個負載與第二組至少N/2-1個負載間共享至少N/2-1個CMC。
本發(fā)明又提供一種用于平衡進入負載中的電流與流出負載的電流的方法，該方法包括通過使電流經(jīng)過共模扼流圈(CMC)的第一繞組或耦合電感，或經(jīng)過共模扼流圈(CMC)的第一繞組和耦合電感，來控制進入負載的電流；以及通過使電流經(jīng)過該CMC的第二繞組或該耦合電感，或經(jīng)過該CMC的第二繞組和該耦合電感，來控制流出負載的電流。
如上所述的方法，其中，該CMC和變壓器繞組集成在EE型芯上。


圖1示出由單個逆變器驅(qū)動的多燈系統(tǒng)。
圖2A和2B示出在先技術(shù)的多燈電流平衡系統(tǒng)。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于多燈系統(tǒng)的示范性電流平衡技術(shù)。
圖4A和4B示出根據(jù)本發(fā)明另外兩個實施例的具有3-柱磁芯的兩個集成變壓器的結(jié)構(gòu)。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明又一實施例具有單個磁芯的4-繞組3-燈電流平衡技術(shù)的實例。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明再一實施例使用單個磁芯的3-燈電流平衡技術(shù)的星-三角(star-delta)結(jié)構(gòu)。
圖7示出用于多燈系統(tǒng)中電流平衡的具有之字形連接的多柱磁芯。
圖8示出用于多燈系統(tǒng)中電流平衡的具有星-三角連接的多柱磁芯。
圖9A、9B和9C示出根據(jù)本發(fā)明另一可選實施例的用以平衡超過3個平行燈中的電流的變壓器結(jié)構(gòu)，其使用具有不同繞組的幾個多柱變壓器。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明再一實施例的具有星-開-三角(star-open-delta)連接的多柱磁芯，其用以平衡燈數(shù)超過磁芯柱的總數(shù)的燈中的電流。
圖11A和11B示出使用共模扼流圈(CMC)的電流平衡方法。
圖12A和12B示出圖11A和11B所示的CMC的纏繞細節(jié)。
圖13示出使用單個CMC的用于4個燈的電流平衡方法。
圖14A示出使用兩個CMC的用于6個燈的電流平衡方法，圖14B示出將圖14A的CMC與單個磁芯一起實施的集成方法。
圖15A和15B示出將圖13的變壓器和CMC集成到單個磁芯的方法。
圖16示出使用單個CMC的用于多個負載的電流平衡方法。
圖17A和17B示出使用纏繞有主變壓器和CMC的單個磁芯的用于例如圖16中的電路的電流平衡方法。
圖18示出使用耦合電感的電流平衡方法。
圖19A和19B示出利用實現(xiàn)主變壓器和CMC的集成磁芯的燈電流平衡方法。
具體實施例方式
下面將說明本發(fā)明的多種實施例。隨后的說明提供了對這些實施例的全面理解的具體細節(jié)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解無需一些所述細節(jié)也可以實施本發(fā)明。此外，可能不會示出或者詳細說明一些公知的結(jié)構(gòu)或功能，以免不必要地使多種實施例的相關(guān)說明不清楚。
在下述說明中使用的術(shù)語即使是與本發(fā)明某些具體實施例的詳細說明結(jié)合使用的，也要以其最寬的合理方式解釋該術(shù)語。某些術(shù)語可能會在下面給予強調(diào)；但是，以某種受限的方式進行解釋的術(shù)語將會在詳細說明部分給予公開地以及明確地定義。
在以下詳細描述中的實施例一般使用單個的具有多個繞組的多柱變壓器，得以實現(xiàn)能平衡所有參與照明的燈的電流并且避免不需要的寄生和諧波的簡單且精確的電路。所提出的實施例的一些優(yōu)點是可以精確地平衡電流、減少磁芯數(shù)目、降低制造成本、縮小尺寸以及在開燈情況下平衡電流。
