專利名稱：電源設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是具有由正或負(fù)邏輯控制控制的電壓振幅控制功能的減光可 調(diào)放電燈電源裝置，電路的高頻變壓器供給高壓電源，且變壓器的多個
二次線圈通過整流、濾波、電壓調(diào)整器等裝置來給予穩(wěn)定的DC電源過 電流、過電壓等保護(hù)功能，以上實(shí)施例應(yīng)用于TFTLCDTV、 LCD監(jiān)視 器、LCD TV壁、LCD輝度亮度控制、PDPTV的電力和DC電源且確保 安全性。
背景技術(shù)：
對冷陰極熒光燈(CCFL)、外部電極熒光照明(EEFL)的輝度亮度 控制通常是脈沖頻率調(diào)制(PAM)或脈沖寬度調(diào)制(PWM)方法來實(shí)現(xiàn) CCFL、 EEFL燈組減光控制，這些方法的缺點(diǎn)是，
1. PFM，振幅是固定的，頻率是可變的，且可變頻率造成大量噪聲 干擾。
2. PWM,頻率是固定的，脈沖寬度是可變的，所述方法造成交流聲 且其曾經(jīng)應(yīng)用于低電壓應(yīng)用，例如反相器。
本發(fā)明具有固定的頻率和脈沖寬度；通過調(diào)節(jié)DC電壓的振幅以實(shí) 現(xiàn)輝度亮度控制，此外，其向系統(tǒng)提供穩(wěn)定的DC電源以解決PAM和 PWM的上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的第一 目的是給予CCFL、 EEFL燈組具有固定的頻率和脈沖 寬度的電源。
本發(fā)明的第二目的是提供一種VAM方法以解決PWM和PAM方法 的噪聲、交流聲和高成本。
本發(fā)明的第三目的是提供對TFT LCD TV、 LCD監(jiān)視器、LCD TV壁、PDPTV等監(jiān)視器的放電燈的輝度亮度控制。
本發(fā)明的第四目的是提供一種VAM方法以產(chǎn)生可變的DC電源以在 系統(tǒng)中提供其它應(yīng)用。
本發(fā)明的第五目的是提供高頻和高瓦數(shù)輸出，其從半橋振蕩驅(qū)動器、 一組或多組MOSFET、一個或一個以上輸出高頻變壓器耦合，以滿足TFT LCDTV、 LCD監(jiān)視器、LCD TV壁、PDP TV等監(jiān)視器的功率要求。
本發(fā)明的第六目的是提供脈沖寬度控制電路以提供對在或不在發(fā)光 區(qū)域中的CCFL和EEFL燈組的輝度亮度控制和對DC電源的DC電壓 控制。
本發(fā)明的第七目的是提供較好電路來證實(shí)此實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容
1. 有源功率因數(shù)校正器(APFC)的DC輸出由正或負(fù)邏輯電壓控制， 所述控制耦合可以是光耦合或直接耦合器。
2. 高頻高功率輸出電路包括高頻振蕩和驅(qū)動器電路以提供高頻變壓 器的一次線圈所必需的部分，所述電路可以是自激振蕩半橋驅(qū)動器IC電 路或全橋驅(qū)動器IC電路，這取決于CCFL或EEFL燈組的要求。
3. 高頻高功率輸出電路(HFHPOC)是自激振蕩半橋驅(qū)動器IC、多 組MOSFET和一組或多組高頻變壓器以提高電路輸出。
4. 脈沖(impulse)寬度控制電路由脈沖寬度控制電路和光耦合器組 成，所述電路控制振蕩系數(shù)電容器或輸出HFHPOC的驅(qū)動器電路的脈沖 寬度以提供對在或不在發(fā)光區(qū)域中的CCFL和EEFL燈組的輝度亮度控 制和對DC電源的輸出電壓調(diào)節(jié)。
5. 高頻變壓器含有一次線圈和多組二次線圈；二次線圈含有高頻高 功率源以滿足CCFL和EEFL燈組的要求，所述多組二次線圈給予系統(tǒng) 不同的DC電壓。
6. CCFL和EEFL燈組由高頻變壓器的二次線圈的高頻高功率源控制，斷路傳感器電路連接到每個燈以確保背光質(zhì)量。
7. 高頻變壓器的二次線圈的每一個DC源輸出含有整流器、濾波、 調(diào)整、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)電路。
8. 保護(hù)電路的DC源來自DC源電路，當(dāng)斷路、CCFL禾口EEFL燈組 的過電壓、DC電源的過電流、過電壓發(fā)生時保護(hù)電路工作。
9.1/0接口裝置含有一個或多個輸入以控制CCFL和EEFL燈組的輝 度變暗和DC源。


圖1是VAM電力裝置的方框圖。 圖2是APFC電路的實(shí)施例。 圖3是APFC電路的實(shí)施例。 圖4是高頻電源電路的實(shí)施例。 .圖5是CCFL或EEFL燈組、DC電源和保護(hù)器電路的實(shí)施例。 圖6是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例。 圖7是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例。 圖8是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例。 圖9是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例。 圖IO是脈沖寬度控制電路的實(shí)施例。 圖11是圖10中應(yīng)用的4個CCFL燈的測量波形。 圖12是脈沖寬度控制電路的實(shí)施例。 圖13是圖12中應(yīng)用的4個CCFL燈的測量波形。 圖14是DC電源電路的實(shí)施例。 圖15是DC電源電路的實(shí)施例。 圖16是DC電源電路的實(shí)施例。 圖17是DC電源電路的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，VAM電力裝置的方框圖包括有源功率因數(shù)校正器
(APFC) 100、高頻電源電路200、高頻變壓器300、 CCFL或EEFL燈 組400、保護(hù)器電路500、脈沖寬度控制600、 DC電源700、輸出/輸入 接口設(shè)備800。
