專利名稱:冷陰極熒光燈驅(qū)動電路的制作方法
背景技術(shù):
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動冷陰極熒光燈(CCFL)的電路,尤其涉及用于驅(qū)動一個以上的CCFL的電路。
熒光燈可以根據(jù)電極的結(jié)構(gòu)分成為熱陰極類型和冷陰極類型。在冷陰極熒光燈(CCFL)中,電極是由施加高電壓會輻射大量電子的材料制成的。換句話說,與熱陰極熒光燈相比,該電極沒有用于熱發(fā)射的燈絲。因此,CCFL具有許多優(yōu)于熱陰極熒光燈的優(yōu)點,特別是,它具有非常小的直徑燈管,較長的壽命以及較低的功率。由于這些優(yōu)點,CCFL有著非常廣泛的應(yīng)用,尤其是,適用于強烈需要減小厚度(或尺寸)或降低功率消耗的產(chǎn)品,例如,液晶顯示器的背光和FAX和掃描儀的光源。
與熱陰極熒光燈相比,CCFL具有以下電氣性能較高的擊穿電壓,較小的放電電流(稱之為燈電流),以及較高的阻抗。尤其是,CCFL具有負阻特性,即,它的電阻數(shù)值會隨著燈電流的增加而迅速減小。
CCFL驅(qū)動電路的設(shè)計需要與CCFL的這些電氣特性相匹配。特別是,在CCFL的使用中減小器件的厚度(或尺寸)和降低功率消耗是十分重要的,因此,就強烈需要CCFL驅(qū)動電路能夠降低它的尺寸(尤其是厚度)以及降低它的功率消耗。
例如,所謂的常規(guī)CCFL有以下一些例如,見日本專利公告H08-273862所刊登的。
圖12是顯示常規(guī)CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖。常規(guī)CCFL驅(qū)動電路包括一個高頻振蕩器100,一個升壓變壓器T,以及一個阻抗匹配部分200。高頻振蕩器100將來自直流電源DC的直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻的交流電壓,并將該交流電壓施加在升壓變壓器T的初級繞組L1的兩端。升壓變壓器T在次級繞組L2的兩端產(chǎn)生電壓V。次級電壓V比初級電壓要高得多,并通過阻抗匹配部件200施加在CCFL FL兩端。自抗匹配部分200包括,例如,一個扼流線圈L和一個電容器C的串聯(lián)電路。這里,電容器C包括在CCFL FL周圍的寄生電容。通過調(diào)節(jié)扼流線圈L的感抗和電容器C的容抗就可以獲得在升壓變壓器T和CCFL FL之間的阻抗匹配。
當(dāng)CCFL FL不工作時,施加在變壓器T初級繞組L1兩端的電壓,以及在CCFLFL兩端的電壓VR就會突然升高,并且會因為阻抗匹配部分200中的扼流線圈L和電容器C的響應(yīng)而超過其擊穿電壓。因此,CCFL FL就開始放電并閃爍。隨后,由于負阻特性,CCFL FL的電阻阻值就會隨著燈電流TR的增加而迅速降低。隨后,在CCFL FL兩端的電壓VR就會下降。同時,阻抗匹配部分200起著保持穩(wěn)定燈電流IR的作用,而與CCFL FL兩端的電壓VR的變化無關(guān)。換句話說,穩(wěn)定保持著CCFL FL的亮度。
在圖12中,升壓變壓器T的次級繞組L2和扼流線圈L是以分離電路元件來表示的。然而,在實際的CCFL驅(qū)動電路中,泄漏變壓器的次級繞組具有以下三項功能升壓,扼流和阻抗匹配的功能。圖13是以電源變壓器的方式顯示在常規(guī)CCFL驅(qū)動電路中所使用的泄漏變壓器的裝置的示意圖。圖14是泄漏變壓器T沿著圖13所示的XIV-XIV線的剖面示意圖。圖13所示的薦頭可表示眼睛所看到的反相。在該泄漏變壓器T中,初級繞組L1和次級繞組L2都環(huán)繞著棒狀磁芯CR,使之相互間緊靠著。這里,在初級繞組L1和次級繞組L2之間設(shè)置了一個第一隔板D1,它可以防止在兩個繞組之間的電氣放電。同樣,多個第二隔板D分割著次級繞組,以減小在繞組引線之間的寄生電容,同時可防止在繞組引線之間的電氣放電。這里,將“寄生電容”稱之為線與線之間的電容。分離的繞組可稱之為由隔板所分割寬度的繞組。泄漏變壓器T的升壓比率取決于在初級繞組L1和次級繞組L2之間的匝數(shù)之比。一般來說,由于升壓比率是很高的,所以次級繞組L2的匝數(shù)在數(shù)量上要比初級繞組L1的匝數(shù)大得多。因此,一般來說,次級繞組L2在寬度上也要比初級繞組L1大得多。在泄漏變壓器T中,另外,初級繞組L1和次級繞組L2都繞在一個棒狀磁芯CR上且相互之間緊靠著。因此,泄漏變壓器T具有大的泄漏磁通量,并因此具有高的輸出阻抗。這一高輸出阻抗的感抗分量,即,泄漏感抗與電容器C一起諧振,并起著上述扼流線圈L的作用。見圖12。此外,在泄漏變壓器T中,可以方便地調(diào)節(jié)上述泄漏感抗和次級繞組L2的線與線電容。因此,阻抗匹配部分200可較容易地包括次級繞組L2和上述電容器C。
泄漏變壓器T較容易采用上述討論的方式來設(shè)計,尤其是,次級繞組L2可以作為上述扼流線圈L使用。因此,對于常規(guī)CCFL驅(qū)動電路來說,泄漏變壓器可認為在小型化方面具有特別的優(yōu)點,并因此可有廣泛的應(yīng)用。
特別是,液晶顯示器的背光需要高亮度。因此,就希望安裝一個以上CCFL用作為背光。同時,在它們CCFL之間的亮度必須是均勻的。此外,需要小型化的CCFL驅(qū)動電路。為了滿足上述需要,還希望采用通用電源并聯(lián)驅(qū)動這些CCFL。
然而,并聯(lián)驅(qū)動是較困難的,有下列原因CCFL具有上述所討論的負阻特性。因此,在一個以上CCFL并聯(lián)連接的情況下,電流會只集中到一個CCFL,之后,就只有一個CCFL能夠閃爍。此外,當(dāng)將許多CCFL連接到一個通用電源時,在CCFL和電源之間的引線結(jié)構(gòu)是相互不同的,尤其是在引線的長度上。因此,在CCFL之間的寄生電容就會變化,CCFL的各個燈電流就應(yīng)該分別加以控制,從而抑止燈電流的變化。但是,要達到上述目的也是十分困難的,因為使用泄漏變壓器作為在一個以上CCFL之間的通用扼流線圈,將泄漏變壓器的阻抗與各個CCFL的阻抗相匹配,并且高精度地控制各個燈電流。這里,當(dāng)使用壓電變壓器來取代泄漏變壓器時,這些困難同樣存在。
因此,常規(guī)CCFl驅(qū)動電路為各個CCFl裝備了一個電源(特別是,一個泄漏變壓器),并且是每一個電源控制一個燈電流,以便于均勻。換句話說,對常規(guī)CCFl驅(qū)動電路來說,所需要的電源與CCFL一樣多。其結(jié)果是,減小元件數(shù)量就很困難,從而整體器件的進一步小型化就很困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種CCFL驅(qū)動電路,使得一個以上CCFL能夠使用一個通用電源均勻閃爍,并從而允許它進一步小型化。
根據(jù)本發(fā)明的CCFL驅(qū)動電路包括一個以上鎮(zhèn)流器,至少一個鎮(zhèn)流器連接著在一個以上CCFL各自一端的至少一個電極;以及,一個低租電源,它可通過鎮(zhèn)流器向CCFL提供電源,且其輸出阻抗低于CCFL總的阻抗。
該CCFL驅(qū)動電路可較佳地安裝與下列液晶顯示器中。液晶顯示器可包括一個以上CCFL;一個液晶屏可安裝在CCFL的前面并且CCFL以預(yù)定圖形斷斷續(xù)續(xù)發(fā)出光。根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路可驅(qū)動上述CCFL,以作為液晶顯示器的背光。
在一個以上CCFL之間,一般都存在特性上的變化和引線結(jié)構(gòu)上的差異,從而引起周圍寄生電容的變化。此外,諸如溫度燈環(huán)境條件的變化也會引起CCFL的工作條件的變化。在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,抑止了電源的輸出阻抗,這正是不同于常規(guī)驅(qū)動電路的假定。使得各個CCFL都各自連接著一個鎮(zhèn)流器。這時,由于電源的低阻抗特性,使得鎮(zhèn)流器以事實上的相互絕緣方式進行工作。因此,對每一CCFL來說,上述變化就可以高精度地刪除。換句話說,在一個以上CCFL之間所產(chǎn)生的燈電流中就不會存在著任何變化。因此,就能夠保持一個以上CCFL的均勻和穩(wěn)定的亮度。于是上述根據(jù)本發(fā)明的CCFL驅(qū)動電路使得一個以上CCFL使用一個通用低阻抗電源一鞥均勻穩(wěn)定地閃爍。
在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,由于電源的低阻抗特性,使得鎮(zhèn)流器以事實上的相互絕緣方式進行工作。因此,即使在低阻抗電源和鎮(zhèn)流器之間的引線較長,在一個以上CCFL之間的燈電流也不會變化,但除了在鎮(zhèn)流器之間的引線結(jié)構(gòu)有較大的變化。所以,引線布局的靈活性就很高。所以,就能夠較容易的獲得整體器件的小型化。
