CN200941335Y - 高压灯管驱动系统及其变压器 - Google Patents

Abstract

一种高压灯管驱动系统，具有一开关电路、一变压器及多数个灯管，其中开关电路具有一交流输出端组可输出特定高、低准位的电压信号至该变压器；变压器具有成对的多数个绕线架及一磁芯组，各绕线架上设有一第一线圈及成对的多数个第二线圈，第一线圈电性连接交流输出端组，各第二线圈电性连接至少一灯管，磁芯组是具有二内磁通部及一外磁通部，二内磁通部设置于绕线架内，外磁通部设于绕线架之间。

Description

高压灯管驱动系统及其变压器

技术领域

本实用新型是与变压器有关，特别是指一种用以驱动高压灯管的变压器及其所应用的电路驱动系统。

背景技术

随着液晶显示器的普及，具轻巧及高效能的背光模块已为其主要诉求，其中包括有以高压驱动的灯管，作为背光模块的光源以进行显示，而驱动灯管的驱动电路中则包括有电源切换的开关电路、控制切换时脉的调变电路以及升高交流电压信号的高压变压器，当中以高压变压器占有驱动电路相当比例的空间，因此变压器制造业者不断朝向薄形化及小型化的方向来设计。

请参照图17所示为现有的变压器2，适用于液晶显示器中以驱动冷阴极管，变压器2主要包括有一绕线管80及相对的二E型磁芯81，绕线管80为中空的管状结构，其外围则区分为一次侧801及二次侧802的绕线区，以缠绕金属线圈，当中二次侧802所缠绕线圈的圈数则大于一次侧801所缠绕的线圈数，各E型磁芯81以中间部810插设于绕线管80的中空部且相互并和，因此当一次侧801的线圈输入有交流电压信号后，二E型磁芯81则在绕线管80的管内与管外型成磁通回路，参照图2，并于二次侧802的线圈输出有经升压的交流电压信号，可用以驱动冷阴极管发光。

一般而言，二E型磁芯81的磁通原本只存在于各E型磁芯81中，然而由于驱动电路中尚具有以高速运转切换时脉的调变电路以及高速切换电源信号的开关电路，为避免其高速运转状态所产生的高频电磁波干扰显示器的显示信号使影响屏幕显示效果，往往此类高速组件皆罩设有金属屏蔽以屏蔽上述电磁波干扰信号，因此变压器2周围的金属屏蔽很容易影响二E型磁芯81的磁通回路，使变压器2产生磁漏的现象进而造成磁通的损失，如此则增加了变压器2的负载使二次侧802线圈输出的电压信号不稳定，进而冷阴极管的发光不稳定而降低了显示器的品质。

另外，上述变压器2以二E型磁芯81的中间部810插设至绕线管80的中空部，其余部位则皆位于该绕线管80外侧，使得整体结构上二E型磁芯81所占的空间几乎为绕线管80的两倍，尤其随着显示器尺寸日益增加，需以更多灯管应付更高亮度需求，在绕线管80仅能缠绕有限的线圈条件下，若欲以串接更多变压器2的方式提供多灯管发光，上述变压器2的模块结构对于驱动电路的空间使用实不具效益，无法有效应付高亮度需求的显示器模块装置。

实用新型内容

因此，本实用新型的主要目的乃在于提供一种高压灯管变压器，可有效防止变压器磁通的损失，维持灯管发光的稳定性。

本实用新型的另一目的乃在于提供一种高压灯管驱动系统，可提升变压器硬件空间的使用效率，以最节省驱动电路空间的方式达成多灯管发光的高亮度需求。

为达成前揭目的，本实用新型所提供一种高压灯管驱动系统，其特征在于，包括有：

一开关电路，具有一交流输出端组；

一变压器，具有成对的多数个绕线架及一磁芯组，各对的二该绕线架为并列设置，各该绕线架上设有一第一线圈及成对的多数个第二线圈，该些第一线圈及第二线圈皆为金属线材所缠绕形成，该些第一线圈电性连接该交流输出端组，该磁芯组为磁性材质所制成，具有二内磁通部及一外磁通部，该二内磁通部设置于该些绕线架内，该外磁通部设于该些成对的绕线架之间；以及，

