專利名稱：一種多燈管驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種多燈管驅(qū)動器，尤其涉及一種采用LIPS架構(gòu)的多燈管 驅(qū)動器，其中LIPS為LCD Integrated Power Supply的簡稱。
背景技術(shù)：
在大尺寸液晶顯示器的應用，如26吋以上的液晶電視，因制作成本及電源 轉(zhuǎn)換效率要求，在不影響電路動作特性情況下，已慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)長IPS架構(gòu)。所謂 的LIPS架構(gòu)就是將傳統(tǒng)燈管驅(qū)動器架構(gòu)中的DC/DC轉(zhuǎn)換器省略，因此用來驅(qū) 動燈管的DC/AC轉(zhuǎn)換器(或稱為變流器)的輸入不再是由DC/DC轉(zhuǎn)換器提供的 24V電壓，而是直接取自功率因數(shù)修正(Power Factor Correction,簡稱PFC)電路 輸出的400V電壓。因此，LIPS架構(gòu)不僅可以省略DC/DC轉(zhuǎn)換器而降低成本， 還可以因減少一級能量轉(zhuǎn)換而提升電源轉(zhuǎn)換效率。
圖l為一種現(xiàn)有的采用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū)動器的電路圖，其使用兩級變 壓器作為隔離、升壓、驅(qū)動等功能。請參照圖1，多燈管驅(qū)動器10包括AC/DC 轉(zhuǎn)換器(或稱為整流器)ll、切換式變流器12、第一級變壓器13、諧振電路14、 第二級變壓器151 ~ 15n、電流檢測電路17以及控制電路18，此驅(qū)動器10用以 接收市電交流信號Vac,并驅(qū)動燈管組161 ~ 16n中的燈管。其中，整流器ll 一般包括橋式整流器111以及濾波電容器Cd，所述橋式整流器111對市電交流 信號Vac進行全波整流后輸出，此輸出通過濾波電容器Cd降低其電壓漣波。但 是為了使功率高于75W的大尺寸液晶顯示器符合特定的電源電流諧波規(guī)范，如 歐規(guī)EN61000-3-2等，因此整流器11還必須包括功率因數(shù)修正(PFC)電路112 以降低諧波。另外，電流檢測電路17,包括全波整流器171 ~ 17n、分壓電阻器 Rl及R2以及濾波電容器C。
在多燈管驅(qū)動器10中，先由具功率因數(shù)修正(PFC)的整流器11將市電交流 信號Vac(典型值為90 ~ 264Vrms)轉(zhuǎn)換為具有良好輸入功率因數(shù)的直流電壓信號 Vdc(典型值為400V),接著直流電壓信號Vdc輸入至切換式變流器12。切換式變流器12例如是全橋式、半橋式或推挽式變流器，可以將直流電壓信號Vdc轉(zhuǎn) 換成具正負電壓的脈寬調(diào)變信號(以下稱為交流方波電壓信號)Vacl后輸入至第 一級變壓器13及諧振電路14。諧振電路14包括諧振電感器Llk及諧振電容器 Cp,諧振電感器H及諧振電容器Cp串聯(lián)耦接并跨接于第一級變壓器13的二 次側(cè)，而諧振電容器Cp兩端耦接到所有第二級變壓器151 ~ 15n的一次側(cè)串聯(lián) 耦接后的兩端，然后這些第二級變壓器151 ~ 15n的二次側(cè)再分別耦接以驅(qū)動相 應的燈管組161 ~ 16n。諧振電路14除諧振出燈管所需的工作電壓外，其電容器 Cp還可過濾電壓信號，使交流方波電壓信號Vacl的波形變成近似弦波的交流 弦波電壓信號Vac2。最后，由電流一全測電路17檢測所有燈管組161 ~ 16n中流 過燈管的電流峰值，并提供給控制電路18作為依據(jù)以便輸出脈波寬度調(diào)變 (PWM)切換控制信號調(diào)整切換式變流器12的脈波寬度，進而調(diào)整流過燈管的電 流量。
在多燈管驅(qū)動器10中， 一個第二級變壓器15i(其中i可以為1、 2、 3.....