正如以上所討論的,根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路,在安裝于上述液晶顯示器時,允許液晶顯示器能夠較容易進一步減小其厚度上,同時液晶顯示器的亮度可以在整個屏幕上保持高的和均勻。
在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,較佳的是,低阻抗電源包括一個連接著鎮(zhèn)流器的變壓器且其輸出阻抗比CCFL總的阻抗更低。于是,與常規(guī)的驅(qū)動電路相比較,由于限制了變壓器的輸出阻抗,從而實現(xiàn)了具有低輸出阻抗的電源。
作為一種減小變壓器輸出阻抗的有效方式,例如,變壓器可以包括一個磁芯,一個繞在該磁芯上的初級繞組,一個繞在初級繞組的內(nèi)部、外部或者兩邊的次級繞組。由于可以減小泄漏磁通量,所以就可以限制輸出阻抗。此外,也可以避免泄漏磁通量對外圍的影響,例如,產(chǎn)生噪聲。這里,變壓器的次級繞組可以具有分離式或者蜂窩式結(jié)構(gòu)。從而,線與線之間的電容就可減小,因此就可以將次級繞組的自諧振頻率設(shè)置得足夠高。。這樣,根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路就能夠為一個以上CCFL建立足夠高的驅(qū)動頻率,以保持CCFL的穩(wěn)定亮度。因此,就能夠獲得變壓器尺寸的減小和整體器件的小型化。
在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,低阻抗電源可以包括一個連接著鎮(zhèn)流器的功率變壓器,取代了上述的變壓器。功率變壓的使用可以較容易和有效地減小它的輸出阻抗。因此,根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路就能夠使得大量的CCFL均勻地閃爍。
在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,鎮(zhèn)流器較佳地包括一個電感器。該電感器起著一個扼流線圈的作用。換句話說,在CCFL施加高電壓時,在電感器和寄生電容之間的諧振會超出在CCFL兩端的擊穿電壓。這里,實際的擊穿電壓在CCFL中會發(fā)生變化。然而,至少一個鎮(zhèn)流器連接著根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中的每一個CCFL。因此,通用低阻抗電源的電壓應(yīng)用使得所有的CCFL能夠可靠的閃爍,而與實際擊穿電壓的變化無關(guān)。
在上述鎮(zhèn)流器中,電感器可以具有分離式和蜂窩式線圈。因此,它的線與線之間電容就能夠減小,并且電感器的自諧振頻率可以設(shè)置得足夠高。因此,根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路可以建立CCFL足夠高的驅(qū)動頻率,以保持CCFL穩(wěn)定的亮度。從而,可以較容易地獲得鎮(zhèn)流器的體積減小和整體器件的小型化。
在上述鎮(zhèn)流器中,電感器可以進一步包括一個飽和電感器。當(dāng)在CCFL中的放電突然中斷并且在CCFL兩端的電壓陡然上升時,鎮(zhèn)流器的電感飽和可防止電壓進一步上升。于是,可防止過壓,并因此可以確保根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路具有高等級的安全性。
在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,上述鎮(zhèn)流器可以包括一個電容器,該電容器可以稱之為鎮(zhèn)流電容器。鎮(zhèn)流電容器較佳地包括在電路板層間的電容。這里,在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路電路板是,例如,柔性印刷電路板或者多層基板,根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路可以在其避免,尤其是,與CCFL的連接部分可以安裝在其表面。于是,鎮(zhèn)流電容器在體積上可以較容易地減小,并因此,可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路的整體小型化。
根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路較佳地包括匹配電容器,至少一個匹配電容器連接在每一個CCFL兩端的電極之間。該匹配電容器可以包括,例如,在電路板層間的電容。較佳的是,匹配電容器的阻抗與鎮(zhèn)流器的阻抗相匹配。更為較佳的是,鎮(zhèn)流器的阻抗,匹配電容器和在CCFL周圍的寄生電容的總的阻抗以及在CCFL閃爍條件下的阻抗都是相互匹配的。于是,可以在鎮(zhèn)流器和CCFL的每一種組合中獲得在鎮(zhèn)流器和CCFL(以及周圍寄生電容)之間的阻抗匹配。從而在一個以上CCFL之間保持著均勻的燈電流,因此就保持著均勻的亮度,而與其特性、周圍寄生電容和在CCFL兩端之間電壓的變化無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路較佳地包括匹配電容器,且至少該電容器的一端連接在接地和CCFL兩端上的各電極之間。從而,在各個CCFL中,兩端的電極電位的中心電平可保持著接地電平,換句話說,在兩端的電極電位可保持著相對于接地電位的非對稱。因此,在各個CCFL中,在燈管壁部分和其外部之間流過的泄漏電流分布相對于CCFL中心是對稱的。因此,就可以減小沿著各個CCFL長度的亮度變化,也就是,換句話說,改善了亮度的均勻性。
此外,與CCFL一端電極接地的情況相比,當(dāng)CCFL的兩端電極電位的中心電平保持接地電位時,與接地電位有關(guān)的電極電位的幅值就可減小至CCFL兩端所保持電壓幅值的一半。從而,就可以減小泄漏電流本身,從而就可以減小分布的偏差。因此,在沿著各個CCFL長度的亮度變化就可以進一步減小,換句話說,在亮度方面的均勻得到進一步的改善。
除此之外,與CCFL一端電極接地相比,但CCFL兩端電極電位的中心電平保持在接地電位時,上述匹配電容器的各自耐壓電壓就可以減小至一半。因此,就可以較容易地實現(xiàn)上述匹配電容器的體積減小。
作為一個將各個CCFL兩端電極電位的中心電平保持在接地電平的部件,它不同于上述部件,例如,一個鎮(zhèn)流器可以連接著在CCFL兩端上的各個電極;以及,可以提供兩個低阻抗電源,以及各個電源可以通過一個鎮(zhèn)流器連接著CCFL兩端的一個電極,并且低阻抗電源的輸出可以保持相反的相位。
于是,在各個CCFL中,兩端的電極電位可以高精度保持在于接地電位不相對稱的電位上。此外,低阻抗電源的各個輸出電壓的上限可以減小至在CCFL兩端所保持高電壓的上限的一半。因此,在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,就限制了電路元件的耐壓電壓。因此,就能夠較容易地獲得整體器件的小型化,同時CCFL保持著高亮度。
這時,較佳的是,低阻抗電源安裝在第一電路板上;連接著CCFL一邊端電極的鎮(zhèn)流器安裝在第二電路板上;以及,連接著CCFL另一邊端電極的鎮(zhèn)流器安裝在第三電路板上。
另外較佳的是,CCFL的一端固定在第二電路板上,而CCFL的另一端固定在第三電路板上。一般來說,諸如鎮(zhèn)流器的其它電路元件在體積上小于低阻抗電源。因此,當(dāng)配置了低阻抗電源的第一電路板于其它電路板隔開時,就較容易減小第二和第三電路板以及CCFL所構(gòu)成部分的厚度。例如,當(dāng)CCFL安裝在上述液晶顯示器時,液晶顯示器的厚度就可以容易地減小。
可替換的是,低阻抗電源和連接著CCFL一邊端電極的鎮(zhèn)流器可以安裝在第一電路板上;以及,連接著CCFL另一邊端電極的鎮(zhèn)流器可以安裝在第二電路板上。
在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,電源具有低輸出阻抗,并因此。鎮(zhèn)流器以實際上相互絕緣的方式工作。因此,即使在低阻抗電源和鎮(zhèn)流器之間的引線較長,在一個以上CCFL之間的燈電流也不會變化,但除了在鎮(zhèn)流器之間的引線結(jié)構(gòu)有較大的變化。所以,與常規(guī)的電路相比較,就較容易獲得上述分離的電路板,并在CCFL之間保持著均勻的亮度。
除此之外,作為一個將各個CCFL兩端電極電位的中心電位保持在接地電位的部件來說,也可以使用以下不同于上述部件的部件。在根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路中,當(dāng)?shù)妥杩闺娫窗ㄉ鲜鲎儔浩鲿r,較佳的是,一個鎮(zhèn)流器連接著CCFL兩端電極中的一個電極;以及,上述變壓器包括一個具中心接地點的次級繞組,該繞組的各端通過一個鎮(zhèn)流器連接著CCFL兩端電極中的一個電極。
