燈管驅動電源供應系統的製作方法
2023-04-25 16:04:46
專利名稱：燈管驅動電源供應系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電源供應系統，特別涉及一種免用變壓器繞線架結構或額外屏蔽來加強主次級繞組電氣絕緣的燈管驅動電源供應系統。
背景技術：
隨著電子產業的快速發展，顯示器平面化及薄型化已是必然的趨勢，並且其應用範圍也逐漸從可攜式的中小型產品擴展到顯示信息用的大型面板，甚至邁向超大型的視頻應用，以替代傳統的顯示裝置。
背光模塊是平面顯示器(FDP)中提供光源的關鍵零部件，其通常包含多個燈管以及可以驅動多個燈管的燈管驅動電源供應系統。燈管驅動電源供應系統主要用於將輸入的直流電壓轉換為足以驅動所述多個燈管的交流電壓，因此燈管驅動電源供應系統不僅會影響燈管的穩定度，而且將直接影響到平面顯示器的顯像品質。
請參閱圖1，其是顯示傳統燈管驅動電源供應系統的電路方框圖。如圖1所示，傳統的燈管驅動電源供應系統10接收直流電壓源11所提供的直流電壓，並將該直流電壓轉換為足以驅動多個燈管12的交流電壓，使所述多個燈管12可以點亮。傳統的燈管驅動電源供應系統10包括整流器101、變壓器102、諧振電路103以及多個阻抗匹配器104。其中，整流器101耦接於直流電壓源11，以用於接收直流電壓源11所提供的直流電壓，並將該直流電壓轉換為高頻的交流電壓並且輸出至變壓器102的初級繞組1021。該整流器101主要由多個電晶體構成(未圖示)，並且受到PWM控制器控制(未圖示)，以將直流電壓轉換為高頻的交流電壓。變壓器102的初級繞組1021耦接於整流器101，以用於接收整流器101所提供的交流電壓，並通過變壓器102的內部線圈構造在變壓器102的次級繞組1022將交流電壓升壓為高壓的交流電壓，例如從200伏特(V)升壓為1100伏特(V)～2000伏特(V)。諧振電路103耦接於變壓器102的次級繞組1022，其可接收來自於變壓器102次級繞組1022的交流電壓，並可由變壓器102與諧振電路103的諧振效應，以及經由多個阻抗匹配器104(例如電容)而輸出具有正弦波形式的高壓交流電壓，藉此以驅動多個燈管12。
然而為了驅動多個燈管12，傳統的燈管驅動電源供應系統10需將輸入的直流電壓轉換為高壓的交流電壓，由於在變壓器102的初級繞組1021與次級繞組1022之間存在較大的壓差，因此需加強電氣絕緣。目前的做法是利用變壓器102的繞線架結構和/或使用額外的屏蔽來增加初級繞組1021與次級繞組1022之間的電氣安全距離，以達到電氣絕緣以及避免擊穿短路的目的。然而，隨著高壓點燈的需求，當對用於驅動多個燈管12的驅動電壓要求越來越高時，使用變壓器102繞線架結構或額外屏蔽的方式來進行電氣絕緣將使變壓器102所使用的繞線架體積越來越大，這樣不只增加成本並且不利於產品的薄型化與小型化。更嚴重的，利用變壓器102的繞線架結構或額外屏蔽來進行電氣絕緣也有可能因初級繞組1021與次級繞組1022之間的壓差過大而無法達到電氣絕緣的目的，因此不利於高壓點燈系統的應用。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種燈管驅動電源供應系統，通過耐壓電容元件的使用，可避免傳統燈管驅動電源供應系統需利用變壓器的繞線架結構或額外屏蔽加強電氣絕緣的缺點，達到節省成本以及利於產品薄型化與小型化的目的。
為達到上述目的，本發明的優選實施例提供一種燈管驅動電源供應系統，耦接於直流電壓源以及多個燈管之間，以用於驅動所述多個燈管。該燈管驅動電源供應系統包括整流器，耦接於該直流電壓源，以用於接收該直流電壓源所提供的直流電壓並將該直流電壓轉換為交流電壓；變壓器，具有初級繞組以及次級繞組，其中該初級繞組耦接於該整流器，以用於接收該交流電壓，並且該次級繞組將該交流電壓升壓；以及諧振電路，耦接於該變壓器的該次級繞組並且具有多個耐壓電容元件，以用於與該變壓器的漏電感配合以產生諧振效應，輸出交流電壓以驅動所述多個燈管。其中，所述多個耐壓電容元件與該變壓器的該次級繞組的兩端耦接。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，還包括多個阻抗匹配器，耦接於該諧振電路與所述多個燈管之間，以用於穩定流經所述多個燈管的電流。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器為全橋式整流器以及半橋式整流器的其中之一。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器具有多個開關元件。