圖3示出具有之字形連接的電流平衡電路，以平衡經(jīng)過3-燈系統(tǒng)的燈的電流。從圖3中，假設(shè)三個變壓器(一個柱上一個變壓器)是理想的變壓器并且匝數(shù)比是1∶1，在同一磁芯上的兩個繞組電壓具有以下關(guān)系vp1＝-vs1vp2＝-vs2(1)vp3＝-vs3在端子A、B和C上的電壓方程式是vAvBvC=vp1+vs2vp2+vs3vp3+vs1=vp1-vp2vp2-vp3vp3-vp1=1-1001-1-101vp1vp2vp3...(2)]]>因此vA+vB+vC＝0 (3)以及vp1+vp2+vp3＝0(4)從方程(4)可以推斷出，三個分離的變壓器可以集成到一起以提供更緊湊和更廉價的方案。所得到的變壓器是一種不提供隔離的自動變壓器。在一個實施例中，三個柱的橫截面是相同的且每個柱具有兩個繞組，且按照圖3進行連接。磁芯可以是EE型芯，因為它是最常用的。在其他實施例中，可以使用其他類型的平衡三個柱芯，以便實現(xiàn)在每個柱上的電感平衡。
圖4示出具有兩個不同繞組選擇方案的三柱集成變壓器結(jié)構(gòu)。在一種選擇方案中，如圖4A所示，所有柱具有繞組，而在第二個選擇方案中，如圖4B所示，三個柱中僅兩個具有繞組。注意，為了平衡三個燈中的電流，無需使不具有繞組的柱與其它兩個柱平衡。因此，對于這種選擇方案，可以使用任何可用的EE型磁芯。
圖5示出一實施例的纏繞細節(jié)，其與圖4B所描述的實施例類似，其中，集成磁芯只有兩個柱具有繞組。此實施例提供3-燈系統(tǒng)的電流平衡。
圖6示出一可選的具有星-三角連接的電流平衡變壓器的纏繞細節(jié)，用于平衡3-燈系統(tǒng)的電流。如圖6所示，此實施例的磁芯也可以被集成。此變壓器的匝數(shù)比不必一定是1∶1。
圖7示出所建議的電流平衡技術(shù)，其通過使用具有超過3個柱以及之字形連接的集成磁芯能夠擴展應(yīng)用到超過3個燈的系統(tǒng)中。注意，端子A、B、...P和Q既可以直接連接到一個高壓電容器，也可以分開地連接到幾個不同的電容器。因此，在這些端子上的電壓既可以公共的，也可以是相移的或交叉的。在另一個實施例中，端子a、b、...p和q接地。
圖8示出具有超過3個柱和不連接的繞組的磁芯，這些不連接的繞組可以按照圖6所公開的一般纏繞規(guī)則連接。注意，端子A、B、...P和Q既可以直接連接到一個高壓電容器，也可以分開地連接到幾個不同的電容器。因此，在這些端子上的電壓既可以公共的，也可以是相移的或交叉的。在另一個實施例中，端子a、b、...p和q接地。
在具有基本上相同的柱橫截面的大多數(shù)實施例中，這些柱的初級繞組基本上彼此相同，這些柱的次級繞組也基本上彼此相同。此外，每個柱的兩個繞組的連接與任何其他柱的兩個繞組的連接相同。然而，每個柱的初級繞組和次級繞組纏繞方向相反。在以下描述中，為簡化對不同變壓器的說明，將所有已經(jīng)沿一個方向纏繞的繞組稱作初級繞組，將那些沿相反方向纏繞的繞組稱作次級繞組。
在一些實施例中，所有柱的次級繞組串聯(lián)而形成一個環(huán)，而每個初級繞組的一端連接到各個燈的一端，每個初級繞組的另一端接地。在一些其他實施例中，每個柱的初級繞組的一端連接到燈的一端，另一端連接到另一個柱的次級繞組的一端，而這些柱的次級繞組的另一端接地。對于一般規(guī)則而言，圖5的四個繞組的布置的連接是個例外；然而，與其他已描述的繞組一樣，在所有已纏繞的柱上電感是平衡的。
由于很難制造具有大量芯柱以驅(qū)動很多平行燈的變壓器，因此可以使用具有柱數(shù)較少的幾個不同的變壓器如很容易得到的3-柱EE型芯來平衡電流。圖9A示出這種布置的一個例子，其中，使用所有柱上有兩個繞組的至少3-柱磁芯IM(I)，或者不是所有柱但是超過一個柱上有兩個繞組的至少3-柱磁芯IM(II)以對具有多個平行燈的系統(tǒng)供電以及電流平衡。圖9B和9C示出用于圖9A示出的布置的之字形和星-三角連接的例子。在所示出的圖9B和9C中，S是IM(I)芯的數(shù)目，T是IM(II)芯的數(shù)目。