從而,各個CCFL兩端電極電位的中心電平就可以保持在接地電位上,且保持著較少數(shù)量的電路元件。
根據(jù)本發(fā)明的CCFL驅(qū)動電路使用通用低阻抗電源和多個鎮(zhèn)流器,至少一個鎮(zhèn)流器連接著一個以上CCFL中的每一個,因此與常規(guī)電路相比較,就使得CCFL可以使用通用電源均勻和穩(wěn)定的閃爍。此外,在電源和鎮(zhèn)流器的引線可以較長,除了在鎮(zhèn)流器之間的引線結(jié)構(gòu)有較大的變化。因此,對引線布局的靈活性就很高。所以,與常規(guī)電路相比,更容易獲得整體器件的小型化。例如,當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的上述CCFL驅(qū)動電路用于液晶顯示器的背光時,就容易減小顯示器的厚度。
在后附權(quán)利要求特別闡述本發(fā)明的新穎性能的同時,從以下結(jié)合附圖的詳細討論中可以更好地理解和意識到本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,以及本發(fā)明的其它目的和性能。
附圖的簡要說明圖1是顯示配置了根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路的液晶顯示器的內(nèi)部前視圖;圖2是沿著圖1所示II-II線的液晶顯示器的剖面圖;圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖4是說明在根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路中所包括的升壓變壓器5結(jié)構(gòu)的示意圖;圖5是沿著圖4所示V-V線的升壓變壓器5的剖面圖;圖6是顯示CCFL 20的電壓和電流特性的圖形;圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例2的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖12是顯示常規(guī)CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖;圖13是顯示常規(guī)CCFL驅(qū)動電路中所使用的泄漏變壓器裝置外觀的透視示意圖;圖14是沿圖13所示XIV-XIV線的泄漏變壓器的剖面圖。
應(yīng)該意識到的是,部分或所有附圖都是用于說明目的的示意表示,并不一定就表示所示元件的實際相對體積或位置。
具體實施例方式
以下參考附圖解釋本發(fā)明的最佳實施例。
(實施例1)圖1是顯示配置了根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路的液晶顯示器的內(nèi)部前視圖。圖2是沿著圖1所示II-II線的液晶顯示器的剖面圖。圖1中所示的箭頭表示眼睛的反相。該液晶顯示器包括一個外殼10,一個以上CCFL 20,一個反射器30,一個第一電路板40,一個第二電路板50,一個第三電路板60,以及一個液晶顯示屏70。根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路可以大致分成三個模塊1、2和3,各個模塊分別安裝在第一電路板40,第二電路板50和第三電路板60。
外殼10是,例如,接地的金屬殼。外殼10的前邊是開孔的。反射器30,CCFL 20和液晶屏70(圖1中未顯示)都依次從后面設(shè)置在外殼10的內(nèi)部??梢园ㄒ粋€以上CCFL 20(例如,7個),各自以水平位置固定,且在垂直方向上是均勻分割的。第二電路板50和第三電路板60分別設(shè)置在外殼10的兩邊。每一個CCFL 20的兩端分別固定在第二電路板50和第三電路板60上。此外,在每一個CCFL 20兩端上的電極21和22分別連接著CCFL驅(qū)動電路的第二電路板50和第三電路板60。
第二和第三模塊2和3連接著安裝在第一電路板40上的第一模塊1。沒有顯示引線。第一電路板40設(shè)置在與外殼10分開的部分中,例如,液晶顯示器的電源單元(未顯示)。第一模塊1連接著直流電源(未顯示)。CCFL驅(qū)動電路通過三個模塊1、2和3在CCFL之間來分布由直流電源提供的功率。從而,使得CCFL 20閃爍。由CCFL 20發(fā)射出的光可以直接和由反射器30反射射入液晶屏70。將圖2所示的箭頭。液晶屏70以預(yù)定的圖形中止由CCFL 20所入射的光。從而,在液晶屏70的前面上顯示圖形。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖。CCFL驅(qū)動電路主要是由上述三個模塊1、2和3所構(gòu)成。第一模塊1包括一個高頻振蕩器電路4和升壓變壓器5,并且構(gòu)成了并聯(lián)諧振推挽反相器。高頻振蕩器電路4包括一個振蕩器Os,一個第一電容器C1,一個第二電容器C2,一個電感器L,一個第一晶體管Q1,一個第二晶體管Q2,以及一個反相器In。升壓變壓器5包括兩個初級繞組51A和51B,由中間抽頭M1分開,以及一個次級繞組52。
直流電源DC的正電極連接著電感器L的一端,而負電極接地。第一電容器C1連接在直流電源DC的兩電極之間。電感器L的另一端升壓變壓器5的初級繞組51A和51B之間的中間抽頭M1。第二電容器C2連接在第一初級繞組51A和另一端53A和第二初級繞組51B的另一端53B之間。第一初級繞組51A的端點53A還連接著第一晶體管Q1的一端。第二初級繞組51B的端點53B還連接著第二晶體管Q2的一端。第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的另一端都接地。這里,兩個晶體管Q1和Q2較佳的是MOSFET,或者可替換的是,可以是IGBT或雙極型晶體管。振蕩器Os直接連接著第一晶體管Q1的控制端,以及通過反相器In連接著第二晶體管Q2的控制端。
直流電源DC以恒定數(shù)值來保持它的輸出電壓V1(例如,16V)。第一電容器保持來自直流電源DC的輸入電壓V1具有穩(wěn)定性。振蕩器Os將恒定頻率的脈沖(例如,45KHz)發(fā)送至兩個晶體管Q1和Q2的控制端。反相器In將輸入到第二晶體管Q2控制端的脈沖極性與輸入到第一晶體管Q1控制端的脈沖極性相反。因此,兩個晶體管Q1和Q2就以振蕩器Os的相同頻率交替導(dǎo)通和截止。從而,輸入電壓Vi就交替施加至升壓變壓器5的初級繞組51A和51B。在電壓每一次施加時,電感器L都與第二電容器C2諧振,升壓變壓器5的次級電壓極性以振蕩器Os的相同頻率反相。這里,次級電壓V的RMS(均方根)數(shù)值基本上等于施加在初級繞組51A和51B的電壓Vi和升壓變壓器5的升壓比,即,次級繞組52與初級繞組51A的匝數(shù)比,的乘積。較佳的是,可根據(jù)CCFL 20的燈次級電壓等級來建立次級電壓V的RMS數(shù)值。于是,第一模塊1將直流電源DC的輸出電壓Vi轉(zhuǎn)變粗湖南國高頻的交流電壓V,例如,45KHz。下文中將頻率稱之為CCFL 20的驅(qū)動頻率。這里,第一模塊1可以不限制于上述并聯(lián)諧振推挽反相器,可以是其它類型的反相器(具有一個變壓器)。
與以前所提及的常規(guī)電路相比,根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路可以抑止上述升壓變壓器5的泄漏磁通量。從而,第一模塊1起著一個具有低輸出阻抗的電源的作用。圖4是顯示升壓變壓器5結(jié)構(gòu)的說明示意圖。圖5是沿著圖4所示線V-V的升壓變壓器5的剖面圖。在圖4中所示的箭頭表示眼睛的方向。
升壓變壓器5包括一個初級繞組51(上述兩個初級繞組51A和51B的組合),次級繞組52,兩個E形磁芯54和55,一個繞線筒56,以及一個絕緣帶58。繞線筒56是由諸如合成樹脂所構(gòu)成的,并且具有一個圓柱形孔。E形磁芯54和55的中心凸出部分54A和55A可以分別從兩個開孔插入它的圓柱形孔。
在繞線筒56的外表面上,以軸向方向均勻地分割著多個分段57。首先,將次級繞組52繞在分段57之間。接著,將絕緣帶58纏繞在次級繞組52的外面。最后,將初級繞組51繞在絕緣帶58的外面。這里,次級繞組52可以繞在初級繞組51的外面,或者在初級繞組的里面和外面。初級繞組51和次級繞組52的相互層疊可顯著地減小泄漏磁通量。因此,升壓變壓器5的輸出阻抗就低。特別是,所建立的輸出阻抗可以低于所有并聯(lián)連接的CCFL 20的總的阻抗(見圖3)。在上述的升壓變壓器5中,次級繞組52可以繞成以上所述的分離式結(jié)構(gòu)??商鎿Q的是,次級繞組可以繞成蜂窩式繞組接受。從而,就抑止了線與線之間的電容,并且可以防止在繞組線間的放電。因此,所建立的次級繞組52的自諧振頻率可以很高。