如圖2所示，是本發(fā)明的APFC電路100的實(shí)施例。電磁接口濾波 器EMIF連接到AC源，IC1是APFC IC，且引腳1 (P)是電壓反饋。 反饋電壓的額定值根據(jù)不同IC而有所不同。舉例來說，TDA4862的反 饋電壓是2.5 V。當(dāng)輸出電壓DCV固定時，RA的額定值降低，P的電 壓增加，且因此DCV降低。為了達(dá)到所述目的，在此實(shí)施例中應(yīng)用RB 和光耦合器Phl。 RB和Phl的輸出部分串聯(lián)連接且并聯(lián)連接到RA。因 此，當(dāng)將開關(guān)Sl切換到1時，在Vin是高電壓時，Phl的LED部分最 亮；RA和RB的等效電阻最低，且DCV的電壓最低。相反，當(dāng)Vin是 低電壓時，Vin的電壓最高。Vin和DC V成反比。因此，當(dāng)將Sl切換 到2時，在Vin是高電壓時，Ph2的LED部分最亮；RC和RD的等效 電阻最低，且DCV的電阻最高。相反，當(dāng)Vin是低電壓時，Vin的電壓 最低。Vin和DCV成正比。因此，Phl和Ph2的輸入特征是Vin范圍的 重要系數(shù)。Vin的范圍可以較廣，且可用R1與R2的組合來數(shù)字控制。 Phl和Ph2的輸出部分可以是光敏的或其它功能類型且不受限制。
如圖3所示，其是本發(fā)明的APFC電路100的另一實(shí)施例。代替Phl 和Ph2，RA和RC可由可變電阻器VR1和VR2取代?？墒謩诱{(diào)節(jié)DC V。
如圖4所示，其是高頻電源電路200的實(shí)施例。IC2是自激振蕩半 橋驅(qū)動器，例如IR2153、 IR2155、 MC34066、 uC1864等。振蕩頻率取 決于電阻器RF、電容器CF。光耦合器Ph3 (點(diǎn)亮電路)給予CCFL和 EEFL燈組足夠的點(diǎn)亮能量。光耦合器Ph4 (保護(hù)器電路)當(dāng)在CCFL和 EEFL燈組400或DC電源700上發(fā)生斷路、過電流和過電壓時工作。Ph4 的LED部分被點(diǎn)亮，IC2停止工作。IC2的引腳5和7發(fā)送脈沖以驅(qū)動 功率M0SFETM1和M2。一組功率M0SFETM1禾口 M2以半橋接線形式連接到高頻變壓器300的一次線圈(接頭1和2)。諧波頻率取決于電容 器C和電感器L。 IC2的頻率是固定的且不會隨負(fù)載而改變。
如圖5所示，是CCFL或EEFL燈組400、保護(hù)器電路500、 DC電 源700的實(shí)施例。接頭3和4(高頻變壓器300的一個二次線圈)是CCFL 或EEFL燈組的高頻電源。每個CCFL或EEFL連接到高頻電容器Cl、 C2和保護(hù)檢測電路。當(dāng)一個或一個以上CCFL或EEFL產(chǎn)生斷路，發(fā)送 到保護(hù)器電路的信號是零電壓；因此，保護(hù)器電路500工作。Ph5是AC 輸入響應(yīng)光耦合器。RK并聯(lián)連接到Ph5的輸入部分，以防止在AC輸入 響應(yīng)光耦合器的輸入部分上發(fā)生過電流。高頻變壓器300的第二二次線 圈(接頭5、 6和7)、高頻變壓器300的第三二次線圈(接頭8、 9和10)、 高頻變壓器300的第四二次線圈(接頭11和12)是輔助電源(補(bǔ)充電 源)。全波整流器(7T型濾波器)和可編程精度參考IC (IC3)連接到高 頻變壓器300的第二二次線圈。設(shè)置光耦合器Ph6以與第四二次線圈隔 離以實(shí)現(xiàn)調(diào)整的目的。Re和RI用于IC3的參考電壓調(diào)節(jié)。RG和RH用 于對來自補(bǔ)充電源的電壓進(jìn)行劃分。全波整流器(Tl型濾波器)、三端子 電壓調(diào)整器(IC4)連接到高頻變壓器300的第三二次線圈。半波整流器 連接到高頻變壓器300的第四二次線圈。DC電壓VI和V2是高頻變壓 器300的第二和第三二次線圈的輸出電壓。第四二次線圈是獨(dú)立電源； 功能是執(zhí)行VI調(diào)整。整流器、濾波器和調(diào)整器電路可有所變化且取決 于應(yīng)用。保護(hù)器電路500由運(yùn)算放大器IC (IC5和IC6)組成。IC5檢測 CCFL或EEFL燈組400。延遲電路由ZD1組成。延遲電路確保從穩(wěn)定 的CCFL或EEFL燈獲取保護(hù)器信號。IC6檢測VI和V2的過電流和過 電壓。VI的過電壓檢測裝置是齊納二極管DZ2，過電流檢測裝置是電阻 器R3。 V2的過電壓檢測裝置是齊納二極管DZ3，過電流檢測裝置是電 阻器R4。 IC5和IC6的輸出連接到接頭J，還連接到高頻電源電路200 的J接頭。IC5和IC6可以是一個IC中的兩個不同部分。
如圖6所示，其是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例實(shí)例。物理上，除符號之外，其是與圖2、圖4和圖5相同的結(jié)構(gòu)。僅有的差異在于高頻變壓
器300的第四二次線圈(接頭11和12)，其是獨(dú)立電源。所述電路的用 途是將穩(wěn)定的電壓輸出提供給高頻變壓器300的第二二次線圈的DC輸 出。當(dāng)V1為低時，IC6的LED部分不亮，M0SFETM3接通，且可在 Vl處測量設(shè)置電壓。因此，如果V1高于設(shè)置電壓，那么M3斷開，且 Vl較低；VI是非常穩(wěn)定的電壓輸出。IC3是可編程精度參考IC。 R5是 過電流檢測電阻器。1/O接口 800包括5V DC輸出(接頭l、 2和3)、 12VDC輸出(接頭9)、接地(接頭4、 5、 6和10);輸入接頭(接頭7) 是分層減光控制信號輸入，其通常為從0到4.5VDC或0到5VDC，這 取決于系統(tǒng)。
如圖7所示，其是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例實(shí)例。APFC 100的DC 輸出由高頻變壓器300的第二二次線圈(接頭5、 6和7)的可編程精度 參考IC (IC3)控制。通過調(diào)節(jié)APFC的DC輸出來控制CCFL或EEFL 燈組的輝度。因此，第一二次線圈(接頭3、 4)和第二二次線圈(接頭
