專利名稱：燈管電源供應電路及其變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燈管電源供應電路，且特別是涉及驅(qū)動多燈管時，平衡每根燈管電流的變壓器。
背景技術(shù)：
隨著液晶顯示器的尺寸不斷地增加，例如大尺寸的液晶電視，其背光模塊所需提供的亮度也必須隨之增加，才能維持畫面的影像品質(zhì)。為了提高背光模塊的發(fā)光亮度，除了使用尺寸較長的燈管外，例如冷陰極燈管(CCFL)，更必須藉由使用多根燈管才能達到所需的亮度。
請參照圖1，其為傳統(tǒng)多燈管的電源供應電路的示意圖。多燈管的電源供應電路100用于背光模塊中。背光模塊用以提供液晶顯示器顯示影像時所需的光源。多燈管的電源供應電路100包括直流-交流轉(zhuǎn)換器102、變壓器104與燈管L1及L2。直流-交流轉(zhuǎn)換器102提供交流電壓至變壓器104。變壓器104用以將交流電壓升壓后驅(qū)動燈管L1與L2。變壓器104包括初級繞線組106與次級繞線組108。
由于流經(jīng)燈管L1與L2的電流I1與I2因?qū)Ь€阻抗及電容或燈管L1與L2的特性略有不同，例如燈管L1與L2的等效阻抗，而造成不同的電流大小。不同的電流大小，將造成燈管L1與L2所產(chǎn)生的發(fā)光亮度不相同。燈管L1與L2的發(fā)光亮度不相同，使得液晶顯示器的影像品質(zhì)大幅降低。且不平衡的電流I1與I2亦會使燈管壽命縮短。因此解決驅(qū)動多燈管時，電流不平衡的問題是業(yè)界急需解決的課題。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種燈管電源供應電路及其變壓器，用以解決驅(qū)動多燈管時，電流不平衡的問題。
根據(jù)本實用新型的目的，提出一種燈管電源供應電路，其包括驅(qū)動電路、磁芯、初級繞線組、次級線圈、第一燈管及第二燈管。驅(qū)動電路用以提供一交流電源。初級繞線組旋繞于磁芯上，用以接收交流電源。次級線圈旋繞于磁芯上。第一燈管的一端及第二燈管的一端均耦接次級線圈。第一線圈及第二線圈均旋繞于磁芯上。第一燈管的另一端及第二燈管的另一端端分別耦接第一線圈及第二線圈。其中第一線圈及第二線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上相同。
根據(jù)本實用新型的另一目的，提出一種變壓器，其用于驅(qū)動多個燈管。變壓器包括磁芯、初級繞線組、次級線圈、第一線圈及第二線圈。初級繞線組旋繞于磁芯上。次級線圈旋繞于磁芯上并耦接此些燈管的一端。第一線圈及第二線圈均旋繞于磁芯上，并分別耦接第一及第二燈管的另一端，其中第一線圈及第二線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上相同。
為使本實用新型的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并結(jié)合附圖詳細說明如下。


圖1為傳統(tǒng)多燈管驅(qū)動電路的示意圖。
圖2A為第一實施例的燈管電源供應電路的電路圖。
圖2B為燈管電源供應電路的狀態(tài)I的電路圖。
圖2C為為燈管電源供應電路的狀態(tài)II的電路圖。
圖2D為為燈管電源供應電路的狀態(tài)III的電路圖。
圖3為本實用新型第二實施例的燈管電源供應電路的電路圖。
圖4為本實用新型第三實施例的燈管電源供應電路的電路圖。
圖5A為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)A的示意圖。
圖5B為第二實施例的變壓器用于圖5A的另一示意圖。
圖5C為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)B的示意圖。
圖5D為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)C的示意圖。
圖5E為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)D的示意圖。
附圖符號說明100電源供應電路102、202、302、402驅(qū)動電路104、204、304、404變壓器106、P初級繞線組
108、S次級線圈L燈管200、300、400燈管電源供應電路206、306、406磁芯206(1)第一磁芯206(2)第二磁芯207、307、407繞線架P1、P1’、P2’、P3’、P1”、P2”初級線圈C線圈CA1、CA2電容具體實施方式
