專利名稱：驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種驅(qū)動裝置，更具體的是涉及一種用于驅(qū)動冷陰極熒光燈的裝置。
背景技術(shù)：
由于冷陰極熒光燈具有最高的背光照明效率，筆記本電腦和便攜式電子產(chǎn)品的彩色液晶顯示器都用它作為背光源，且傳統(tǒng)上冷陰極熒光燈在PDA、網(wǎng)絡(luò)家電和筆記本電腦等便攜式裝置上的發(fā)展非常迅速，因此對薄型冷陰極熒光燈(CCFL)背光電源轉(zhuǎn)換器的要求也在不斷增加。
因為冷陰極熒光燈必須使用較高的交流工作電壓，就需要一個高電壓直流/交流轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動冷陰極熒光燈。一般這類應(yīng)用會使用一個變壓器，來驅(qū)動一冷陰極熒光燈，但隨著液晶面板尺寸越做越大，需要更多的燈管數(shù)來達(dá)到所需要的亮度，因此常需使用一個高效的轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動多個冷陰極熒光燈或負(fù)載，然這種方式會遇到一些困難。
圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中使用一直流/交流轉(zhuǎn)換器驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的電路示意圖。其中一個直流電源100用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路102與變壓器初級線圈104相連接，變壓器次級線圈106則通過兩個高壓電容108和110分別與兩根冷陰極熒光燈管112和114相連，其中全橋式電路102也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路。但是上述電路結(jié)構(gòu)無法確保冷陰極熒光燈均可以成功被點亮。由于冷陰極熒光燈為負(fù)電阻特性，且在不同條件下(如燈管老化、燈管溫度和燈管與金屬殼間的寄生連接)每一冷陰極熒光燈的點燈電壓均不同；加上冷陰極熒光燈老化后，該電路會產(chǎn)生一燈管點亮，另一燈管無法完全點亮的情況，從而會造成冷陰極熒光燈的壽命減少。
圖2所示為另一種現(xiàn)有技術(shù)中使用直流/交流轉(zhuǎn)換器驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的電路示意圖。其中一直流電源100用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路102與變壓器初級線圈104相連接，變壓器次級線圈106則通過兩個高壓電容118、120和一個電感116分別與兩根冷陰極熒光燈管112和114相連，其中全橋式電路102也可改為半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路。但是上述電路在次級線圈106和兩根冷陰極熒光燈管114和112的間加了一電感116，使得此電路易受到直流轉(zhuǎn)換為交流時的操作頻率影響，從而造成兩根冷陰極熒光燈114和112的間的交流電流平衡性不同。并且該回路還容易受外接負(fù)載變化的影響，因此若要使用該回路來驅(qū)動一根以上的冷陰極熒光燈管，則冷陰極熒光燈間的交流電流平衡性不易達(dá)成，且應(yīng)用線路也較為復(fù)雜。
如圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)中采用多個變壓器直接驅(qū)動多個冷陰極熒光燈管的電路示意圖。該電路解決與上述圖2和圖3電路結(jié)構(gòu)解決的同樣問題。一直流電源100用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路102與變壓器初級線圈104a和104b相連接，變壓器次級線圈106a和106b則分別通過兩高壓電容122和124與兩根冷陰極熒光燈管112和114相連，其中全橋式電路102也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路。雖然該電路能提高可靠度和穩(wěn)定度，但是成本較高，并且因為使用一個變壓器驅(qū)動一根冷陰極熒光燈管的連接方式，因此所形成的直流/交流轉(zhuǎn)換器體積會較大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述三種用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的傳統(tǒng)直流/交流轉(zhuǎn)換器的電路設(shè)計均有其缺陷存在。例如，圖1所述的電路結(jié)構(gòu)不能確保點亮每一根燈管，圖2所示電路結(jié)構(gòu)則容易受工作頻率的影響，而且很難實現(xiàn)流經(jīng)每個燈管間的電流平衡。另外，圖3所示的使用多個變壓器來驅(qū)動多根冷陰極熒光燈的技術(shù)也存在體積過大和成本過高的問題。
因此本實用新型的目的旨在針對上述缺點，給出一種驅(qū)動多根冷陰極熒光燈電路結(jié)構(gòu)，來解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
本實用新型的另一個目的旨在給出一種能同時驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)，并且不會受背光模式變化的影響，包括底盤和冷陰極熒光燈管。
本實用新型的又一目的旨在給出一種能同時驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)，并且其不受直流/交流電源轉(zhuǎn)換器操作頻率影響，而且該電路結(jié)構(gòu)可保持燈管與燈管的電流平衡性，使得每一根燈管產(chǎn)生均勻的亮度。
