燈管均流應用電路的製作方法
2023-06-08 21:09:46 1
專利名稱：燈管均流應用電路的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種燈管均流應用電路，尤指一種利用多個變壓器與多個燈管的連接關係，用以調節多個燈管間電流平衡的燈管均流應用電路。
背景技術：
由於技術進步及消費者的需求，LCD面板尺寸不斷增大，使得單一燈管已無法滿足其照明，因而需要使用二個或更多個燈管。為了確保LCD面板的亮度均勻，必須隨時調節各燈管的電流，使流經每一燈管的電流量相等。但由於冷陰極螢光燈管(CCFL)高度不穩定且具有負阻抗特性等種種原因，使得燈管阻抗很難維持一致，造成各燈管阻抗改變而使電流無法達成相等。各燈管之間電流不相等，除了會使亮度不均勻外，電流太大的燈管還會減短壽命，使得各燈管間的老化速率(Aging Rate)不一致。
請參考圖1，為現有使用差動鎮流器於調節二個燈管電流的簡單電路示意圖。其中包括有一具有第一線圈121與第二線圈122的變壓器12，第一線圈121其一端連接到一交流電源10，另一端連接到一第一燈管141，並第一燈管141的另一端連接至一參考電位G。以及一第二線圈122，其一端連接到該交流電源10，另一端連接到一第二燈管142，且該第二燈管142的另一端連接到一參考電位G。如上述說明中，該交流電源10透過變壓器12的第一線圈121與第二線圈122形成差動鎮流器，用以分別提供穩定的電流I1、I2給第一燈管141與第二燈管142使用，使得流過第一燈管142與第二燈管142的電流達到平衡的效果。
配合圖1，請參考圖2，為圖1的變壓器12等效磁迴路示意圖。如圖2所示，其中磁芯120包括有兩個側柱A1和A2，以及兩個肩柱A3和A4。當電流I1、I2相同時，流過第一線圈121和第二線圈122的電流也相等，並，電流I1在第一線圈121產生的磁動勢與電流I2在第二線圈122產生的磁動勢也相等，即，側柱A1中的磁動勢與側柱A2中的磁動勢相互抵銷，因此肩柱A3和肩柱A4中並無磁通互通。同時，側柱A1與側柱A2中的磁通Φ1、Φ2可以各自經外側的空氣間隙完成迴路，但是由於空氣間隙的磁阻很高因此，此迴路所引致的電感效應一般可以忽略。
配合圖1，請參考圖3，為圖1等效磁迴路連接燈管的示意圖。當第一燈管141的電流I1與第二燈管142的電流I2不相同時，則電流I1在第一線圈121上所產生的磁動勢與電流I2在第二線圈122上所產生的磁動勢也不相同，即側柱A1與側柱A2中的磁動勢不相等，二者的差值施加於由側柱A1、側柱A2、肩柱A3及肩柱A4所構成的低阻迴路以產生大量的磁通Φ，該磁通Φ切割第一線圈121與第二線圈122，並會在其端點間感應產生一個修正電壓ΔV，該修正電壓ΔV會迫使第一燈管141的電流I1與第二燈管142的電流I2回復平衡均等。
請參考圖4，為現有使用差動鎮流器於調節多個燈管電流的簡單電路示意圖，圖4所示的簡單電路中包括有多個具有第一線圈121與第二線圈122的變壓器12，該些第一線圈121其一端連接到一參考電位G，另一端分別連接有一第一燈管141，並該些第一燈管141的另一端連接至一交流電源10。以及該些第二線圈122，其一端連接到該參考電位G，另一端分別連接有一第二燈管142，且該些第二燈管142的另一端連接到該交流電源10。如上述說明中，該交流電源10透過該些變壓器12的第一線圈121與第二線圈122形成差動鎮流器，用以分別提供穩定的電流I1、I2給該些第一燈管141與該些第二燈管142使用，使得流過第一燈管141與第二燈管142的電流達到平衡的效果、只限定兩燈管之間並無法與其它燈管之間有電流平衡的效果。
請參考圖5，為另一種現有使用差動鎮流器調節燈管電流的簡單電路示意圖。圖5所示，以二燈管為例其中二燈管31、32成並聯連接，二燈管31、32的高壓端透過一差動鎮流元件39而連接至一交流電源10。該差動鎮流元件39可產生一修正電壓，此一修正電壓與燈管電流I31、I32之間的不匹配成比例，並可疊加至一共同驅動電壓。因此，經過修正的驅動電壓，可適當地調整燈管的電流I31、I32，使其平均分配。雖然此種電路可確保二燈管的電流達到相等，但其結構一般包含特定形狀的磁芯及線圈架，而該等磁芯及線圈架非一般通用的標準品，以致在物料安排與成本控制上都構成不便。