在圖9A至9C中，IM(I)具有N個柱，共具有2N個繞組，每個柱上有2個繞組(N≥3)，IM(II)具有超過M個柱，共具有2M個繞組，每個柱上有2個繞組(M≥2)，纏繞柱的數(shù)目為S×N+T×M。注意，可以使用超過兩種類型的芯和/或繞組來驅(qū)動多個平行燈。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明再一實施例的具有星-開-三角連接的N柱磁芯，其用以平衡N+1個燈中的電流。在此實施例中，將第一和第二繞組設(shè)置為N個纏繞柱的每個的第一繞組的一個相似端連接到N個燈中的一個上，另一端接地，并且這些纏繞柱的第二繞組串聯(lián)，其中，這些串聯(lián)繞組的一端連接至第N+1個燈，這些串聯(lián)繞組的另一端接地。
圖11A示出使用共模扼流圈(CMC)的電流平衡方法。該電路由主變壓器、電容、燈和CMC組成。變壓器T的中心抽頭mt、mc、次級繞組、電容C1和C2既可以接地也可以浮接。如圖11A所示，電路所需的CMC的數(shù)目是N/2(CM1到CMN/2)。由于CMC使得在這些瞬時電流回路之間形成以下關(guān)系i1＝iN，i2＝i3，i4＝i5，...iN-2＝iN-1， (5)以及由于i1＝i2，i3＝i4，i5＝i6，...iN-1＝iN，(6)因此i1＝i2＝i3＝i4＝i5，...iN-1＝iN。(7)圖11B示出類似的電流平衡方法；然而，圖11B所示的電路所需的CMC的數(shù)目是N/2-1(CM1到CMN/2-1)。此外，圖11A和11B中的CMC既可以是分離的也可以是集成的，從而如上述提供不同的優(yōu)點。使用圖11A和11B所示的方法，用于驅(qū)動N個燈的CMC的數(shù)目可以減少到N/2或N/2-1。在其他實施例中，每幾個燈可以使用一個集成芯，例如，每6個燈可以使用一個3-柱EE型芯。
圖12A和12B示出根據(jù)本發(fā)明再一實施例的CMC的纏繞細節(jié)。T1和T2分別是CMC初級和CMC次級繞組，CMC還有附加的控制繞組。控制繞組兩端存在電壓則表示異常電路工作，這是因為在正常情況下，由于磁通抵消，控制繞組兩端不應(yīng)存在電勢差。例如，在開燈回路情況下，將在這種小控制繞組的兩端檢測電壓，這簡化了故障保護，并且控制繞組是廉價且容易制造的。
圖13示出使用單個CMC的用于4個燈的電流平衡方法，而現(xiàn)有的用于4個燈的電流平衡方法使用4個CMC。圖13所示的電路以低成本提供優(yōu)良的性能。在一個實施例中，用于4個燈的CMC使用容易得到的EE型芯。與方程式(5)、(6)和(7)相同的理由，圖13所示的4個燈中的瞬時電流相等。
圖14A示出用于6個燈的電流平衡方法。此方法僅使用兩個CMC。與方程式(5)、(6)和(7)相同的理由，圖14A所示的6個燈中的瞬時電流相等。圖14B示出實施圖14A的CMC的集成方法。如圖14B所示，兩個CMC纏繞在同一個磁芯上；在此情況下，磁芯是EE型。在另一個可選實施例中，將控制繞組置于EE芯的中央柱上，以檢測例如開燈情況時的故障。此實施例所公開的方法可以減少平衡這些燈回路中的電流所需的CMC的數(shù)目。
圖15A示出將圖13的變壓器和CMC集成到單個磁芯以實現(xiàn)電流平衡的方法。該集成磁芯包括圖15A所示的所有繞組Lpri、L1、L2、Tb1、Tb2、Tb3和Tb4，其中，Lpri是主變壓器T的初級繞組，L1、L2是次級繞組，Tb1、Tb2、Tb3和Tb4是用于電流平衡的CMC繞組。圖15B示出磁芯和詳細的繞組連接。此實施例的一個優(yōu)點是簡化所需的磁芯并且減少相關(guān)的費用。
圖16示出用于多個平行燈的使用單個CMC防止漏電的方法，其中，這多個平行燈可以使用也可以不使用額外的電流平衡裝置。理想情況是進入這些燈的電流(Ipos)必須等于流出這些燈的電流(Ineg)；然而，在長燈的情況下，由于在燈與地之間連接有電容器，所以在高頻下會發(fā)生從燈到地(例如地面或底盤)的漏電。在圖16所示的結(jié)構(gòu)中，共模扼流圈CM1以使漏電最小化的方式平衡Ipos和Ineg。
