JP2008140768A - マルチランプの駆動システムおよびその電流平衡回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】電流平衡の効果を高めるマルチランプの駆動システムおよびその電流平衡回路を提供する。
【解決手段】マルチランプセットの複数の互いに並列接続したランプの電流を平衡する電流平衡回路であって、前記ランプの第1ランプと第2ランプとの間に接続された少なくとも1つの平衡変圧器、および前記平衡変圧器に並列接続された少なくとも1つのコンデンサを含む電流平衡回路。
【選択図】図2
【解決手段】マルチランプセットの複数の互いに並列接続したランプの電流を平衡する電流平衡回路であって、前記ランプの第1ランプと第2ランプとの間に接続された少なくとも1つの平衡変圧器、および前記平衡変圧器に並列接続された少なくとも1つのコンデンサを含む電流平衡回路。
【選択図】図2
Description
本発明は、ランプの駆動システムに関し、特に、マルチランプの駆動システムとその電流平衡回路(current balance circuit)に関するものである。
近年、フラットディスプレイが用いられることが益々普及し、液晶ディスプレイ(LCD)が市場の主流となっている。液晶ディスプレイの技術発展に伴って、大型ディスプレイの需要が増加してきた。このような大型ディスプレイではバックライト源の働きをする冷陰極蛍光管の数を増加させて、充分な輝度を提供しなければならなくなった。例えば、液晶ディスプレイが40インチに拡大された時、当該液晶ディスプレイが必要なランプの数は増加し、30本以上となる可能性がある。よって、各ランプの輝度は不均一な現象を生じ易く、従来技術は以下の2種類の方式でこの問題を解決してきた。
図1Aに示すように、従来の冷陰極蛍光管の駆動システム1は、駆動回路11と、主変圧器12と、複数のコンデンサCと、複数の冷陰極蛍光管14と、フィードバック回路13とを含む。電源Vinは、駆動回路11に入力され、主変圧器12によってその電圧レベルを変換する。フィードバック回路13は、冷陰極蛍光管14の中の電圧または電流に基づいて、駆動回路11を制御し、主変圧器12に供給する電圧を調整して、冷陰極蛍光管14の電流を調整し、発光輝度を変える。
冷陰極蛍光管14の発光輝度を均等にするために、この従来技術は、各冷陰極蛍光管14に高容量値のコンデンサCをそれぞれ接続し、冷陰極蛍光管14の抵抗より遥かに大きいコンデンサCの抵抗を用いて、電流平衡を実現する。これらのコンデンサCの分圧作用がこれらの冷陰極蛍光管14上に分配された電圧を減少させることから、同じ供給電圧を得るために、主変圧器12の二次側巻数が必然的に増加される。そのため、損耗を増加するだけでなく、現在の各部品の小型化の要求に相当不利である。
図1Bに示すように、もう1つの従来の冷陰極蛍光管の駆動システム1’は、駆動回路11と、主変圧器12と、インピーダンス整合回路網15と、複数の冷陰極蛍光管14と、フィードバック回路13とを含む。電源Vinは、駆動回路11に入力され、主変圧器12によってその電圧レベルを変換する。フィードバック回路13は、冷陰極蛍光管14の中の電圧または電流に基づいて、駆動回路11を制御し、主変圧器12に供給する電圧を調整して、冷陰極蛍光管14の電流を調整し、発光輝度を変える。
冷陰極蛍光管14の発光輝度を均等にするために、この従来技術は、インピーダンス整合回路網15のインピーダンス整合の関係によって、電流平衡を実現する。インピーダンス整合回路網15は、2つの高圧コンデンサCと1つのインダクタンスLによって構成される。2つの高圧コンデンサCは、これらの冷陰極蛍光管14(図に示すように2つ冷陰極蛍光管で実施される)にそれぞれ直列接続される。インダクタンスLは、2つの高圧コンデンサCの間に電気接続される。駆動システム1’は、インピーダンス整合によって、電流平衡を達成することができるが、この仕方は、オンオフ頻度と負荷変化に対して比較的敏感であり、同時に考慮しなければならない設計パラメータが多くなり、設計を複雑にさせる。特に、マルチランプシステムに用いる時、その電流平衡の効果があまり現れない。