或n)所驅(qū)動的燈管組16i包括兩支燈管16il及16i2,這兩支燈管16il及16i2 的輸出端分別耦接到全波整流器17i的二極管17il及17i2。例如，第二級變壓 器151所驅(qū)動的燈管組161包括兩支燈管1611及1612,這兩支燈管1611及1612 的輸出端分別耦接到全波整流器171的二極管1711及1712。對于第二級變壓器 15i二次側(cè)輸出的交流信號的一個周期而言，在前半周期時，二極管17il對流過 燈管16il的電流進行半波整流，在后半周期時，二極管17i2對流過燈管16i2 的電流進行半波整流，這兩個經(jīng)過半波整流的燈管電流在全波整流器17i的輸出 端合并成一個脈動直流電流，此脈動直流電流的峰值即為流過燈管16il及16i2 的電流峰值。然后，此脈動直流電流經(jīng)過分壓電阻器Rl及R2而轉(zhuǎn)換成脈動直 流電壓且其準位適合控制電路18使用，再經(jīng)過濾波電容器C降低其脈動直流電 壓的漣波。
圖2為另一種現(xiàn)有的采用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū)動器的電路圖。請同時參照 圖l及圖2，圖2所示的多燈管驅(qū)動器20和圖1所示的多燈管驅(qū)動器10兩者差 別僅在燈管組及電流檢測電路。在多燈管驅(qū)動器20中， 一個第二級變壓器15i 所驅(qū)動的燈管組26i僅包括一支燈管26il，這支燈管26il的輸出端耦接到半波 整流器27i的二極管27il及27i2。例如，第二級變壓器151所驅(qū)動的燈管組261 僅包括一支燈管2611，這支燈管2611的輸出端耦接到半波整流器271的二極管 2711及2712。對于第二級變壓器15i的二次側(cè)輸出的交流信號的一個周期而言，在前半周期時，二極管27il對流過燈管26il的電流進行半波整流，在后半周期 時，第二級變壓器15i的二次側(cè)輸出的交流信號則經(jīng)由二極管27i2完成一回路， 這兩個周期在半波整流器27i的輸出端合并成一個半波脈動直流電流，此半波脈 動直流電流的峰值包含流過燈管26il的電流峰值。
這些現(xiàn)有的采用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū)動器10或20為了每個燈管輸出電流 的可控性，因此在燈管輸出端均使用二極管來抓取半波或全波整流電流信號。 例如，驅(qū)動器IO的每一個燈管輸出需要一個二極管來抓取半波整流信號，再由 兩支燈管完成一個周期的取樣而取得全波整流信號，而驅(qū)動器20的每一個燈管 輸出需要兩個二極管來抓取半波整流信號。因此，大尺寸液晶顯示器使用的燈 管數(shù)量越多，燈管輸出所需要的二極管數(shù)量越多，成本當然越高；再者，每個 二極管于制造時，由于晶圓上晶體的長成會隨著不同的因素干擾，而使得每個 生產(chǎn)的二極管均有誤差值，少量的二極管使用上，誤差是可以被控制的，但當 大量使用時，總和誤差將會成倍數(shù)的上升；另外，使用過多的被動元件于燈管 等高壓輸出場合，元件可靠性將會是個挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是在提出一種多燈管驅(qū)動器，其采用LIPS架構(gòu)且可減 少用于檢測燈管電流的元件(如二極管)的使用量。
為了達成上述目的及其它目的，本實用新型提出一種多燈管驅(qū)動器，用以 驅(qū)動多支燈管，其包括一切換式變流器、 一第一級變壓器、多個第二級變壓器、 多個諧振電路、 一電流檢測電路以及一控制電路。切換式變流器接收直流電壓 信號并將其轉(zhuǎn)換成交流電壓信號后輸出到第一級變壓器的一次側(cè)。所有第二級
變壓器的一次側(cè)及電流檢測電路串聯(lián)耦接并跨接于第一級變壓器的二次側(cè)。每 個諧振電路耦接于一相應的第二級變壓器的二次側(cè)及一相應的燈管組之間，所 述相應的燈管組包括至少一支燈管。電流檢測電路檢測流過所有燈管的電流峰 值?？刂齐娐否罱佑谇袚Q式變流器及電流檢測電路之間，用以依據(jù)流過所有燈
、
