TWI421839B - 冷陰極管之平衡電路 - Google Patents

Description

冷陰極管之平衡電路

本發明係關於一種冷陰極管的平衡電路，特別是一種可以針對變壓器之二次側線圈進行電流平衡的冷陰極管之平衡電路。

在液晶顯示器(LCD)中，使用冷陰極螢光冷陰極管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)作為背光模組(Backlight Module)的光源，並且藉由換流器(Inverter)的驅動電路來驅動。由於液晶顯示器面板的尺寸不斷增大，使得單一的CCFL冷陰極管已無法提供適當的照明亮度，因而需要兩個或者更多的CCFL冷陰極管。在使用多個冷陰極管的液晶顯示器面板上，為了確保液晶顯示器面板的亮度均勻時，需隨時調節流經每一根CCFL冷陰極管的電流，以使流經每一根CCFL冷陰極管的電流量相等。然而，每一根CCFL冷陰極管的寄生參數(寄生電阻或寄生電容)不同，所以很難維持每一根CCFL冷陰極管的阻抗性一致，而每一根CCFL冷陰極管的阻抗性不一致時，會導致流經每一個冷陰極管的電流不同，進而使得每一個冷陰極管擁有不同的亮度。

所以，如何提供一種平衡每一根冷陰極管電流的機制，以維持流經每一根冷陰極管大體相等或控制每一根冷陰極管的電流，從而在液晶顯示器面板上產生預期的照明效果，同時減少電子控制和電源轉換設備，以達到系統成本的減少，將是目前迫於解決的問題。目前的設計，集中在驅動電路型態的改變，由驅動電路中平衡不同冷陰極管的管電流，例如中華民國專利TW573441。但是這種設計每次僅能平衡一對冷陰極管，不同對之間的冷陰極管之間仍存在管電流不平衡的問題。針對上述平衡電路，美國專利公開案U.S.20050093471及U.S.20050093472則是利用單一封閉回路同時平衡所有冷陰極管之電流，此種電路中，所有冷陰極管都接在同一變壓器的二次側，如果冷陰極管數量增加，變壓器的負載也會跟著提升，必須採用高負載的變壓器才能達成。

習知冷陰極管之冷陰極管平衡回路，只能平衡成對的冷陰極管，對於多個冷陰極管的平衡，平衡效果仍然不佳。鑒於以上的問題，本發明提供一種冷陰極管之平衡電路，用以平衡複數根冷陰極管之電流，以使各冷陰極管之亮度趨向一致。

對了達成上述目的，本發明所揭露一種冷陰極管之平衡電路，應用於複數根冷陰極管之驅動系統中，此冷陰極管之平衡電路包括有變壓回路、二次側平衡回路及冷陰極管平衡回路。

變壓回路包含有複數個並聯之變壓器，各變壓器分別具有一個一次側線圈及一個二次側線圈，其中一次側線圈係分別連接於一電源，用以接收一電力輸入以轉換電壓，由二次側線圈輸出。

二次側平衡回路連接於變壓回路，其包括有複數個第一感應線圈及一感應回路，其中各第一感應線圈係分別連接於前述變壓回路中各變壓器之二次側。而感應回路係為一封閉回路，具有複數個平衡線圈，平衡線圈係分別與各第一感應線圈互相平衡，以使各變壓器之二次側輸出趨向一致。

冷陰極管平衡回路具有複數組平衡線圈組，其中各平衡線圈組包成對且磁力線互相感應之第二感應線圈。於每一組平衡線圈中，各第二感應線圈之一端係同時連接於二次側平衡回路中的第一平衡線圈，且每一組平衡線圈組分別對應於一個第一感應線圈。而第二感應線圈的另一端則分別連接於一冷陰極管之高壓端，使成對的冷陰極管接受成對之第二感應線圈供應電源。藉由成對之第二感應線圈互相感應，使此成對之冷陰極管的管電流趨向平衡。又，前述各變壓器之二次側輸出也趨向一致，因此可使不同對的冷陰極管的電流也趨向一致，藉以使複數對冷陰極管的管電流平衡，而獲得一致的亮度。且各變壓器只提供一對冷陰極管所需要的電流，因此可使變壓器的負載降低。