CCFL驅(qū)動電路模塊中的第二和第三模塊2和3連接著各個CCFL 20。見圖3。第二模塊2包括一個鎮(zhèn)流電感器LB和一個過流保護電容器CP的串聯(lián)連接,以及一個匹配電容器CM。第三模塊3包括在CCFL 20一端電極和接地之間的連接部分。升壓變壓器5的次級繞組的一端,通過在第二模塊2中鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP的串聯(lián)連接,連接著各個CCFL 20一端的電極。次級繞組52的另一端接地。各個CCFL 20的另一端電極通過一個第三模塊3接地。匹配電容器CM中的一個連接在各個CCFL 20的兩端電極之間。
鎮(zhèn)流電感器LB是諸如一個線圈。它的感抗是,例如,為600mH。鎮(zhèn)流電感器LB較佳的是繞成分離式(或者蜂窩式)繞組結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)類似于升壓變壓器5的次級繞組52的繞組結(jié)構(gòu)。從而,它的線與線之間的電容就很小,而它的自諧振頻率就足夠高。較佳的是,自諧振頻率比CCFL 20的驅(qū)動頻率要高得多。更佳的是,鎮(zhèn)流電感器LB引入一個飽和電抗器。從而,當(dāng)在CCFL 20中的放電突然中止時并且在CCFL 20兩端的電壓陡然升高時,鎮(zhèn)流電感器LB的電感就會飽和,并因此,可抑止電壓的進一步升高。于是,就可以使得CCFL 20和CCFL驅(qū)動電路免于過電壓。
過流保護電容器CP在鎮(zhèn)流電感器LB短路時起著一個緩沖器的作用,從而,使得CCFL 20可以免于過電流。過流飽和電容器CP的電容可以設(shè)置成,例如,為150pf量級上。這里,當(dāng)過流的幾率較低時,可以不安裝任何過流保護電容器CP。
鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP串聯(lián)連接的阻抗比第一模塊1的輸出阻抗高得多。因此,當(dāng)鎮(zhèn)流電感器LB和過流飽和電容器CP串聯(lián)連接的阻抗與CCFL 20的阻抗相匹配時,根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路具有高的效率。此外,當(dāng)各個CCFL 20達到阻抗匹配時,在一個以上CCFL 20之間就能夠保持著一致的燈電流。換句話說,一個以上CCFL 20采用通用電源,即,第一模塊,可以均勻閃爍。
然而,在CCFl 20周圍存在著各種寄生電容(未顯示)。寄生電容包括,例如,在CCFL 20和外殼10之間的寄生電容SC(見圖2),以及在第一模塊1、第二模塊2、第三模塊3、CCFL 20和接地導(dǎo)體之間連接引線的寄生電容。因此,在CCFL 20周圍的寄生電容會隨著CCFL 20而變化。此后,在每一個第二模塊2中建立匹配電容器CM的電容,例如,在20pf量級。特別是,在第二模塊2之間的匹配電容CM的電容差值可以抵消在CCFL 20之間的寄生電容的電容差值。例如,較長的引線一般會具有較大的寄生電容,并因此,連接著CCFL的匹配電容器CM就原理升壓變壓器5,從而具有較小的電容。因此,在一個以上CCFL 20之間的匹配電容器CM和周圍寄生電容的總的阻抗基本上相等的。
在這種條件下,就要進一步調(diào)節(jié)匹配電容器CM、鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP的阻抗。使得匹配電容器CM和周圍寄生電容的總的阻抗與在各個CCFL 20中的鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP的串聯(lián)連接的阻抗相匹配。更佳的是,在閃爍的條件下,總的阻抗與CCFL 20的阻抗相匹配,即,例如,100KΩ。于是,對每一個CCFL都能夠獲得上述阻抗匹配。其結(jié)果是,在閃爍的條件下,就可以在一個以上CCFL 20之間保持著相同的燈電流。因此,一個以上CCFL 20可以均勻的亮度閃爍。此外,效率也很高。
通過上述阻抗的匹配,當(dāng)CCFL 20閃爍時,在一個以上CCFL 20之間實際上保持著相同的燈電流的RMS數(shù)值。正如以下所理解的。升壓變壓器5沒有泄漏磁通量,并因此可以認為是一個具有低輸出阻抗的交流電壓源。此外,一個以上CCFL 20可以共同具有鎮(zhèn)流電感器LB的電感L和匹配電容器CN和周圍寄生電容的總的電容C。因此,僅僅對任何CCFL 20來說,應(yīng)該理解到燈電流的RMS數(shù)值實際上與CCFL 20的阻抗無關(guān)。這里,過流保護電容器CP比匹配電容器CM和在CCFL 20周圍的寄生電容要大得多,因此,在以下描述中可以忽略。
設(shè)R和I分別為CCFL 20的阻抗和燈電流,而為升壓變壓器5的次級電壓的頻率,即,CCFL 2-的驅(qū)動頻率。同時,升壓變壓器5的次級電壓V和燈電流I滿足以下等式V/I=R(1-ω2LC)+jωL(1)在鎮(zhèn)流電感器LB和上述總的電容C之間達到上述阻抗匹配ωL=1/ωC。這時,公式(1)的右邊的第一項可基本抵消,且升壓變壓器5的次級電壓V與燈電流I的比率可采用以下公式(2)來表示V/I=j(luò)ωL (2)換句話說,在一個以上CCFL 20之間,可以利用通用參數(shù)來確定實際燈電流I,即,升壓變壓器5的次級電壓V,鎮(zhèn)流電感器LB的電感L,以及CCFL 20的驅(qū)動頻率ω。特別是,燈電流I實際與CCFL 20的阻抗R無關(guān)。于是,在閃爍條件下,一個以上CCFL 20之間就能夠保持相同的燈電流,因此就能保持著均勻的亮度。
這里,從本發(fā)明保持一個以上CCFL 20的均勻亮度的上述觀點出發(fā),鎮(zhèn)流電感器LB的阻抗應(yīng)該精確地與匹配電容器CM和周圍的寄生電容的總的阻抗相匹配。換句話說,CCFL 20的驅(qū)動頻率ω應(yīng)該精確地等于在鎮(zhèn)流電感器LB和上述總的電容之間地諧振頻率ω=ωC=1/(LC)1/2。然而,從不同于本發(fā)明觀點的觀點出發(fā),實際上不需要在CCFL 20的驅(qū)動頻率ω和上述諧振頻率率ωC之間過于精確的一致。例如,過分放大燈電流的幅值,則它的穩(wěn)定性就會劣化。其結(jié)果是,CCFL 20的閃爍就會變得很過分。為了能夠避免這種條件,較佳的是,將CCFL 20的驅(qū)動頻率ω設(shè)置成稍微偏離上述諧振頻率率ωC。這里,將在驅(qū)動頻率ω和諧振頻率率ωC之間的差值調(diào)節(jié)到足以保持一個以上CCFL 20之間的亮度均勻的范圍內(nèi)。從而,能夠保持一個以上CCFL 20基本相同和穩(wěn)定的燈電流。
當(dāng)CCFL 20不工作時,鎮(zhèn)流電感器LB還具有以下功能。圖6顯示了CCFL 20的電壓與電流特性的圖形。垂直軸顯示了在CCFL 20兩端的電壓VF,而水平軸顯示了燈電流I。在CCFL 20兩端的電壓VF隨著燈電流I的增加而減小,這是由于CCFL 20的負阻特性所引起的。在CCFL沒有工作時,燈電流I是負的數(shù)值I0。在這一條件下,施加著來自升壓變壓器5的次級電壓,并隨后鎮(zhèn)流電感器LB與匹配電容器CM諧振。這時,CCFL 20的兩端電極實際上是開路的,鎮(zhèn)流電感器LB只能與匹配電容器CM諧振。從而,CCFL 20電壓VF的上升超過了擊穿電壓V0,例如,2000V。見圖6所示的點X0。因此,在CCFL 20中,在兩端的電極之間開始放電,并隨后,燈電流I上升。除此之外,在CCFL 20兩端的電壓VF從擊穿電壓V0開始下降(見圖6中的箭頭),并在CCFL 20的燈電壓VL附近穩(wěn)定停下來,例如,1300V。將圖6中的點X1。這時,燈電流I以恒定數(shù)值IL穩(wěn)定保持,例如,6mA。
在根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路中,在一個以上CCFL 20之間分別建立匹配電容器CM的阻抗,以抵消在寄生電容中的差異。另外,在一個以上CCFL 20之間,可以建立鎮(zhèn)流電感器LB的和過流保護電容器CP的串聯(lián)連接的阻抗,以取代或者除此之外,匹配電容器CM的阻抗可抵消寄生電容的差異。
