专利名称：驱动电路及采用此驱动电路的照明设备的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种驱动电路与相关的照明设备，且特别是有关于一种以不同相位的电源进行驱动的驱动电路与采用此种驱动电路的照明设备。
背景技术：
先前的应用于平面显示器，例如薄膜晶体管液晶显示器的背光模块中一般使用冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)作为背光源，其具有高辉度及亮度分布均勻的特质。然而，此种冷阴极灯管(CCFL)需要加入一高电压驱动电路至冷阴极灯管的两端以藉此使冷阴极灯管产生发光行为。此处所使用的高电压驱动电路主要是由一般电源供应电路(Integrated Power Board, IPB)以及电流平衡电路(Balance Board)所组成。电源供应电路(IPB)输出的高压交流电源，经由电流平衡电路转换并输出数个同相位的交流输出电源以驱动冷阴极灯管(CCFL)。然而，因为冷阴极灯管特性因素的影响，此种输出同相位的驱动方式将造成显示器产生异常的水波纹画面，使得人类的眼睛产生不适感。现行的改善方法是在电源供应电路(IPB)中多加一组反相供应电源，藉此提供两组高压交流电源至电流平衡电路，并使电流平衡电路转换这两组高压交流电源而得到不同相位的交流输出电源以驱动冷阴极灯管(CCFL)，藉此改善水波纹异常画面的产生。此种改善方法的缺失在于电源供应电路(IPB)必须增加一组反相供应电源而导致电路成本的上升。因此，如何改善上述已知高电压驱动电路的缺失，提出一种制作成本低且加工容易的驱动电路，为现今业界追求的标的。
发明内容
本发明的目的之一就是在于提供一种驱动电路，可应用于驱动多个灯管。本发明的另一目的就是在于提供一种照明设备，其采用上述的驱动电路。本发明提出一种驱动电路，此驱动电路包括第一电源接收端子、第二电源接收端子以及电源转换单元。第一电源接收端子接收交流输入信号。第二电源接收端子电性耦接至预定电位。电源转换单元电性耦接至第一与第二电源接收端子以转换交流输入信号， 且电源转换单元电磁感应交流输入信号而产生第一交流输出信号与第二交流输出信号，其中，第一交流输出信号与第二交流输出信号相位相反且分别驱动多个灯管中的不同者。再者，第一交流输出信号与第二交流输出信号提供相同的电流值。本发明还提出一种照明设备，包括多个灯管、一组电源供应电路以及上述的驱动电路。电源供应电路用以提供交流输入信号，而驱动电路则电性耦接于多个灯管与电源供应电路之间。在本发明的一个实施例中，上述的电源转换单元包括多个第一侧电感以及多个第二侧电感。这些第一侧电感串连于第一电源接收端子与第二电源接收端子之间，而每一个第二侧电感则与一个第一侧电感相电磁感应，且部分第二侧电感的正端对应至相对应的第一侧电感的正端，另一部分的第二侧电感的正端则对应至相对应的第一侧电感的负端。在本发明的另一个实施例中，上述的电源转换单元中的第一侧电感串连于第一电源接收端子与第二电源接收端子之间；第二侧电感则两两成对，每一对第二侧电感包括前电感以及后电感，前电感的正端与后电感的负端各驱动多个灯管之一，且前电感的负端与后电感的正端电性耦接至地。在本发明的再一个实施例中，上述的电源转换单元包括多个第一侧电感、多个第二侧电感以及多个第三侧电感。第一侧电感并连于第一电源接收端子与第二电源接收端子之间。每一个第二侧电感与一个第一侧电感相电磁感应，且这些第二侧电感中有一部分的正端对应至相对应的第一侧电感的正端，而另一部分的第二侧电感的正端则对应至相对应的第一侧电感的负端。第三侧电感串连成一闭回路，且每一个第三侧电感对应至与一个第二侧电感相电磁感应的第一侧电感。本发明所提供的驱动电路及采用其的照明设备仅需要接收一组交流输入信号即可以产生两组不同相位的交流输出信号，因此不但避免了因为由同相位的交流输出信号驱动多个灯管而产生显示异常的水波纹画面，还进而减少电源供应电路因等效阻抗不匹配而造成整体电路特性变化的机率。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。