よって、如何にして冷陰極蛍光管の電流平衡回路を提供して、上述の問題の発生を防いで上述の欠点を改善し、冷陰極蛍光管の駆動システムの電流平衡の効果を上げて各ランプの輝度の均等を確保するかが重要な課題となる。
上述の課題に鑑みて、本発明の目的は、マルチランプの駆動システムおよびその電流平衡回路を提供して電流平衡の効果を高める。
よって、上述の目的を達成するために、本発明は、駆動回路と、駆動回路に電気接続された主変圧器と、駆動回路に電気接続されたフィードバック回路と、フィードバック回路に電気接続され、且つ、少なくとも2つの互いに並列接続されたランプを含むランプセットと、ランプと主変圧器との間に電気接続され、少なくとも1つのコンデンサと1つの平衡変圧器とを含み、平衡変圧器がランプの第1ランプと第2ランプとの間に接続され、コンデンサが平衡変圧器に並列接続される電流平衡回路とを含むマルチランプの駆動システムを提供する。
上述の目的を達成するために、本発明は、駆動回路と、駆動回路に電気接続された主変圧器と、駆動回路に電気接続されたフィードバック回路と、フィードバック回路に電気接続され、且つ、少なくとも2つの互いに並列接続されたランプを含むランプセットと、ランプと主変圧器との間に電気接続され、少なくとも1つのコンデンサと少なくとも1つの結合インダクタとを含み、結合インダクタが少なくとも2つの巻線を有し、且つ、巻線がランプにそれぞれ直列接続され、コンデンサが巻線の中の1つに並列接続される電流平衡回路とを含むマルチランプの駆動システムを提供する。
上述の目的を達成するために、本発明は、駆動回路と、駆動回路に電気接続された主変圧器と、駆動回路に電気接続されたフィードバック回路と、フィードバック回路に電気接続され、且つ、少なくとも2つの互いに並列接続されたランプを含むランプセットと、ランプと主変圧器の間に電気接続され、少なくとも2つのコンデンサと少なくとも2つの平衡変圧器とを含み、平衡変圧器がランプに電気接続され、且つ、平衡変圧器が順次に直列接続され、コンデンサが平衡変圧器にそれぞれ平衡接続される電流平衡回路を含むマルチランプの駆動システムを提供する。
本発明のマルチランプの駆動システムは、平衡変圧器、または結合インダクタの1つ側でコンデンサに並行接続される。従来技術と比べ、本発明は、各ランプで流れる電流を全て等しくすることができ、且つ、設計がより簡単で、より多くのランプで構成されたバックライトモジュールに用いても電流平衡の効果を得ることができる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
図2を参照下さい。本発明の実施例1に基づいたマルチランプの駆動システム2は、バックライトモジュール(未図示)に用いられる。駆動システム2は、駆動回路21と、主変圧器22と、フィードバック回路23と、ランプセット24と、第1電流平衡回路25とを含む。電源Vinは、駆動回路21に入力され、主変圧器22によってその電圧レベルを変換する。フィードバック回路23は、ランプセット24より出力された電圧または電流に基づいて、駆動回路21を制御し、主変圧器22に供給する電圧を調整する。
本実施例のランプセット24は、第1ランプ241と第2ランプ242とにより構成され、第1ランプ241と第2ランプ242とは、フィードバック回路23に互いに直列接続される。また、この実施例のこれらの第1ランプ241と第2ランプ242は、冷陰極蛍光管である。