正如以上所討論的,與常規(guī)電路的情況相比較,在根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路中,抑止了升壓變壓器5的泄漏磁通量。另外,一個鎮(zhèn)流電感器LB和一個匹配電容器CM都連接著各個CCFL 20。特別是,可以對各個CCFL20分別建立這些阻抗,并且可以抵消在一個以上CCFL 20之間的周圍寄生電容。其結(jié)果是,在一個以上CCFL 20之間,燈電流I是沒有變化的,并且保持著均勻和穩(wěn)定的亮度。于是,根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動器電路使得一個以上CCFL 20能夠使用一個單一的低阻抗電源,即,第一模塊1,以均勻和穩(wěn)定的閃爍。此外,在第一模塊1和第二模塊2之間的引線可以很長,并且對各個CCFL 20的引線結(jié)構(gòu)可以有很大的變化。由鎮(zhèn)流電感器LB或匹配電容器CM的阻抗變化可以抵消由變化引線所引起的寄生電容器的差異。因此,根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL 20驅(qū)動電路在引線布局上具有很大的靈活性。因此,就能夠獲得整體器件的小型化。
在根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路中,第二模塊2可以包括鎮(zhèn)流電容器,而不是鎮(zhèn)流電感器LB。這里,類似于匹配電容器CM,鎮(zhèn)流電容器具有相對較小的電容,在幾個pf的量級上。因此,鎮(zhèn)流電容器和匹配電容器CM較佳的是以在第二電路板50中的層間電容提供的。除此之外,在使用鎮(zhèn)流電容器是,就可以不再安裝任何匹配電容器。于是,第二模塊2的提及減小就較容易達到。因此,根據(jù)本發(fā)明實施例1的CCFL驅(qū)動電路具有多項優(yōu)點,尤其是,液晶顯示器的厚度減小。
(實施例2)根據(jù)本發(fā)明實施例2的CCFL驅(qū)動電路可以類似于上述實施例1的方式安裝在液晶顯示器的內(nèi)部。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)類似于上述實施例1中的結(jié)構(gòu),因此,結(jié)構(gòu)討論可引用圖1和圖2以及適用于上述實施例1的討論。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例2的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖。CCFL驅(qū)動電路包括類似于根據(jù)實施例1電路的元件(見圖3),除了第一模塊1的結(jié)構(gòu)之外。因此,這些類似的元件采用與圖3所示的相同標(biāo)號來標(biāo)記,并且它們的討論可以引用實施例1的討論。
第一模塊1包括一個振蕩器Os,一個高端功率晶體管Q3,一個低端功率放大器Q4,以及一個反相器In。直流電源功率電源DC的正負端電極分別連接著高端功率晶體管Q3的一端和接地端。高端功率晶體管Q3的另一端連接著低端功率晶體管Q4的一端,低端功率晶體管Q4的另一端接地。這里,高端功率晶體管Q3和低端功率晶體管Q4較佳的是MOSFET,或者,可以是IGBT和雙極型晶體管。振蕩器Os直接連接著高端功率晶體管Q3的控制端,以及通過反相器In連接著低端功率晶體管Q4的控制端。兩個功率晶體管Q3和Q4的結(jié)點J通過各自第二模塊2連接著各個CCFL 20一端的電極。
直流電源DC以恒定電平保持著它的輸出電壓Vi。這里,恒定電平較佳的是在CCFL 20燈電壓的量級上,例如,1400V。振蕩器Os將恒定頻率,例如,45KHz的脈沖發(fā)送至兩個功率晶體管Q3和Q4的控制端。反相器In將輸入到低端功率晶體管Q4控制端的脈沖極性相對于輸入到高端功率晶體管Q3控制端的脈沖極性反相。因此,兩個功率晶體管Q3和Q4可以振蕩器Os的相同頻率交替地導(dǎo)通和截止。從而,在結(jié)點J的電位可以交替地出現(xiàn)Vi電平或接地電位(即,0)。于是,第一模塊1就將直流功率電源DC的輸出電壓轉(zhuǎn)換成高頻的交流電壓,例如,45KHz。
正如以上所討論的,第一模塊1的輸出級是由功率晶體管Q3和Q4所組成,因此,它的輸出阻抗是低的。換句話說,在根據(jù)本發(fā)明實施例2的CCFL 20驅(qū)動電路中,第一模塊1采用類似于根據(jù)上述實施例1電路方式起著低阻抗電源的作用。因此,可以采用類似于實施例中設(shè)置的方式,通過改變在CCFL 20之間的鎮(zhèn)流電感器LB和匹配電容器CM來設(shè)置阻抗的方式,以保持在一個以上CCFL 20之間均勻和穩(wěn)定的亮度。于是,根據(jù)本發(fā)明實施例2的CCFL 20驅(qū)動電路可以使得一個以上CCFL 20使用一個單一的低阻抗電源即,第一模塊1,均勻和穩(wěn)定的閃爍。此外,由于在第一模塊1和第二模塊2之間的引線可以很長且引線可以根據(jù)各個CCFL 20而作很大的變化,因此引線布局的靈活性很大。因此,整體器件的小型化就容易達到。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例2的CCFL驅(qū)動電路中,第二模塊2可以包括一個鎮(zhèn)流電容器,以替代鎮(zhèn)流電感器LB。鎮(zhèn)流電容器和匹配電容器CM較佳的是作為在第二電路板50層間電容來設(shè)置的。除此之外,在使用鎮(zhèn)流電容器時,就可以不再安裝匹配電容器CM。于是,第二模塊2的提及小型化就容易實現(xiàn)。因此,根據(jù)本發(fā)明實施例2的CCFL驅(qū)動電路具有許多優(yōu)點,尤其是,在液晶顯示器的厚度減小方面。
(實施例3)根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路可采用類似于根據(jù)上述實施例1的電路方式安裝在液晶顯示器中。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)上述實施例1的結(jié)構(gòu),因此,結(jié)構(gòu)的討論就可引用圖1和圖2以及上述實施例1的討論。
圖8式顯示根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL電路結(jié)構(gòu)的電路圖。CCFL驅(qū)動電路所包括的元件類似于實施例1的元件,除了第二模塊2和第三模塊3的結(jié)構(gòu)之外。因此,這些元件可以采用于圖3所示標(biāo)號的相同標(biāo)號來標(biāo)記,并且它們的討論可引用實施例1的討論。
一般來說,寄生電容SC出現(xiàn)在接地的外殼10(或者反射器30)和各個CCFL20的管壁之間。見圖2。在具有一個接地電極的CCFL 20的結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)上述實施例1的CCFL驅(qū)動電路的條件下,只有其它電極的電位可以相對于外殼10電位(即,接地電位)廣泛變化。因此,當(dāng)在外殼10和管壁之間的寄生電容SC非常大時,在外殼10和管壁之間流動的泄漏電流就明顯增加,尤其是,在上述另一電極附近。由于CCFL作為液晶顯示器背光所安裝的特別長,泄漏電流的顯著增加可能會影響沿著長度方向上的燈電流的均勻性。其結(jié)果是,各個CCFL 20的亮度就可能在長度方向上發(fā)生變化。
CCFL 20的兩端電極電位的中間電平可以保持在接地電位上,以增加長度方向上的亮度均勻性。這時,兩端的電極電位可保持在相對于接地電位(即,外殼10的電位)的非對稱,換句話說,兩端的電極電位相對于接地電位(即,外殼10的電位)相等變化。因此,在各個CCFL 20中,在外殼10部分和管壁之間流動的泄漏電流的分布是相對于CCFL 20的中心對稱的。尤其是,減小了在各個CCFL 20中的沿著長度方向的亮度變化。因此,各個CCFL 20的整體都可以基本均勻的亮度閃爍。此外,在CCFL 20兩端電極電位保持著接地電位的情況下,與CCFL 20一端電極接地的情況相比較,相對于接地電位的電極電位的幅值可以減小至CCFL 20兩端所保持的足夠大的電壓幅值的一半。因此,就可以減小自身的上述泄漏電流,也可以進一步減小電流分布的變化。因此,就減小了沿著各個CCFL 20長度方向上的亮度變化。
對每一個CCFL來說,在根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路中,其兩端電極電位的中心電平可保持接地電位。第二模塊2和第三模塊3分別包括匹配電容器CM1和CM2。另外,第二模塊2或第三模塊3可以包括所有CM1和CM2。兩個匹配電容器CM1和CM2的電容較佳是在10pf的量級上。在這兩電容器之間的比率較佳的是1∶1。這些匹配電容器CM1和CM2更佳的是設(shè)置成在第二電路板50和第三電路板60的層間電容。兩個匹配電容器CM1和CM2以串聯(lián)方式相連接且連接在各個CCFL 20兩端電極之間。特別是,在兩個匹配電容器CM1和CM2之間的結(jié)點JM接地。升壓變壓器5的次級繞組52的一端通過各個第二模塊2連接著各個CCFL 20一端的電極。次級繞組52的另一端連接著在各個CCFL 20另一端的電極。