多数个灯管，各该灯管是输出有相接近的电流，各该第二线圈电性连接至少一该灯管。

其中该开关电路具有一脉冲调变IC及多数个晶体管，该些晶体管电性连接该脉冲调变IC及该交流输出端组，该脉冲调变IC输出特定工作周期及频率的数字控制信号至该些晶体管，使该交流输出端组输出由时序控制的交流电压信号。

其中该变压器为一二输入四输出的升压变压器，各该绕线架缠绕二该第二线圈。

其中该变压器为一二输入八输出的升压变压器，各该绕线架缠绕四该第二线圈。

本实用新型一种变压器，其特征在于，包括有：

成对的多数个绕线架，各对的二该绕线架为并列设置，各该绕线架上设有一第一线圈及成对的多数个第二线圈，该些第一线圈及第二线圈皆为金属线材所缠绕形成；

一磁芯组，为磁性材质所制成，是具有并列的二内磁通部及一外磁通部，该外磁通部介于该二内磁通部之间，该二内磁通部设置于该些绕线架内，该外磁通部设于该些绕线架之间；以及，

一盖体，具有二容置部，该二容置部相互并列以覆盖该些绕线架，该二内磁通分别设于各该容置部，该外磁通部位于该盖体上介于该二容置部之间。

其中各对的二该绕线架于相邻的一侧边相对接，其它各侧边则设有多数个金属接脚，各该第一线圈及第二线圈的绕线起、迄点是分别电性连接各该金属接脚。

其中各该绕线架为具有一中空部的管状结构，该盖体于各该容置部两端分别设有一插设部，该些插设部的形状与各该中空部的截面形状相同，该磁芯组是穿设该插设部使二内磁通部嵌合于该二中空部。

其中该磁芯组为二E型磁芯相对合的结构，各该内磁通部及该外磁通部皆有约略二分的一的部分位于各该E型磁芯上。

其中该磁芯组为一E型磁芯与一一字型磁芯的组合结构，该二内磁通部及该外磁通部皆位于该E型磁芯上。

其中该磁芯组为四U型磁芯的组合结构，各该内磁通部及该外磁通部皆有四分之一的部分位于各该U型磁芯上。

其中各该绕线架具有一身部，该些第一线圈及第二线圈缠绕于该身部的缠绕角度为大于90度的钝角。

其中各该身部为圆弧形。

其中该二内磁通部的形状是与该身部相对应。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的高压灯管变压器，可有效防止变压器磁通的损失，维持灯管发光的稳定性。