第1電流平衡回路25は、主変圧器22とランプセット24との間に電気接続され、主変圧器22で変換された後の電圧レベルを受け、第1ランプ241と第2ランプ242とに同じ電流を提供する。第1電流平衡回路25は、少なくとも1つのコンデンサCと、1つの平衡変圧器(balance transformer)251とを含む。平衡変圧器251は、第1ランプ241と第2ランプ242との間に接続される。コンデンサCは、平衡変圧器251に並列接続される。平衡変圧器251は、1つの一次側コイル2511と1つの二次側コイル2512とを有する。一次側コイル2511は、1つの第1端と1つの第2端とを有し、第1端は、コンデンサCの一端と主変圧器22とに電気接続される。第2端は、コンデンサCのもう一端と第1ランプ241とに電気接続される。二次側コイル2512は、1つの第1端と1つの第2端とを有し、第1端は、一次側コイル2511と主変圧器22とに電気接続される。第2端は、第2ランプ242に電気接続される。
図3を参照下さい。図2の第1電流平衡回路25の等価回路図である。平衡変圧器251は、理想変圧器Txと磁化インダクタンスLmとに相当する。通常、平衡変圧器251の一次側及び二次側の巻線巻数が同じであることから、理想変圧器Txの一次側と二次側とで流れる電流Isは、等しい。仮に実際的にコンデンサCを加えなければ、第1ランプ241を流れる電流11は、電流Im(磁化インダクタンスLmを流れる電流)と電流Isとの和である。しかし、第1ランプ241と第2ランプ242とのインピーダンスが等しくない時、電流I1と電流I2(第2ランプ242を流れる電流)とを等しく維持しなければならない。磁化インダクタンスLmのインダクタンス量を1Hより大きく設計して初めて、磁化インダクタンスLmの電流Imを、対応して減少することができる。しかし、このため、製造プロセスにおける鉄心とコイルとは、より複雑となり、生産コストが増加し易い。本実施例では、コンデンサCを用いて、平衡変圧器251の一次側に並列接続する。特に、磁化インダクタンスLmと並列共振回路を形成し、コンデンサCと磁化インダクタンスLmとの大きさを適当に選択、または設計することによって、その共振周波数を回路の開閉周波数の所で調整する。よって、開閉周波数の所にある並列共振回路のインピーダンスが非常に大きい特色を用いて、コンデンサCと磁化インダクタンスLmとの並列分岐の分流作用を弱め、第1ランプ241と第2ランプ242とで流れる電流I1、I2を、理想変圧器Txの一次側と二次側とで流れる電流Isとほぼ同じようにすることができる。
注意するのは、上述のコンデンサCは、平衡変圧器251の一次側に並列接続されるとは限らず、平衡変圧器251の二次側に並列接続されるように設計することもできる。または、平衡変圧器251の一次側、二次側に同時に並列接続されることもできる。
また、平衡変圧器251のコイルに合理的な設計にすれば、コイル本体の寄生容量を用いてコンデンサCの機能に置き換えることもでき、同じ電流平衡の効果を得ることができる。
また、図4を参照下さい。本発明の実施例2の概略図である。本実施例の駆動システム3と実施例1の異なる所は、第2電流平衡回路25’を新しく増加した所であり、且つ、ランプセット24は、第3ランプ243を新しく増加している。また、図からわかるように、第2電流平衡回路25’と第1電流平衡回路25の構成は同じである。第2電流平衡回路25’の平衡変圧器251’の一次側コイル2511’の第1端は、コンデンサC’の一端と主変圧器22に電気接続され、第2端は、コンデンサCのもう一端と第1電流平衡回路25とに電気接続される。第2電流平衡回路25’の平衡変圧器251’の二次側コイル2512’の第1端は、一次側コイル2511’と主変圧器22とに電気接続され、第2端は、第3ランプ243に電気接続される。
本実施例の第1電流平衡回路25は、第1ランプ241と第2ランプ242との電流を平衡することができ、第2電流平衡回路25’は、第2ランプ242と第3ランプ243との電流を平衡することができる。この構成に依れば、第3ランプ243で流れる電流を等しくし、電流平衡の効果を得ることができる。
図5を参照下さい。本発明の実施例3の概略図である。本実施例の駆動システム4と実施例1の異なる所は、第3電流平衡回路25(3)と第4電流平衡回路25(4)を新しく増加した所であり、且つ、ランプセット24は、第4ランプ244と第5ランプ245とを新しく増加している。また、図からわかるように、第3電流平衡回路25(3)と、第4電流平衡回路25(4)と、第1電流平衡回路25との構成は同じである。第3電流平衡回路25(3)と、第4ランプ244及び第5ランプ245との接続関係は、第1電流平衡回路25と、第1ランプ241及び第2ランプ242との接続関係と同じである。