第一實施例請參照圖2A，其示出了依照本實用新型第一實施例的燈管電源供應電路的電路圖。燈管電源供應電路200例如用于背光模塊中。背光模塊用以提供液晶顯示器或液晶電視顯示畫面時所需的光源。燈管電源供應電路200包括驅(qū)動電路202、變壓器204與N個燈管L(1)～L(N)，N為正整數(shù)。驅(qū)動電路202例如為直流-交流轉(zhuǎn)換器或是交流-交流轉(zhuǎn)換器，用以提供交流電壓AC。
變壓器204用以將交流電壓AC升壓后驅(qū)動N個燈管L(1)～L(N)，其包括初級繞線組P、次級線圈S、N個線圈C(1)～C(N)與磁芯206。初級繞線圈組P、次級線圈S與N個線圈C(1)～C(N)均旋繞于同一磁芯206上，且N個線圈C(1)～C(N)的繞線數(shù)實質(zhì)上均相同。N個燈管L(1)～L(N)例如為冷陰極燈管(CCFL)或放電燈管，每個燈管L均各自與一對應的線圈C耦接。
請參照圖2B，為燈管電源供應電路的狀態(tài)I的電路圖。以N＝2，即燈管電源供應電路200用以驅(qū)動第一燈管L(1)及第二燈管L(2)，以及初級繞線組P是由初級線圈P1所構(gòu)成為例做說明。初級線圈P1耦接驅(qū)動電路202。次級線圈S的一端與燈管L(1)與L(2)的一端電性連接，而第一燈管L(1)的另一端經(jīng)由線圈C(1)耦接至地電壓。第二燈管L(2)的另一端經(jīng)由線圈C(2)耦接至地電壓。當次級線圈S藉由磁芯206感應出高壓交流電壓，以驅(qū)動第一燈管L(1)與第二燈管L(2)時，由于第一線圈C(1)與第二線圈C(2)繞線數(shù)實質(zhì)上相同且共同旋繞于同一磁芯206上的關(guān)系，因此具有實質(zhì)上相同的磁通量，故流經(jīng)第一燈管L(1)的電流I1與流經(jīng)第二燈管L(2)的電流I2將會相當接近。
進一步來說，由于第一線圈C(1)與第二線圈C(2)具有相同的磁通量且繞線數(shù)相同，所以第一線圈C(1)與第二線圈C(2)感應到的電流I1與電流I2將自動達到平衡。如此，將可使第一燈管L(1)與第二燈管L(2)所產(chǎn)生的發(fā)光亮度更為接近，也就是讓背光模塊所提供給液晶顯示器的光源更為均勻。且由于電流較為平衡，更將延長兩燈管L(1)與L(2)的使用壽命。
此外，初級繞線組P除了可由單一線圈，例如上述初級線圈P1，亦可由多個線圈所構(gòu)成，且初級繞線組P與驅(qū)動電路202的組合亦可以有很多種型式。請參照圖2C，其為燈管電源供應電路的狀態(tài)II的電路圖。初級繞線組P系由初級線圈P1’、P2’與P3’所構(gòu)成，而驅(qū)動電路202例如為Royer線路結(jié)構(gòu)。初級線圈P1’、P2’與P3’、次級線圈S與第一線圈C(1)、第二線圈C(2)均旋繞于同一磁芯206上。
次級線圈S的一端還分別經(jīng)由電容CA1與CA2耦接至對應的第一燈管L(1)與第二燈管L(2)。同樣地，當次級線圈S藉由磁芯206感應出高壓交流電壓，以驅(qū)動第一燈管L(1)與第二燈管L(2)時，亦如同上述原理，流經(jīng)第一燈管L(1)的電流I1與流經(jīng)第二燈管L(2)的電流I2幾乎相同，使第一燈管L(1)與第二燈管L(2)所產(chǎn)生的發(fā)光亮度更為接近，且使用壽命更長。
或者，請參照圖2D，為燈管電源供應電路的狀態(tài)III的電路圖。初級繞線組P還可由兩組線圈所組成，即初級線圈P1”與P2”所構(gòu)成，而驅(qū)動電路202可以為推挽式轉(zhuǎn)換器(push pull)或者是半橋式轉(zhuǎn)換器(Half bridge)線路結(jié)構(gòu)。初級線圈P1”與P2”、次級線圈S及線圈C(1)與C(2)亦同樣地旋繞于同一磁芯206上。而次級線圈S的一端同樣經(jīng)由電容CA1與CA2耦接至對應的第一燈管L(1)與第二燈管L(2)。驅(qū)動燈管L(1)與L(2)的方式及電流平衡的方式如同上述，在此不再多述。其中，上述所提到的電容CA1與CA2可視設計需求，選擇使用或不使用。
除此之外，當欲驅(qū)動更多燈管L時，可增加另一個次級線圈S’(未示出)，且纏繞于同一磁芯206上，以相同的方式驅(qū)動燈管L，而不需要增加變壓器的數(shù)量，故可降低變壓器204的成本。