本实用新型的高压灯管驱动系统，可提升变压器硬件空间的使用效率，以最节省驱动电路空间的方式达成多灯管发光的高亮度需求。

附图说明

以下，配合附图列举一较佳实施例，用以对本实用新型的组成构件及功效作进一步说明，其中所用各附图的简要说明如下，其中：

图1是本实用新型所提供第一较佳实施例的电路方块示意图；

图2是为上述第一较佳实施例所提供该开关电路的应用电路示意图；

图3是为上述第一较佳实施例所提供该变压器的电路示意图；

图4是为上述第一较佳实施例所提供该变压器的分解立体图；

图5是为上述第一较佳实施例所提供该些绕线架的底视图；

图6是为上述第一较佳实施例所提供该些绕线架、第一及第二线圈的底视图；

图7是为上述第一较佳实施例所提供该盖体的底视图；

图8是为上述第一较佳实施例所提供该变压器的底视图；

图9是为上述第一较佳实施例所提供该变压器的组合立体图；

图10是为上述第一较佳实施例所提供该输出单元的应用电路示意图；

图11是为本实用新型所提供第二较佳实施例的该变压器的分解立体图；

图12是为本实用新型所提供第三较佳实施例的该变压器的分解立体图；

图13是为上述第三较佳实施例所提供该变压器的组合立体图；

图14是为本实用新型所提供第四较佳实施例的该变压器的分解立体图；

图15是为上述第四较佳实施例所提供该变压器的组合立体图；

图16是为本实用新型所提供第五较佳实施例的该变压器的分解立体图；

图17是为现有变压器的分解立体图。

具体实施方式

请参阅图1所示，为本实用新型第一较佳实施例所提供一高压灯管驱动系统1，具有一开关电路10、一变压器20及一输出单元30，其中：

请配合如图1及图2所示，该开关电路10包括一直流电源11、一电子功率开关12、一脉冲调变IC13，该直流电源11为提供该电子功率开关12中电子组件作动所需的操作电压，具有一直流输入端组110以输入直流操作电压至该电子功率开关12，该电子功率开关12主要由多数个晶体管121所组成的开关组件，具有一交流输出端组120可输出特定高、低准位的电压信号，该脉冲调变IC13为脉冲宽度调变特性的电路，可输出特定工作周期及频率的数字控制信号至该电子功率开关12，图2即为本实施例所提供该开关电路10的一种应用电路，由该脉冲调变IC13控制该些晶体管121的开关切换，使该交流输出端组120输出由时序控制的交流电压信号通过一谐振电容C至该变压器20。

请参阅如图3所示为本实施例所提供该变压器20的一种应用电路，该变压器20为由一一次侧线圈组21、一二次侧线圈组22及一磁芯组23所构成的交流升压电路，其模块结构可如图4所示为一二输入四输出的升压变压器，可供电性连接至少四组高压灯管的输出负载，该变压器20具有成对的二绕线架24、25、一盖体26及二E型磁芯230，其中各该绕线架24、25为具有一中空部240、250的管状结构，请参照如图5所示，该二绕线架24、25于相邻的一侧边241、251各设有一凸部241a、251a及一凹部241b、251b，其它各侧边则设有多数个金属接脚242、252，该二绕线架24、25以各凸部241a、251a及凹部241b、251b相对接，形成左右平行并列设置的结构；另请配合参照图6，各该绕线架24、25上以漆包线缠绕形成一第一线圈211、212及二第二线圈221、222，更以二金属接角242a、252a对应电性连接该第一线圈211、212的绕线起迄点，且电性连接该交流输出端组120，使该些第一线圈211、212形成如图3所示的该一次侧线圈组21，各该绕线架24、25更以四金属接角242b、252b对应电性连接各该第二线圈221、222的绕线起迄点，且电性连接该输出单元30，使该些第二线圈221、222形成如图3所示的该二次侧线圈组22；请配合参照图7，该盖体26为对应于该二绕线架24、25而具有二容置部261、262及位于各该容置部261、262两端的一插设部263、264，该些插设部263、264的形状为对应于各该绕线架24、25中空部240、250，该二容置部261、262用以嵌设该二绕线架24、25，参照图8；请配合参照图4及图9，该二E型磁芯230相对合的结构即为该磁芯组23，各该E型磁芯230具有二内磁通部231、232及一外磁通部233，该些内磁通部231、232用以分别穿设各该插设部263、264且设于该二中空部240、250，各该外磁通部232恰可嵌设于该盖体26的二容置部261、262之间。

请配合参照图1，该输出单元30具有多数个阻抗匹配器31、多数个灯管32、一电流稳定装置33及一电压稳定装置34，该些阻抗匹配器31是分别对应电性连接各该灯管32及该变压器20，利用阻抗匹配的原理达成各该灯管32电流平衡的目的，该电流稳定装置33电性连接该些灯管32及该开关电路10的脉冲调变IC13，可确保流经各该灯管32路径的电流相同，该电压稳定装置34电性连接该变压器20、该脉冲调变IC13及该些灯管32，可对各该灯管32做负载调节及电压保护，避免过电压情形或灯管老化现象，并对各该灯管32具有开路保护的功用，请参阅如图10所示即为本实施例所提供该输出单元30的一种应用电路。