图1为依照本发明一实施例的照明设备的局部电路方块图。图2(A)为依照本发明一实施例的电源转换单元的电路图。图2(B)为依照本发明另一实施例的电源转换单元的电路图。图2(C)为依照本发明再一实施例的电源转换单元的电路图。图3为依照本发明另一实施例的驱动电路的电路方块图。图4为依照本发明另一实施例的阻抗匹配电路的电路方块图。[主要元件标号说明]400:照明设备100:电源供应电路200、300:驱动电路210:阻抗匹配电路220、220a、220b、220c 电源转换单元HV 交流输入信号SR_1 第一电源接收端子SR_2 第二电源接收端子VSS:预定电位+HV 第一交流输出信号-HV:第二交流输出信号LAMP (η)、LAMP (n_l)、LAMP (n_2)、LAMP (n_3)灯管Nl (η)、Nl (n_l)、Nl (n_2)、Nl (n_3)第一侧电感
N2 (η)、Ν2 (η_1)、Ν2 (η_2)、Ν2 (η_3)第二侧电感Ν3 (η)、Ν3 (η_1)、Ν3 (η_2)、Ν3 (η_3)第三侧电感0UT_1 第一电源输出端0UT_2 第二电源输出端Zl 第一阻抗Z2 第二阻抗
具体实施例方式本发明主要的精神，是利用一个驱动电路将一个交流输入信号转换为一个第一交流输出信号和与该第一交流输出信号相位相反而电流值相同的一个第二交流输出信号，并且使用这些交流输出信号来驱动显示器背光源的各个灯管。由于仅需要提供一组交流输入信号就可达成两组相位相反的交流输出信号驱动冷阴极灯管，因此可以避免显示水波纹画面的异常发生机率，也可以减少电源供应电路因等效阻抗不匹配而造成整体电路特性变化的机率。首先请参照图1，其为依照本发明一实施例的照明设备的局部电路方块图。如图 1所揭示的照明设备400可以是例如投影机的投射光源或者平面显示器的背光源等用于发光目的的设备。在本实施例中，照明设备400包括了电源供应电路100、驱动电路200以及多个灯管如LAMP (η)与LAMP (n-1)。电源供应电路100提供了一个交流输入信号HV。驱动电路200包括第一电源接收端子SR_1、第二电源接收端子SR_2以及一组电源转换单元 220。第一电源接收端子SR_1接收从电源供应电路100所提供的交流输入信号HV ；第二电源接收端子SR_2电性耦接至预定电位VSS，其中，预定电位VSS可以是任何电位，而在本实施例中则将预定电位VSS设计为接地电位；电源转换单元220电性耦接至第一电源接收端子SR_1与第二电源接收端子SR_2，以将所接收的交流输入信号HV转换为互为反相的第一交流输出信号+HV与第二交流输出信号-HV以分别驱动灯管LAMP (η)与LAMP(n-l)。更具体地，电源转换单元220通过电磁感应交流输入信号HV而直接产生第一交流输出信号+HV与第二交流输出信号-HV ；其中，第一交流输出信号+HV与第二交流输出信号-HV的相位相反，但是两者提供相同的电流值。第一交流输出信号+HV被提供以驱动灯管LAMP (η)，而第二交流输出信号-HV则被提供以驱动另一支灯管LAMP(n-l)。接下来请参照图2(A)。图2(A)为依照本发明一实施例的电源转换单元的电路图。具体地，在本实施例中，电源转换单元220a包括第一侧电感Nl (n)、Nl (n-1)、Nl (n-2) 与 Nl (n-3)，以及第二侧电感 N2 (η)、Ν2 (n-1)、N2 (n-2)与 N2 (n_3)。第一侧电感 Nl (η) Nl (n-3)电性串连于第一电源接收端子SR_1与第二电源接收端子SR_2之间，且这些第一侧电感m(n) Nl (n-3)根据匝数比(m/N2)关系而将能量通过电磁耦合而传递至第二侧电感N2(n) N2(n-3)。值得注意的是，部分第二侧电感(如:N2(n)与N2(n_2))的正端(打点端)是对应至相对应的第一侧电感(如Ν1(η)与m(n-2))的正端，而另一部分的第二侧电感(如N2(n-l)与N2(n-3))的正端则是对应至相对应的第一侧电感(如N1 (n_l)与 Nl (n-3))的负端。换句话说，第一侧电感Nl (η) Nl (η_3)接收交流输入信号HV，并将所得到的能量通过电磁耦合的方式传递至第二侧电感Ν2(η) Ν2(η-3)。而在传递能量的过程中，第一侧电感Nl (η)与Nl (η-2)所传递至第二侧电感Ν2 (η)与Ν2 (η-2)并由第二侧电感Ν2 (η) 与Ν2(η-2)最终表现于驱动各灯管的能量的相位，会与第一侧电感m(n-l)与Nl (n_3)所传递至第二侧电感N2(n-1)与N2(n-3)并由第二侧电感N2 (n_l)与N2 (n_3)最终表现于驱动各灯管的能量的相位恰好相反。