本實用新型給出了一種能同時驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)，即在直流/交流轉(zhuǎn)換器電路的變壓器次級線圈的負(fù)載與負(fù)載的間加一共模平衡元件，該共模平衡元件平衡了流經(jīng)每一根燈管的電流，從而使每一根燈管的亮度一樣。而且，該電路結(jié)構(gòu)不會受直流/交流電源轉(zhuǎn)換器的工作頻率的影響。
根據(jù)本實用新型的電路結(jié)構(gòu)，一種示范性電路結(jié)構(gòu)是用來驅(qū)動三個負(fù)載或更多負(fù)載，該電路在第三負(fù)載和第一負(fù)載間加一共模平衡元件，該共模平衡元件的特性使得負(fù)載間的電流平衡。該電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了一個直流/交流轉(zhuǎn)換器驅(qū)動多個負(fù)載且流經(jīng)個負(fù)載的電流相等，而且負(fù)載間的電流平衡不會受負(fù)載數(shù)量的影響。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中使用直流/交流轉(zhuǎn)換器驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的電路示意圖。
圖2所示為另一種現(xiàn)有技術(shù)中使用直流/交流轉(zhuǎn)換器驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的電路示意圖，其中在負(fù)載側(cè)加入一電感器。
圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)中采用多組變壓器直接驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的電路示意圖。
圖4所示為本實用新型的共模平衡元件示意圖。
圖5A所示為將本實用新型的共模平衡元件應(yīng)用于一種直流/交流轉(zhuǎn)換器電路來驅(qū)動兩冷陰極熒光燈的第一實施例示意圖。
圖5B所示為將本實用新型的共模平衡元件應(yīng)用于一種直流/交流轉(zhuǎn)換器電路來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的第二實施例示意圖。
圖6所示為采用本實用新型的第一實施例直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管，其流經(jīng)兩根冷陰極熒光燈電流大小的計算機(jī)仿真比較示意圖。
圖7A所示為將本實用新型第一實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的示意圖。
圖7B所示為將本實用新型第二實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的示意圖。
圖8A所示為將本實用新型的共模平衡元件應(yīng)用于一種直流/交流轉(zhuǎn)換器電路來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的第三實施例示意圖。
圖8B所示為將本實用新型的共模平衡元件應(yīng)用于一個直流/交流轉(zhuǎn)換器電路來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的第四實施例示意圖。
圖8C所示為以第三實施例為計算本實用新型共模平衡元件的電感值示意圖。
圖9所示為采用本實用新型第三實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管，其流經(jīng)兩根冷陰極熒光燈管電流大小的計算機(jī)仿真比較示意圖。
圖10A所示為將本實用新型第三實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈的示意圖。
圖10B所示為將本實用新型第四實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈的示意圖。
圖11A至圖11D為圖5B中的共模平衡元件輸出端電流間的各種測試結(jié)果示意圖。
圖11E至圖11H為圖5B中的共模平衡元件輸出端的輸出電流與頻率的比較示意圖。
具體實施方式
在不限制本實用新型的精神及應(yīng)用范圍情況下，本實用新型的電路結(jié)構(gòu)用四個較佳實施例來說明。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在了解本實用新型精神后，可將本實用新型的電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于各種不同轉(zhuǎn)換器電路中。本實用新型給出的電路結(jié)構(gòu)能使所有燈管均勻地且同時點亮。本實用新型還在電路中采用共模平衡元件使得流經(jīng)所有燈管的電流達(dá)到平衡。而且，本實用新型僅需一個變壓器的一個次級線圈來驅(qū)動多個冷陰極熒光燈管，因此變壓器的尺寸也得以減小。本實用新型的應(yīng)用將不受限于以下所述的較佳實施例。
本實用新型給出了一種用來驅(qū)動多個冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)。該電路結(jié)構(gòu)在負(fù)載與負(fù)載之間加一共模平衡元件，其連接到直流/交流轉(zhuǎn)換器電路中的變壓器次級線圈側(cè)，使得負(fù)載與負(fù)載間的電流彼此平衡。本實用新型的共模平衡元件示意圖如圖4所示，其中流經(jīng)第一繞組N1的電流為I1，而流經(jīng)第二繞組N2的電流為I2，根據(jù)變壓器的基本原理可得出下式N1×I1-N2×I2＝0I1/I2＝N2/N1若第一繞組N1與第二繞組N2設(shè)計成砸數(shù)相等且極性相反，則電流I1與I2相等。換句話說，根據(jù)第一繞組N1與第二繞組N2的設(shè)計，可讓電流I1與電流I2相等。因此，若將該共模平衡元件的第一繞組N1端與第二繞組N2分別外接一冷陰極熒光燈管，且砸數(shù)N1和N2相同，則該共模平衡元件可確保流經(jīng)外接冷陰極熒光燈管的電流相同。