管的電流峰值回授控制切換式變流器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的多燈管驅(qū)動器因采用將電流檢測電路串接 在第二級變壓器的一次側(cè)而可減少用于檢測燈管電流的元件的使用量。這是因 為第二級變壓器一次側(cè)為串聯(lián)形式，故流過每個第二級變壓器一次側(cè)的電流均 相等，但對于每個第二級變壓器二次側(cè)而言，其總和的電流除p第二級變壓器匝數(shù)比就是一次側(cè)電流，所以可以檢測第二級變壓器一次側(cè)電流即可推得第二 級變壓器二次側(cè)流出去驅(qū)動燈管的電流量。


圖1及圖2皆為現(xiàn)有的采用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū)動器的電路圖，其使用兩 級變壓器作為隔離、升壓、驅(qū)動等功能。
圖3及圖4皆為依照本實用新型實施例所繪示的采用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū) 動器的電路圖，其使用兩級變壓器作為隔離、升壓、驅(qū)動等功能。
附圖標記說明10、 20、 30、 40-多燈管驅(qū)動器；11、 31-具功率因數(shù)修正(PFC) 的整流器；lll-橋式整流器；112-功率因數(shù)修正(PFC)電路；Cd-濾波電容器；12、 32-切換式變流器；13、 33-第一級變壓器；14、 351 ~ 35n-諧振電路；Llk-諧振電 感器；Cp-諧振電容器；151~15n、 341 ~ 34n-第二級變壓器；161 ~ 16n、 261-26n、 361 36n-燈管組；1611、 1612、 2611、 3611、 3612-燈管；17、 27、 37、 47-電流;險測電路；171 ~ 17n、 371、 471-全波整流器；271 ~ 27n-半波整流器； 1711、 1712、 2711、 2712、 Dl、 D2-二極管；Rl、 R2-分壓電阻器；C-濾波電容 器；R-感測電阻器；T-吏壓器；18、 38-控制電路；Vac-市電交流信號；Vdc-直 流電壓信號；Vacl、 Vacl，-交流方波電壓信號；Vac2-交流弦波電壓信號。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的 說明。
圖3為依照本實用新型一實施例所繪示的釆用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū)動器的 電路圖，其使用兩級變壓器作為隔離、升壓、驅(qū)動等功能，其中燈管例如是冷 陰極螢光燈管(CCFL)，但并不僅限于此；例如，燈管還可以是金卣燈(metal halide lamp)或鈉氣燈(sodium vapor lamp )等。請參照圖3,多燈管驅(qū)動器30包括 具PFC的整流器31、切換式變流器卩2、第一級變壓器33、第二級變壓器341-34n、諧振電路351 ~ 35n、電流檢測電路37以及控制電路38，此驅(qū)動器30用 以接收市電交流信號Vac，并驅(qū)動燈管組361 36n中的燈管。燈管組36i(其中
i可以為1、 2、 3.....或n)包括至少一支燈管，例如"i殳計成如圖1的燈管組161
所示包括兩支燈管1611及1612(即一個第二級變壓器驅(qū)動兩支燈管)，或設計成 如圖2的燈管組261所示僅包括一支燈管2611(即一個第二級變壓器驅(qū)動一支燈管)，甚至于設計成一個第二級變壓器驅(qū)動三支以上的燈管。
在多燈管驅(qū)動器30中，先由具功率因數(shù)修正(PFC)的整流器31將市電交流 信號Vac(典型值為90 ~ 264Vrms)轉(zhuǎn)換為具有良好輸入功率因數(shù)的直流電壓信號 Vdc(典型值為400V)，其中具功率因數(shù)修正(PFC)的整流器31可如圖1所示包括 一橋式整流器、 一功率因數(shù)修正電路及一濾波電容器。接著，直流電壓信號Vdc 輸入至切換式變流器32。切換式變流器32例如是全橋式、半橋式或推挽式變流 器，但并不僅限于此，其可以將直流電壓信號Vdc轉(zhuǎn)換成交流方波電壓信號Vacl 后輸入至第一級變壓器33的一次側(cè)。所有第二級變壓器341 ~ 34n的一次側(cè)及 電流檢測電路37串聯(lián)耦接并跨接于第一級變壓器33的二次側(cè)，在本實施例中， 電流檢測電路37位于第一級變壓器33及第二級變壓器34n之間，但并不僅限 于此；例如，電流檢測電路37可以位于第二級變壓器341及342之間。