第4電流平衡回路25(4)は、主変圧器22に電気接続され、第1電流平衡回路25と第3電流平衡回路25(3)との間に接続される。本実施例の第4電流平衡回路25(4)は、第1電流平衡回路25と第3電流平衡回路25(3)とが受けた回路を平衡することができ、且つ、第1電流平衡回路25と第3電流平衡回路25(3)の電流平衡の効果によって、更に第1ランプ241と、第2ランプ242と、第4ランプ244と、第5ランプ245とで流れる電流を等しくすることができる。
注意するのは、N個のランプに用いたい時、N−1個の電流平衡回路に合わせることができ、枝状の配列(図5の再延伸)を形成することができる。
図6を参照下さい。本発明の実施例4の概略図である。本実施例の駆動システム5と実施例1の異なる所は、電流平衡回路26によって実施例1の第1電流平衡回路25に置き換える所であり、且つ、本実施例では、ランプセット24は、N個のランプ(241〜24N)を有する。
電流平衡回路26は、結合インダクタ261と複数のコンデンサCを含み、複数の巻線Lによって構成される。この実施例では、コンデンサCと巻線Lとは、全てランプに対応してN個を有する。コンデンサCは、巻線Lにそれぞれ並列接続され、並列共振回路を形成する。また、各コンデンサCと各巻線Lとの大きさを適当に選択、または設計することによって、その共振周波数を回路の開閉周波数の所で調整すれば、上述のように、コンデンサCと巻線Lとの並列分岐の分流作用を弱めることを達成することができ、各ランプ(241〜24N)で流れる電流を等しくする効果を達成することができる。
ここでもう1つ説明しなければならないのは、電流平衡回路26は、コンデンサCによって巻線Lの中の1つに並列して構成されることもできることである。例えば、コンデンサCは、図6のランプ241と電気接続された巻線Lに並列することができる。よって、ランプ241とランプ242とが流す電流は、同じであり、電流平衡の効果を得ることができる。
上述の平衡変圧器251と巻線Lとは実際には、寄生容量を含むが、従来の回路のほとんどが寄生容量を回路配置の方式でなくすが、本発明は、それを保留し、直接、平衡変圧器251と巻線Lとで並列共振回路を形成する。よって、前述の各実施例で見られるコンデンサCは、各平衡変圧器251と各巻線Lとの寄生容量として見なすことができる。
図7を参照下さい。本発明の実施例4の概略図である。本実施例の駆動システム6と実施例1の異なる所は、電流平衡回路27によって実施例1の第1電流平衡回路25に置き換える所であり、且つ、本実施例では、ランプセット24は、N個のランプ(241〜24N)を有する。
電流平衡回路27は、複数の平衡変圧器251と複数のコンデンサCとを含む。この実施例では、平衡変圧器251とコンデンサCとは、全てランプに対応してN個を有する。コンデンサCは、平衡変圧器251にそれぞれ並列接続され、並列共振回路を形成する。前述のように、各コンデンサCと各磁化インダクタンスLmとの大きさを適当に選択、または設計することによって、その共振周波数を回路の開閉周波数の所で調整すれば、コンデンサCと磁化インダクタンスLmとの並列分岐の分流作用を弱め、各ランプ(241〜24N)で流れる電流を等しくすることができる。
最後に、ここで説明を補充しなければならないのは、上述の各実施例の電流平衡回路は、全て主変圧器と各ランプとの間に設置されるが、実施的には、各ランプとフィードバック回路との間に設置されて、インピーダンス整合の効果を得て各ランプで流れる電流を等しくすることもできる。しかしこの設置位置に関する変更は、従来の回路設計者が本案の発明特徴を理解した後、容易に変換できるもののため、ここでは図式と説明を省略する。
