CN201163571Y - 平衡变压器以及背光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种平衡变压器以及使用该平衡变压器的背光装置。该平衡变压器包含一第一主线圈、一第二主线圈、一第一次线圈以及一导体。该第一主线圈具有一第一接点以及一第二接点，并且该第二主线圈具有一第三接点以及一第四接点。该第一次线圈对应于该第一主线圈以及该第二主线圈。该导体串接该第一接点以及该第四接点。藉此，该平衡变压器驱动该背光装置发光并且平衡该背光装置内的多个发光单元的电流。

Description

平衡变压器以及背光装置

技术领域

本实用新型涉及一种平衡变压器以及使用该平衡变压器的背光装置，并且特别是涉及一种可以驱动多个发光单元的平衡变压器以及使用该平衡变压器的背光装置。

背景技术

近年来，随着液晶显示器(Liquid Crystral Display，LCD)面板的尺寸不断增大，包含多个冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)的背光装置更加广泛地被用以提供液晶显示器面板所需的高质量光源。

多灯管背光装置所面临的最大难题在于：如何使得每一个灯管的电流都能维持大致相等，以确保提供给液晶显示面板的光源具有稳定且均匀的亮度。

为了解决上述的问题，一种可应用于多灯管的背光装置的Jin平衡电路(Jin balance circuit)被提出。请参考图1，图1示出了现有技术中具有Jin平衡电路结构的背光装置1的示意图。如图1所示，假设背光装置1包含有十个发光单元12，由于在Jin平衡电路结构中，一个平衡变压器10串接一个发光单元12，因此，背光装置1总共需要十个平衡变压器10，才能使流经每一个发光单元12的灯管电流达到大致相等的效果。

由于液晶显示器面板的尺寸不断增加，表示所需要的灯管也随之增加。若使用上述Jin平衡电路来平衡流经各灯管的电流使其大致相等，就需要相对应数量的平衡变压器，此外，印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)也必须随着平衡变压器的数量增加而加大其尺寸。

另一方面，上述Jin平衡电路需要不同极性的电源来驱动，然而在现有的Jin平衡电路结构中，将会面临到两条不同极性线路间的绝缘距离的问题。传统的解决方法是利用双层印刷电路板以及高压桥接器(High-VoltageJumper)来增加绝缘距离。

综上所述，在大尺寸液晶显示器面板中，平衡变压器数量的增加、印刷电路板尺寸的加大、高压桥接器数量的增加以及双层印刷电路板的使用等等，均会造成背光装置生产成本的上升。

实用新型内容

本实用新型的一范畴在于提供一种平衡变压器，用以驱动并平衡背光装置中的发光单元，以解决上述问题。

根据一具体实施例，本实用新型的平衡变压器包含第一主线圈、第二主线圈、第一次线圈以及导体，其中第一主线圈、第二主线圈以及第一次线圈的绕线数大致相等。第一主线圈具有第一接点以及第二接点，第二主线圈则具有第三接点以及第四接点。第一次线圈对应第一主线圈以及对应第二主线圈，并且第一次线圈与第一主线圈以及第二主线圈的绕线数大致相等。导体串接第一主线圈的第一接点以及第二主线圈的第四接点。

根据另一具体实施例，本实用新型的平衡变压器其第一主线圈的第一接点可电连接一单极性高压电源，并且通过导体将此单极性高压电源传导至第四接点。第二接点以及第三接点可分别电连接背光模块中的发光单元。藉此，该平衡变压器可驱动所述发光单元。由于第一次线圈与第一主线圈以及第二主线圈的绕线数大致相等，因此该平衡变压器能平衡所述发光单元。此外，第一次线圈可进一步电连接一反馈控制电路。

本实用新型的另一范畴在于提供一种使用新型平衡变压器来平衡各发光单元的电流的背光装置。

根据一具体实施例，本实用新型的背光装置包含2N个灯管以及N个平衡变压器。其中，N为一正整数。

在本具体实施例中，N个平衡变压器电连接至2N个灯管。此N个平衡变压器中的第k个平衡变压器，包含一第一主线圈、一第二主线圈、一第一次线圈以及一导体。其中，k为范围在1到N之间的正整数。第一主线圈具有第一接点以及第二接点，第二主线圈则具有第三接点以及第四接点。第一次线圈对应第一主线圈以及对应第二主线圈，并且第一次线圈与第一主线圈以及第二主线圈的绕线数大致相等。导体串接第一主线圈的第一接点以及第二主线圈的第四接点。

