專利名稱：多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器及多燈管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路，特別是涉及一種多冷陰極螢光燈管(CCFL)的驅(qū)動(dòng)電路中所使用的變壓器，及具有這種變壓器的多冷陰極螢光燈管驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
冷陰極螢光燈管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)已知是使用于液晶顯示面板(LCD Panel)中作為背光系統(tǒng)(Backlight System)的光源。所述冷陰極螢光燈管是由一稱為換流器(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，使得單一燈管已無法滿足其照明，因而需要使用兩個(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。但由于冷陰極螢光燈管高度不穩(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。
已知技術(shù)中，使多個(gè)冷陰極螢光燈管具有相同亮度的最直接的方式，是對每一個(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來予以控制在固定值。圖5顯示已知技術(shù)采用個(gè)別驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管的電路結(jié)構(gòu)，其以兩個(gè)燈管為例。燈管11、12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分別流至電路13、14，以將電流I11、I12控制于預(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)與控制電路，這種電路相對地具有較高的組件成本，且占用較大的空間。
一種已知的不需要設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)及控制電路的技術(shù)，是使用鎮(zhèn)流(ballast)組件，來使各燈管之間的電流差異盡可能地縮小。圖6顯示已知技術(shù)采用單一驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管的電路結(jié)構(gòu)圖，其以兩個(gè)燈管為例。如圖所示，兩個(gè)燈管21、22成并聯(lián)連接，并由電路23及變壓器25所驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)燈管21、22的高壓端分別串接電容27、28做為鎮(zhèn)流組件(Ballast)。兩個(gè)電容27、28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)兩個(gè)燈管21、22的電流I21、I22的大小主要受電容阻抗所支配。亦即，即使兩個(gè)燈管21、22的阻抗產(chǎn)生差異時(shí)，對電流I21、I22的差異的影響也非常輕微而可忽略。因此兩個(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，該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)成本且難達(dá)成的，因此這種方式并未被廣泛地使用。
另一種已知的可不需要設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)及控制電路的技術(shù)，是使用差動(dòng)鎮(zhèn)流組件(Differential Ballast)。圖7顯示這種電路結(jié)構(gòu)圖，其以兩個(gè)燈管為例。如圖所示，兩個(gè)燈管31、32成并聯(lián)連接，并由電路33及變壓器35所驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)燈管31、32的高壓端通過差動(dòng)鎮(zhèn)流組件39而連接至變壓器35的二次側(cè)線圈。差動(dòng)鎮(zhèn)流組件39可產(chǎn)生一修正電壓，該修正電壓與燈管電流I31、I32之間的不匹配成比例，并可疊加至共同驅(qū)動(dòng)電壓。因此，經(jīng)過修正的驅(qū)動(dòng)電壓，可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整燈管電流I31、I32，使其平均分配。雖然這種電路可確保兩個(gè)燈管的電流達(dá)到相等，但其需要設(shè)置額外的電路組件，使其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，可適用于液晶顯示面板的背光系統(tǒng)中以驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管，或適用于其它類似的應(yīng)用，其可以簡單且低成本的方式，有效地使流經(jīng)各燈管的電流相等，改善液晶顯示面板的亮度均勻性，并使各燈管的老化速率趨于一致。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，包括磁芯，其具有一中柱及多個(gè)側(cè)柱；一次側(cè)線圈，其系卷繞于該磁芯的中柱，用于電耦接至激磁電源；及多個(gè)二次側(cè)線圈，其分別卷繞于多個(gè)側(cè)柱，并分別用于電耦接至多個(gè)燈管的一端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路，包括激磁電源；如上述的變壓器，其多個(gè)二次側(cè)線圈的第一端分別電耦接至多個(gè)燈管的第一端，第二端則電耦接至一共同節(jié)點(diǎn)；及鎮(zhèn)流組件，其第一端電耦接至共同節(jié)點(diǎn)，第二端則電耦接至多個(gè)燈管的第二端。