5、 6和7)屬于同一高頻變壓器300;第二二次線圈反映第一二次線圈 的RMS電壓。其它功能與先前實(shí)施例相同。控制邏輯可以是負(fù)或正邏 輯控制，這取決于CCFL或EEFL燈組的要求和特征且不受限制。
如圖8所示，其是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例實(shí)例。高頻變壓器300 的第二二次線圈(接頭5、 6和7)的DC輸出由可編程精度參考IC(IC3) 的參考電壓控制可變電阻器VR3控制。因此，當(dāng)V1小于設(shè)置電壓時， Phl獲得正電壓；APFC100的DC輸出增加，VI同樣增加到設(shè)置電壓。 高頻變壓器300的第三二次線圈(接頭8、 9和10)同樣向負(fù)載供應(yīng)V2。 其它功能與先前實(shí)施例實(shí)例相同。
如圖9所示，其是VAM電力系統(tǒng)的實(shí)施例實(shí)例。圖9 (A)展示圖
6、 圖7和圖8并聯(lián)應(yīng)用兩組MOSFET以得到高頻電源電路200的輸出。 目的是散發(fā)熱量耗散并削減同一輸出內(nèi)的厚度。只有一個驅(qū)動器IC (IC2)應(yīng)用于電路中來使所述兩組MOSFET同步。圖9 (B)用一個高頻變壓器300來替代所述兩個高頻變壓器300以削減成本。所述MOSFET 組可以是多個且不受限制。圖9 (C)展示圖9 (A)所示的所述兩個一 次線圈巻繞在一個高頻變壓器300中以降低熱量耗散。也就是說，高頻 電源電路可以是自激振蕩全橋驅(qū)動器且不受限制。MOSFET可用IGBT 或其它功率晶體管裝置來替代且不受限制。
如圖IO所示，其是脈沖寬度控制電路的實(shí)施例。光耦合器Ph7和 Ph8的輸出連接到圖4所示的Ml和M2的柵極端子。計(jì)時器IC (IC7) (例如555)、晶體管T3組成鋸齒波產(chǎn)生器。鋸齒波從K發(fā)送到運(yùn)算放 大器IC9的正輸入。鋸齒波的頻率是f = 1/CK
; R6*CM的值必須大于10*R7*CK。鋸齒波產(chǎn)生器可以是不 同于以上實(shí)施例的其它鋸齒波產(chǎn)生器IC且不受限制。DC求和放大器IC (IC8)的輸出和DC電壓連接到IC9的負(fù)輸入。IC8的正輸入的電壓來 自DC電壓和外部控制電壓EV。 IC 9的負(fù)輸入是DC電壓；IC 9的正輸 入是鋸齒波；因此，在IC9的輸出(Q)處產(chǎn)生脈沖，且其頻率由VR4 控制。IC9的輸出(Q)連接到Ph7和Ph8的輸入部分；Ph7和Ph8的輸 出部分連接到M1和M2的柵極。當(dāng)IC9的負(fù)輸入較大時，脈沖寬度較 窄；因此，高頻變壓器300的輸出被放大。反之，高頻變壓器300的輸 出減小。為了實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制，可應(yīng)用相同 功能IC來替代此電路且不受限制。脈沖寬度控制電路可應(yīng)用于對例如高 壓鈉燈、HID燈等其它放電燈的輝度亮度控制。
如圖11所示，其是來自圖10的Ph8的真實(shí)測量波形，所述測量僅 從一個光耦合器Ph8獲得，且可應(yīng)用光耦合器Ph7和Ph8中的一者或兩 者，這取決于應(yīng)用。Vin (輸出)和燈的波形用于參考并證實(shí)此實(shí)施例。
如圖12所示，其是脈沖寬度控制電路的實(shí)施例。Ph8的輸出并聯(lián)輸 送到與振蕩相關(guān)的電容器CF。輸入保持在同一接頭處。IC9的輸出頻率 等于IC2的關(guān)斷時間，以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制的 目的。IC9的輸出脈沖的寬度和頻率是可變的且取決于應(yīng)用。如圖13所示，其是圖12中應(yīng)用的4個CCFL燈的測量波形。只應(yīng) 用一個光耦合器Ph8。 Vin是圖12中的電壓EV;范圍是從0到15 V。 控制輸出的電壓波形Chl、燈電流波形Ch2、 Vin和輸出用于參考并證實(shí) 此實(shí)施例。
如圖14所示，其是DC電源電路的實(shí)施例?？删幊叹葏⒖糏C由 DC電源700的IC10 (圖5中的運(yùn)算放大器)取代。當(dāng)正輸入電壓大于 負(fù)輸入電壓時，向光耦合器Ph6的LED部分發(fā)送正，MOSFETM3斷開。 VI低至設(shè)置電壓-當(dāng)正輸入電壓小于負(fù)輸入電壓時，光耦合器Ph6的 LED部分?jǐn)嚅_，MOSFET M3接通。VI增加到設(shè)置電壓。接通/斷開循 環(huán)保持VI處于穩(wěn)定的設(shè)置輸出。負(fù)邏輯可應(yīng)用于此實(shí)施例且不受限制。
如圖15 (A)所示，其是DC電源電路的實(shí)施例。光耦合器Ph6由 DC電源700的PNP晶體管T2 (圖5中)替代。當(dāng)MOSFETM3的源極 電壓高于設(shè)置電壓VI時，IC3接通，T2接通，M3的柵極電壓為低， M3斷開；M3的源極電壓低至VI。當(dāng)M3的源極電壓低于VI時，T2 斷開，M2接通；M3的源極電壓高至V1。由于以上運(yùn)行的緣故，VI是 穩(wěn)定輸出。如圖15 (B)所示，其是DC電源電路的實(shí)施例。光耦合器 Ph6由DC電源700的NPN晶體管T3 (圖14中)取代。耦合方式是不 同于圖14的光耦合的直接耦合。如圖5 (C)所示，其是DC電源電路 的實(shí)施例。當(dāng)M3的源極電壓高于設(shè)置電壓VI時，RE與RI之間的電 壓高于ZD5的齊納電壓和T4的基極-發(fā)射極電壓，T4接通，M3斷開。 當(dāng)M3的源極電壓低于設(shè)置電壓VI時，M3接通。由于以上運(yùn)行的緣故， VI是穩(wěn)定輸出。