本発明のマルチランプの駆動システムとその電流平衡回路は、平衡変圧器、または結合インダクタの1つ側でコンデンサに並行接続されることで、並列共振回路が構成され、適当な共振周波数を選択、または設計し、並列分岐の分流作用を弱める。従来技術と比べ、本発明は、各ランプで流れる電流を全て等しくすることができ、且つ、設計がより簡単で、より多くのランプで構成されたバックライトモジュールに用いても電流平衡の効果を得ることができる。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
1 駆動システム
11 駆動回路
12 主変圧器
13 フィードバック回路
14 ランプ
15 インピーダンス整合回路網
2 駆動システム
21 駆動回路
22 主変圧器
23 フィードバック回路
24 ランプセット
241 第1ランプ
242 第2ランプ
243 第3ランプ
244 第4ランプ
245 第5ランプ
25 第1電流平衡回路
251 平衡変圧器
2511 一次側コイル
2512 二次側コイル
26 電流平衡回路
261 結合インダクタ
27 電流平衡回路
C コンデンサ
I1 電流
I2 電流
Im 電流
Is 電流
L インダクタンス
Lm 磁化インダクタンス
Tx 理想変圧器
Vin 電源
11 駆動回路
12 主変圧器
13 フィードバック回路
14 ランプ
15 インピーダンス整合回路網
2 駆動システム
21 駆動回路
22 主変圧器
23 フィードバック回路
24 ランプセット
241 第1ランプ
242 第2ランプ
243 第3ランプ
244 第4ランプ
245 第5ランプ
25 第1電流平衡回路
251 平衡変圧器
2511 一次側コイル
2512 二次側コイル
26 電流平衡回路
261 結合インダクタ
27 電流平衡回路
C コンデンサ
I1 電流
I2 電流
Im 電流
Is 電流
L インダクタンス
Lm 磁化インダクタンス
Tx 理想変圧器
Vin 電源
Claims (19)
- マルチランプセットの互いに並列接続した複数のランプの電流を平衡する電流平衡回路であって、
前記ランプである第1ランプと第2ランプとの間に接続された少なくとも1つの平衡変圧器と、
前記平衡変圧器に並列接続された少なくとも1つのコンデンサとを含むことを特徴とする電流平衡回路。 - 前記コンデンサは、前記第1ランプに直列接続されることを特徴とする請求項1に記載の電流平衡回路。
- 前記平衡変圧器は、
1つの第1端と1つの第2端とを有し、前記第1端が前記コンデンサの一端に電気接続され、前記第2端が前記コンデンサのもう一端と前記第1ランプとに電気接続される一次側コイルと、
1つの第1端と1つの第2端とを有し、前記第1端が前記一次側コイルに電気接続され、前記第2端が前記第2ランプに電気接続される二次側コイルとを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の電流平衡回路。 - マルチランプセットの互いに並列接続した複数のランプの電流を平衡する電流平衡回路であって、
少なくとも2つの巻線を有し、且つ、前記巻線が前記ランプにそれぞれ直列接続される少なくとも1つの結合インダクタと、
前記巻線の中の1つに並列接続される少なくとも1つのコンデンサとを含むことを特徴とする電流平衡回路。 - 前記コンデンサは、前記ランプにそれぞれ直列接続されることを特徴とする請求項4に記載の電流平衡回路。
- 前記コンデンサと前記巻線とは、並列共振の関係からなることを特徴とする請求項4に記載の電流平衡回路。
- 前記コンデンサは、前記巻線の寄生容量であることを特徴とする請求項4に記載の電流平衡回路。
- マルチランプセットの互いに並列接続した複数のランプの電流を平衡する電流平衡回路であって、
前記ランプに電気接続され、且つ、それが順次に直列接続される少なくとも2つの平衡変圧器と、
前記平衡変圧器にそれぞれ並列接続される少なくとも2つのコンデンサとを含むことを特徴とする電流平衡回路。 - 前記コンデンサは、前記ランプにそれぞれ直列接続されることを特徴とする請求項8に記載の電流平衡回路。