第k个平衡变压器的第一主线圈的第二接点可串接2N个灯管中的第(2k-1)个灯管。第k个平衡变压器的第二主线圈的第三接点可串接2N个灯管中的第2k个灯管，并且，第k个平衡变压器的第二主线圈的第四接点可串接N个平衡变压器中的第(k+1)个变压器的第一接点。藉此，N个平衡变压器可驱动2N个发光单元。由于各第一次线圈与各第一主线圈以及各第二主线圈的绕线数大致相等，因此平衡变压器能平衡2N个发光单元。此外，N个平衡变压器的所有第一次线圈可相互串接以形成一回路，此回路可进一步电连接一反馈控制电路。

根据另一具体实施例，本实用新型的背光装置除了具有上述具体实施例的各单元外，各平衡变压器进一步包含第二次线圈。第二次线圈电连接一保护电路，通过保护电路使平衡变压器避免处于不正常操作状态。

根据另一具体实施例，本实用新型的背光装置除了具有上一具体实施例的各单元外，进一步包含分别串接于2N个灯管的2N个高压电容。此外，N个平衡变压器中的第1个平衡变压器的第一接点可以电连接至一单极性的高压电源。

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1示出了现有技术中具有Jin平衡电路结构的背光装置的示意图。

图2A示出了根据本实用新型的一具体实施例的平衡变压器的内部结构示意图。

图2B示出了根据本实用新型的另一具体实施例的平衡变压器的内部结构示意图。

图3示出了图2B的平衡变压器构成平衡电路的示意图。

图4A以及图4B示出了图3的发光单元串接高压电容的示意图。

图5示出了根据本实用新型的一具体实施例的背光装置的示意图。

图6示出了根据本实用新型的另一具体实施例的背光装置的示意图。

附图符号说明

1、4、5：背光装置          12、40、52：发光单元

10、2、50：平衡变压器      20：第一主线圈

200：第一接点              202：第二接点

22：第二主线圈                 220：第三接点

222：第四接点                  24、504：第一次线圈

28、506：第二次线圈            26、502：导体

30、42、54：单极性高压电源     32：第一发光单元

34：第二发光单元               40、52：发光单元

36、44、56：反馈控制电路       38、46、58：保护电路

C：高压电容

具体实施方式

请参考图2A，图2A示出了根据本实用新型的一具体实施例的平衡变压器2的内部结构示意图。如图2A所示，平衡变压器2包含第一主线圈20、第二主线圈22、第一次线圈24以及导体26。

在本具体实施例中，第一主线圈20包含第一接点200以及第二接点202，第二主线圈22包含第三接点220以及第四接点222。第一次线圈24对应第一主线圈20以及第二主线圈22。导体26串接第一接点202以及第四接点222，因此，当第一接点202外接一电源时，该电源可通过导体26传导至第四接点222。

此外，在同一个平衡变压器2中，第一主线圈20、第二主线圈22与第一次线圈24的绕线数可以为，但不受限于，三者大致相等。

请参考图2B，图2B示出了根据本实用新型的另一具体实施例的平衡变压器2的内部结构示意图。如图2B所示，本具体实施例与上一具体实施例不同处在于本具体实施例的平衡变压器2进一步包含第二次线圈28。请注意，在实际应用中，第二次线圈28可从第一次线圈24中拉出两个接点而成。此外，本具体实施例的平衡变压器2的其它部分，均与上一具体实施例的相对应单元相同，在此不再赘述。

请参考图3，图3示出了图2B的平衡变压器2构成平衡电路的示意图。如图3所示，平衡变压器2的第一接点200电连接单极性高压电源30，第二接点202串接第一发光单元32，并且第三接点220串接第二发光单元34。通过单极性高压电源30、第一主线圈20、第二主线圈22以及导体26能驱动第一发光单元32以及第二发光单元34发光。

在本具体实施例中，由于第一主线圈20、第二主线圈22以及第一次线圈24的绕线数都大致相等，因此，根据能量守衡定律，提供至第一发光单元32的电流值将会大致相等于第二发光单元34的电流值。此外，第一次线圈24电连接反馈控制电路36，反馈控制电路36可通过第一次线圈24感应第一发光单元32以及第二发光单元34的电流值，并且据以调整单极性高压电源30的电压值，致使第一发光单元32以及第二发光单元34的电流达到设计者或使用者设定的电流值。

另外，本具体实施例的第二次线圈28电连接保护电路38，通过保护电路38能使平衡变压器2避免处于不正常操作状态以保护平衡变压器2。举例而言，当第一发光单元32或第二发光单元34损坏并造成开路时，第二次线圈28感应第一主线圈20的电流变化，保护电路38则根据第二次线圈28感应的结果选择性地停止平衡变压器2或停止单极性高压电源30的电压供应。