第二實施例請參照圖3，其示出了依照本實用新型第二實施例的燈管電源供應電路的電路圖。燈管電源供應電路300以驅(qū)動兩根燈管為例，其包括驅(qū)動電路302、變壓器304、第一燈管L(1)與第二燈管L(2)。變壓器304包括初級繞線組P、次級線圈S、第一線圈C(1)、第二線圈C(2)與磁芯306。初級繞線組P、次級線圈S與第一線圈C(1)與第二線圈C(2)均旋繞于同一磁芯306上，且第一線圈C(1)與第二線圈C(2)的繞線數(shù)實質(zhì)上均相同。第一燈管L(1)與第二燈管L(2)例如為冷陰極燈管(CCFL)或放電燈管。
于此實施例中，與上述第一實施例不同的地方在于次級線圈S的高壓端HV、第一線圈C(1)的端點X1及第二線圈的端點X2耦接在一起，而第一燈管L(1)及第二燈管L(2)分別耦接于第一線圈C(1)與第二線圈C(2)與接地端的間。但同樣地，由于初級繞線組P、次級線圈S及第一線圈C(1)與第二線圈C(2)均旋繞于同一磁芯306上且繞線數(shù)實質(zhì)上相同，所以第一線圈C(1)與第二線圈C(2)感應到的電流I1’與電流I2’亦將自動達到平衡。由于電流I1與電流I2自動達到平衡，所以兩燈管L(1)與L(2)產(chǎn)生的亮度更為均勻。
此外，如同第一實施例中所述，即圖2B～2D所示，初級繞線組P可由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成，且初級繞線組P與驅(qū)動電路302的組合亦可以有很多種型式。故在本實施例中無論初級繞線組P與驅(qū)動電路302的組合為何，只要能讓次級線圈S感應出可以驅(qū)動多根燈管L所需的高壓交流電壓即可。
第三實施例請參照圖4，其示出了依照本實用新型第三實施例的燈管電源供應電路的電路圖。圖4所示的此線路結(jié)構(gòu)適用于推動長燈管，例如大尺寸的液晶電視(LCD TV)的燈管。燈管電源供應電路400同樣以驅(qū)動兩根燈管為例，其包括驅(qū)動電路402、變壓器404、第一燈管L(1)與第二燈管L(2)。驅(qū)動電路402例如為直流-交流轉(zhuǎn)換器或是交流-交流轉(zhuǎn)換器，用以提供交流電壓AC至變壓器404。變壓器404包括初級繞線組P、次級線圈S、第一線圈C(1)、第二線圈C(2)、第三線圈C(3)、第四線圈C(4)與磁芯406。初級繞線組P、次級線圈S與線圈C(1)～C(4)均旋繞于同一磁芯406上，且4個線圈C(1)～C(4)的繞線數(shù)實質(zhì)上均相同。燈管L(1)與L(2)例如為冷陰極燈管(CCFL)或放電燈管。
次級線圈S具有第一端及第二端，第一端及第二端例如分別為正高壓端+HV及負高壓端-HV。正高壓端+HV并聯(lián)第一線圈C(1)及第三線圈C(3)的一端，而負高壓端-HV并聯(lián)第二線圈C(2)及第四線圈C(4)的一端。第一燈管L(1)的兩端分別耦接第一線圈C(1)及第二線圈C(2)的另一端，而第二燈管L(2)的兩端則分別耦接第三線圈C(3)及第四線圈C(4)的另一端。
于本實施例中，操作原理亦如同上述實施例。當次級線圈S藉由磁芯406感應出高壓交流電壓，以驅(qū)動第一燈管L(1)與第二燈管L(2)時，電流I1”藉由線圈C(1)及C(2)，與電流I2”藉由線圈C(3)及C(4)達到電流平衡。
此外，如同第一實施例中所述，初級繞線組P可由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成，且初級繞線組P與驅(qū)動電路402的組合亦可以有很多種型式。因此在本實施例中無論初級繞線組P與驅(qū)動電路402的組合為何，只要能讓次級線圈S感應出可以驅(qū)動多根燈管L所需的高壓交流電壓即可。
請參照圖5A，其為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)A的示意圖。以第一實施例的變壓器204為例，無論初級繞線組P由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成，及其與次級線圈S及N個線圈C(1)～C(N)旋繞于磁芯206上的位置，在本實施例中并不限制，只要做好適當?shù)慕^緣及保持適當安全距離即可。在圖5A中，磁芯206是由兩E字型磁芯所組成，例如第一磁芯206(1)及第二磁芯206(2)，變壓器204還包括繞線架207。第一磁芯206(1)及第二磁芯206(2)形成日字型。繞線架207套接于磁芯206的中間部分。N個線圈C(1)～C(N)、初級繞線組P及次級線圈S皆旋繞于繞線架207上，且第一線圈C(1)～第N線圈C(N)位于初級繞線組P與次級線圈S中間。其中，繞線架207的次級線圈S所纏繞的部分通常為多槽式結(jié)構(gòu)(未圖式)，以處理高壓問題，此為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，在此不再詳述。此外，亦可使用絕緣體，例如絕緣膠帶或環(huán)氧樹脂(epoxy)取代繞線架207的功能。