此外，由于第一侧电感m(n) Nl(n-3)为串连的型态，因此流过第一侧电感 Nl (η) m (n-3)的电流会保持一致。在这种条件下，只要第一侧电感m (η) m (n-3) 与相对应的第二侧电感N2 (η) Ν2(η-3)间的匝数比保持一致，就可以使流过第二侧电感 Ν2 (η) Ν2 (n-3)的电流保持一致。基于此种理由，受驱动的灯管LAMP (η)、LAMP (n-1)、 LAMP(n-2)与LAMP(n_3)上所流过的电流也将保持一致。若能进一步确保各第一侧电感 Nl (η) m(n-3)的匝数相同，那么还可以一并使第二侧电感N2 (η) Ν2 (η_3)两端的电位差值也保持相同。接下来请参照图2(B)，其为依照本发明另一实施例的电源转换单元的电路图。具体地，在本实施例中，电源转换单元220b包括多个第一侧电感附(n)、Nl (n-1)、Nl (η-2)与 Nl (n-3)以及多个第二侧电感拟(11)、拟(11-1)、拟(11-2)与N2 (n_3)。第一侧电感Nl (η) Nl (n-3)电性串连于第一电源接收端子SR_1与第二电源接收端子SR_2之间，且这些第一侧电感m(n) Nl (n-3)根据匝数比(m/N2)关系而将能量通过电磁耦合而传递至第二侧电感N2(n) N2(n-3)。如图所示，因为第二侧电感N2 (η)与Ν2(η_1)电性耦接在一起，所以将这两个第二侧电感Ν2 (η)与Ν2(η-1)视为一对第二侧电感；因为同样的原因，第二侧电感Ν2(η-2)与Ν2(η-3)被视为另一对第二侧电感。在往后的实施例中，将一对第二侧电感中以正端驱动灯管者称为前电感(即此实施例中的第二侧电感Ν2 (η)与Ν2(η-2))，以负端驱动灯管者称为后电感(即此实施例中的第二侧电感Ν2 (n-1)与N2(n-3))。如图2 (B)所示，前电感以正端电性耦接至灯管LAMP (η)与LAMP (η_2)，而后电感以负端电性耦接至灯管LAMP (n-1)与LAMP (n-3)，且同一对第二侧电感中的前电感的负端及后电感的正端同时电性耦接至地。如此一来，虽然同一对第二侧电感中的任一个第二侧电感与相对应的第一侧电感间的电磁耦合极性相同，但是因为用以驱动灯管的端点不同，所以用来驱动灯管的交流输出信号+HV与-HV会有相反的相位。与图2㈧类似的，由于第一侧电感m (η) m(n-3)为串连的型态，因此流过第一侧电感Nl (η) m(n-3)的电流会保持一致。在这种条件下，只要第一侧电感Nl (η) Nl (n-3)与相对应的第二侧电感N2 (η) Ν2 (η_3)间的匝数比保持一致，就可以使流过第二侧电感Ν2(η) Ν2(η-3)的电流(也就是驱动灯管LAMP (η) LAMP(n_3)的电流)保持一致。再者，由于前电感的负端、后电感的正端与受驱动的灯管的一端电性耦接至相同电位 (在此实施例中为接地)，那么在匝数比相同的前提下，若保持第一侧电感m (η) m (n-3) 的匝数彼此相同，那么受驱动的灯管LAMP(n) LAMP(n-3)两端的电位差值也会相同。接下来请参照图2(C)，其为依照本发明再一实施例的电源转换单元的电路图。具体地，在本实施例中，电源转换单元220c包括多个第一侧电感m (n)、Nl (n-1)、Nl (η-2)与 Nl (n-3)、多个第二侧电感N2 (η)、N2 (n-1)、N2 (n-2)与Ν2 (n-3)以及多个第三侧电感N3 (η)、 Ν3 (n-1)、N3 (n-2)与N3 (n-3)。第一侧电感附(η) 附(n-3)并连于第一电源接收端子SR_1 与第二电源接收端子SR_2之间。第二侧电感N2(n) N2 (n_3)分别驱动灯管LAMP (η)、 LAMP (n-1)、LAMP (n-2)或 LAMP (n-3)，且这些第二侧电感 N2 (η) Ν2 (n-3)与第一侧电感