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中所述多個開關元件為多個電晶體。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器還包括多個電容，耦接於所述多個開關元件與該變壓器的該初級繞組的兩端之間。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該諧振電路還包括第一電容，所述多個耐壓電容元件為多個Y電容，而所述多個燈管為多個冷陰極燈管。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中所述多個耐壓電容元件以串聯形式連接為第一耐壓電容元件組與第二耐壓電容元件組，或者以並聯形式連接為第一耐壓電容元件組與第二耐壓電容元件組。
為達到上述目的，本發明的另一優選實施例提供一種燈管驅動電源供應系統，耦接於直流電壓源以及多個燈管之間，以用於驅動所述多個燈管。該燈管驅動電源供應系統包括整流器，耦接於該直流電壓源，以用於接收該直流電壓源所提供的直流電壓並將該直流電壓轉換為交流電壓；變壓器，具有初級繞組以及次級繞組，其中該初級繞組耦接於該整流器，以用於接收該交流電壓，並且該次級繞組將該交流電壓升壓；以及諧振電路，耦接於該變壓器的該次級繞組，以用於與該變壓器的漏電感配合以產生諧振效應，輸出交流電壓以驅動所述多個燈管。其中，該整流器具有多個耐壓電容元件，並且該耐壓電容元件耦接於該變壓器的該初級繞組的兩端。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，還包括多個阻抗匹配器，耦接於該諧振電路與所述多個燈管之間，以用於穩定流經所述多個燈管的電流。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器為全橋式整流器以及半橋式整流器的其中之一。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器具有多個開關元件，而所述多個開關元件為多個電晶體。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該耐壓電容元件耦接於所述多個開關元件與該變壓器的該初級繞組的兩端之間。
本發明所述的燈管驅動電源供應系統，其中該諧振電路還包括第一電容以及多個第二電容，所述多個耐壓電容元件為多個Y電容，而所述多個燈管為多個冷陰極燈管。
圖1顯示傳統燈管驅動電源供應系統的電路方框圖。
圖2顯示本發明優選實施例的燈管驅動電源供應系統的電路方框圖。
圖3(a)顯示圖2中耐壓電容元件的另一優選實施例示意圖。
圖3(b)顯示圖2中耐壓電容元件的又一優選實施例示意圖。
圖4顯示本發明另一優選實施例的燈管驅動電源供應系統的電路方框圖。
其中，附圖標記說明如下10、20、30燈管驅動電源供應系統 11、21、31直流電壓源12、22、32燈管 101、201、301整流器102、202、302變壓器 103、203、303諧振電路104、204、304阻抗匹配器 1021、2021、3021初級繞組1022、2022、3022次級繞組2011、3011開關元件2012電容2031、3031第一電容2032耐壓電容元件3012耐壓電容元件2033、2035第一耐壓電容元件組3032第二電容2034、2036第二耐壓電容元件組具體實施方式
體現本發明特徵與優點的一些典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。
請參閱圖2，其顯示本發明優選實施例的燈管驅動電源供應系統的電路方框圖。本發明的燈管驅動電源供應系統20接收直流電壓源21所提供的直流電壓，並將該直流電壓轉換為足以驅動多個燈管22的交流電壓，使所述多個燈管22可以點亮。其中，所述多個燈管22可為例如多個冷陰極燈管(Cold-Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)。本發明的燈管驅動電源供應系統20包括整流器201、變壓器202、諧振電路203以及多個阻抗匹配器204。其中，整流器201耦接於直流電壓源21，以用於接收直流電壓源21所提供的直流電壓，並且將該直流電壓轉換為高頻的交流電壓，從而輸出至變壓器202的初級繞組2021。
在一實施例中，該整流器201由多個開關元件2011與多個電容2012構成，並且可為半橋式或全橋式整流器的其中之一，但不限於此。為方便說明，圖2所示實施例以半橋式整流器為例，並且開關元件2011以電晶體為較佳。整流器201的開關元件2011受PWM控制器控制(未圖示)，以通過開關元件2011的切換將直流電壓轉換為高頻的交流電壓。