此外，上述第二與第三實施例中的變壓器304與404亦可采用圖5A所示的變壓器結(jié)構(gòu)。其中當變壓器304用于圖5A所示的變壓器結(jié)構(gòu)時，請參照圖5B，其為第二實施例的變壓器用于圖5A的另一示意圖。于圖5B中，高壓端+HV與第一線圈C(1)的端點X1及第二線圈的端點X2直接于變壓器304上以導線耦接，以減化于電路板上的電路布局。
參照圖5C，為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)B的示意圖。圖5C與圖5A不同之處在于線圈(P、S、C(1)、C(2))的位置安排及磁芯的形狀。在圖5C中，磁芯206’是由兩個U字型磁芯206’(1)與206’(2)所組成，其形狀為口字型。初級繞線組P與次級線圈S位于口字型磁芯206’的一側(cè)，而第一線圈C(1)～C(N)設置于口字型磁芯206’另一側(cè)。并且，如圖5A，上述第二與第三實施例中的變壓器304與404亦可用于圖5C所示的變壓器結(jié)構(gòu)。
請參照圖5D，其為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)C的示意圖。以第三實施例的變壓器404為例，由于第一線C(1)的兩端與第三線圈C(3)的兩端具有接近的電壓值；第二線圈C(2)的兩端與第四線圈C(4)的兩端具有接近的電壓值，因此，如圖5D所示，較佳的方式是將第一線圈C(1)及第三線圈C(3)安排于次級線圈S的一側(cè)，將第二線圈C(2)及第四線圈C(4)安排于該次級線圈S的另一側(cè)，也就是說，第一線圈C(1)及第二線圈C(2)位于日字型磁芯406的一外側(cè)，而第三線圈C(3)及第四線圈C(4)位于日字型磁芯406的另一外側(cè)，初級繞線組P及次級線圈S位于日字型磁芯406的中間部分。
請參照5E圖，其為變壓器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)D的示意圖，圖5D與圖5C大致相同，不同之處在于初級繞線組P是由兩個初級線圈P1”與P2”所組成，例如以串聯(lián)或獨立方式所構(gòu)成，且分別位于次級線圈S的兩外側(cè)。
本實用新型上述實施例所揭露的燈管電源供應電路及其變壓器，無論驅(qū)動多根燈管的變壓器的結(jié)構(gòu)為何，此變壓器所驅(qū)動的多根燈管均各自與至少一對應的線圈耦接。這些線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上均相同并共同旋繞于同一磁芯上。此變壓器的初級繞線組與次級線圈亦均旋繞于此磁芯上。藉由讓這些線圈共磁路，使得流經(jīng)多根燈管上的電流彼此更為接近，以解決驅(qū)動多燈管時，電流不平衡時所產(chǎn)生的問題。
綜上所述，雖然本實用新型已以上述的較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本實用新型，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下，可作各種的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍以本實用新型的權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種燈管電源供應電路，包括一驅(qū)動電路，用以輸出一交流電壓；一第一燈管及一第二燈管；以及一變壓器，用以接收該交流電壓并據(jù)以驅(qū)動該第一燈管及該第二燈管，該變壓器包括一磁芯；一初級繞線組，旋繞于該磁芯上，耦接至該驅(qū)動電路以接收該交流電壓；一次級線圈，旋繞于該磁芯上，該第一燈管的一端及該第二燈管的一端均耦接至該次級線圈；及一第一線圈及一第二線圈，均旋繞于該磁芯上，該第一燈管的另一端及該第二燈管的另一端分別耦接至該第一線圈及該第二線圈，且該第一線圈及該第二線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上相同。
2.如權(quán)利要求1所述的燈管電源供應電路，其中，該第一燈管與該第二燈管均為放電燈管。
3.如權(quán)利要求1所述的燈管電源供應電路，其中，該第一燈管與該第二燈管均為冷陰極燈管。