在根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路中,不同于根據(jù)上述實施例1的電路,匹配電容器CM1和CM2的串聯(lián)連接的結(jié)點JM接地,而不是CCFL 20的一個電極。因此,在每一個CCFL 20中,兩端電極電位的中心電平保持接地電位。因此,正如以上所討論的,在每一個CCFL中,能夠進一步改善沿著長度方向上的亮度均勻性。
此外,兩個匹配電容器CM1和CM2以串聯(lián)的方式相連接,因此,與根據(jù)本發(fā)明實施例1的匹配電容器CM(見,圖3)的耐壓電壓相比較,在根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路中它們各自所承受的耐壓就能夠減小至一半,即,這是例如在CCFL 20的擊穿電壓的量級上。因此,這些匹配電容器CM1和CM2的體積減小就容易實現(xiàn)。
在根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路中,第一模塊1采用類似于上述實施例的電路方式起著一個低阻抗電源的作用。所以,兩個匹配電容器CM1和CM2、鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP的阻抗可調(diào)節(jié)至適用于各個CCFL 20。因此,在各個CCFL 20中,兩個匹配電容器CM1和CM2和周圍寄生電容的總的阻抗與鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP串聯(lián)連接的阻抗相匹配。更佳的是,總的阻抗與閃爍條件下的各個CCFL 20的阻抗相匹配,例如,200K。于是,在每一個CCFL 20中都能夠獲得上述阻抗匹配。其結(jié)果是,一個以上CCFL 20在閃爍的條件下可保持著相同的燈電流。因此,CCFL 20以均勻亮度閃爍。此外,其效率很高。
于是,根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路使得一個以上CCFL 20可使用一個通用低阻抗電源,即,第一模塊1,均勻和穩(wěn)定地閃爍。此外,在第一模塊1和第二模塊2之間的引線可以很長且各個CCFL 20的引線結(jié)構(gòu)可以有很大的變化,因此引線布局的靈活性很高。所以,整體器件的小型化較容易獲得。
在根據(jù)本發(fā)明實施例3的CCFL驅(qū)動電路中,第二模塊2可以包括鎮(zhèn)流電容器,而不是鎮(zhèn)流電感器LB。鎮(zhèn)流電容器和匹配電容器CM1和CM2可較佳地設(shè)置在第二電路板50或者第三電路板60的層間之間的電容。于是,就能夠較容易的實現(xiàn)第二模塊2和第三模塊3的體積減小,并因此,根據(jù)本發(fā)明第三實施例的CCFL驅(qū)動迪納魯可具有許多優(yōu)點,尤其是,液晶顯示器的厚度減小。
(實施例4)根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路可采用類似于根據(jù)上述實施例1的電路方式安裝于液晶顯示器中。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)上述實施例1的結(jié)構(gòu),因此,結(jié)構(gòu)的討論引用圖1和圖2以及適用于上述實施例1的討論。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖。CCFL驅(qū)動電路所包括的元件類似于根據(jù)實施例3電路的元件(見圖8),除了第一模塊1和第三模塊3的結(jié)構(gòu)之外。因此,這些類似的元件可以采用與圖8所示的標(biāo)號相同的標(biāo)號來標(biāo)記,并且它們的討論引用實施例3的討論。
在根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路中,與上述實施例3的電路不同,第一模塊1包括兩個升壓變壓器5A和5B,以及第三模塊3包括一個第二鎮(zhèn)流電感器LB2和一個第二過流保護電容器CP2以及一個第二模塊2的串聯(lián)連接。
兩個升壓變壓器5A和5B中的任何一個都具有類似于上述實施例1(見圖4和圖5)的升壓變壓器5的結(jié)構(gòu),尤其是,具有很小的泄漏磁通量。第一升壓變壓器5A的次級繞組的一端通過各個第二模塊2連接著各個CCFL 20一端的電極。次級繞組52的另一端接地。第二升壓變壓器5B次級繞組的一端通過各個第三模塊3連接著各個CCFL 20另一端的電極。次級繞組52C的另一端接地。這里,升壓變壓器5A和5B的兩個次級繞組52和52C以相互相反的極性相連接。因此,各個CCFL 20兩端的電極電位是以相反相位變化的。此外,升壓變壓器5A和5B的升壓比較佳的是建立在使得升壓變壓器5A和5B的次級電壓的RMS數(shù)值在CCFL 20的低電壓一半的量級上。當(dāng)CCFL 20的低電壓為1300V,例如,次級電壓的RMS數(shù)值較佳的是建立在600V量級上。
第二鎮(zhèn)流電感器LB2是,例如,一個線圈。它的電感較佳的是等于鎮(zhèn)流電感器LB的電感。更佳的是,鎮(zhèn)流電感器LB和LB2的電感都在820mH的量級上。第二鎮(zhèn)流電感器LB2的線圈較佳的是以類似于鎮(zhèn)流電感器LB的結(jié)構(gòu)繞制成分離式(或蜂窩式)繞組結(jié)構(gòu)。硬磁,它的自諧振頻率可以足夠高,因為它的線與線之間電容是很小的。自諧振頻率較佳的是比CCFL 20的驅(qū)動頻率高得多。
第二鎮(zhèn)流電感器LB2進一步較佳的是包括一個飽和電抗器。因此,當(dāng)在CCFL中的放電突然中指且CCFL 20兩端的電壓陡然上升是,第二鎮(zhèn)流電感器LB2的電感是飽和的。于是,可防止CCFL 20和CCFL驅(qū)動電路過壓。
當(dāng)?shù)诙?zhèn)流電感器LB2短路時,第二過流保護電容器CP2作為一個緩沖器起作用,并因此防止CCFL 20過流。第二過流保護電容器CP2的電容可建立為,例如,在150pf量級上。這里,當(dāng)過流發(fā)生的幾率很小時,可以不安裝過流保護電容器Cp和CP2。
在根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路中,第一模塊1采用類似于上述實施例3的電路方式起著一個低阻抗電源的作用。因此,可以對各個CCFL 20進一步建立鎮(zhèn)流電感器LB,第二鎮(zhèn)流電感器LB2以及兩個匹配電容器CM1和CM2的阻抗。因此,在每一個CCFL 20中,匹配電容器CM1和CM2和周圍寄生電容的總的阻抗與鎮(zhèn)流電感器LB和過流保護電容器CP的串聯(lián)連接的阻抗相匹配。此外,在每一個CCFL 20中,另一個匹配電容器CM2和周圍寄生電容器的總的電容與鎮(zhèn)流電感器LB2和第二過流保護電容器CP2的串聯(lián)連接的阻抗相匹配。更佳的是,總的阻抗各自與CCFL 20閃爍條件下的阻抗的一半相匹配。其結(jié)果是,采用類似上述實施例3的方式,在一個以上CCFL 20之間保持著均勻和穩(wěn)定的亮度。
于是,根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路使得一個以上CCFL 20可使用一個通用的低阻抗電源,即,第一模塊1,均勻和穩(wěn)定地閃爍。此外,由于在第一模塊1和第二模塊2之間的引線以及在第一模塊1和第三模塊3之間的引線都可以很長,并且各個CCFL 20的引線結(jié)構(gòu)可以有很大的變化,所以引線布局的靈活性很高。因此,就較容易獲得整體器件的小型化。
升壓變壓器可以分成為兩個變壓器5A和5B,并隨后安裝在根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路中。此外,它們的次級電壓保持著相同的幅值和相反的相位。因此,對于各個CCFL 20來說,兩端電極電位的中心電平保持著接地電位。所以,在每一個CCFL中,就能夠進一步改善沿著長度方向上的亮度均勻性。除此之外,與根據(jù)上述實施例3的升壓變壓器5(見圖8)的耐壓電壓相比較,升壓變壓器5A和5B的耐壓電壓減小至一半。因此,與根據(jù)上述實施例3的升壓變壓器5相比較,就能夠較容易地獲得升壓變壓器5的體積減小。特別是,與根據(jù)上述實施例3的升壓變壓器5相比較,升壓變壓器5A和5B的高度能夠減小至一半。相類似,由于兩個匹配電容器CM1和CM2是串聯(lián)連接的,與根據(jù)上述實施例1(見圖3)匹配電容器CM的耐壓電壓相比較,它們的耐壓電壓可以減小至一半。因此,就較容易獲得這些匹配電容器CM1和CM2的體積減小。于是,根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路具有許多優(yōu)點,尤其是,在液晶顯示器的厚度減小方面。