- 前記平衡変圧器は、理想変圧器と磁化インダクタンスとに相当し、前記コンデンサは、前記理想変圧器の一次側または/および二次側にそれぞれ並列接続されることを特徴とする請求項1または8に記載の電流平衡回路。
- 前記コンデンサと前記磁化インダクタンスとは、並列共振の関係からなることを特徴とする請求項10に記載の電流平衡回路。
- 前記コンデンサは、前記平衡変圧器の寄生容量であることを特徴とする請求項1または8に記載の電流平衡回路。
- 前記平衡変圧器は、
1つの第1端と1つの第2端とを有し、前記第1端が前記コンデンサの一端に電気接続され、前記第2端が前記コンデンサのもう一端と前記ランプの1つとに電気接続される一次側コイルと、
もう1つの平衡変圧器の二次側コイルに直列接続される二次側コイルとを更に含むことを特徴とする請求項8に記載の電流平衡回路。 - 駆動回路と、
前記駆動回路に電気接続された主変圧器と、
前記駆動回路に電気接続されたフィードバック回路と、
前記フィードバック回路に電気接続され、且つ、少なくとも2つの互いに並列接続されたランプを含むランプセットと、
前記ランプと前記主変圧器との間に電気接続され、少なくとも1つのコンデンサと1つの平衡変圧器とを含み、前記平衡変圧器が前記ランプの第1ランプと第2ランプとの間に接続され、前記コンデンサが前記平衡変圧器に並列接続される第1電流平衡回路とを含むことを特徴とするマルチランプの駆動システム。 - 第2電流平衡回路と第3ランプとを更に含み、前記第2電流平衡回路は、少なくとも1つのコンデンサと少なくとも1つの平衡変圧器とを有し、前記コンデンサは、前記第1電流平衡回路に電気接続され、前記平衡変圧器は、前記第3ランプに電気接続され、前記第3ランプは、前記第1ランプと前記第2ランプとに並列接続されることを特徴とする請求項14に記載のマルチランプの駆動システム。
- 第3電流平衡回路と、第4電流平衡回路と、第4ランプと、第5ランプとを更に含み、前記第3電流平衡回路と前記第4電流平衡回路とは、少なくとも1つのコンデンサと少なくとも1つの平衡変圧器とをそれぞれ有し、前記第3電流平衡回路は、前記第4ランプと前記第5ランプとに電気接続され、前記第4電流平衡回路は、前記主変圧器に電気接続され、且つ、前記第1電流平衡回路と前記第3電流平衡回路とにそれぞれ電気接続されることを特徴とする請求項14に記載のマルチランプの駆動システム。
- 前記第4電流平衡回路の前記コンデンサは、前記第1電流平衡回路に電気接続され、前記平衡変圧器は、前記第3電流平衡回路に電気接続されることを特徴とする請求項16に記載のマルチランプの駆動システム。
- 駆動回路と、
前記駆動回路に電気接続された主変圧器と、
前記駆動回路に電気接続されたフィードバック回路と、
前記フィードバック回路に電気接続され、且つ、少なくとも2つの互いに並列接続されたランプを含むランプセットと、
前記ランプと前記主変圧器との間に電気接続され、少なくとも1つのコンデンサと1つの結合インダクタとを含み、前記結合インダクタが少なくとも2つの巻線を有し、且つ、前記巻線が前記ランプにそれぞれ直列接続され、前記コンデンサが前記巻線の中の1つに並列接続される電流平衡回路とを含むことを特徴とするマルチランプの駆動システム。 - 駆動回路と、
前記駆動回路に電気接続された主変圧器と、
前記駆動回路に電気接続されたフィードバック回路と、
前記フィードバック回路に電気接続され、且つ、少なくとも2つの互いに並列接続されたランプを含むランプセットと、
前記ランプと前記主変圧器との間に電気接続され、少なくとも2つのコンデンサと少なくとも2つの平衡変圧器とを含み、前記平衡変圧器が前記ランプに電気接続され、且つ、前記平衡変圧器が順次に直列接続され、前記コンデンサが前記平衡変圧器にそれぞれ平衡接続される電流平衡回路とを含むことを特徴とするマルチランプの駆動システム。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
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