4.如權(quán)利要求1所述的燈管電源供應電路，其中，該初級繞線組是由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成。
5.一種燈管電源供應電路，包括一驅(qū)動電路，用以輸出一交流電壓；一第一燈管及一第二燈管；以及一變壓器，用以接收該交流電壓并據(jù)以驅(qū)動該第一燈管及該第二燈管，該變壓器包括一磁芯；一初級繞線組，旋繞于該磁芯上，耦接至該驅(qū)動電路以接收該交流電壓；一次級線圈，旋繞于該磁芯上，該次級線圈具有一高壓端；及一第一線圈及一第二線圈，系均旋繞于該磁芯上，該高壓端分別經(jīng)由該第一線圈及該第二線圈耦接該第一燈管與該第二燈管，且該第一線圈及該第二線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上相同。
6.如權(quán)利要求5所述的燈管電源供應電路，其中，該初級繞線組是由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成。
7.一種燈管電源供應電路，包括一驅(qū)動電路，用以輸出一交流電壓；一第一燈管及一第二燈管；以及一變壓器，用以接收該交流電壓并據(jù)以驅(qū)動該第一燈管及該第二燈管，該變壓器包括一磁芯；一初級繞線組，旋繞于該磁芯上，耦接至該驅(qū)動電路；一次級線圈，旋繞于該磁芯上，具有一正高壓端及一負高壓端；及一第一線圈、一第二線圈、一第三線圈及一第四線圈，均旋繞于該磁芯上，且該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈及該第四線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上相同；其中，該正高壓端與該第一線圈及該第三線圈并聯(lián)，該負高壓端與該第二線圈及該第四線圈并聯(lián)，該第一燈管的兩端分別耦接至該第一線圈及該第二線圈，該第二燈管的兩端分別耦接至該第三線圈及該第四線圈。
8.如權(quán)利要求7所述的燈管電源供應電路，其中，該第一線圈及該第三線圈位于該次級線圈的一側(cè)，該第二線圈及第四線圈位于該次級線圈的另一側(cè)。
9.如權(quán)利要求7所述的燈管電源供應電路，其中，該初級繞線組是由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成。
10.一種變壓器，用于驅(qū)動一第一燈管及一第二燈管，該變壓器包括一磁芯；一初級繞線組，旋繞于該磁芯上并接收一交流電壓；一次級線圈，旋繞于該磁芯上，用以驅(qū)動所述燈管；以及一第一線圈及一第二線圈，均旋繞于該磁芯上，且具有實質(zhì)上相同的繞線數(shù)，該第一線圈與該次級線圈及第一燈管耦接，該第二線圈與該次級線圈及第二燈管耦接。
11.如權(quán)利要求10所述的變壓器，其中，該初級繞線組是由單一線圈或多個線圈所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的變壓器，其中，該初級繞線組及次級線圈位于該磁芯的一側(cè)，該第一線圈及該第二線圈位于該磁芯的另一側(cè)。
13.一種變壓器，用于驅(qū)動多個燈管，該變壓器包括一磁芯；一初級繞線組，旋繞于該磁芯上；一次級線圈，旋繞于該磁芯上，用以驅(qū)動所述燈管，該次級線圈具有一第一端及一第二端；以及一第一線圈、一第二線圈、一第三線圈及一第四線圈，均旋繞于該磁芯上，且具有實質(zhì)上相同的繞線數(shù)，該第一端與該第一線圈及第三線圈并聯(lián)，該第二端與該第二及第四線圈并聯(lián)。
14.如權(quán)利要求13所述的變壓器，其中，該第一線圈及第三線圈位于該次級線圈的一側(cè)，該第二線圈及第四線圈位于該次級線圈的另一側(cè)。
專利摘要一種燈管電源供應電路，其包括驅(qū)動電路、變壓器、第一燈管及第二燈管。驅(qū)動電路用以提供一交流電壓。變壓器包括磁芯、初級繞線組、次級線圈、第一線圈及第二線圈。初級繞線組、次級線圈、第一線圈及第二線圈均旋繞于磁芯上。初級繞線組用以接收交流電壓。第一燈管的一端及第二燈管的一端均耦接次級線圈。第一燈管的另一端及第二燈管的另一端端分別耦接第一線圈及第二線圈，其中第一線圈及第二線圈的繞線數(shù)實質(zhì)上相同。
文檔編號H05B41/28GK2807694SQ20052001198
公開日2006年8月16日 申請日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者薛景福, 簡政賢 申請人:達方電子股份有限公司