請參考圖6，為另一種現有使用差動鎮流器調節多個燈管電流的簡單電路示意圖。圖6所示，多個差動鎮流元件T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7以樹狀的連接方式連接至一交流電源10，利用分層分流原理將電流分流到多個燈管L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8以達到電流平衡，其動作原理相同於圖5所述，在此不多加贅述。
上述說明中現有的調節燈管電流電路，有一共同缺點，即為當電路應用於多燈管下時，只能應用於二個燈管之間的平衡上，且不能應用於奇數個燈管上，並以圖6為例其各級線圈上的電感量皆不同且只能應用於二的次方的燈管數上。
發明內容
有鑑於此，本實用新型為一種燈管均流應用電路，其主要目的在於利用多個變壓器的一側繞組連接到多個燈管，並該些多個變壓器的另一側繞組，串接形成一封閉迴路。利用變壓器電磁感應特性，並透過該些變壓器一側繞組串接所形成的封閉迴路，使得流過一側繞組的電流相等，讓該些連接於另一側繞組的燈管產生相同的工作電流。
本實用新型所使用的燈管均流應用電路實施例，利用多個燈管的一端分別連接到一電力源；並該些燈管的另一端連接多個變壓器的一側繞組，變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路，由此，該電力源可以提供相同的工作電流到該些燈管。
本實用新型所使用的燈管均流應用電路另一實施例，將多個燈管的一端連接在一起，並利用該些燈管的另一端分別連接到多個變壓器一側繞組的一端，繞組的另一端則連接到一電力源。同時，該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路，由此，該電力源提供相同的工作電流到該些燈管。
本實用新型所使用的燈管均流應用電路更一實施例，將多個燈管的一端分別連接到一第一多個變壓器組中該些變壓器一側繞組的一端，一側繞組的另一端則連接到一第一電力源，並該第一多個變壓器組中該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路。同時，該些燈管的另一端連接到一第二多個變壓器組中該些變壓器一側繞組的一端，一側繞組的另一端則連接到一第二電力源，並該第二多個變壓器組中該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路。由此，該第一電力源與該第二電力源可提供相同的工作電流到該些燈管。
本實用新型利用變壓器電磁感應特性，由該些變壓器一側繞組串接所形成的封閉迴路，使得流過該側繞組的電流相等，以提供相同的工作電流給該些連接於另一側繞組上的燈管使用。同時本實用新型可以應用於奇數或偶數個燈管上，並使得燈管工作時達到均流平衡，進而改善現有技術的電路。以圖6論會在各級線圈上要有不同電感量，以及不能應用於奇數個燈管上，只能應用於二的次方的燈管數上的缺點。
圖1為現有使用差動鎮流器於調節二個燈管電流的簡單電路示意圖；圖2為圖1的變壓器等效磁迴路示意圖；圖3為圖1現有等效磁迴路連接燈管的示意圖；圖4為現有使用差動鎮流器於調節多個燈管電流的簡單電路示意圖；圖5為另一種現有使用差動鎮流器調節燈管電流的簡單電路示意圖；
圖6為另一種現有使用差動鎮流器調節多個燈管電流的簡單電路示意圖；圖7為本實用新型的二燈管均流應用電路示意圖；圖8為本實用新型的三燈管均流應用電路示意圖；圖9為本實用新型另一二燈管均流應用電路示意圖；圖10為本實用新型另一三燈管均流應用電路示意圖；及圖11為本實用新型更一多個燈管均流應用電路示意圖。
圖號說明現有技術10交流電源 12變壓器 120磁芯121第一線圈 122第二線圈 141第一燈管142第二燈管 G參考電位 I1、I2電流A1、A2側柱 A3、A4肩柱Φ、Φ1、Φ2磁通ΔV修正電壓 31、32燈管39差動鎮流元件I31、I32燈管電流T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7差動鎮流元件L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8燈管本實用新型L1、L2、L3燈管 VSEC電力源 VSEC1第一電力源VSEC2第二電力源 T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器L1P、L2P、L3P、L1S、L2S、L3S、L4S、L5S、L6S繞阻ix、ix1、ix2電流i1、i2、i3工作電流M1、M2、M3互感值具體實施方法請參考圖7，為本實用新型的二燈管均流與應用示意圖。