如圖5A所示為將本實用新型的共模平衡元件300應(yīng)用于一種驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路的第一實施例示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，而變壓器次級線圈206則通過兩個高壓電容208和210分別與兩根冷陰極熒光燈212和214相連接。兩根冷陰極熒光燈管212與214分別連接本實用新型共模平衡元件300的兩個繞組，其中冷陰極熒光燈214與第一繞組N1相接，冷陰極熒光燈212與第二繞組N2相接。該共模平衡元件300的輸出端與兩個相串聯(lián)的二極管(dualdiode)220相接，從而將輸出端電流反饋至全橋式電路202。接收該反饋信號后，全橋式電路202中的控制器相應(yīng)調(diào)節(jié)電源的輸出。全橋式電路202也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等。共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)、微金屬粉材料(MicrometalsPowdered Iron Core)、磁性材料(Ferrite EE-core)、Pot-Core或Toroid core等。
圖5B所示為將本實用新型的共模平衡元件300應(yīng)用于一種驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路的第二實施例示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，而變壓器次級線圈206則通過兩個高壓電容208和210與本實用新型共模平衡元件300的兩輸入端相連接。該共模平衡元件300的兩個輸出端則分別與兩根冷陰極熒光燈212與214相接，其中冷陰極熒光燈214與第一繞組N1相接，冷陰極熒光燈212與第二繞組N2相接，其中冷陰極熒光燈214的另一端與兩個相串聯(lián)的二極管(dualdiode)220相接，從而將輸出端電流反饋至全橋式電路202。該全橋式電路202也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等。該共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)、微金屬粉材料(Micrometals Powdered Iron Core)、磁性材料(Ferrite EE-core)、Pot-Core或Toroid core等。
換句話說，本實用新型的共模平衡元件300可置于冷陰極熒光燈的高壓側(cè)或冷陰極熒光燈的低壓側(cè)，根據(jù)共模平衡元件300的設(shè)計，可使流經(jīng)共模平衡元件300第一繞組N1的電流與流經(jīng)第二繞組N2的電流相平衡。
以圖5A所示電路為例，其中共模平衡元件300中所需的電感值大小可采用下述方式得到。由于冷陰極熒光燈為負(fù)電阻特性，因此在推導(dǎo)過程中使用兩個負(fù)載R1與R2來分別替換兩個冷陰極熒光燈212與214，從而冷陰極熒光燈212兩端的電壓差可假設(shè)成VR1，而冷陰極熒光燈214兩端的電壓大小可假設(shè)成VR2，根據(jù)克希爾夫電壓定律(Kirchhoff’s Law)可得出下兩式VO＝V208+VR1+VL1(1)VO＝V210+VR2-VL2(2)其中VO為變壓器次級線圈206的輸出電壓，V208為高壓電容208兩端的電壓大小，VL1則為共模平衡元件300第一繞組的電壓值，V210為高壓電容210兩端的電壓大小，VL2則為共模平衡元件300的第二繞組的電壓值。
接著利用復(fù)數(shù)替換上述電感值與電容值，并假設(shè)高壓電容208與210的電容值相等均為C，且共模平衡元件300中第一繞組N1的電感值與第二繞組N2的電感值相等且均為L，共模平衡元件的耦合系數(shù)為K，則通過對第(1)與第(2)式的運算可得出下式(R12-R22)=4LC(1-K)---(3)]]>第(3)式表現(xiàn)為各元件間彼此的關(guān)系，因此可根據(jù)第(3)式計算出共模平衡元件的電感值大小。例如，若R1為120K歐姆，R2為90K歐姆，共模平衡元件的耦合系數(shù)K則為0.85，且所使用的高壓電容208與210的電容值為39皮法，則共模平衡元件300中第一繞組N1的電感值與第二繞組N2的電感值為409m亨利。
圖6所示為利用本實用新型第一實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈，其流經(jīng)兩根冷陰極熒光燈管的電流大小的計算機(jī)仿真比較示意圖。由圖中可看出，流經(jīng)兩冷陰極熒光燈電流大小幾乎完全相等，顯然，本實用新型的電路結(jié)構(gòu)可平衡分別流經(jīng)兩根冷陰極熒光燈管的電流。
圖7A所示為將本實用新型第一實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈的示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，而變壓器次級線圈206則連接多個高壓電容C1至Cn，而每一個高壓電容均與一個相對應(yīng)的冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn相接，而任意兩個相鄰的冷陰極熒光燈分別連接到一個共模平衡元件。換句話說，利用本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)驅(qū)動多根冷陰極熒光燈時，其所使用的共模平衡元件數(shù)目為所需驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目減一。因此若所需驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目為N，其所需使用的共模平衡元件數(shù)目則為(N-1)。