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于液晶顯示面板的背光系統(tǒng)中以驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管時(shí)，一旦燈管中的電流不相等，即可感應(yīng)產(chǎn)生出一修正電流，有效地使各燈管中的電流相等，達(dá)到亮度均勻的效果。


圖1為本發(fā)明多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的第一具體例的結(jié)構(gòu)圖；圖2顯示本發(fā)明第一具體例的變壓器應(yīng)用于多燈管驅(qū)動(dòng)電路中，用以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)冷陰極螢光燈管的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的第二具體例的結(jié)構(gòu)圖；圖4顯示本發(fā)明第二具體例的變壓器應(yīng)用于多燈管驅(qū)動(dòng)電路中，用以驅(qū)動(dòng)四個(gè)冷陰極螢光燈管的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5為已知技術(shù)采用個(gè)別驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6為已知技術(shù)采用單一驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管的電路結(jié)構(gòu)圖；及圖7為已知技術(shù)采用單一驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極螢光燈管的另一種電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，其顯示本發(fā)明多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的第一具體例。該例中所說明的，是本發(fā)明的最簡單模式，亦即，應(yīng)用于具有兩個(gè)冷陰極螢光燈管的系統(tǒng)中。如圖所示，變壓器100包括磁芯110，其具有中柱102及兩個(gè)側(cè)柱104與106。變壓器100還包括一個(gè)一次側(cè)線圈112卷繞于中柱102上，以及包括兩個(gè)二次側(cè)線圈114與116分別卷繞于兩個(gè)側(cè)柱104與106上。當(dāng)應(yīng)用于冷陰極螢光燈管的驅(qū)動(dòng)電路中時(shí)，一次側(cè)線圈112的兩端112a與112b用于電耦接至激磁電源，而二次側(cè)線圈114與116的一端則分別用于電耦接至兩燈管的一端。二次側(cè)線圈114與116具有相同的匝數(shù)，并且具有相同的卷繞方向。
圖2顯示本發(fā)明第一具體例的變壓器100應(yīng)用于多燈管驅(qū)動(dòng)電路100a中。多燈管驅(qū)動(dòng)電路100a用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)冷陰極螢光燈管304與306，其包括圖1所示的變壓器100、交流(AC)激磁電源200、及電容(鎮(zhèn)流組件)400。如圖所示，變壓器100的一次側(cè)線圈112的兩端112a與112b電耦接至激磁電源200，二次側(cè)線圈114與116的第一端114a與116a分別電耦接至燈管304與306的高壓端(第一端)304a與306a，而二次側(cè)線圈114與116的第二端114b與116b則電耦接至共同節(jié)點(diǎn)402，并經(jīng)由此而電耦接至電容400的一端。燈管304與306的低壓端(第二端)304b與306b電耦接于共同節(jié)點(diǎn)404，并經(jīng)由此而電耦接至電容400的另一端，其中，共同節(jié)點(diǎn)404通常為接地點(diǎn)。
以下說明圖2的多燈管驅(qū)動(dòng)電路100a的動(dòng)作原理。由于一次側(cè)線圈112的兩端112a與112b電耦接至AC激磁電源200，因此，中柱102中會(huì)產(chǎn)生AC磁通量。磁通量會(huì)順著磁芯110中的磁路，而分別流經(jīng)側(cè)柱104與106再回到中柱102，這樣，可將磁通量耦合至二次側(cè)線圈，而分別在二次側(cè)線圈114與116上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。二次側(cè)線圈114上的感應(yīng)電壓用于驅(qū)動(dòng)燈管304，使得電流I304流經(jīng)燈管304，并接著流經(jīng)電容400；同樣地，二次側(cè)線圈116上的感應(yīng)電壓用于驅(qū)動(dòng)燈管306，使得電流I306流經(jīng)燈管306，并接著流經(jīng)電容400。