圖7所示的電路以二燈管為例，其中包括有二燈管L1、L2，該二燈管L1、L2其一端分別連接到一電力源Vsec，另一端則分別連接到變壓器T1、T2的一側繞組L1P、L2P，變壓器T1、T2的另一側繞組L1S、L2S串接形成一封閉迴路。由變壓器T1、T2電磁感應特性，並透過該些變壓器T1、T2一側繞組L1S、L2S串接所形成的封閉迴路，使得流過一側繞組L1S、L2S的電流ix相等，由此，該電力源Vsec提供相同的工作電流i1、i2到該二燈管L1、L2。上述說明中，該些變壓器T1、T2其兩側繞組匝數為相等，並為相等的平衡變壓器。同時，該二燈管L1、L2可為冷陰極管(CCFL)或外部電極冷陰極管(EEFL)。
請復參考圖7，其中變壓器T1、T2為兩平衡的變壓器，因此，變壓器T1的兩側繞組匝數相等(N1P＝N1S)；變壓器T2的兩側繞組匝數相等(N2P＝N2S)，如此可得知，在變壓器兩側繞組上的等效電感量也會相等，如下面式子(1)所示L1P＝L1S；L2P＝L2S(1)上面式子(1)中，L1P及L1S表示變壓器T1兩側繞組上的等效電感量值，L2P及L2S表示變壓器T2兩側繞組上的等效電感量值。若是，變壓器T1與變壓器T2其匝數也相等的情形下，則可將式子(1)寫成如下式子(2)所示L1P＝L1S＝L2P＝L2S(2)同時，由於變壓器T1與變壓器T2繞阻上的等效電感量值相等，因此在變壓器T1、T2兩側繞組間所產生的互感值M1、M2也會近似相等，如下面式子(3)所示M1＝M2 (3)上面式子(3)中，M1為變壓器T1兩側繞組間的互感值，M2為變壓器T2兩側繞組間的互感值。
請復參考圖7，於圖中可得知電力源Vsec其值可由二燈管L1、L2的內阻值Z1、Z2及工作電流i1、i2；變壓器T1、T2繞阻上的等效電感量值L1P、L2P；變壓器T1、T2兩側繞組間所產生的互感值M1、M2；及流過變壓器T1、T2一側繞組L1S、L2S的電流ix計算而得，如下面式子(4)、(5)所示Vsec＝(Z1+jωL1P)·i1-ix(jωM1) (4)Vsec＝(Z2+jωL2P)·i2-ix(jωM2) (5)上面式子(4)、(5)中，ω表示為電力源Vsec的工作頻率值，j表示繞阻上的等效電感量值L1P、L2P為電感特性。
從上面式子(4)、(5)可得知下面式子(6)，如下所示(Z1+jωL1P)·i1-ix(jωM1)＝(Z2+jωL2P)·i2-ix(jωM2) (6)式子(6)經過整理後，可以得到下面式子(7)，用以得知工作電流i1值，如下所示i1=(Z2+jL2P)Z1+jL1Pi2-(ix(jM2)-ix(jM1))Z1+jL1P---(7)]]>參考式子(7)，由於變壓器T1、T2兩側繞組間所產生的互感值M1、M2其值為相等(M1＝M2)，因此，式子(7)所示的工作電流i1值，可以寫成如下面式子(8)所示i1=(Z2+jL2P)Z1+jL1Pi2---(8)]]>參考式子(2)及(8)並將之整理後，可以得知下面式子(9)所示i1i2=(Z2+jL1P)(Z1+jL1P)---(9)]]>由上面式子(9)可以得知，當二燈管L1、L2的內阻值Z1、Z2小於電力源Vsec的工作頻率值ω與等效電感量值L1P時，則燈管L1的工作電流i1會相等於燈管L2的工作電流i2(i1＝i2)。若是，二燈管L1、L2的內阻值不相等時(Z1 Z2)，燈管L1的工作電流相等於燈管L2的工作電流i2(i1＝i2)一樣成立。
由上面式子中可以得知，本實用新型利用變壓器電磁感應特性，由變壓器T1、T2一側繞組串接所形成的封閉迴路，使得流過該側繞組的電流ix相等，以提供相同的工作電流i1、i2給該些連接於另一側繞組上的燈管L1、L2使用，讓燈管L1、L2的工作電流i1、i2達到均流平衡，進而改善現有電路會在各級線圈上產生不同電感量，以及不能應用於奇數個燈管上，只能應用於偶數個燈管的共同缺點。
請參考圖8，為本實用新型三燈管均流應用電路示意圖。圖8所示的電路以三燈管為例，其中包括有三燈管L1、L2、L3，該三燈管L1、L2、L3其一端分別連接到一電力源Vsec，另一端則分別連接到變壓器T1、T2、T3的一側繞組L1P、L2P、L3P，變壓器T1、T2、T3的另一側繞組L1S、L2S、L3S串接形成一封閉迴路。由變壓器T1、T2、T3電磁感應特性，並透過該些變壓器T1、T2、T3一側繞組L1S、L2S、L3S串接所形成的封閉迴路，使得流過變壓器T1、T2、T3一側繞組L1S、L2S、L3S的電流ix相等，由此，該電力源Vsec提供相同的工作電流i1、i2到該二燈管L1、L2。上述說明中，該些變壓器T1、T2、T3其兩側繞組匝數為相等，並為相等的平衡變壓器。同時，該二燈管L1、L2、L3可為冷陰極管(CCFL)或外部電極冷陰極管(EEFL)。