另一方面，共模平衡元件CC1使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1與冷陰極熒光燈CCFL2的電流相平衡；共模平衡元件CC2使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL2與冷陰極熒光燈CCFL3的電流相平衡。依此類推，共模平衡元件CCn-1則會使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFLn-1與冷陰極熒光燈CCFLn的電流相平衡，因此，在本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)中增加共模平衡元件，可讓流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn的電流彼此平衡。
而共模平衡元件CCn-1的一個輸出端與兩串聯(lián)二極管(dual diode)220的相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。其中全橋式電路202也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等。共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)、微金屬粉材料(Micrometals PowderedIron Core)、磁性材料(Ferrite EE-core)、Pot-Core或Toroid core等。
另一方面，如圖7A所示，此(N-1)個共模平衡元件的兩輸出端，其中的一個輸出端與前一級的共模平衡元件的一個輸出端相接，而另一輸出端則接地。例如共模平衡元件CCM的一個輸出端接地，另一個輸出端則與相鄰的共模平衡元件CCM-1的一個輸出端相連接，其中M＝2，3，……N-1。但值得注意的是，此(N-1)個共模平衡元件的接地輸出端也可相連在一起并與兩相串聯(lián)的二極管(dualdiode)220相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。
圖7B所示為本實用新型第二實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動復(fù)數(shù)根冷陰極熒光燈管的示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，變壓器次級線圈206則和多個高壓電容C1至Cn相連接，而任意相鄰的兩個高壓電容會分別連接到一個共模平衡元件的兩輸入端，而每一共模平衡元件的輸出端均會與相應(yīng)的冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn相接。換句話說，當(dāng)利用本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管時，其所使用的共模平衡元件數(shù)目同樣為所驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目減一。因此若所驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目為N，其所需使用的共模平衡元件數(shù)目則為(N-1)。
另一方面，共模平衡元件CC1使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1與冷陰極熒光燈CCFL2的電流相平衡；共模平衡元件CC2會讓流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL2與冷陰極熒光燈CCFL3的電流相平衡。依此類推，共模平衡元件CCn-1會使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFLn-1與冷陰極熒光燈CCFLn的電流相平衡。因此，在本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)中增加共模平衡元件，可使流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn的電流彼此相平衡。
冷陰極熒光燈CCFLn的輸出端與兩串聯(lián)二極管(dual diode)220的連接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202，該反饋信號調(diào)節(jié)全橋電路202來輸出需要的功率。其中全橋式電路202也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等。而共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP PowderCores)、微金屬粉材料(Micrometals Powdered Iron Core)、磁性材料(FerriteEE-core)、Pot-Core或Toroid core等。
另一方面，如圖7B所示，冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn的輸出端彼此相連在一起并和兩串聯(lián)二極管(dual diode0220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。但值得注意的是，也可以只把一個冷陰極熒光燈CCFLn的輸出與兩串聯(lián)二極管220的共同接點相接，而其余的冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn-1的輸出端均接地，仍可達(dá)到本實用新型的目的。