在实际应用中，由于上述具体实施例的平衡电路各单元的阻值差异度不同也会造成流经发光单元的电流产生偏差值。请注意，此偏差值的大小根据第一主线圈、第二主线圈、导体、发光单元或者平衡电路中的其它单元的阻值而决定，并非一固定值。要改善这一现象，可在发光单元的一侧串接电容值很小的高压电容，使第一主线圈、第二主线圈、导体、发光单元或者平衡电路中的其它单元的阻值差异度均可被忽略不计，藉此得到稳定而均匀的灯管电流。

请参考图4A以及图4B，图4A以及图4B示出了图3的发光单元串接高压电容C的示意图。如图4A所示，具有小电容值的高压电容C分别串接于第一发光单元32以及第二发光单元34的高压端，亦即，串接于平衡变压器与发光单元之间。另一方面，如图4B所示，高压电容C也可分别串接于第一发光单元32以及第二发光单元34的低压端。

请一并参考图5以及图2B，图5示出了根据本实用新型的一具体实施例的背光装置4的示意图。如图5所示，背光装置4包含N个平衡变压器2、2N个发光单元40、单极性高压电源42、反馈控制电路44以及保护电路46，其中N为一正整数。请注意，此处的各平衡变压器2的内部构造如图2B所示，各平衡变压器2的各单元的功能也与上述具体实施例的相对应单元的功能相同，在此不再赘述。

在本具体实施例中，N个平衡变压器2中的第k个平衡变压器2的第二接点202串接2N个发光单元40中的第(2k-1)个发光单元40，并且第三接点220串接2N个发光单元40中的第2k个发光单元40，其中k为范围1到N之间的正整数。第k个平衡变压器2的第四接点222则串接至第(k+1)个平衡变压器2的第一接点200，因此，通过各平衡变压器2的导体26可串接所有第一接点200以及第四接点222。

在本具体实施例中，N个平衡变压器2中的第1个平衡变压器2的第一接点200电连接单极性高压电源42。由于各平衡变压器2的导体26串接所有第一接点200以及第四接点222，因此单极性高压电源42可提供电压至各第一接点200以及各第四接点222。通过单极性高压电源42、各第一主线圈20以及各第二主线圈22能驱动N个发光单元40发光。在实务上，由于平衡变压器2在其本体内部以导体26串接第一接点200以及第四接点222，因此，在背光装置4的电路配置中可以避免使用高压桥接器。

由于各第一主线圈20、各第二主线圈22以及各第一次线圈24的绕线数都大致相等，因此，根据能量守衡定律，提供至各发光单元40的电流值将会大致相等。此外，各第一次线圈24相互串接形成一回路，此回路可进一步串接反馈控制电路44，反馈控制电路44通过各第一次线圈24感应各发光单元40的电流值，并且据以调整单极性高压电源30的电压值，致使各发光单元40的电流达到设计者或使用者设定的电流值。

另外，本具体实施例的各第二次线圈28电连接保护电路46，通过保护电路46能使各平衡变压器2避免处于不正常操作状态以保护各平衡变压器2。举例而言，当第(2k-1)个发光单元40损坏并造成开路时，第k个平衡变压器2的第二次线圈28感应第一主线圈20的电流变化，保护电路46则根据第二次线圈28感应的结果选择性地停止第k个平衡变压器2或所有平衡变压器2，又或者停止单极性高压电源30的电压供应。

同样地，背光装置4可包含分别串接于各发光单元40的高压电容C，这些高压电容C具有小的电容值。在本具体实施例中，高压电容C分别串接于各发光单元40的低压端，但在实际应用上也可分别串接于各发光单元40的高压端，亦即，各平衡变压器2与各发光单元40之间。值得注意的是，在实务上，高压电容C并非必要存在于背光装置4之中，端看各发光单元40的电流是否因背光装置4中各单元的阻值差异度而相差过大来决定是否需要串接高压电容C于各发光单元40。举例而言，若任意两发光单元间的电流差值超过5％，而设计者判断此状况将会造成使用者能轻易辨识此两发光单元的发光不均匀，便可分别串接高压电容C于各发光单元以改善两发光单元间的电流差值。

请参考图6，图6示出了根据本实用新型的另一具体实施例的背光装置5的示意图。如图6所示，本具体实施例的背光装置5与上述具体实施例不同处在于背光装置5包含M个平衡变压器50，各平衡变压器50进一步包含N个主线圈500，其中，M以及N都为一正整数。为了图面整洁，在图6中仅示出了一个平衡变压器50。