復參考圖8，圖8所示的三燈管均流應用電路與圖7所示的二燈管均流應用電路，其動作原理及式子的推導相同，因此在此不加贅述。如此，本實用新型可以應用於奇數或偶數個多個燈管上，並使得燈管工作時達到均流平衡，進而改善現有電路會在各級線圈上產生不同電感量，以及不能應用於奇數個燈管上，只能應用於偶數個燈管的共同缺點。
請參考圖9，為本實用新型另一二燈管均流應用電路示意圖。圖9所示的電路以二燈管為例，其中包括有二燈管L1、L2，該二燈管L1、L2其一端分別連接到一參考端G，另一端則分別透過變壓器T1、T2的一側繞組L1P、L2P連接到一電力源Vsec，變壓器T1、T2的另一側繞組L1S、L2S串接形成一封閉迴路。由變壓器T1、T2電磁感應特性，及該些變壓器T1、T2一側繞組L1S、L2S串接所形成的封閉迴路，使得流過變壓器T1、T2一側繞組L1S、L2S的電流ix相等，由此，該電力源Vsec提供相同的工作電流i1、i2到該二燈管L1、L2。上述說明中，該些變壓器T1、T2其兩側繞組匝數為相等，並為相等的平衡變壓器。同時，該二燈管L1、L2可為冷陰極管(CCFL)或外部電極冷陰極管(EEFL)。
請參考圖10，為本實用新型另一三燈管均流應用電路示意圖。圖10所示的電路以三燈管為例，其中包括有三燈管L1、L2、L3，該三燈管L1、L2、L3其一端分別連接到一參考端G，另一端則分別透過變壓器T1、T2、T3的一側繞組L1P、L2P、L3P連接到一電力源Vsec，變壓器T1、T2、T3的另一側繞組L1S、L2S、L3S串接形成一封閉迴路。由變壓器T1、T2、T3電磁感應特性，及該些變壓器T1、T2、T3一側繞組L1S、L2S、L3S串接所形成的封閉迴路，使得流過變壓器T1、T2、T3一側繞組L1S、L2S、L3S的電流ix相等，由此，該電力源Vsec提供相同的工作電流i1、i2、i3到該三燈管L1、L2、L3。上述說明中，該些變壓器T1、T2、T3其兩側繞組匝數為相等，並為相等的平衡變壓器。同時，該二燈管L1、L2、L3可為冷陰極管(CCFL)或外部電極冷陰極管(EEFL)。
復參考圖9及圖10，如圖9及圖10所示的燈管均流應用電路，其動作原理及式子的推導與圖7、圖8所示的燈管均流應用電路相同，因此在此不加贅述。如此，本實用新型可以應用於奇數或偶數個多個燈管上，並使得燈管工作時達到均流平衡，進而改善現有電路會在各級線圈上產生不同電感量，以及不能應用於奇數個燈管上，只能應用於偶數個燈管的共同缺點。
請參考圖11，為本實用新型更一多個燈管均流應用電路示意圖。圖11所示的電路以一Floating電路的動作原理從燈管左右兩端的端子輸入逆向位電壓使燈管點燈，在此以三燈管為例。電路中三個燈管L1、L2、L3，分別具有兩端，該三燈管L1、L2、L3的一端分別透過變壓器T1、T2、T3的一側繞組連接到一第一電力源Vsec1，並該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路。同時，該三燈管L1、L2、L3的另一端分別透過變壓器T4、T5、T6的一側繞組連接到一第二電力源Vsec2，並該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路。上述說明中，變壓器T1、T2、T3組成一第一多個變壓器組，變壓器T4、T5、T6組成一第二多個變壓器組。
由變壓器T1、T2、T3、T4、T5、T6電磁感應特性，及該些變壓器T1、T2、T3、T4、T5、T6一側繞組L1S、L2S、L3S、L4S、L5S、L6S串接所形成的封閉迴路，使得流過變壓器T1、T2、T3、T4、T5、T6一側繞組L1S、L2S、L3S、L4S、L5S、L6S的電流ix1及ix2相等。由此，該第一電力源VSEC1及第二電力源Vsec2透過變壓器的另一側繞阻L1P、L2P、L3P、L4P、L5P、L6P提供相同的工作電流i1、i2、i3到該三燈管L1、L2、L3。該些變壓器T1、T2、T3、T4、T5、T6其兩側繞組匝數為相等，並為相等的平衡變壓器。同時，該二燈管L1、L2、L3可為冷陰極管(CCFL)或外部電極冷陰極管(EEFL)。