每個諧振電路3 5 i耦接于相應的第二級變壓器3 4 i的二次側(cè)及相應的燈管組 36i之間，而每個諧振電路35i可以設計成如圖1所示的諧振電路14 一樣，皆包 括諧振電感器Llk及諧振電容器Cp,其中諧振電感器Llk可以是外接式電感器 或相應的第二級變壓器34i的二次側(cè)的漏電感器。諧振電路35i用以諧振出燈管 所需的工作電壓，且其電容器Cp還可過濾電壓信號，使分壓到第二級變壓器 34i —次側(cè)的交流方波電壓信號Vacl，的波形變成近似弦波的交流弦波電壓信號 后驅(qū)動燈管組36i。最后，由電流檢測電路37檢測所有燈管組361 ~ 36n中流過 燈管的電流峰值，并提供給控制電路3 8作為依據(jù)以便輸出脈波寬度調(diào)變(PWM) 切換控制信號調(diào)整切換式變流器32的脈波寬度，進而調(diào)整流過燈管的電流量。
在本實施例中，電流檢測電路37包括全波整流器371、分壓電阻器R1、 R2 以及濾波電容器C。全波整流器371的感測電阻器R和所有第二級變壓器341 ~ 34n的一次側(cè)為串聯(lián)形式，故流過感測電阻器R的電流與流過每個第二級變壓 器34i的一次側(cè)電流均相等。再者，對于每個第二級變壓器34i二次側(cè)而言，其 電流除以第二級變壓器34i匝數(shù)比就是一次側(cè)電流，所以可以檢測第二級變壓器 34i —次側(cè)電流即可推得第二級變壓器34i二次側(cè)流出去驅(qū)動燈管組36i的燈管 的電流量。
舉例來說，在點亮穩(wěn)態(tài)條件下，燈管電流平均約為3mA 8mA，假設燈管 電流為5mA，燈管數(shù)共有32支，每個第二級變壓器34i所驅(qū)動的燈管組36i包 括兩支燈管，且每個第二級變壓器34i的匝數(shù)比均為1: p(其中p大于l)。那么 所有第二級變壓器341 ~ 34n的二次側(cè)總和的電流應為5mA x 32/2=80mA,因此
8映射回第二級變壓器341 ~34n的一次側(cè)的電流應為80mA xp。當由第二級變壓 器341 ~ 34n 二次側(cè)映射回一次側(cè)的電流流經(jīng)感測電阻器R，即會于感測電阻器 R兩端產(chǎn)生一電壓差，其為80mAxpx(感測電阻器R的電阻值)，此電壓差先 經(jīng)過二極管Dl、 D2全波整流后就可以得其峰值來判斷流過燈管的電流峰值， 當然的前還是須經(jīng)過分壓電阻器R1、 R2分壓而得到適當?shù)臏饰?，并?jīng)過濾波電 容器C降低漣波。值得注意的是，現(xiàn)有的驅(qū)動器10的電流檢測電路17于檢測 時，須采用半波整流方式來擷取電流峰值，因此需要兩支燈管來完成一個周期 的取樣，但本實用新型的驅(qū)動器30因為使用耦接到燈管的變壓器(即第二級變壓 器)的一次側(cè)取樣，因此不管是驅(qū)動幾支燈管都可以取得一個周期的取樣。
圖4為依照本實用新型另一實施例所繪示的采用LIPS架構(gòu)的多燈管驅(qū)動器 的電路圖，其使用兩級變壓器作為隔離、升壓、驅(qū)動等功能。請同時參照圖3 及圖4，圖4所示的多燈管驅(qū)動器40和圖3所示的多燈管驅(qū)動器30兩者差別僅 在電流檢測電路。在多燈管驅(qū)動器40中，電流檢測電路47的全波整流器471 是采用變壓器T中間抽頭式的全波整流器。當然地，本實用新型的多燈管驅(qū)動 器的電流檢測電路中的全波整流器除了如圖3所示的全波整流器371及如圖4 所示的全波整流器471的外，還可以是利用比流器間接地擷取耦接到燈管的變 壓器(即第二級變壓器)的 一次側(cè)電流。
綜上所述，本實用新型的多燈管驅(qū)動器因采用將電流檢測電路串接在第二 級變壓器的 一次側(cè)而可減少用于檢測燈管電流的元件使用量。這是因為第二級 變壓器一次側(cè)為串聯(lián)形式，故流過每個第二級變壓器一次側(cè)的電流均相等，但 對于每個第二級變壓器二次側(cè)而言，其總和的電流除以第二級變壓器匝數(shù)比就 是一次側(cè)電流，所以可以檢測第二級變壓器一次側(cè)電流即可推得第二級變壓器 二次側(cè)流出去驅(qū)動燈管的電流量。