請再參閱圖2，變壓器202的初級繞組2021耦接於整流器201，以用於接收整流器201所提供的交流電壓，並通過變壓器202的內部線圈構造在變壓器202的次級繞組2022將交流電壓升壓為高壓的交流電壓，例如從200伏特(V)升壓為1100伏特(V)～2000伏特(V)。在一實施例中，變壓器202的初級繞組2021的兩端耦接於整流器201的多個電容2012的一端，而多個電容2012的另一端則連接至多個開關元件2011。
在該實施例中，諧振電路203包括第一電容2031以及多個耐壓電容元件2032。諧振電路203耦接於變壓器202的次級繞組2022，其可接收來自於變壓器202次級繞組2022的交流電壓，並由變壓器202所存在的漏電感與諧振電路203的第一電容2031以及耐壓電容元件2032產生諧振效應，並經由多個阻抗匹配器204，例如電容，而輸出具正弦波形式的高壓交流電壓，藉此以驅動多個燈管22。其中，多個阻抗匹配器204耦接於諧振電路203與多個燈管22之間，其可對多個燈管22提供電路保護或使流經各燈管22的電流穩定，提供穩定的輸出光源。
在一些實施例中，該耐壓電容元件2032以Y電容為較佳，其中Y電容具有比一般電容相對較高的額定耐壓範圍，例如1000伏特以上，由於Y電容為本領域技術人員所熟知的電子元件，因此關於Y電容的其它電氣特性在此不再贅述。利用多個耐壓電容元件2032耦接於變壓器202的次級繞組2022的兩端時，就可利用其耐壓的電氣特性使原需加強的位於變壓器202的初級繞組2021與次級繞組2022之間的隔離接口轉移至多個耐壓電容元件2032，藉此以達到絕緣的目的。因此耐壓電容元件2032可以避免傳統技術利用變壓器繞線架結構或額外的屏蔽加強電氣絕緣所產生的成本增加以及不利於小型化與薄型化的問題。
當然，多個耐壓電容元件2032也可如圖3(a)所示以串聯方式形成第一耐壓電容元件組2033與第二耐壓電容元件組2034。另外，也可如圖3(b)所示以並聯方式形成第一耐壓電容元件組2035以及第二耐壓電容元件組2036，但不限於此。
請參閱圖4，其顯示本發明另一優選實施例的燈管驅動電源供應系統的電路方框圖。在該實施例中，燈管驅動電源供應系統30接收直流電壓源31所提供的直流電壓，並將該直流電壓轉換為足以驅動多個燈管32的交流電壓，使所述多個燈管32可以點亮。本發明的燈管驅動電源供應系統30同樣地包括整流器301、變壓器302、諧振電路303以及多個阻抗匹配器304。其中，整流器301耦接於直流電壓源31，以用於接收直流電壓源31所提供的直流電壓，並將該直流電壓轉換為高頻的交流電壓，從而輸出至變壓器302的初級繞組3021。
在一實施例中，該整流器301由多個開關元件3011與多個耐壓電容元件3012所構成，並且可為半橋式或全橋式整流器的其中之一，但不限於此。為方便說明，圖4所示實施例以半橋式整流器為例，並且開關元件3011以電晶體為較佳。整流器301的開關元件3011受PWM控制器控制(未圖示)，以通過切換開關元件3011將直流電壓轉換為高頻的交流電壓。多個耐壓電容元件3012耦接於多個開關元件3011與變壓器302的初級繞組3021的兩端之間。在一些實施例中，該耐壓電容元件3012以Y電容為較佳。Y電容具有比一般電容相對較高的額定耐壓範圍，例如1000伏特以上，因此利用多個Y電容耦接於變壓器302的初級繞組3021的兩端時，就可利用其耐壓的電氣特性使原需加強的位於變壓器302的初級繞組3021與次級繞組3022之間的隔離接口轉移至多個耐壓電容元件3012，藉此達到絕緣的目的。因此耐壓電容元件3012可以避免傳統技術利用變壓器繞線架結構或額外的屏蔽加強電氣絕緣所產生的成本增加以及不利於小型化與薄型化的問題。
請再參閱圖4，變壓器302的初級繞組3021耦接於整流器301，以用於接收整流器301所提供的交流電壓，並通過變壓器302的內部線圈構造在變壓器302的次級繞組3022將交流電壓次級繞組升壓為高壓的交流電壓，例如從200伏特(V)升壓為1100伏特(V)～2000伏特(V)。
在該實施例中，諧振電路303包括第一電容3031以及多個第二電容3032。諧振電路303耦接於變壓器302的次級繞組3022，其接收來自於變壓器302次級繞組3022的交流電壓，並由變壓器302所存在的漏電感與諧振電路303的第一電容3031以及多個第二電容3032產生諧振效應，並經由多個阻抗匹配器304，例如電容，而輸出具有正弦波形式的高壓交流電壓，藉此以驅動多個燈管32。
綜上所述，本發明的燈管驅動電源供應系統利用耐壓電容元件使原需加強的位於變壓器的初級繞組與次級繞組之間的隔離接口轉移至多個耐壓電容元件，藉此以達到絕緣的目的。因此，耐壓電容元件可以避免傳統技術利用變壓器繞線架結構或額外的屏蔽加強電氣絕緣所產生的成本增加以及不利於小型化與薄型化的問題。