圖17A和17B示出平衡電流和最小化漏電的方法，與圖16所示類似，采用纏繞有主變壓器和CMC的單個磁芯，其中，按照圖15B進行繞組連接。這些CMC或者如圖17A所示與燈串聯(lián)，或者如圖17B所示與變壓器次級繞組串聯(lián)。
圖18示出使用耦合電感Lc1和Lc2的電流平衡方法。一般地，主變壓器T包括用于CCFL的足夠的漏電感，而漏磁通流經(jīng)空氣并產(chǎn)生損耗，其在高功率級時極高。在本發(fā)明的此實施例中，主變壓器T具有更低的漏電感，而耦合電感幫助該主變壓器形成適當?shù)闹C振回路，同時通過在兩個繞組兩端提供相等的電壓來使燈電流(Ipos和Ineg)相等。這可以改善高功率設(shè)置時的效率。
圖19A和19B示出利用集成有主變壓器T和CMC的集成磁芯以改善性能的燈電流平衡方法。此實施例結(jié)合圖17和18所示實施例所能提供的優(yōu)點。圖19A和19B中的虛線示出兩種可能的集成選擇方案，用以減少費用和空間以及簡化制造。
注意這一點很重要，即利用廉價的方案，可將本發(fā)明的這些方案應(yīng)用到因其電路環(huán)中的平衡電流而受益的所有負載，這些方案充分利用磁性電路、它們的制造、以及它們與電子元件和IC的集成。
結(jié)論除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”等類似詞語應(yīng)當解釋為包含的含義，而不是排他或者窮舉的含義；也就是說，是“包含，但不局限于”的含義。如這里所使用的，術(shù)語“連接”或者其變型，意味著在兩個或者更多元件之間直接或者間接地連接；元件之間的連接可以是物理上地、邏輯上地，或者其結(jié)合。
此外，本申請中所使用的詞語“這里”、“上述”、“下面”以及含有類似含義的詞語應(yīng)當涉及本申請的全部內(nèi)容，而不是本申請的特定部分。在上下文允許時，上述詳細說明中使用單數(shù)或者復(fù)數(shù)的詞語也可以分別包括復(fù)數(shù)或者單數(shù)。關(guān)于兩個或者更多選項列表的詞語“或者”覆蓋了該詞語的所有下述解釋列表中的任意選項，列表中的所有選項，以及列表中選項的任意組合。
本發(fā)明實施例的上述詳細說明并不是排他的或者用于將本發(fā)明限制在上述明確的形式上。在上述以示意性目的說明本發(fā)明的特定實施例和實例的同時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行各種等效修改。
本發(fā)明這里所提供的啟示并不是必須應(yīng)用到上述系統(tǒng)中，還可以應(yīng)用到其它系統(tǒng)中。可將上述各種實施例的元件和作用相結(jié)合以提供更多的實施例。
可以根據(jù)上述詳細說明對本發(fā)明進行修改。在上述說明描述了本發(fā)明的特定實施例并且描述了預(yù)期最佳模式的同時，無論在上文中出現(xiàn)了如何詳細的說明，也可以許多方式實施本發(fā)明。上述補償系統(tǒng)的細節(jié)在其執(zhí)行細節(jié)中可以進行相當多地變化，然而其仍然包含在這里所公開的本發(fā)明中。
如上述一樣應(yīng)當注意，在說明本發(fā)明的某些特征或者方案時所使用的特殊術(shù)語不應(yīng)當用于表示在這里重新定義該術(shù)語以限制與該術(shù)語相關(guān)的本發(fā)明的某些特定特點、特征或者方案?？傊?，不應(yīng)當將在隨附的權(quán)利要求書中使用的術(shù)語解釋為將本發(fā)明限定在說明書中公開的特定實施例，除非上述詳細說明部分明確地限定了這些術(shù)語。因此，本發(fā)明的實際范圍不僅包括所公開的實施例，還包括在權(quán)利要求書之下實施或者執(zhí)行本發(fā)明的所有等效方案。
在下面以某些特定權(quán)利要求的形式描述本發(fā)明的某些方案的同時，發(fā)明人仔細考慮了本發(fā)明各種方案的許多權(quán)利要求形式。因此，發(fā)明人在提出本申請時將權(quán)利限定在從屬權(quán)利要求中，從而以這些從屬權(quán)利要求的形式追述本發(fā)明的其它方案。