在本具体实施例中，各主线圈500的其中的一接点分别串接N个发光单元52的其中之一，并且，各主线圈500的另一接点通过导体502互相串接。因此，通过一个平衡变压器50可以驱动N个发光单元。同样地，本具体实施例的背光装置的各平衡变压器50包含第一次线圈504以及第二次线圈506，其中第一次线圈504与各主线圈500的绕线数都大致相等；第1个平衡变压器50的第1个主线圈500电连接单极性高压电源54，并且，第k个平衡变压器50的第N个主线圈500，再串接第(k+1)个平衡变压器的第1个主线圈500，致使各平衡变压器50均能接收单极性高压电源54所供应的电压，以驱动各发光单元，其中，k为范围1至M的正整数；背光装置5的M个平衡变压器50的各第一次线圈相互串接形成一回路(未示出于图中)，此回路进一步串接反馈控制电路56；第二次线圈506电连接保护电路58；各发光单元52分别串接高压电容C。上述各单元的功能均与前述的具体实施例相对应的各单元功能相同，在此不再赘述。

相较于现有技术，本实用新型的平衡变压器以及使用此平衡变压器的背光装置，能通过一个平衡变压器驱动两个甚至更多发光单元发光并且平衡流经各发光单元的电流。更甚者，由于平衡变压器具有一导体串接各主线圈，因此可避免使用高压桥接器。此外，根据平衡变压器构造，背光装置的驱动电源可使用单极性电压源而避免了绝缘距离的问题，在印刷电路板的选择上便能使用单层印刷电路板。综上所述，本实用新型的平衡变压器以及使用此平衡变压器的背光装置能有效降低背光装置的生产成本。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型的权利要求的范围之内。因此，本实用新型的权利要求应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (17)

1.一种平衡变压器，其特征是，包含：

一第一主线圈，具有一第一接点以及一第二接点；

一第二主线圈，具有一第三接点以及一第四接点；

一第一次线圈，对应该第一主线圈以及该第二主线圈；以及

一导体，串接该第一主线圈的该第一接点以及该第二主线圈的该第四接点。

2.如权利要求1所述的平衡变压器，其特征是，其中该第一主线圈的该第一接点电连接一高压电源。

3.如权利要求2所述的平衡变压器，其特征是，其中该高压电源为一单极性高压电源。

4.如权利要求1所述的平衡变压器，其特征是，其中该第一主线圈、该第二主线圈以及该第一次线圈的绕线数大致相等。

5.如权利要求1所述的平衡变压器，其特征是，其中该第一次线圈进一步包含一第二次线圈。

6.如权利要求5所述的平衡变压器，其特征是，其中该第二次线圈电连接一保护电路。

7.如权利要求1所述的平衡变压器，其特征是，其中该第二接点电连接至一背光装置中的一第一发光单元，并且该第三接点电连接至该背光装置中的一第二发光单元。

8.如权利要求7所述的平衡变压器，其特征是，其中该第一发光单元以及该第二发光单元分别串接一高压电容。

9.如权利要求8所述的平衡变压器，其特征是，其中所述高压电容分别串接于该第一发光单元与该第二接点之间以及该第二发光单元与该第三接点之间。

10.一种背光装置，其特征是，包含：

2N个灯管，N为一正整数；以及

N个平衡变压器，电连接至该2N个灯管，k是范围在1到N之间的正整数，该N个平衡变压器中的第k个平衡变压器包含：

一第一主线圈，具有一第一接点以及一第二接点，该第二接点串接该2N个灯管中的第(2k-1)个灯管；

一第二主线圈，具有一第三接点以及一第四接点，该第三接点串接该2N个灯管中的第2k个灯管，并且该第四接点串接该N个平衡变压器中的第(k+1)个变压器的该第一接点；

一第一次线圈，对应于该第一主线圈及该第二主线圈，该N个平衡变压器中的该N个第一次线圈相互串接形成一回路；以及

一导体，串接该第一接点以及该第四接点。

11.如权利要求10所述的背光装置，其特征是，进一步包含：

一单极性高压电源，电连接至该N个平衡变压器中的第1个平衡变压器的该第一接点。

12.如权利要求10所述的背光装置，其特征是，其中该第一主线圈、该第二主线圈以及该第一次线圈的绕线数大致相等。

13.如权利要求10所述的背光装置，其特征是，其中每一个第一次线圈进一步包含一第二次线圈。

14.如权利要求13所述的背光装置，其特征是，其中该第二次线圈电连接一保护电路。

15.如权利要求10所述的背光装置，其特征是，其中该N个第一次线圈相互串接所形成的该回路进一步串接一反馈控制电路。

16.如权利要求10所述的背光装置，其特征是，其中每一个灯管分别串接一高压电容。

17.如权利要求16所述的背光装置，其特征是，其中所述高压电容分别串接于每一个灯管以及相对应的第一主线圈或第二主线圈之间。

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