圖8A所示為本實用新型的共模平衡元件300應(yīng)用于一種直流/交流轉(zhuǎn)換器電路來驅(qū)動兩冷陰極熒光燈的第三實施例示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，而變壓器次級線圈206則連接兩個高壓電容208與210，其中高壓電容210連接本實用新型的共模平衡元件300，而共模平衡元件300的兩輸出端分別連接兩根冷陰極熒光燈管212與214。冷陰極熒光燈214連接到第一繞組，冷陰極熒光燈212連接到第二繞組。冷陰極熒光燈214和212的輸出端彼此連接且與兩串聯(lián)二極管(dual diode)220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。全橋式電路202也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)，微金屬粉材料(Micrometals Powdered Iron Core)、磁性材料(Ferrite EE-core)、Pot-Core或Toroid core等。其中第三實施例和第二實施例最大的不同之處在于，其共模平衡元件僅外接一高壓電容210。
圖8B所示為本實用新型的共模平衡元件300應(yīng)用于一種直流/交流轉(zhuǎn)換器電路來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈管的第四實施例示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，而變壓器次級線圈206則連接兩高壓電容208和210，其中高壓電容210連接兩根冷陰極熒光燈212和214的一輸入側(cè)，而此兩根冷陰極熒光燈212與214的另一輸出側(cè)則分別與本實用新型的共模平衡元件300的第一繞組和第二繞組相接。共模平衡元件300的兩個輸出端和兩串聯(lián)二極管(dual diode)220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。全橋式電路202亦可改用半橋式電路，推挽式電路或Royer式電路等。共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)，微金屬粉材料(Micrometals Powdered Iron Core)，磁性材料(Ferrite EE-core)，Pot-Core或Toroid core等。其中第四實施例與第一實施例最大的不同之處在于，其共模平衡元件僅外接一高壓電容210。
與第一和第二實施例相似，第三和第四實施例中的本實用新型的共模平衡元件300亦可置于冷陰極熒光燈的高壓側(cè)或冷陰極熒光燈的低壓側(cè)，根據(jù)共模平衡元件300的設(shè)計，可將流經(jīng)共模平衡元件300第一繞組N1的電流與流經(jīng)第二繞組N2的電流相平衡。
以圖8A所示的電路為例，其中共模平衡元件300的電感值大小可采用下述的方式得出。由于冷陰極熒光燈為負(fù)電阻特性并考慮到其寄生電容，計算過程中，使用并聯(lián)的一個電阻和一個電容來代替一根冷陰極熒光燈管。接著，將此并聯(lián)的電阻和電容轉(zhuǎn)換成串聯(lián)型式。如圖8C所示，使用兩組串聯(lián)的電阻電容負(fù)載(R1、C1)與(R2、C2)來分別替換兩根冷陰極熒光燈管212與214。因此，如圖8所示，冷陰極熒光燈214輸入端與輸出端的電壓差為(VR1+VC1)，冷陰極熒光燈212輸入端與輸出端的電壓差為(VR2+VC2)。共模平衡元件300中第一繞組300a的端電壓為VO1，共模平衡元件300中第二繞組300b的端電壓為VO2，因此根據(jù)克希爾夫電壓定律(Kirchhoff’s Law)可得出下面兩式VT＝VO1+VR1+VC1(4)VT＝-VO2+VR2+VC2(5)其中VT為電容210與共模平衡元件300連接點的電壓。
接著利用復(fù)數(shù)代換上述的電容值，假設(shè)流經(jīng)第一繞組300a的電流為I1，流經(jīng)第二繞組300b的電流為I2，則第(4)與第(5)式轉(zhuǎn)換為如下兩式所示VT＝VO1+I1×R1+I1×(1/jωC1) (6)VT＝-VO2+I2×R2+I2×(1/jωC2)(7)因為流經(jīng)第一繞組300a的電流I1與流經(jīng)第二繞組300b的電流I2大小相等，且假設(shè)共模平衡元件300中第一繞組的電感值與第二繞組的電感值相等且均為L，共模平衡元件的耦合系數(shù)為K，則通過對第(6)與第(7)式的運算可得出下式L=12(1-K)[(R12-R22)1/C1+1/C2+1ω2(1C1-1C2)]---(8)]]>因此可根據(jù)第(8)式計算出共模平衡元件的電感值大小。例如，若R1為120K歐姆，R2為90K歐姆，共模平衡元件的耦合系數(shù)K為0.85，且頻率為50K赫茲，則共模平衡元件300中第一繞組300a的電感值與第二繞組300b的電感值為650m亨利。
圖9所示為利用本實用新型第三實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈，其流經(jīng)兩根冷陰極熒光燈電流大小的計算機(jī)仿真比較示意圖。由圖中可看出根據(jù)本實用新型的電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動兩根冷陰極熒光燈，其流經(jīng)兩冷陰極熒光燈電流幾乎相等。顯然，本實用新型的電路結(jié)構(gòu)可以平衡流經(jīng)兩根冷陰極熒光燈管的電流。