在根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路中,第一模塊1安裝在第一電路板40上并與第二模塊2和第三模塊3相分開。另外,第一模塊1也可以和第二模塊2一起安裝在第二電路板50上。安裝在第二電路板50上的CCFL驅(qū)動電路是很薄的,因為升壓變壓器5A和5B低于根據(jù)上述實施例3的升壓變壓器5。因此,液晶顯示器就能夠充分地減輕。
在根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路中,第二模塊2和第三模塊3可以包括鎮(zhèn)流電容器,而不是鎮(zhèn)流電感器LB和LB2。鎮(zhèn)流電容器和匹配電容器CM1和CM2較佳的是作為在第二電路板50和第三電路板60層間的電容來設(shè)置。此外,每當(dāng)使用鎮(zhèn)流電容器時,就可以不用安裝任何匹配電容器CM1和CM2。于是,由于較容易獲得第二模塊2和第三模塊3的體積減小,所以根據(jù)本發(fā)明實施例4的CCFL驅(qū)動電路具有許多優(yōu)點,尤其是埋在液晶顯示器的厚度減小方面。
(實施例5)根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路可采用類似于上述實施例1的電路方式安裝于液晶顯示器。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)上述實施例1的結(jié)構(gòu),并因此,結(jié)構(gòu)討論可引用圖1和圖2以及上述實施例1的討論。
圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖。CCFL驅(qū)動電路所包括的元件類似于根據(jù)實施例4電路的元件(見圖9),除了升壓變壓器5的結(jié)構(gòu)之外。因此,這些類似的元件可以采用與圖9所示的標(biāo)號相同的標(biāo)號來標(biāo)記,并且它們的討論引用實施例1的討論。
在根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路中,各個CCFL 20兩端的電極電位的中心電平保持為接地電位,正如以下所說明的。一個升壓變壓器采用類似上述實施例1的方式來設(shè)置。見圖3。然而,不同于根據(jù)上述實施例1的結(jié)構(gòu),升壓變壓器5包括有中心抽頭點M2區(qū)分的兩個繞組52A和52B。第一次級繞組52A的一端通過各個第二模塊2連接著各個CCFL 20一端的電極。第二次級繞組52B的一端連接著各個CCFL 20另一端的電極。次級繞組52A和52B的中心抽頭點M2接地。于是,在各個CCFL中,由于兩端電極電位的中心電平保持著接地電位,所以能夠進一步改善每一個CCFL沿著長度方向上的亮度均勻性,正如以上所討論的。
在根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路中,第一模塊1采用類似上述實施例4的電路方式起著低阻抗電源的作用。因此,通過對各個CCFL 20設(shè)置兩個鎮(zhèn)流電感器LB和LB2和兩個匹配電容器CM1和CM2的阻抗,類似于在實施例4中的設(shè)置,就能夠在一個以上CCFL 20之間保持著均勻和穩(wěn)定的亮度。于是,根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路使得一個以上CCFL 20能夠使用一個單一的通用低阻抗電源,即,第一模塊1,均勻和穩(wěn)定地閃爍。此外,由于在第一模塊1和第二模塊2之間的引線可以很長,并且各個CCFL 20的引線結(jié)構(gòu)可以有很大的變化,所以引線布局的靈活性很高。因此,就較容易獲得整體器件的小型化。
在根據(jù)本發(fā)明實施例5地CCFL驅(qū)動電路中,第二模塊2和第三模塊3可以包括鎮(zhèn)流電容器而不是鎮(zhèn)流電感器LB和LB2。鎮(zhèn)流電容器和匹配電容器CM1和CM2較佳的是以在第二電路板50和第三路板60的層間電容來設(shè)置。此外,當(dāng)使用鎮(zhèn)流電容器是,就不再安裝任何匹配電容器CM1和CM2。于是,由于較容易獲得第二模塊2和第三模塊3的體積減小,所以根據(jù)本發(fā)明實施例5的CCFL驅(qū)動電路可以具有許多優(yōu)點,尤其是,在液晶顯示器的厚度減小方面。
(實施例6)根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路可采用類似于上述實施例1的電路方式安裝于液晶顯示器。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)上述實施例1的結(jié)構(gòu),并因此,結(jié)構(gòu)討論可引用圖1和圖2以及上述實施例1的討論。
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電路圖。CCFL驅(qū)動電路所包括的元件類似于根據(jù)實施例4電路的元件(見圖9),除了第一模塊1的結(jié)構(gòu)之外。因此,這些類似的元件可以采用與圖9所示的標(biāo)號相同的標(biāo)號來標(biāo)記,并且它們的討論引用實施例4的討論。
在根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路中,第一模塊1包括兩個功率晶體管的兩步串聯(lián)連接,不同于上述實施例4的電路結(jié)構(gòu),各自類似于在根據(jù)上述實施例2的第一模塊1(見圖7)的串聯(lián)連接。第一模塊1進一步包括一個振蕩器Os和兩個反相器In1和In2。直流電源DC的正電極連接著兩個高端功率晶體管Q3和Q5各一端。直流電源DC的負電極接地。第一高端功率晶體管Q3的另一端連接著第一低端功率晶體管Q4的一端,而第一低端功率晶體管Q4的另一端接地。第二高端功率晶體管Q5的另一端連接著第二低端功率晶體管Q6的一端,而第二低端功率晶體管Q6的另一端接地。這里,四個功率晶體管較佳的是MOSFET,或者另一種選擇,可以是IGBT或雙極型晶體管。振蕩器Os直接連接著第一高端功率晶體管Q3和第二低端功率晶體管Q6的控制端,另一方面,通過第一反相器In1連接著第一低端功率晶體管Q4的控制端,通過第二反相器In2連接著第二高端功率晶體管Q5的控制端。在第一高端和低端功率晶體管Q3和Q4之間的第一結(jié)點J1通過各個第二模塊2連接著各個CCFL 20一端的電極。在第二高端和低端功率晶體管Q5和Q6之間的第二結(jié)點J2通過各個第三模塊3連接著各個CCFL 20另一端的電極。
直流電源DC以恒定電平來保持它的輸出電壓Vi。這里,恒定電平較佳的是在CCFL 20燈電壓的一半量級上,例如,700V。振蕩器Os將恒定頻率,例如,45KHz,的脈沖發(fā)送至四個功率晶體管Q3、Q4、Q5和Q6的控制端。第一反相器In1將輸入到第一低端功率晶體管Q4控制端的脈沖極性相對于輸入到第一高端功率晶體管Q3控制端的脈沖極性反相。相類似,第二反相器In2將輸入到第二高端功率晶體管Q5控制端的脈沖極性相對于輸入到第二低端功率晶體管Q6控制端的脈沖極性反相。因此,第一高端功率晶體管Q3和第二低端功率晶體管Q6同相導(dǎo)通和截止,而第一低端功率晶體管Q4和第二高端功率晶體管Q5同相導(dǎo)通和截止。此外,高端功率晶體管Q3和Q5以及低端功率晶體管Q4和Q6以相同于振蕩器OS的頻率交替導(dǎo)通和截止。因此,第一結(jié)點J1和第二結(jié)點J2的電位以相反的相位變化。于是,第一模塊1將直流電源DC的輸出電壓Vi轉(zhuǎn)換成高頻交流電壓,例如,45KHz。
正如以上說討論的,第一可1的輸出級具有低的輸出阻抗,因為它是由四個功率晶體管Q3、Q4、Q5和Q6所組成的。換句話說,在根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路中,第一模塊1采用類似上述實施例4的電路方式起著低阻抗電源的作用。因此,通過對各個CCFL 20設(shè)置兩個鎮(zhèn)流電感器LB和LB2和兩個匹配電容器CM1和CM2的阻抗,類似于在實施例4中的設(shè)置,就能夠在一個以上CCFL 20之間保持著均勻和穩(wěn)定的亮度。于是,根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路使得一個以上CCFL 20能夠使用一個單一的通用低阻抗電源,即,第一模塊1,均勻和穩(wěn)定地閃爍。此外,由于在第一模塊1和第二模塊2之間以及第一模塊2和第三模塊3之間的引線可以很長,并且各個CCFL 20的引線結(jié)構(gòu)可以有很大的變化,所以引線布局的靈活性很高。因此,就較容易獲得整體器件的小型化。