综合上述讨论可知，由于该变压器20具有较现有为多的该些第一线圈211、212及第二线圈221、222，因此可将该交流输出端组120输出的交流电压信号转换为更大功率的交流电压信号以驱动该些灯管32，实际电路运作状况下，由该谐振电容C、该变压器20、该些阻抗匹配器31以及该些灯管32构成该高压灯管驱动系统1的谐振网络，且该电子功率开关12提供高频率切换的交流电压信号给谐振网络，由该变压器20的二次侧线圈组22使升高交流电压后，配合谐振网络的共振效应以及高负载品质因素则可输出适当的交流电压信号驱动该些灯管32使发光；且由于该磁芯组23的二E型结构是为使该外磁通部232设于该二内磁通部231、232之间，不会有如上述现有的该变压器2有磁漏的现象，因此可使该变压器20的二次侧线圈组22输出稳定的电压信号，控制各该灯管32的发光稳定而维持显示器的品质。

另值得一提的是，为防止线圈老化的现象，本实用新型更提供有如图11所示第二较佳实施例的一变压器40，为圆孔型的绕线架结构，具有二绕线架41、42、一盖体43及二E型磁芯44，除了与上述实施例所提供者有相同的电性功能特性，所不同的为于形状上各该绕线架41、42的一身部410、420及一中空部411、421，该盖体43的二插设部431、432，以及各该E型磁芯44的二内磁通部441、442，其中各该身部410、420为圆弧形的外型结构用以缠绕线圈，各该中空部411、421、插设部431、432及内磁通部441、442是对应该身部410、420而皆设计为圆弧形，使该二内磁通部441、442可分别紧实嵌合于各该中空部411、421，以维持该二E型磁芯44具有均匀的感应磁场，如此可避免如漆包线等金属线材在各该绕线架41、42上缠绕时，因直角弯角处的转折而使漆包线外层的绝缘保护膜剥落，造成线圈短路现象，以至于线圈本身阻抗的变化，使各灯管间产生阻抗不匹配的现象。

至于本实用新型所提供变压器的磁芯组亦不限定于E型磁芯的结构，可如图12及图14所示分别为本实用新型第三及第四较佳实施例所分别提供的一变压器50、60，其中：

请配合参照图12及图13，该变压器50具有该二绕线架24、25、该盖体26及一磁芯组51，该磁芯组51为一E型磁芯511与一一字型磁芯512的组合结构，使该磁芯组51的二内磁通部51a及一外磁通部51b皆于该E型磁芯511上，然该磁芯组51的功能特性是与上述第一较佳实施例所提供者具有等同的功效。

请配合参照图14及图15，该变压器60具有该二绕线架24、25、该盖体26及一磁芯组61，该磁芯组61为四U型磁芯611的组合结构，该磁芯组61同样与上述第一较佳实施例所提供者具有相同的功能特性。

当然本实用新型所提供的变压器可驱动的灯管数可随第二线圈缠绕的线圈数而有所不同，若有更高亮度更多灯管需求的情况下，亦可如图16所示，为本实用新型第五较佳实施例所提供一二输入八输出的变压器70，可供电性连接至少八组高压灯管的输出负载，具有二绕线架71、72、一盖体73及二E型磁芯74，其中该盖体73及该二E型磁芯74的功能特性是与上述第一较佳实施例所提者相同，于此不再赘述，至于该二绕线架71、72即为较上述实施例所提供者可分别缠绕有多一对的第二线圈，因此各该绕线架71、72设置有更多的金属接脚75与所缠绕的线圈电性连接，以单一该绕线架72为例，金属接脚75a为用以与第一线圈的起迄点电性连接，其余的金属接脚75b则用以与第二线圈电性连接，由于该变压器70以两组第一线圈供应交流电压信号的输入，可不需分设其它绕线架便能负荷与多组第二线圈交互作用于同一磁芯组上，具有较现有为更高压负载的功能特性。