圖10A所示為本實用新型第三實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈的示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，變壓器次級線圈206則連接兩個高壓電容206與210，而高壓電容210與多個共模平衡元件CC1至CCn相連接，每一共模平衡元件的輸出端均會與相應(yīng)的冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn相接。換句話說，當(dāng)利用本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管時，其所使用的共模平衡元件數(shù)目同樣為所驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目減一。因此若所驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目為N，則其所需使用的共模平衡元件數(shù)目為(N-1)。
另一方面，共模平衡元件CC1使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1與冷陰極熒光燈CCFL2的電流相平衡，共模平衡元件CC2會使流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL2與冷陰極熒光燈CCFL3的電流相平衡。依此類推，共模平衡元件CCn-1則會使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFLn-1與冷陰極熒光燈CCFLn的電流相平衡。因此，在本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)中加入共模平衡元件，可使流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn的電流彼此相平衡。
冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn的輸出端與兩串聯(lián)二極管(dual diode)220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。其中全橋式電路202也可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等。共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)相類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)、微金屬粉材料(Micrometals Powdered Iron Core)，磁性材料(Ferrite EE-core)、Pot-Core或Toroid core等。
另一方面，如圖10A所示，該N個冷陰極熒光燈輸出端彼此相連在一起，并和兩個串聯(lián)二極管(dual diode)220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。在該電路結(jié)構(gòu)中也可以僅把一個冷陰極熒光燈CCFLn與兩個串聯(lián)二極管220的共同接點相接，而其余的冷陰極熒光燈的輸出端均接地，仍可達(dá)到本實用新型的目的。
圖10B所示為本實用新型第四實施例的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于驅(qū)動多根冷陰極熒光燈的示意圖。其中直流電源200用來提供一直流電源，并通過一全橋式電路202與變壓器初級線圈204相連接，變壓器次級線圈206則連接兩高壓電容208與210，而高壓電容210與多個冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn相接，任何兩根相鄰的冷陰極熒光燈分別連接到相應(yīng)的共模平衡元件CC1至CCn。換句話說，利用本實用新型的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)驅(qū)動多根冷陰極熒光燈時，其所使用的共模平衡元件數(shù)目為所驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目減一。因此若所驅(qū)動的冷陰極熒光燈數(shù)目為N，則其所需使用的共模平衡元件數(shù)目為(N-1)。
另一方面，共模平衡元件CC1使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1與冷陰極熒光燈CCFL2的電流相平衡，共模平衡元件CC2會使流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL2與冷陰極熒光燈CCFL3的電流相平衡。依此類推，共模平衡元件CCn-1則會使得流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFLn-1與冷陰極熒光燈CCFLn的電流相平衡，因此，根據(jù)加入本實用新型的共模平衡元件，可以使流經(jīng)冷陰極熒光燈CCFL1至CCFLn的電流彼此相平衡。
共模平衡元件CCn-1的一輸出端與兩串聯(lián)二極管(dual diode)220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。其中全橋式電路202亦可改用半橋式電路、推挽式電路或Royer式電路等。共模平衡元件的結(jié)構(gòu)與變壓器結(jié)構(gòu)類似，其材料可使用金屬粉材料(MPP Powder Cores)、微金屬粉材料(MicrometalsPowdered Iron Core)、磁性材料(Ferrite EE-core)、Pot-Core或Toroid core等。
另一方面，如圖10B所示，該(N-1)個共模平衡元件的兩個輸出端中的一個輸出端與相鄰的另一共模平衡元件的一個輸出端相接，而另一輸出端則接地。例如共模平衡元件CCM的一個輸出端接地，另一個輸出端則與相鄰的共模平衡元件CCM-1的一個輸出端相連接，其中M＝2，3，……N-1。但值得注意的是，該(N-1)個共模平衡元件的接地輸出端也可相連在一起并和兩個串聯(lián)二極管(dual diode)220的共同接點相接，用來將輸出端電流反饋至全橋式電路202。