應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種變化，然而都不脫離本發明的範圍，並且其中的說明及附圖在本質上作說明之用，而並非用以限制本發明。
權利要求
1.一種燈管驅動電源供應系統，耦接於直流電壓源以及多個燈管之間，以用於驅動所述多個燈管，該燈管驅動電源供應系統包括整流器，耦接於該直流電壓源，以用於接收該直流電壓源所提供的直流電壓並將該直流電壓轉換為交流電壓；變壓器，具有初級繞組以及次級繞組，其中該初級繞組耦接於該整流器，以用於接收該交流電壓，並在該次級繞組將該交流電壓升壓；以及諧振電路，耦接於該變壓器的該次級繞組並且具有多個耐壓電容元件，以用於與該變壓器的漏電感配合以產生諧振效應，輸出交流電壓以驅動所述多個燈管，其中所述多個耐壓電容元件與該變壓器的該次級繞組的兩端耦接。
2.如權利要求1所述的燈管驅動電源供應系統，還包括多個阻抗匹配器，耦接於該諧振電路與所述多個燈管之間，以用於穩定流經所述多個燈管的電流。
3.如權利要求1所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器為全橋式整流器以及半橋式整流器的其中之一。
4.如權利要求3所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器具有多個開關元件。
5.如權利要求4所述的燈管驅動電源供應系統，其中所述多個開關元件為多個電晶體。
6.如權利要求4所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器還包括多個電容，耦接於所述多個開關元件與該變壓器的該初級繞組的兩端之間。
7.如權利要求1所述的燈管驅動電源供應系統，其中該諧振電路還包括第一電容，所述多個耐壓電容元件為多個Y電容，而所述多個燈管為多個冷陰極燈管。
8.如權利要求1所述的燈管驅動電源供應系統，其中所述多個耐壓電容元件以串聯形式連接為第一耐壓電容元件組與第二耐壓電容元件組，或者以並聯形式連接為第一耐壓電容元件組與第二耐壓電容元件組。
9.一種燈管驅動電源供應系統，耦接於直流電壓源以及多個燈管之間，以用於驅動所述多個燈管，該燈管驅動電源供應系統包括整流器，耦接於該直流電壓源，以用於接收該直流電壓源所提供的直流電壓並將該直流電壓轉換為交流電壓；變壓器，具有初級繞組以及次級繞組，其中該初級繞組耦接於該整流器，以用於接收該交流電壓，並在該次級繞組將該交流電壓升壓；以及諧振電路，耦接於該變壓器的該次級繞組，以用於與該變壓器的漏電感配合以產生諧振效應，輸出交流電壓以驅動所述多個燈管；其中，該整流器具有多個耐壓電容元件，該耐壓電容元件耦接於該變壓器的該初級繞組的兩端。
10.如權利要求9所述的燈管驅動電源供應系統，還包括多個阻抗匹配器，耦接於該諧振電路與所述多個燈管之間，以用於穩定流經所述多個燈管的電流。
11.如權利要求10所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器為全橋式整流器以及半橋式整流器的其中之一。
12.如權利要求11所述的燈管驅動電源供應系統，其中該整流器具有多個開關元件，而所述多個開關元件為多個電晶體。
13.如權利要求12所述的燈管驅動電源供應系統，其中該耐壓電容元件耦接於所述多個開關元件與該變壓器的該初級繞組的兩端之間。
14.如權利要求9所述的燈管驅動電源供應系統，其中該諧振電路還包括第一電容以及多個第二電容，所述多個耐壓電容元件為多個Y電容，而所述多個燈管為多個冷陰極燈管。
全文摘要
本發明為一種燈管驅動電源供應系統，耦接於直流電壓源與多個燈管之間，以用於驅動多個燈管。該燈管驅動電源供應系統包括整流器，耦接於直流電壓源，以接收直流電壓源所提供的直流電壓並將直流電壓轉換為交流電壓；變壓器，具有主級以及次級繞組，其中初級繞組耦接於整流器，以接收交流電壓，並在次級繞組將交流電壓升壓；以及諧振電路，耦接於變壓器的次級繞組並且具有多個耐壓電容元件，以用於與變壓器的漏電感配合以產生諧振效應，輸出交流電壓以驅動多個燈管，其中多個耐壓電容元件與變壓器的次級繞組的兩端耦接。本發明可避免需利用變壓器的繞線架結構或額外屏蔽加強電氣絕緣的缺點，達到節省成本以及利於產品薄型化與小型化的目的。
文檔編號H05B41/24GK101060741SQ20061007557
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者張世賢 申請人:臺達電子工業股份有限公司