如圖16(A)所示，其是DC電源電路的實(shí)施例。當(dāng)高頻變壓器300 的二次線圈(接頭8)處于正半波中時，Ph9的LED部分接通；RH連 接到高頻變壓器300的二次線圈(接頭11和12)的正和負(fù)端；MOSFET M5斷開；MOSFET M4接通。M4和M5具有單向特征；因此，電路具 有整流器功能。當(dāng)接點(diǎn)B獲得經(jīng)整流的電壓時，V2在流動通過由C3、Ll禾B C4組成的7u型濾波器電路之后獲得DC電壓。RE和RI的中心接 點(diǎn)連接到可編程精確參考IC (IC3)的參考，其它兩個接點(diǎn)連接到V2。 當(dāng)V2大于設(shè)置電壓時，IC3接通，M4和M5兩者均斷開，整流停止， V2較低。當(dāng)V2變得足夠低以斷開IC3時，M4和M5再次執(zhí)行整流功 能，V2電壓大于其原來的電壓。M4和M5具有整流和調(diào)整的功能。B 接點(diǎn)的電壓可在任何時間高于高頻變壓器300的接頭8和10，以避免這 種情況；保護(hù)反向電流檢測電路應(yīng)用于本發(fā)明中。當(dāng)IC 11的正輸入大 于負(fù)輸入時，Phl2的LED部分被點(diǎn)亮，Phl2的輸出接通，電源切斷， T4的發(fā)射極是零電壓輸出，M4和M5切斷；因此，在高頻變壓器300 上不發(fā)生電壓反轉(zhuǎn)。D3和D4是二極管；對其進(jìn)行設(shè)置以使得瞬時電壓 從接頭8和lO到達(dá)ICll的負(fù)輸入。RL和RM用于設(shè)置ICll的正輸入 的電壓。RN和RP用于設(shè)置ICll的負(fù)輸入的電壓。
如圖16 (B)所示，其是具有自啟動功能的DC電源電路的實(shí)施例。 當(dāng)在高頻變壓器300的接頭8上出現(xiàn)正半波時，DZ7的齊納電壓、Dl 的正向偏置電壓和Ph9的LED部分的正向偏置電壓的總和必須大于接點(diǎn) B的電壓；接著所述電路具有保護(hù)反向電流的功能。如果所述電壓大于 接點(diǎn)B的電壓，那么Ph9的LED部分被點(diǎn)亮，Ph9的輸出接通，來自接 頭11和12的正電壓在RH上，M4接通，正半波電壓穿過M4到達(dá)由 C3、 Ll和C4組成的；t濾波器；接著其變?yōu)檩敵鲭妷篤2。當(dāng)在高頻變 壓器300的接頭10上發(fā)生正半波時，其執(zhí)行與以上執(zhí)行相同。8和10 的兩個正半波連接到接點(diǎn)B，因此是全波整流器。IC3 (可編程精度參考 IC)接通，Ph6的輸出接通，M4和M5的柵極短接，V2低于其原來的 電壓；當(dāng)V2下降直到IC3斷開時，M4和M5執(zhí)行整流，V2高于其原 來的電壓。代替保護(hù)反向電流檢測電路，可將DZ7和DZ8從所述電路 中移除。M4和M5具有雙向特征；因此，漏極和源極可彼此切換且不受 限制，柵極電路保持不變。
如圖16 (C)所示，其是具有自啟動功能的DC電源電路的實(shí)施例。當(dāng)在高頻變壓器300的接頭8上出現(xiàn)正半波時，DZ7的齊納電壓、Dl 的正向偏置電壓和T5的基極電壓的總和必須大于接點(diǎn)B的電壓；接著 所述電路具有保護(hù)反向電流的功能。如果所述電壓大于接點(diǎn)B的電壓， 那么T5接瑪，來自接頭11和12的正電壓在RH上，M4接通，正半波 電壓穿過M4到達(dá)由C3、 L1和C4組成的兀型濾波器；接著，其變?yōu)檩?出電壓V2。當(dāng)在高頻變壓器300的接點(diǎn)IO上出現(xiàn)正半波時的執(zhí)行與前 述執(zhí)行相同。8和IO的兩個正半波連接到接點(diǎn)B,因此是全波整流器。 IC3 (可編程精度參考IC)接通，Ph6的輸出接通，M4和M5的柵極短 接，V2低于其原來的電壓；當(dāng)V2下降直到IC3斷開時，M4和M5執(zhí) 行整流，V2高于其原來的電壓。功率MOSFETM4和M5具有整流和調(diào) 整的功能。在此電路中MOSFET的源極連接到AC端子。
如圖16 (D)所示，其是具有自啟動功能的DC電源電路的實(shí)施例。 圖16 (C)中的Ph6由齊納二極管ZD5和PNP晶體管T4取代。當(dāng)V2 高于設(shè)置電壓時，IC3 (可編程精度參考IC)工作，T4的基極是低電壓， T4斷開，M4和M5的柵極接地；M4和M5停止整流，V2下降。當(dāng)V2 下降以斷開IC 3時，M4和M5開始整流；V2升高。功率MOSFET M4 和M5具有整流和調(diào)整的功能。M4和M5具有雙向特征。在此電路中 MOSFET的源極連接到AC端子。保護(hù)反向電流電路由二極管Dl和D2、 齊納二極管DZ7和DZ8、電流限制電阻器R8和R9、基極電阻器R10 和Rll以及PNP晶體管T5和T6或相同功能MOSFET組成。ZD7和ZD8 的齊納電壓必須等于或大于DC輸出以防止反向電流和能量浪費(fèi)。圖16
(C) 的保護(hù)反向電流電路具有以上相同功能。圖16 (A)、 (B)、 (C)和
(D) 的M4和M5可以是整流器且具有低損耗特征并替代整流器二極管。 將圖5與圖(14)中的DC電源700組合對于業(yè)界來說是非常實(shí)用的應(yīng) 用。
如圖17所示，其是DC電源電路的實(shí)施例。此電路由圖4、圖8和 圖16組成。IC2的頻率與RF和CF有關(guān)。當(dāng)自激振蕩半橋驅(qū)動器IC2工作時，接頭5、 6和7產(chǎn)生高頻電壓，在全波整流和濾波之后，從RE 和RI的中心接點(diǎn)獲得設(shè)置電壓。當(dāng)設(shè)置電壓高于2.5V時，可編程精度 參考IC3接通，Ph6的LED部分被點(diǎn)亮，RJ和RK的總和下降，振蕩頻 率較高，高頻變壓器300的二次線圈的輸出電壓較低，DC輸出電壓較 低。當(dāng)DC輸出低于設(shè)置電壓時，IC3的振蕩頻率較低，DC輸出較高； 因此，DC輸出變穩(wěn)定。二次線圈接頭8、 9和10、 二次線圈接頭5、 6 和7屬于同一高頻變壓器300;因此，接頭8、 9和10的DC輸出受接 頭5、 6和7的DC輸出影響；此電路獲得穩(wěn)定的DC輸出，且抵抗脈沖 寬度控制電路600的影響。此電路的控制邏輯可以是正和負(fù)邏輯，這取 決于應(yīng)用和LC諧波曲線且不受限制。