本發明之功效在於，藉由二次側平衡回路先對變壓器的二次側線圈輸出進行平衡，再透過第二感應線圈平衡成對的冷陰極管之管電流。此種設計使每一個變壓器只需要負擔一對冷陰極管的輸出，藉以降低其負載，又可確保不同對的冷陰極管皆具備相同的管電流，以獲得一致的亮度。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參閱「第1圖」所示，係為本發明第一實施例所提供之冷陰極管之平衡電路的電路圖，其包含有變壓回路10、二次側平衡回路20及冷陰極管平衡回路30。

變壓回路10包含有複數個並聯之變壓器11，為方便說明，本實施例僅以二個變壓器11進行說明敘述。二變壓器11以並聯方式連接於一電源S1，用以接收一電力輸入以轉換電壓。各變壓器11分別具有一個一次側線圈11a及一個二次側線圈11b，其中各變壓器11之一次側線圈11a的繞線匝數相同，且各變壓器11之二次側線圈11b也具有相同繞線匝數，以使各變壓器11具備相近之電氣特性。

二次側平衡回路20內包括有複數個第一感應線圈21及一感應回路22，第一感應線圈21之數目係對應於變壓器11之數目。於本實施例中，此二次側平衡回路20具有二個第一感應線圈21，以分別對應二個變壓器11。其中二第一感應線圈21係分別連接於其所對應之變壓器11的二次側線圈11b，以接收各變壓器11轉換電源S1之後的電壓輸出。感應回路22具有複數個串聯之平衡線圈221，而形成一封閉的電流回路，平衡線圈22之數目係等於或是大於第一感應線圈21之數目。於本實施例中，感應回路22具有二個平衡線圈221，以對應第一感應線圈21的數目。其中各平衡線圈221係分別與不同的第一感應線圈21互相產生磁力線感應，以使二第一感應線圈21之電流趨向一致，藉以平衡各變壓器11之二次側線圈11b的輸出。

所以，當兩個變壓器11將電源S1轉換成電流I11、I12時，第一感應線圈21可以透過感應回路22，使電流I11、I12互相平衡而趨向一致。

冷陰極管平衡回路30具有複數組平衡線圈組31，其數目係對應於第一感應線圈21之數目，於本實施例中，冷陰極管平衡回路30具有二個平衡線圈組31，分別連接於各第一感應線圈21，用以對成對之冷陰極管40供應電源。

其中各平衡線圈組31包含成對且磁力線互相感應之第二感應線圈311。於每一組平衡線圈組31中，第二感應線圈311係為並聯，其一端係同時連接於二次側平衡回路20中的同一個第一感應線圈21，且每一組平衡線圈組31分別對應於一個第一感應線圈21。而第二感應線圈311的另一端則分別連接於一冷陰極管40之高壓端，各冷陰極管40之低壓端則接地，使成對的冷陰極管40接受成對之第二感應線圈311供應電源。藉由成對之第二感應線圈311互相感應，使此成對之冷陰極管40的管電流趨向平衡。

本發明係透過兩次強迫平衡電流，以使冷陰極管40之管電流趨向一致。其係先透過二次側平衡回路20，強迫變壓器11的二次側線圈11b之輸出趨向平衡。接著在各變壓器11輸出給成對之冷陰極管40時，再進一步強迫同一對冷陰極管40之管電流互相平衡。亦即，同一對中的冷陰極管40的管電流可受到平衡，且變壓器11的二次側線圈11b也受到平衡，因此不同對的冷陰極管40的管電流也可以趨向平衡，藉以平衡所有冷陰極管40的管電流，以使其亮度趨向一致。

請參閱「第2圖」所示，係為本發明第二實施例之冷陰極管平衡電路的電路圖。此第二實施例為應用於冷陰極管之驅動系統中，而此第二實施例電路圖與第一實施例電路圖最大不同處在於感應回路22具有複數個平衡線圈221，且各平衡線圈21其中之一係與一迴授線圈23互相感應，藉由迴授電路偵測迴授線圈23的電壓及電流變化，即可得知感應回路22中的電流變化，藉以間接推算各變壓器11之二次側線圈11b輸出的電流，藉以作為迴授控制，以隨時調整電源S1的輸出，以改變冷陰極管40之管電流大小。