7Nl (η) m(n-3)间的关系与图2(A)所示的实施例相同，在此不赘述。值得注意的是，第三侧电感N3 (η) Ν3 (η_3)是以串连的方式相电性耦接，且第三侧电感Ν3(η)的正端与第三侧电感Ν3(η-3)的负端相电性耦接，以使第三侧电感Ν3 (η) Ν3(η-3)形成一个闭回路。每一个第三侧电感对应至一个第二侧电感以及与此第二侧电感互相电磁耦合的第一侧电感，且第三侧电感的相位与对应的第一侧电感的相位相同。举例来说，第三侧电感Ν3 (η)对应至第二侧电感Ν2 (η)以及第一侧电感m (η)，而且第三侧电感 Ν3(η)的正端对应至第一侧电感m (η)的正端，以使第三侧电感Ν3 (η)正端上电位的相位变化与第一侧电感m (η)正端上电位的相位变化相同。由于第三侧电感Ν3(η) Ν3 (η_3)串连成闭回路，因此流经第三侧电感Ν3 (η) Ν3(η-3)的电流会是相同的。如此一来，基于与图2(A)或图2(B)所示的实施例相同的理由，流经第二侧电感Ν2 (η) Ν2 (η-3)的电流数值以及用以驱动灯管LAMP (η) LAMP (n-3) 的交流输出信号+HV与-HV的电位数值也可以被设计为是相同的。此外，基于与图2(A)所示的实施例相同的理由，交流输出信号+HV与-HV的相位会是相反的。要另外说明的是，在一个电源转换单元中并不需要都包括相同的电路。也就是说， 假若有必要，那么在同一个电源转换单元中可以分别采用图2(A)、2(B)、2(C)或其它设计方式而得的电路。除了上述的电路架构之外，有鉴于交流输入信号在被提供至驱动电路的第一电源接收端子的时候会因为驱动电路整体的等效阻抗不同而产生不同的变化，所以在驱动电路中还可以进一步提供一个阻抗匹配电路，以藉此降低此类问题。请参照图3，其为依照本发明另一实施例的驱动电路的电路方块图。图3所示的实施例大致上与图1所示的实施例中的驱动电路200相当，其主要差异点在于图1的实施例在驱动电路200中仅使用了电源转换单元220，而图3的实施例则在驱动电路300中使用了电源转换单元220以及阻抗匹配电路210，且令阻抗匹配电路210电性耦接于第一电源接收端子SR_1与电源转换单元220之间。阻抗匹配电路210具有两个输入端、第一电源输出端0UT_1与第二电源输出端 0UT_2。其中一个输入端通过导线电性耦接至第一电源接收端子SR_1并接收交流输入信号 HV,另一个输入端则通过导线电性耦接至第二电源接收端子SR_2并接收预定电位VSS (在此处为接地电位)。阻抗匹配电路210将使第一电源接收端子SR_1之后的等效阻抗得以匹配于第一电源接收端子SR_1之前的等效阻抗，且使第二电源接收端子SR_2之后的等效阻抗得以匹配于第二电源接收端子SR_2之前的等效阻抗。如此，则阻抗匹配电路210的第一电源输出端0UT_1可以完整地输出所接收的交流输入信号HV，而第二电源输出端0UT_2则输出预定电位VSS (在此处为接地电位)。具体地，请参照图4，其为根据本发明一实施例的阻抗匹配电路的电路方块图。阻抗匹配电路210包括第一阻抗Zl与第二阻抗Z2。其中，第一阻抗Zl具有第一通路端与第二通路端，第一通路端通过导线电性耦接至第一电源接收端子SR_1，第二通路端通过导线电性耦接至第一输出端0UT_1。第二阻抗Z2具有两通路端，一通路端电性耦接至第一阻抗Zl 的第一通路端，而另一通路端则电性耦接至第二电源接收端子SR_2与第二输出端0UT_2。 第一阻抗Zl与第二阻抗Z2可以为电阻、电容或电感等阻抗元件或其组合，目的在于完成阻抗匹配，其余并无特定限制。
综上所述，在本发明对技术进行改良后，已可有效消除已知手段中因使用背光源驱动电路的同相位输出信号驱动背光源所产生的异常水波纹画面。因此驱动电路稳定度将更易于保持，显示画面质量也可以更为提高。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种驱动电路，用于驱动多个灯管，包括 第一电源接收端子，接收交流输入信号； 第二电源接收端子，电性耦接至预定电位；以及电源转换单元，电性耦接至该第一电源接收端子与该第二电源接收端子以转换该交流输入信号，该电源转换单元电磁感应该交流输入信号而产生第一交流输出信号与第二交流输出信号，其中，该第一交流输出信号与该第二交流输出信号相位相反且分别驱动该多个灯管中的不同者，其中，该第一交流输出信号与该第二交流输出信号提供相同的电流值。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该电源转换单元包括多个第一侧电感，串连于该第一电源接收端子与该第二电源接收端子之间；以及多个第二侧电感，每一该多个第二侧电感与该多个第一侧电感之一相电磁感应，且部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的正端，另部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的负端。