圖11A至圖11D所示為對本實用新型的圖5B的共模平衡元件300兩個輸出端電流的進(jìn)行測試的測試結(jié)果示意圖。其中設(shè)流經(jīng)N1繞組的電流為IO1，流經(jīng)N2繞組的電流為IO2，則其測試條件與測試結(jié)果如下所示環(huán)境溫度25℃電流點測針Tektronix P6022，S/N011-0161-00電源供應(yīng)器GW GPC-3030D計量儀HP 34401A測試結(jié)果

顯然，從上表可以看出，流經(jīng)N1繞組的電流IO1與流經(jīng)N2繞組的電流IO2，兩者間的差異很小。
圖11E至圖11H為本實用新型的圖5B中共模平衡元件300的輸出端的輸出電流與頻率的關(guān)系示意圖。其中設(shè)流經(jīng)N1繞組的電流為IO1，流經(jīng)N2繞組的電流為IO2，則其測試結(jié)果如下所示

顯然，從上表可以看出，電流IO1和IO2不受頻率影響。
由上述本實用新型的最佳實施例和測試結(jié)果可知，本實用新型的電路結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點第一，在一個變壓器驅(qū)動多個冷陰極熒光燈，此電路結(jié)構(gòu)可使每一燈管的電流平衡，且冷陰極熒光燈的結(jié)構(gòu)和數(shù)量不影響本實用新型的電流平衡；第二，當(dāng)驅(qū)動多根冷陰極熒光燈時該電路無需多個變壓器。總之，本實用新型電路結(jié)構(gòu)減小了元件數(shù)量，體積小成本低。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，雖然下面的詳細(xì)描述是基于給出的最佳實施例，但是本實用新型并不僅僅局限于這些實施例。本實用新型旨在涵蓋權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和類似調(diào)整。在闡述本實用新型的一個較佳實施例的同時，仍然存在多種不脫離本實用新型的精神和范圍的改進(jìn)。
權(quán)利要求1.一種驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電路包括一個電源電路；一個與所述電源電路相連接的隔離變壓器，所述隔離變壓器對所述電源電路傳送的電壓進(jìn)行變壓；多個電容器，即第一至第N個電容器，分別接收所述變壓后的電壓；多個負(fù)載，即第一至第N個負(fù)載，分別連接對應(yīng)的所述第一至第N個電容器；多個共模平衡元件，即第一至第(N-1)個共模平衡元件，所述每個共模平衡元件有兩個輸入端、一個接地端與一個非接地端，所述第一個共模平衡元件的兩個輸入端分別與所述第一與第二負(fù)載相接，且所述第K個共模平衡元件的兩個輸入端則分別與所述第(K+1)個負(fù)載與所述第(K-1)個共模平衡元件的非接地端相接，其中K＝2，3，…，N-1；和一個兩兩串聯(lián)二極管，其與所述第(N-1)個共模平衡元件的非接地端相連接，其傳送一個反饋信號至所述電源電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述多個共模平衡元件的接地端共同接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于多個共模平衡元件的接地端與所述兩兩串聯(lián)二極管相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電源電路可為全橋式、半橋式、推挽式或Royer式電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述負(fù)載為冷陰極熒光燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件可以為變壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件材料包括金屬粉材料、微金屬粉材料、磁性材料、Pot-Core和Toroid core。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述反饋信號可以控制所述電源電路。
9.一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電路包括一個電源電路；一個與所述電源電路相連接的隔離變壓器，所述隔離變壓器對所述電源電路傳送的電壓進(jìn)行變壓；多個電容器，即第一至第N個電容器，分別接收所述經(jīng)過變壓的電壓；多個共模平衡元件，即第一至第(N-1)共模平衡元件，其中所述每個共模平衡元件有兩個輸入端、第一和第二輸出端，其中所述第(N-1)個共模平衡元件的兩個輸入端分別與所述第N與第(N-1)個電容器相連接，而所述第K個共模平衡元件的兩個輸入端則分別與所述第K個電容器和所述第(K+1)個共模平衡元件的第一輸出端相接，其中K＝1，2，…，N-2；多個負(fù)載，即第一至第N個負(fù)載，其中所述第一和第二負(fù)載分別與所述第一個共模平衡元件的第一和第二輸出端相接，所述第M個負(fù)載則與所述第(M-1)個共模平衡元件的第二輸出端相接，其中M＝3，4…，N；和一個兩兩串聯(lián)二極管，其共同接點連接所述第N個負(fù)載，其傳送一個反饋信號至所述電源電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述第一至第(N-1)個負(fù)載接地。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路置，其特征在于所述第一至第(N-1)個負(fù)載與所述兩兩串聯(lián)二極管相接。