本發(fā)明是具有VAM控制方法的電源裝置；APFC電路，其DC輸出 由正和負(fù)邏輯控制通過控制高頻電源的振幅來控制，以實(shí)現(xiàn)對CCFL或 EEFL燈組的輝度亮度控制；脈沖寬度控制，其用以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL 燈組的輝度亮度控制；同時，從二次線圈獲得高頻輸出、多組穩(wěn)定的DC 輸出；保護(hù)電路的功能包括放電燈的斷路、過電流、過電壓。
權(quán)利要求
1.一種電源設(shè)備，其包含高頻電源特征在于高頻振蕩和驅(qū)動器信號，所述高頻振蕩和驅(qū)動器信號用以按要求提供給高頻變壓器的一次線圈，驅(qū)動器類型是自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器；脈沖寬度控制特征在于可變脈沖頻率和寬度控制；施加光耦合器的輸出以控制所述自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器的頻率相關(guān)電容器和MOSFET的輸入；高頻變壓器特征在于一次線圈和一個或多個二次線圈；DC電源特征在于來源于高頻變壓器的二次線圈，供應(yīng)DC輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，特征在于包括APFC電路，其向所 述高頻電源供應(yīng)高功率因數(shù)源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源，特征在于包括升壓APFC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源，特征在于APFC的DC電壓輸 出控制由補(bǔ)償電阻器控制，其中所述補(bǔ)償電阻器與所述光耦合器的輸出 串聯(lián)連接并連接到APFC的DC輸出相關(guān)電阻器的兩個接頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源，所述DC輸出相關(guān)電阻器可由可變 電阻器取代，所述光耦合器可忽略。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源，特征在于APFC DC輸出由正或 負(fù)邏輯電壓控制，以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源，特征在于APFC由從CCFL或 EEFL燈組的源極檢測電路的額定繞組感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源，特征在于APFC由從所述DC 電源的DC輸出感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定DC輸出特征。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源，特征在于APFC由從DC電源 或外部電路感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源，特征在于APFC耦合受控方法 可以是光耦合器或直接耦合器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，所述高頻電源的振蕩頻率取決于相關(guān)電阻器RF和相關(guān)電容器CF。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1和11所述的電源，特征在于一個自激振蕩半橋 驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器、多組功率MOSFET或IGBT、 一組或多 組高頻變壓器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源，自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩 全橋驅(qū)動器驅(qū)動一組或多組功率MOSFET以將能量傳送給高頻變壓器 的一組或多組一次線圈。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源，自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩 全橋驅(qū)動器驅(qū)動一組或多組功率MOSFET以將能量傳送給一組或多組 高頻變壓器的一次線圈。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，脈沖寬度控制電路由鋸齒波產(chǎn)生器、 DC電壓、運(yùn)算放大器IC、比較器IC和光耦合器組成；特征在于可變脈 沖頻率和脈沖寬度，光耦合器控制所述頻率相關(guān)的電容器或MOSFET的 輸入。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，所述DC電源的電壓穩(wěn)定控制由可 編程精度參考IC和分壓電路控制，特征在于由光耦合器控制所述自激振 蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器的頻率以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的DC輸出。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2和3所述的電源，特征在于CCFL或EEFL 燈組由來自高頻變壓器的二次線圈的高壓電源供電，每個CCFL或EEFL 燈連接到斷路檢測電路。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2和3所述的電源，保護(hù)電路來源于DC電源 電路。