請參閱「第3圖」所示，係為本發明提供第三實施例之冷陰極管平衡電路的電路圖。此第三實施例為應用於冷陰極管之驅動系統中，且與第二實施例電路圖最大不同處在於二次側平衡回路20中，二個第一感應線圈21整合纏繞於同一磁芯上，而對應於感應回路中22中的同一個平衡線圈221，藉以強迫平衡變壓器11之二次側線圈11b輸出。而感應回路22中的另一個平衡線圈221，則可用於與迴授線圈23互相感應，偵測二次側線圈11b的輸出，作為迴授控制之用。

本發明提供之冷陰極管之平衡電路，藉由二次側平衡回路20先對變壓器的二次側線圈11b輸出進行平衡，再透過第二感應線圈311平衡成對的冷陰極管40之管電流。此種設計使每一個變壓器11只需要負擔一對冷陰極管40的輸出，藉以降低其負載，又可確保不同對的冷陰極管40皆具備相同的管電流，以獲得一致的亮度。此外，二次側平衡回路20又可透過磁力線感應方式，透過迴授線圈23來偵測二次側11b的輸出，不需直接在冷陰極管40之電流供應電路上串聯或並聯迴授偵測電路，可降低迴授偵測電路對冷陰極管40之管電流的影響。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10．．．變壓回路

11．．．變壓器

11a．．．一次側線圈

11b．．．二次側線圈

20．．．二次側平衡回路

21．．．第一感應線圈

22．．．感應回路

221．．．平衡線圈

23．．．迴授線圈

30．．．冷陰極管平衡回路

31．．．電流平衡線圈組

311．．．第二感應線圈

40．．．冷陰極管

S1．．．電源

I11、I12．．．電流

第1圖係為本發明提供冷陰極管之平衡電路之第一實施例電路圖；第2圖係為本發明提供冷陰極管之平衡電路之第二實施例電路圖；以及第3圖係為本發明提供冷陰極管之平衡電路之第三實施例電路圖。

10．．．變壓回路

11．．．變壓器

11a．．．一次側線圈

11b．．．二次側線圈

20．．．二次側平衡回路

21．．．第一感應線圈

22．．．感應回路

221．．．平衡線圈

30．．．冷陰極管平衡回路

31．．．電流平衡線圈組

311．．．第二感應線圈

40．．．冷陰極管

S1．．．電源

I11、I12．．．電流

Claims (5)

1. 一種冷陰極管之平衡電路，複數個並聯之變壓器，各該變壓器分別具有一個一次側線圈及一個二次側線圈，其中各該一次側線圈係連接於一電源，用以接收一電力輸入，以轉換電壓由各該二次側線圈輸出；複數個第一感應線圈，各該第一感應線圈係分別連接於該等二次側線圈其中之一；一封閉之感應回路，與該等第一感應線圈產生磁力線感應；以及複數組平衡線圈組，各該平衡線圈組包含成對且磁力線互相感應之第二感應線圈，其中於每一組該等平衡線圈組中，各該第二感應線圈之一端係同時連接於該等第一感應線圈其中之一，而各第二感應線圈的另一端係分別連接於一冷陰極管之高壓端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之冷陰極管之平衡電路，其中該感應回路具有複數個串聯之平衡線圈，各該平衡線圈係分別與該等第一感應線圈其中之一互相產生磁力線感應。
3. 如申請專利範圍第1項所述之冷陰極管之平衡電路，其中更包含有一迴授線圈，與該感應回路互相產生磁力線感應，用以偵測該感應回路的電流變化，藉以間接推算各該變壓器之二次側線圈輸出的電流。
4. 如申請專利範圍第3項所述之冷陰極管之平衡電路，其中該感應回路具有複數個串聯之平衡線圈，其中該等平衡線圈其中之一與該迴授線圈互相產生磁力線感應，其餘之該等該平衡線圈係分別與該等第一感應線圈其中之一互相產生磁力線感應。
5. 如申請專利範圍第3項所述之冷陰極管之平衡電路，其中該感應回路具有至少一平衡線圈，該等第一感應線圈係共同與該平衡線圈產生磁力線感應。