上述說明中，以二燈管及三燈管為例說明，因此若是應用於其它多個燈管時，其電路連接方法可以依據上述連接方式增加或減少燈管，並其動作原理和上述說明相同。
復參考圖11，如圖11所示的燈管均流應用電路，其動作原理及式子的推導與圖7、圖8所示的燈管均流應用電路相同，因此在此不加贅述。如此，本實用新型可以應用於奇數或偶數個多個燈管上，並使得燈管工作時達到均流平衡，進而改善現有電路會在各級線圈上產生不同電感量，以及不能應用於奇數個燈管上，只能應用於偶數個燈管的共同缺點。
本實用新型所使用的燈管均流應用電路利用變壓器電磁感應特性，由該些變壓器一側繞組串接所形成的封閉迴路，使得流過該側繞組的電流相等，以提供相同的工作電流給該些連接於另一側繞組上的燈管使用。同時本實用新型可以應用於奇數或偶數個燈管上，並使得燈管工作時達到均流平衡，進而改善現有電路會在各級線圈上產生不同電感量，以及不能應用於奇數個燈管上，只能應用於偶數個燈管的共同缺點。
權利要求1.一種燈管均流應用電路，其特徵在於，包括有多個燈管，其一端分別連接到一電力源；多個變壓器，其一側繞組分別連接到該些燈管的另一端，另一側繞組串接形成一封閉迴路；由此，該電力源提供相同的工作電流到該些燈管。
2.如權利要求1所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，該些燈管可為偶數個燈管或奇數個燈管。
3.如權利要求1所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，多個燈管可為冷陰極管或外部電極冷陰極管。
4.如權利要求1所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，該些變壓器具有相等的繞組匝數。
5.一種燈管均流應用電路，其特徵在於，包括有多個燈管，其一端分別連接一起；多個變壓器，其一側繞組的一端分別連接到該些燈管的另一端，另一端則連接到一電力源，並其另一側繞組串接形成一封閉迴路；由此，該電力源提供相同的工作電流到該些燈管。
6.如權利要求5所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，該些燈管可為偶數個燈管或奇數個燈管。
7.如權利要求5所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，多個燈管可為冷陰極管或外部電極冷陰極管。
8.如權利要求5所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，該些變壓器具有相等的繞組匝數。
9.一種燈管均流應用電路，其特徵在於，包括有多個燈管，分別具有兩端；第一多個變壓器組，具有多個變壓器，該些變壓器的一側繞組的一端分別連接到該些燈管的一端，一側繞組的另一端則連接到一第一電力源，並該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路；第二多個變壓器組，具有多個變壓器，該些變壓器的一側繞組的一端分別連接到該些燈管的另一端，一側繞組的另一端則連接到一第二電力源，並該些變壓器的另一側繞組串接形成一封閉迴路；由此，該第一電力源與該第二電力源提供相同的工作電流到該些燈管。
10.如權利要求9所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，該些燈管可為偶數個燈管或奇數個燈管。
11.如權利要求9所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，多個燈管可為冷陰極管或外部電極冷陰極管。
12.如權利要求9所述的燈管均流應用電路，其特徵在於，該些變壓器具有相等的繞組匝數。
專利摘要本實用新型為一種燈管均流應用電路，在於利用多個變壓器的一側繞組連接到多個燈管，另一側繞組串接形成一封閉迴路。利用變壓器電磁感應特性，並透過該些變壓器一側繞組串接所形成的封閉迴路，使得流過一側繞組的電流相等，讓該些連接於另一側繞組的燈管產生相同的工作電流。
文檔編號H05B41/295GK2742722SQ20042011811
公開日2005年11月23日 申請日期2004年11月9日 優先權日2004年11月9日
發明者陳振剛, 王政雄 申請人:聯昌電子企業股份有限公司