權(quán)利要求
1.一種用于平衡N個平行負載中的電流的裝置，該裝置包括N/2或N/2-1個共模扼流圈(CMC)；以及一連接結(jié)構(gòu)，其中所述N個負載被劃分為第一和第二組N/2個負載；第一組N/2個負載的第一端連接至電源的第一極或變壓器的次級；第二組N/2個負載的第一端連接至電源的第二極或變壓器的次級；第一組至少N/2-1個負載的第二端連接至至少N/2-1個共模扼流圈(CMC)的第一繞組的第一端；第二組至少N/2-1個負載的第二端連接至至少N/2-1個CMC的第二繞組的第一端；每個CMC的第一繞組的第二端連接至另一個CMC的第二繞組的第二端，其中如果每組只有N/2-1個負載連接至CMC繞組的第一端，則一組中剩下的一個負載的第二端將連接至一個CMC的可用的第一繞組的第二端，并且另一組中剩下的一個負載的第二端將連接至另一個CMC的可用的第二繞組的第二端；以及如果每組N/2個負載連接至N/2個CMC的CMC繞組的第一端，則每個CMC的第一繞組的每個第二端連接至另一個CMC的第二繞組的第二端；以及CMC的第一和第二繞組以這種方式被纏繞，即使每組負載中的瞬時電流同向并且一組的瞬時電流的方向與另一組的瞬時電流的方向相反。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述CMC是分離的、集成的，或者一些CMC是分離的而另一些CMC是集成的。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中至少一個CMC或集成磁芯的至少一個柱，或至少一個CMC和集成磁芯的至少一個柱具有額外的用于故障檢測的低匝數(shù)控制繞組。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中N＝6，所使用的CMC的數(shù)目是N/2-1＝2，使用3-柱EE型磁芯的一個柱實現(xiàn)這兩個CMC中的每一個。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中在該3-柱EE型磁芯的中心柱上設(shè)置額外的用于故障檢測的低匝數(shù)控制繞組。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中N＝4，所使用的CMC的數(shù)目是N/2-1＝1，并且變壓器的初級和次級繞組纏繞在3-柱EE型磁芯的中心柱上，CMC的繞組纏繞在3-柱EE型磁芯的另外兩個柱上。
7.一種用于平衡進入負載中的電流與流出負載的電流以最小化負載的漏電流的裝置，該裝置包括共模扼流圈(CMC)；以及一連接結(jié)構(gòu)，其中CMC的第一繞組的第一端連接至電源的第一極；CMC的第二繞組的第一端連接至電源的第二極；CMC的第一繞組的第二端連接至負載的第一端；CMC的第二繞組的第二端連接至負載的第二端；以及CMC的第一繞組和第二繞組以這種方式被纏繞，即使一個繞組中的瞬時電流流向負載時，則另一個繞組中的瞬時電流遠離負載。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述負載是多個平衡或不平衡的平行燈或平行負載。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該電源是變壓器的次級繞組，電容連接在變壓器的次級的兩極之間。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該電源是變壓器的次級繞組，且還包括使用3-柱EE型磁芯的集成有變壓器的初級和次級繞組以及CMC的繞組的裝置。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該CMC被耦合電感代替，該CMC的第一和第二繞組被耦合電感的第一和第二繞組代替；兩個電容串聯(lián)連接在負載的輸入端和輸出端之間；以及其中，變壓器的次級繞組的中點與兩個串聯(lián)電容的中點接地。