唯，以上所述的，仅为本实用新型的较佳可行实施例而已，故凡是应用本实用新型说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本实用新型的专利范围内。

Claims (13)

1、一种高压灯管驱动系统，其特征在于，包括有：

一开关电路，具有一交流输出端组；

一变压器，具有成对的多数个绕线架及一磁芯组，各对的二该绕线架为并列设置，各该绕线架上设有一第一线圈及成对的多数个第二线圈，该些第一线圈及第二线圈皆为金属线材所缠绕形成，该些第一线圈电性连接该交流输出端组，该磁芯组为磁性材质所制成，具有二内磁通部及一外磁通部，该二内磁通部设置于该些绕线架内，该外磁通部设于该些成对的绕线架之间；以及，

多数个灯管，各该灯管是输出有相接近的电流，各该第二线圈电性连接至少一该灯管。

2、依据权利要求1项所述的高压灯管驱动系统，其特征在于，其中该开关电路具有一脉冲调变IC及多数个晶体管，该些晶体管电性连接该脉冲调变IC及该交流输出端组，该脉冲调变IC输出特定工作周期及频率的数字控制信号至该些晶体管，使该交流输出端组输出由时序控制的交流电压信号。

3、依据权利要求1项所述的高压灯管驱动系统，其特征在于，其中该变压器为一二输入四输出的升压变压器，各该绕线架缠绕二该第二线圈。

4、依据权利要求1项所述的高压灯管驱动系统，其特征在于，其中该变压器为一二输入八输出的升压变压器，各该绕线架缠绕四该第二线圈。

5、一种变压器，其特征在于，包括有：

成对的多数个绕线架，各对的二该绕线架为并列设置，各该绕线架上设有一第一线圈及成对的多数个第二线圈，该些第一线圈及第二线圈皆为金属线材所缠绕形成；

一磁芯组，为磁性材质所制成，是具有并列的二内磁通部及一外磁通部，该外磁通部介于该二内磁通部之间，该二内磁通部设置于该些绕线架内，该外磁通部设于该些绕线架之间；以及，

一盖体，具有二容置部，该二容置部相互并列以覆盖该些绕线架，该二内磁通分别设于各该容置部，该外磁通部位于该盖体上介于该二容置部之间。

6、依据权利要求5项所述的变压器，其特征在于，其中各对的二该绕线架于相邻的一侧边相对接，其它各侧边则设有多数个金属接脚，各该第一线圈及第二线圈的绕线起、迄点是分别电性连接各该金属接脚。

7、依据权利要求5项所述的变压器，其特征在于，其中各该绕线架为具有一中空部的管状结构，该盖体于各该容置部两端分别设有一插设部，该些插设部的形状与各该中空部的截面形状相同，该磁芯组是穿设该插设部使二内磁通部嵌合于该二中空部。

8、依据权利要求7项所述的变压器，其特征在于，其中该磁芯组为二E型磁芯相对合的结构，各该内磁通部及该外磁通部皆有约略二分的一的部分位于各该E型磁芯上。

9、依据权利要求7项所述的变压器，其特征在于，其中该磁芯组为一E型磁芯与一一字型磁芯的组合结构，该二内磁通部及该外磁通部皆位于该E型磁芯上。

10、依据权利要求7项所述的变压器，其特征在于，其中该磁芯组为四U型磁芯的组合结构，各该内磁通部及该外磁通部皆有四分之一的部分位于各该U型磁芯上。

11、依据权利要求5项所述的变压器，其特征在于，其中各该绕线架具有一身部，该些第一线圈及第二线圈缠绕于该身部的缠绕角度为大于90度的钝角。

12、依据权利要求11项所述的变压器，其特征在于，其中各该身部为圆弧形。

13、依据权利要求12项所述的变压器，其特征在于，其中该二内磁通部的形状是与该身部相对应。

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