以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技 術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做 出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種多燈管驅(qū)動器，用以驅(qū)動多支燈管，其特征在于，其包括一切換式變流器，用以接收一直流電壓信號，并將所述直流電壓信號轉(zhuǎn)換成一交流電壓信號后輸出；一第一級變壓器，具有一次側(cè)及二次側(cè)，所述第一級變壓器的一次側(cè)耦接至所述切換式變流器的輸出以接收所述交流電壓信號；一電流檢測電路，用以檢測流過所述多支燈管的電流峰值；多個第二級變壓器，每個第二級變壓器都具有一次側(cè)及二次側(cè)，所述多個第二級變壓器的一次側(cè)及所述電流檢測電路串聯(lián)耦接并跨接于所述第一級變壓器的二次側(cè)；多個諧振電路，每個諧振電路耦接于一相應的第二級變壓器的二次側(cè)及一相應的燈管組之間，其中所述相應的燈管組包括至少一支燈管；以及一控制電路，耦接于所述切換式變流器及所述電流檢測電路之間，用以依據(jù)流過所述多支燈管的電流峰值回授控制所述切換式變流器。
2、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，其還包括 一具功率因數(shù)修正的整流器，用以接收一市電交流信號，并將所述市電交流信號轉(zhuǎn)換成所述直流電壓信號后輸出。
3、 如權(quán)利要求2所述的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，所述具功率因數(shù)修正 的整流器包括一橋式整流器，用以接收所述市電交流信號并進行全波整流； 一功率因數(shù)修正電路，耦接至所述橋式整流器，用以降低所述橋式整流器輸出信號的諧波；以及一濾波電容器，耦接至所述功率因數(shù)修正電路，用以降低所述功率因數(shù)修正電路輸出信號的電壓漣波，以輸出所述直流電壓信號。
4、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，所述切換式變流器為 全橋式、半橋式或推挽式變流器。
5、 如權(quán)利要求1所述的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，所述多支燈管為冷陰 極螢光燈管、金鹵燈或鈉氣燈。
6、 如權(quán)利要求1所迷的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，每個諧振電路都包括 一諧振電感器及一諧振電容器，所述諧振電感器及所述諧振電容器串聯(lián)耦接并跨接于所述相應的第二級變壓器的二次側(cè)，且所述諧振電容器耦接到所述相應 的燈管組。
7、 如權(quán)利要求6所述的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，所述諧振電感器為外接式電感器。
8、 如權(quán)利要求6所述的多燈管驅(qū)動器，其特征在于，所述諧振電感器為所 述相應的第二級變壓器的二次側(cè)的漏電感器。
專利摘要本實用新型提供了一種多燈管驅(qū)動器，用以驅(qū)動多支燈管，其包括切換式變流器、第一級變壓器、多個第二級變壓器、多個諧振電路、電流檢測電路及控制電路。切換式變流器接收直流電壓信號并將其轉(zhuǎn)換成交流電壓信號后輸出到第一級變壓器一次側(cè)。所有第二級變壓器一次側(cè)及電流檢測電路串聯(lián)耦接并跨接于第一級變壓器二次側(cè)。每個諧振電路耦接于相應的第二級變壓器二次側(cè)及相應的燈管組之間，所述相應的燈管組包括至少一支燈管。電流檢測電路檢測流過所有燈管的電流峰值?？刂齐娐否罱佑谇袚Q式變流器及電流檢測電路之間，用以依據(jù)流過所有燈管的電流峰值回授控制切換式變流器。
文檔編號H05B41/24GK201260263SQ20082013573
公開日2009年6月17日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者李吉欣, 林立韋 申請人:冠捷投資有限公司