12.一種平衡進入負載中的電流與流出負載的電流以最小化負載的漏電流的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括耦合電感的第一繞組，其連接至共模扼流圈(CMC)的第一繞組而形成第一串聯(lián)連接件；該第一串聯(lián)連接件安裝在電源的第一極與負載的第一端之間；耦合電感的第二繞組連接至共模扼流圈(CMC)的第二繞組而形成第二串聯(lián)連接件；該第二串聯(lián)連接件安裝在電源的第二極與負載的第二端之間；以及耦合電感的第一繞組、第二繞組和CMC的第一繞組、第二繞組以這種方式被纏繞，即使一個串聯(lián)連接件中的瞬時電流流向負載時，另一個串聯(lián)連接件中的瞬時電流遠離負載。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述負載是多個平衡或不平衡的平行燈或平行負載。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中該電源是變壓器的次級繞組，并且變壓器的次級繞組的中點接地，其中兩個電容串聯(lián)連接在負載的輸入端與輸出端之間或所述串聯(lián)連接件的中點之間，其中所述串聯(lián)電容的中點接地。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括使用3-柱EE型磁芯的集成有變壓器的初級和次級繞組以及CMC的繞組的裝置。
16.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中該電源是變壓器的次級繞組，該變壓器的次級繞組的中點接地，其中兩個電容串聯(lián)連接在負載的輸入端與輸出端之間或所述串聯(lián)連接件的中點之間，且其中兩個串聯(lián)電容的中點接地，且其中變壓器的初級和次級繞組以及CMC的繞組集成在單個磁芯上，該耦合電感使用另一個磁芯。
17.一種平衡N個平行負載中的電流的方法，該方法包括將N個負載劃分為第一和第二組負載；使用一個共享的共模扼流圈(CMC)來平衡第一組負載的電流和第二組負載的電流；通過將每個CMC的兩個繞組的每一個連接至不同CMC的繞組上，使一個CMC的繞組的電流與另一個CMC的繞組的電流相等以及配置CMC的第一和第二繞組，以使連接至CMC的每組負載中的瞬時電流同向，且在一組中連接至CMC的負載中的瞬時電流的方向與在另一組中連接至CMC的負載中的瞬時電流的方向相反。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述N個負載被劃分為兩組N/2個負載；以及在第一組至少N/2-1個負載與第二組至少N/2-1個負載間共享至少N/2-1個CMC。
19.一種用于平衡進入負載中的電流與流出負載的電流的方法，該方法包括通過使電流經(jīng)過共模扼流圈(CMC)的第一繞組或耦合電感，或經(jīng)過共模扼流圈(CMC)的第一繞組和耦合電感，來控制進入負載的電流；以及通過使電流經(jīng)過該CMC的第二繞組或該耦合電感，或經(jīng)過該CMC的第二繞組和該耦合電感，來控制流出負載的電流。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，該CMC和變壓器繞組集成在EE型芯上。
全文摘要
所公開的方法和裝置用于平衡經(jīng)過多個平行電路分支例如平行熒光燈的電流。具有多柱磁芯的單個變壓器以能夠簡化電流平衡的特殊方式纏繞。具有所公開的繞組的傳統(tǒng)3－柱EE型磁芯用于平衡電路中的電流，這些電路具有三個或更多個平行分支例如平行連接的冷陰極熒光燈(CCFL)。
文檔編號H02J3/00GK1893755SQ200510120059
公開日2007年1月10日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者金相順, 陳偉 申請人:美國芯源系統(tǒng)股份有限公司