12.如申請專利范圍第9項所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電源電路可為全橋式、半橋式、推挽式或Royer式電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述負(fù)載為冷陰極熒光燈。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件可以為變壓器。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可驅(qū)動復(fù)數(shù)冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件材料包含金屬粉材料，微金屬粉材料，磁性材料，Pot-Core和Toroid core。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述反饋信號可以控制所述電源電路。
17.一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電路包括一個電源電路；一個與所述電源電路相連接的隔離變壓器，所述隔離變壓器對所述電源電路傳送的電壓進(jìn)行變壓；一個接收所述變壓后的電壓電容器；多個負(fù)載，即第一至第N個負(fù)載，分別連接所述電容器；多個共模平衡元件，即第一至第(N-1)個共模平衡元件，其中所述每個共模平衡元件有兩個輸入端、一個接地端和一個非接地端，其中所述第一個共模平衡元件的兩個輸入端分別與所述第一和第二負(fù)載相接，而所述第K個共模平衡元件的兩個輸入端則分別與所述第(K+1)個負(fù)載和所述第(K-1)個共模平衡元件的非接地端相接，其中K＝2，3，…，N-1；和一個兩兩串聯(lián)二極管，其共同接點連接所述第(N-1)個共模平衡元件的非接地端，其傳送一個反饋信號至所述電源電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述第一至第(N-1)個共模平衡元件的接地端接地。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述多個共模平衡元件的接地端與所述兩兩串聯(lián)二極管相接。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電源電路可為全橋式、半橋式、推挽式或Royer式電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述負(fù)載為冷陰極熒光燈。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路裝置，其特征在于所述共模平衡元件可以為變壓器。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件材料包含金屬粉材料、微金屬粉材料、磁性材料、Pot-Core和Toroid core。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述反饋信號可以控制所述電源電路。
25.一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電路包括一個電源電路；一個與所述電源電路相連接的隔離變壓器，所述隔離變壓器對所述電源電路傳送的電壓進(jìn)行變壓；一個接收所述變壓后的電壓的電容器；多個共模平衡元件，即第一至第(N-1)共模平衡元件，其中所述每個共模平衡元件有兩個輸入端、第一和第二輸出端，其中所述第(N-1)個共模平衡元件的兩個輸入端分別與所述電容器相接，所述第K個共模平衡元件的兩個輸入端則分別與所述電容器和所述第(K+1)個共模平衡元件的第一輸出端相接，其中K＝1，2，…，N-2；多個負(fù)載，即第一至第N個負(fù)載，其中所述第一與第二負(fù)載分別與所述第一個共模平衡元件的兩個輸出端相接，所述第M個負(fù)載與所述第(M-1)個共模平衡元件的所述第二輸出端相接，其中M＝3，4…，N； 和一個兩兩串聯(lián)二極管，其共同接點連接所述第N個負(fù)載，其傳送一個反饋信號至所述電源電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述第一至第(N-1)個負(fù)載接地。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述第一至第(N-1)個負(fù)載與所述兩兩串聯(lián)二極管相接。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述電源電路可為全橋式、半橋式、推挽式或Royer式電路。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述負(fù)載為冷陰極熒光燈。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件可為變壓器。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述共模平衡元件材料包含金屬粉材料、微金屬粉材料、磁性材料、Pot-Core和Toroid core。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種可驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路，其特征在于所述反饋信號可以控制所述電源電路。
專利摘要本實用新型給出了一種驅(qū)動多根冷陰極熒光燈管的直流/交流轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)。冷陰極熒光燈管之間采用了一種共模平衡元件。該共模平衡元件平衡了流經(jīng)各個冷陰極熒光燈管的電流。
文檔編號H05B41/14GK2706992SQ20032010433
公開日2005年6月29日 申請日期2003年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者李勝泰 申請人:美國凹凸微系有限公司