二次側(cè)線圈114與116的卷繞方向以及本發(fā)明獨(dú)特磁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可使得二次側(cè)線圈114第一端的感應(yīng)電壓與二次側(cè)線圈116第一端的感應(yīng)電壓具有相同相位，亦即，使得流經(jīng)燈管304的電流I304與流經(jīng)燈管306的電流I306具有相同相位。因此，流經(jīng)電容400的電流為流經(jīng)燈管304與306的電流I304與I306的總和。因此，電容400可作為兩燈管304與306的電流總和的鎮(zhèn)流組件，用于調(diào)節(jié)兩燈管總電流值，以便避免因冷陰極螢光燈管中常見的V-I特征曲線不規(guī)律特性所造成的總電流值不穩(wěn)定。
在磁芯110上，側(cè)柱104與106可形成閉磁路。流經(jīng)二次側(cè)線圈114與116的電流可分別使側(cè)柱104與106磁化。根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)特線圈與磁配置，電流I304流經(jīng)二次側(cè)線圈114所感應(yīng)而生的磁動(dòng)勢，與電流I306流經(jīng)二次側(cè)線圈116所感應(yīng)而生的磁動(dòng)勢，二者可互相抵銷。換言之，當(dāng)二者磁動(dòng)勢相等時(shí)，側(cè)柱104與106所形成的閉磁路上不會(huì)存在有凈磁動(dòng)勢。如先前所述，二次側(cè)線圈114與116卷繞相同的匝數(shù)，因此，當(dāng)燈管304與306中的電流I304與I306相等時(shí)，該磁路中就不會(huì)存在有凈磁動(dòng)勢。而當(dāng)兩燈管的阻抗有差異、或由于其它原因，使得兩燈管304與306中的電流I304與I306不相等時(shí)，該磁路上就會(huì)產(chǎn)生凈磁動(dòng)勢。
由于該磁路是由磁芯110的高導(dǎo)磁率材料所形成，磁阻很低，因此，磁動(dòng)勢可在磁路中產(chǎn)生很高的磁通量。而且，二次側(cè)線圈114與116的組合具有很高的線圈匝數(shù)。因此，該高磁通量可在高匝數(shù)線圈上感應(yīng)生成很強(qiáng)的反應(yīng)電壓(更詳細(xì)的說，因磁通量變化，使得二次側(cè)線圈114與116中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流從其中一線圈的第一端流入，并從另一線圈的第一端流出，因此在兩線圈的組合上產(chǎn)生一跨壓，即反應(yīng)電壓。)。這種由二次側(cè)線圈114與116的組合感應(yīng)生成的高反應(yīng)電壓，直接被施加至燈管304與306。另外，冷陰極螢光燈管點(diǎn)亮后的動(dòng)態(tài)阻抗相當(dāng)?shù)停移溟g并未連接任何高阻抗電路組件。因而，高反應(yīng)電壓可產(chǎn)生出高修正電流，有效地修正燈管304與306中的電流不匹配，使各燈管可具有相同的亮度。
選擇性地，可將一低阻抗組件，例如電流感測電阻，插入每一冷陰極螢光燈管的一端，這點(diǎn)并不會(huì)影響反應(yīng)電壓的修正效果。
除了上述的最簡單模式外，本發(fā)明也可應(yīng)用于更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如，應(yīng)用于具有四個(gè)冷陰極螢光燈管的系統(tǒng)中。
如圖3所示，其顯示本發(fā)明多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的第二具體例。如圖所示，變壓器500包括磁芯510，其具有中柱502及四側(cè)柱504、505、506、507。變壓器500還包括一個(gè)一次側(cè)線圈512卷繞于中柱502上，以及包括四個(gè)二次側(cè)線圈514、515、516、517分別卷繞于四側(cè)柱504、505、506、507。類似于第一具體例，一次側(cè)線圈5 12的兩端可電耦接至激磁電源，而二次側(cè)線圈514、515、516、517的一端則可分別電耦接至四燈管的一端。二次側(cè)線圈514、515、516、517具有相同的匝數(shù)，并且具有相同的卷繞方向。
圖4顯示本發(fā)明第二具體例的變壓器500應(yīng)用于多燈管驅(qū)動(dòng)電路500a中。多燈管驅(qū)動(dòng)電路500a用于驅(qū)動(dòng)四個(gè)冷陰極螢光燈管704、705、706、707，其包括圖3所示的變壓器500、交流(AC)激磁電源600、及電容(鎮(zhèn)流組件)800。如圖所示，類似于圖2的電路，變壓器500的一次側(cè)線圈512的兩端電耦接至激磁電源600，二次側(cè)線圈514、515、516、517的第一端分別電耦接至燈管704、705、706、707的高壓端(第一端)，而二次側(cè)線圈514、515、516、517的第二端則電耦接至共同節(jié)點(diǎn)802，并經(jīng)由此而電耦接至電容800的一端。燈管704、705、706、707的低壓端(第二端)電耦接于共同節(jié)點(diǎn)804，并經(jīng)由此而電耦接至電容800的另一端。多燈管驅(qū)動(dòng)電路500a的動(dòng)作原理類似于圖2的電路，在此不加以贅述。