3.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该电源转换单元包括多个第一侧电感，串连于该第一电源接收端子与该第二电源接收端子之间；以及多个第二侧电感，两两成对，其中一对包括前电感以及后电感，该前电感的正端与该后电感的负端各驱动该多个灯管之一，且该前电感的负端与该后电感的正端电性耦接至地。
4.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该电源转换单元包括多个第一侧电感，并连于该第一电源接收端子与该第二电源接收端子之间； 多个第二侧电感，每一该多个第二侧电感与该多个第一侧电感之一相电磁感应，且部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的正端，另部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的负端；以及多个第三侧电感，串连成一闭回路，每一该多个第三侧电感对应至与该多个第二侧电感之一相电磁感应的该第一侧电感。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，还包括阻抗匹配电路，电性耦接于该第一电源接收端子与该电源转换单元之间，该阻抗匹配电路使该第一电源接收端子两侧的阻抗相当。
6.一种照明设备，包括 多个灯管；电源供应电路，提供交流输入信号；以及驱动电路，包括第一电源接收端子，接收该交流输入信号； 第二电源接收端子，电性耦接至预定电位；以及电源转换单元，电性耦接至该第一电源接收端子与该第二电源接收端子以转换该交流输入信号，该电源转换单元电磁感应该交流输入信号而产生第一交流输出信号与第二交流输出信号，其中，该第一交流输出信号与该第二交流输出信号相位相反且分别驱动该多个灯管中的不同者，其中，该第一交流输出信号与该第二交流输出信号提供相同的电流值。
7.根据权利要求6所述的照明设备，其中该电源转换单元包括多个第一侧电感，串连于该第一电源接收端子与该第二电源接收端子之间；以及多个第二侧电感，每一该多个第二侧电感与该多个第一侧电感之一相电磁感应，且部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的正端，另部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的负端。
8.根据权利要求6所述的照明设备，其中该电源转换单元包括多个第一侧电感，串连于该第一电源接收端子与该第二电源接收端子之间；以及多个第二侧电感，两两成对，其中一对包括前电感以及后电感，该前电感的正端与该后电感的负端各驱动该多个灯管之一，且该前电感的负端与该后电感的正端电性耦接至地。
9.根据权利要求6所述的照明设备，其中该电源转换单元包括多个第一侧电感，并连于该第一电源接收端子与该第二电源接收端子之间；多个第二侧电感，每一该多个第二侧电感与该多个第一侧电感之一相电磁感应，且部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的正端，另部分该多个第二侧电感的正端对应至相对应的该多个第一侧电感的负端；以及多个第三侧电感，串连成一闭回路，每一该多个第三侧电感对应至与该多个第二侧电感之一相电磁感应的该第一侧电感。
10.根据权利要求6所述的照明设备，还包括阻抗匹配电路，电性耦接于该第一电源接收端子与该电源转换单元之间，该阻抗匹配电路使该第一电源接收端子两侧的阻抗相当。
全文摘要
一种驱动电路及采用此驱动电路的照明设备。此驱动电路包含第一电源接收端子、第二电源接收端子以及电源转换单元。第一电源接收端子接收交流输入信号。第二电源接收端子电性耦接至预定电位。电源转换单元电性耦接至第一与第二电源接收端子以转换交流输入信号为两组不同相位的交流输出信号，而两组交流输出信号提供相同的电流值。
文档编号H02M5/10GK102170737SQ20111009856
公开日2011年8月31日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年12月27日
发明者周运升, 张文地, 林晃蒂, 黄裕翔 申请人:友达光电股份有限公司