19. 一種電源設(shè)備，其包含高頻電源特征在于高頻振蕩和驅(qū)動器信號，所述高頻振蕩和驅(qū) 動器信號用以按要求提供給高頻變壓器的一次線圈，根據(jù)CCFL或 EEFL燈組的要求，所述驅(qū)動器的類型是自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器；脈沖寬度控制特征在于可變脈沖頻率和寬度控制；施加光耦合 器的輸出以控制所述自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器的頻率相關(guān)電容器和MOSFET的輸入，以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝 度亮度控制；高頻變壓器:特征在于一次線圈和二次線圈供應(yīng)高頻高壓源和DC 電源的多個二次線圈；CCFL或EEFL燈組由來自高頻變壓器的二次線圈的高壓電源 供電，每個CCFL或EEFL燈連接到斷路檢測電路。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電源，特征在于包括APFC電路。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，所述APFC電路是升壓APFC。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21所述的電源，特征在于APFC的DC電壓 輸出控制由補(bǔ)償電阻器控制，其中所述補(bǔ)償電阻器與所述光耦合器的輸 出串聯(lián)連接并連接到APFC的DC輸出相關(guān)電阻器的兩個接頭。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的電源，所述DC輸出相關(guān)電阻器可由可 變電阻器取代，所述光耦合器可忽略。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21所述的電源，特征在于APFCDC輸出由正 或負(fù)邏輯電壓控制以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21所述的電源，特征在于APFC由從CCFL 或EEFL燈組的源極檢測電路的額定繞組感測到的正或負(fù)邏輯電壓控 制。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21所述的電源，特征在于APFC由從所述DC 電源的DC輸出感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的DC輸出特 征。
27. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21所述的電源，特征在于APFC由從DC電 源或外部電路感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制。
28. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21所述的電源，特征在于APFC耦合受控方法可以是光耦合器或直接耦合器。
29. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電源，所述高頻電源的振蕩頻率取決于 相關(guān)電阻器RF和相關(guān)電容器CF。
30. 根據(jù)權(quán)利要求19、 29所述的電源，特征在于一個自激振蕩半橋 驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器、多組功率MOSFET或IGBT、 一組或多 組高頻變壓器。
31. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩 全橋驅(qū)動器驅(qū)動一組或多組功率MOSFET以將能量傳送給高頻變壓器 的一組或多組一次線圈。
32. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩 全橋驅(qū)動器驅(qū)動一組或多組功率MOSFET以將能量傳送給一組或多組 高頻變壓器的一次線圈。
33. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電源，脈沖寬度控制電路由鋸齒波產(chǎn)生 器、DC電壓、運(yùn)算放大器IC、比較器IC和光耦合器組成；特征在于可 變脈沖頻率和脈沖寬度，光耦合器控制所述頻率相關(guān)電容器或MOSFET 的輸入。
34. 根據(jù)權(quán)利要求19、 20、 21所述的電源，保護(hù)電路來源于DC源 電路。
35. —種電源設(shè)備，其包含 、APFC電路電磁接口濾波器，EMIF連接在APFC IC電路的前端； 高頻電源特征在于高頻振蕩和驅(qū)動器信號，所述高頻振蕩和驅(qū) 動器信號用以按要求提供給高頻變壓器的一次線圈，根據(jù)CCFL或 EEFL燈組的要求，所述驅(qū)動器的類型是自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激 振蕩全橋驅(qū)動器；脈沖寬度控制特征在于可變脈沖頻率和寬度控制；施加光耦合 器的輸出以控制所述自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩全橋驅(qū)動器的頻 率相關(guān)電容器和MOSFET的輸入，以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制；高頻變壓器:特征在于一次線圈和二次線圈供應(yīng)高頻高壓源和DC電源的多個二次線圈；CCFL或EEFL燈組由來自高頻變壓器的二次線圈的高壓電源 供電，每個CCFL或EEFL燈連接到斷路檢測電路；DC電源電路來源于高頻變壓器的高頻源；保護(hù)電路保護(hù)電路來源于DC源電路。1/0接口裝置含有多組DC電壓輸出和一組或多組DC電壓輸入 以控制CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制或DC負(fù)載電壓。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，特征在于APFC的DC電壓輸出 控制由補(bǔ)償電阻器控制，其中所述補(bǔ)償電阻器與所述光耦合器的輸出串 聯(lián)連接并連接到APFC的DC輸出相關(guān)電阻器的兩個接頭。