由上述說明，熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員當(dāng)可明白，本發(fā)明可應(yīng)用于任何具有兩個(gè)或更多個(gè)燈管的驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)燈管中的電流不相等時(shí)，本發(fā)明可感應(yīng)產(chǎn)生出高修正電流加以修正，有效地調(diào)節(jié)燈管亮度，使其達(dá)到均勻一致。
雖然本發(fā)明已參照較佳具體例及舉例性附圖敘述如上，但其并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的精神所作的各種修改、省略及變化，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求書要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，其特征在于，包括磁芯，其具有一中柱及多個(gè)側(cè)柱；一次側(cè)線圈，其卷繞于該磁芯的中柱，用于電耦接至激磁電源；及多個(gè)二次側(cè)線圈，其分別卷繞于該多個(gè)側(cè)柱，并分別用于電耦接至多個(gè)燈管的一端。
2.如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，其特征在于，該多個(gè)二次側(cè)線圈各具有相同的線圈匝數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，其特征在于，該多個(gè)二次側(cè)線圈具有相同的線圈卷繞方向。
4.如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，其特征在于，該磁芯具有兩個(gè)側(cè)柱，并且該變壓器具有兩個(gè)二次側(cè)線圈分別卷繞于該兩個(gè)側(cè)柱上。
5.如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，其特征在于，該磁芯具有四個(gè)側(cè)柱，并且該變壓器具有四個(gè)二次側(cè)線圈分別卷繞于該四個(gè)側(cè)柱上。
6.如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器，其特征在于，該多個(gè)燈管為冷陰極螢光燈管。
7.一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括激磁電源；變壓器，其包括磁芯，其具有一中柱及多個(gè)側(cè)柱；一次側(cè)線圈，其卷繞于該磁芯的中柱，且其兩端電耦接至該激磁電源；及多個(gè)二次側(cè)線圈，其分別卷繞于該多個(gè)側(cè)柱，該多個(gè)二次側(cè)線圈的第一端分別電耦接至多個(gè)燈管的第一端，該多個(gè)二次側(cè)線圈的第二端電耦接至共同節(jié)點(diǎn)；及鎮(zhèn)流組件，其第一端電耦接至該共同節(jié)點(diǎn)，第二端電耦接至多個(gè)燈管的第二端。
8.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該多個(gè)二次側(cè)線圈各具有相同的線圈匝數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該磁芯具有兩個(gè)側(cè)柱，并且該變壓器具有兩個(gè)二次側(cè)線圈分別卷繞于該兩個(gè)側(cè)柱上。
10.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該磁芯具有四個(gè)側(cè)柱，并且該變壓器具有四個(gè)二次側(cè)線圈分別卷繞于該四個(gè)側(cè)柱上。
11.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該多個(gè)燈管為冷陰極螢光燈管。
12.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該鎮(zhèn)流組件為電容，其具有相對較高的阻抗。
13.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該多個(gè)二次側(cè)線圈的線圈卷繞方式，可使得該多個(gè)二次側(cè)線圈的第一端所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓具有相同的相位。
14.如權(quán)利要求7所述的多燈管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，各燈管的一端可電耦接低阻抗組件。
全文摘要
一種多燈管驅(qū)動(dòng)電路的變壓器及多燈管驅(qū)動(dòng)電路，包括具有中柱及多個(gè)側(cè)柱的磁芯，中柱上卷繞有一次側(cè)線圈，而多個(gè)側(cè)柱上卷繞有多個(gè)二次側(cè)線圈。當(dāng)此變壓器應(yīng)用于多燈管驅(qū)動(dòng)電路中時(shí)，一次側(cè)線圈電耦接至激磁電源，多個(gè)二次側(cè)線圈的一端分別電耦接至多個(gè)燈管的一端，另一端則電耦接至一共同節(jié)點(diǎn)。多燈管驅(qū)動(dòng)電路還具有一鎮(zhèn)流組件，其電耦接于共同節(jié)點(diǎn)與多個(gè)燈管的另一端之間。當(dāng)各燈管中的電流值產(chǎn)生差異時(shí)，本發(fā)明可感應(yīng)產(chǎn)生一修正電流，有效地修正燈管電流使其達(dá)到相等。
文檔編號H05B41/14GK1607614SQ20031010128
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者謝萬成 申請人:栢怡國際股份有限公司