在根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路中,將功率晶體管分成兩部分進行安裝,它不同于根據(jù)上述實施例2。此外,它們的輸出電壓可保持相同的幅值和相反的相位。因此,在每一個CCFL 20中,兩端的電極電位的中心電平就保持接地電位。因此,對每一個CCFL來說,就進一步改善了沿著長度方向上的亮度均勻性。此外,與上述實施例2的功率晶體管的耐壓相比,功率晶體管的耐壓電壓就能夠減小一半。因此,功率晶體管的結(jié)構(gòu)就相對較為簡單。相類似,由于兩個匹配電容器CM1和CM2是串聯(lián)連接的,與根據(jù)上述實施例1的匹配電容器CM(見圖3)耐壓相比較,所以它們各自的耐壓電壓就能夠減小一半。因此就較容易獲得匹配電容器CM1和CM2的體積減小。
在根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路中,第二模塊2和第三模塊3可以包括鎮(zhèn)流電容器,而不是鎮(zhèn)流電感器LB和LB2。鎮(zhèn)流電容器和匹配電容器CM1和CM2較佳的是作為在第二電路板50和第三電路板60的層間電容來設(shè)置。此外,當(dāng)使用了鎮(zhèn)流電容器時,就可以不再安裝任何匹配電容器CM1和CM2。于是,由于能夠較容易獲得第二模塊2和第三模塊3的體積減小,所以根據(jù)本發(fā)明實施例6的CCFL驅(qū)動電路具有許多優(yōu)點,尤其是,在液晶顯示器的厚度減小方面。
本發(fā)明的上述披露所討論的較佳實施例并不能解釋成試圖限制。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人士在閱讀了該披露之后,毫無疑問,各種變更和改進將會變得更加清晰。作為必然的結(jié)果,這種變更和改進顯然是在本發(fā)明的真實精神和范圍之內(nèi)。此外,應(yīng)該理解是的,后附的權(quán)利要求將試圖覆蓋變更和改進。
根據(jù)本發(fā)明的CCFL驅(qū)動電路,例如,安可裝在液晶顯示器中作為背光的驅(qū)動器件,并正如以上所討論的,采用低阻抗功率電源以及為各個CCFL建立鎮(zhèn)流器。應(yīng)該清楚地意識到,本發(fā)明具有工業(yè)應(yīng)用價值。
權(quán)利要求
1.一種冷陰極熒光燈(CCFL)驅(qū)動電路,其特征在于,它包括一個以上的鎮(zhèn)流器,至少一個鎮(zhèn)流器與多余一個CCFL中每一個處的至少一個電極相連;以及低阻抗電源,它通過所述鎮(zhèn)流器向所述CCFL供電并具有比所述CCFL的總的阻抗更低的輸出阻抗。
2.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述低阻抗電源包括與所述鎮(zhèn)流器相連并具有比所述CCFL的總阻抗更低的輸出阻抗的變壓器。
3.如權(quán)利要求2所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述變壓器包括磁芯,繞在所述磁芯上的初級繞組,和繞在所述初級繞組的內(nèi)部和外部中的至少一個的次級繞組。
4.如權(quán)利要求3所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述次級繞組具有分離式繞組結(jié)構(gòu)和蜂窩式繞組結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述低阻抗電源包括與所述鎮(zhèn)流器相連的功率晶體管。
6.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述鎮(zhèn)流器包括電感器。
7.如權(quán)利要求6所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述電感器包括分離式線圈和蜂窩式線圈中的一種線圈。
8.如權(quán)利要求6所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述電感器包括可飽和電抗器。
9.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述鎮(zhèn)流器包括電容器。
10.如權(quán)利要求9所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述電容器包括在電路板層間的電容。
11.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,還包括匹配電容器,所述匹配電容器中的至少一個連接在所述CCFL中的每一個兩端處的電極之間。
12.如權(quán)利要求11所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述匹配電容器包括在電路板層間的電容。
13.如權(quán)利要求11所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述匹配電容器的容抗與所述鎮(zhèn)流器的阻抗相匹配。
14.如權(quán)利要求11所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述鎮(zhèn)流器的阻抗、所述匹配電容器的總阻抗和所述CCFL周圍的寄生電容,以及在閃爍條件下的所述CCFL的阻抗都是相互匹配的。
15.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,還包括匹配電容器,所述匹配電容器中的至少一個連接在地和所述CCFL兩端處的各個電極之間。
16.如權(quán)利要求1所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,還包括兩個所述低阻抗電源,其中,所述鎮(zhèn)流器中的一個與所述CCFL兩端處的每個電極相連;以及所述低阻抗電源中的每一個通過所述鎮(zhèn)流器中的每一個與所述CCFL兩端處的一個電極相連;并且所述低阻抗電源的輸出保持在相反相位上。
17.如權(quán)利要求16所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述低阻抗電源安裝在第一電路板上;與所述CCFL一端處的電極相連的所述鎮(zhèn)流器安裝在第二電路板上;并且與所述CCFL另一端處的電極相連的所述鎮(zhèn)流器安裝在第三電路板上。
18.如權(quán)利要求17所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述CCFL的一端固定在所述第二電路板上,所述CCFL的另一端固定在所述第三電路板上。
19.如權(quán)利要求16所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,與所述CCFL的一端處的電極相連的所述低阻抗電源和所述鎮(zhèn)流器安裝在第一電路板上;并且與所述CCFL的另一端處的電極相連的所述鎮(zhèn)流器安裝在第二電路板上。
20.如權(quán)利要求2所述的CCFL驅(qū)動電路,其特征在于,所述鎮(zhèn)流器中的一個與所述CCFL兩端處的各個電極相連;并且所述變壓器包括一個具有中心抽頭點接地的次級繞組,其每一端通過所述鎮(zhèn)流器中的每一個與所述CCFL兩端處的一個電極相連。
21.一種液晶顯示器,其特征在于,它包括一個以上的CCFL;液晶顯示屏,它安裝在所述CCFL的前面,并以預(yù)定圖形來中止從所述CCFL發(fā)射出的光線;以及CCFL驅(qū)動電路,它包括多個鎮(zhèn)流器,其至少一個與所述CCFL中每一個的一端處的電極相連;以及低阻抗電源,它通過所述鎮(zhèn)流器向所述CCFL供電,并且具有低于所述CCFL總阻抗的輸出阻抗。
全文摘要
第一模塊(1)可使用一個高頻振蕩器電路(4)和一個升壓變壓器(5)將DC電壓(Vi)轉(zhuǎn)換成高頻的AC電壓(V)。第一模塊(1)由于抑止了升壓變壓器(5)中的泄漏磁通量而起著一個低阻抗電源的作用。第二模塊(2)和第三模塊(3)都相互連接著各個CCFL (20)。鎮(zhèn)流器電感器(LB)通過與匹配電容器(CM)的諧振使得CCFL(20)閃爍,且隨后在CCFL(20)的閃爍期間保持著穩(wěn)定的燈電流。對于各個CCFL(20),可以分別調(diào)節(jié)匹配電容器(CM)的電容,并從而使得匹配電容器(CM)和周圍寄生電容的總的阻抗匹配于鎮(zhèn)流電感器(LB)和過流保護電容器(CP)的串聯(lián)連接的阻抗。
文檔編號H05B41/295GK1578580SQ20041005578
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者小松明幸, 三宅永至, 川高謙治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社