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的電源，所述DC輸出相關(guān)電阻器可由可 變電阻器取代，所述光耦合器可忽略。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，所述高頻電源的振蕩頻率取決于 相關(guān)電阻器RF和相關(guān)電容器CF，所述頻率是固定的且不隨負(fù)載而變化。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，特征在于APFC DC輸出由正或負(fù) 邏輯電壓控制以實(shí)現(xiàn)對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，特征在于APFC由從CCFL或EEFL 燈組的源極檢測電路的額定繞組感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制。
41. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，特征在于APFC由從所述DC電 源的DC輸出感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的DC輸出特征。
42. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，特征在于APFC由從DC電源或 外部電路感測到的正或負(fù)邏輯電壓控制。
43. 根據(jù)權(quán)利要求35、 39、 40、 41、 42所述的電源，特征在于APFC 耦合受控方法可以是光耦合器或直接耦合器。
44. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，AC輸入響應(yīng)施加在所述斷路檢測電路上，所述AC輸入響應(yīng)的輸入部分串聯(lián)連接到每個CCFL或EEFL 燈和高頻電容器且并聯(lián)連接到所述高頻變壓器的高壓接頭，所述AC輸 入響應(yīng)的輸出部分是串聯(lián)連接的。
45. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，特征在于一個自激振蕩半橋驅(qū)動 器或自激振蕩全橋驅(qū)動器、多組功率MOSFET或IGBT、 一組或多組高 頻變壓器。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的電源，自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩 全橋驅(qū)動器驅(qū)動一組或多組功率MOSFET以將能量傳送給高頻變壓器 的一組或多組一次線圈。
47. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的電源，自激振蕩半橋驅(qū)動器或自激振蕩 全橋驅(qū)動器驅(qū)動一組或多組功率MOSFET以將能量傳送給一組或多組 高頻變壓器的一次線圈。
48. 根據(jù)權(quán)利要求45、 46、 47所述的電源，所述功率MOSFET可由 IGBT取代且不受限制。
49. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，脈沖寬度控制電路由鋸齒波產(chǎn)生 器、DC電壓、運(yùn)算放大器IC、比較器IC和光耦合器組成；特征在于可 變脈沖頻率和脈沖寬度，光耦合器控制所述頻率相關(guān)電容器或MOSFET 的輸入以實(shí)現(xiàn)對所述CCFL或EEFL燈組的輝度亮度控制。
50. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電源，所述VAM電路和所述脈沖寬度控 制電路可同時使用，并獨(dú)立地應(yīng)用于對CCFL或EEFL燈組的輝度亮度 控制和DC電源控制。
51. —種電壓調(diào)整器，其由具有以下獨(dú)立特征的主電源和子電源組成；主電源由DC電源的輸入端子、DC電源的輸出端子、開關(guān)裝置、 可編程精度參考IC和分壓電路組成；子電源由DC電源、分壓電路和光耦合器組成，其具有隔離功 能和接收來自主電源的穩(wěn)定控制信號的功能；所述光耦合器的輸入部分LED由主電源控制，目的是執(zhí)行接通和斷開以實(shí)現(xiàn)設(shè)置穩(wěn)定的電壓輸出。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電壓調(diào)整器，主電源中的所述可編程精 度參考IC可以是比較器IC電路。
53. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電壓調(diào)整器，主電源中的所述可編程精 度參考IC可以是齊納二極管。
54. 根據(jù)權(quán)利要求51、 52、 53所述的電壓調(diào)整器，所述隔離光耦合 器可以是直接耦合器晶體管。
55. —種電壓調(diào)整器，其由具有以下獨(dú)立特征的主電源和子電源組成；主電源由DC電源的輸入端子、DC電源的輸出端子、開關(guān)裝置、 可編程精度參考IC和分壓電路組成；子電源由DC電源、分壓電路和光耦合器組成，其具有隔離功 能和接收來自主電源的穩(wěn)定控制信號的功能；所述光耦合器的輸入部分LED由主電源控制，目的是執(zhí)行接通和 斷開以實(shí)現(xiàn)設(shè)置穩(wěn)定的電壓輸出。
56. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的電壓調(diào)整器，所述開關(guān)裝置可充當(dāng)整流 二極管；所述調(diào)整器設(shè)置在開關(guān)裝置之后。
57. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的電壓調(diào)整器，主電源中的所述可編程精 度參考IC可以是比較器IC電路。
58. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的電壓調(diào)整器，保護(hù)反向電流檢測電路特 征在于；電壓比較器IC電路執(zhí)行主電源的DC輸出與AC電壓之間的比較；光耦合器執(zhí)行電壓比較器IC電路的輸出信號以切斷子電源，從 而不向主電源供電以防止反向電流；用子電源向所述開關(guān)裝置供電并 執(zhí)行整流和調(diào)整功能；開關(guān)裝置和分壓電路。
59. —種電壓調(diào)整器，其由具有以下獨(dú)立特征的主電源和子電源組成；主電源由DC電源的輸入端子、DC電源的輸出端子、開關(guān)裝置、 可編程精度參考IC和分壓電路組成；所述開關(guān)裝置具有整流和調(diào)整的 功能；所述開關(guān)裝置的源極連接到AC端子，漏極是DC輸出端子， 柵極和源極上的控制電壓由獨(dú)立DC電源供應(yīng)；開關(guān)裝置具有雙向特 征，漏極可連接到AC端子，且源極可以是DC輸出，柵極和源極上 的控制電壓由獨(dú)立的DC電源供應(yīng)；子電源由DC電源、分壓電路和光耦合器組成，其具有隔離功 能和接收來自主電源的穩(wěn)定控制信號的功能；所述光耦合器的輸入部分LED由主電源控制，目的是執(zhí)行接通和 斷開以實(shí)現(xiàn)設(shè)置穩(wěn)定的電壓輸出。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的電壓調(diào)整器，所述開關(guān)裝置可充當(dāng)整流 二極管；所述調(diào)整器設(shè)置在開關(guān)裝置之后。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的電壓調(diào)整器，主電源中的所述可編程精 度參考IC可以是比較器IC電路。 '
62. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的電壓調(diào)整器，保護(hù)反向電流檢測電路特 征在于；二極管整流功能，串聯(lián)連接到齊納二極管、電流限制電阻器和 基極電阻器；齊納二極管所述齊納二極管的電壓必須等于或大于DC輸出電 壓以避免反向電流；電流限制電阻器避免發(fā)生過電流；基極電阻器將電壓供應(yīng)給所述晶體管的基極；晶體管PNP型晶體管或相同功能的功率MOSFET，發(fā)射極和集 電極執(zhí)行抗反向電流功能并向執(zhí)行所述整流功能的功率MOSFET供電。
63. —種電壓調(diào)整器，其由具有以下獨(dú)立特征的主電源和子電源組成；主電源由DC電源的輸A端子、DC電源的輸出端子、開關(guān)裝置、 可編程精度參考IC和分壓電路組成；所述開關(guān)裝置具有整流和調(diào)整的 功能；所述開關(guān)裝置的源極連接到AC端子，漏極是DC輸出端子， 柵極和漏極上的控制電壓由獨(dú)立的DC電源供應(yīng)；開關(guān)裝置具有雙向 特征，漏極可連接到AC端子，且源極可以是DC輸出，柵極和源極 上的控制電壓由獨(dú)立的DC電源供應(yīng)；子電源由DC電源、分壓電路、PNP晶體管和齊納二極管組成， 其具有接收來自主電源的穩(wěn)定控制信號的功能；PNP晶體管齊納二極管的基極，特征在于由主電源控制，發(fā)射極 和集電極執(zhí)行接通和斷開以實(shí)現(xiàn)設(shè)置穩(wěn)定的電壓輸出。
64. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的電壓調(diào)整器，所述開關(guān)裝置可充當(dāng)整流 二極管；所述調(diào)整器設(shè)置在開關(guān)裝置之后。
65. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的電壓調(diào)整器，主電源中的所述可編程精 度參考IC可以是比較器IC電路。
66. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的電壓調(diào)整器，保護(hù)反向電流檢測電路特 征在于；二極管整流功能，串聯(lián)連接到齊納二極管、電流限制電阻器和 基極電阻器；齊納二極管所述齊納二極管的電壓必須等于或大于DC輸出電 壓以避免反向電流；電流限制電阻器避免發(fā)生過電流；基極電阻器將電壓供應(yīng)給所述晶體管的基極；晶體管PNP型晶體管或相同功能的功率MOSFET，發(fā)射極和集 電極執(zhí)行抗反向電流功能并向執(zhí)行所述整流功能的功率MOSFET供^"t"^ 。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種電源設(shè)備，具體地說是一種包含電壓振幅控制單元的電源設(shè)備，所述電壓振幅控制單元采用有源功率因數(shù)校正器通過施加正或負(fù)邏輯控制電壓來控制輸出DC電壓，所述電源設(shè)備并入有高頻電源電路和高頻變壓器，冷陰極熒光燈(CCFL)或外部電極熒光燈(EEFL)的亮度是可控制的，且DC功率直接施加到DC負(fù)載。此方法是通過調(diào)節(jié)供應(yīng)DC電壓的振幅以用于控制CCFL或EEFL的高頻電壓振幅來實(shí)現(xiàn)的，因此稱為電壓振幅方法。由于穩(wěn)定的頻率、高分辨率和線性的特征，VAM廣泛用于控制例如TFT-LCD TV、LCD監(jiān)視器和廣告燈等的放電管的輝度。本發(fā)明的脈沖寬度控制器實(shí)現(xiàn)對在發(fā)光放電區(qū)域內(nèi)部或外部的CCFL或EEFL的輝度控制。
文檔編號H05B37/02GK101617566SQ200680032410
公開日2009年12月30日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者盧昭正 申請人:盧昭正