专利名称：包括平衡变压器的多灯驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够应用于诸如IXD的多灯系统的多灯驱动装置；且更具体地，涉及 包括平衡变压器的多灯驱动装置，该平衡变压器能够平衡流经多灯的电流并减少平衡变压 器的数目以及所用元件数目，从而通过使用电流平衡电路显著减少电路的总面积，该电流 平衡电路包括多个平衡变压器，每个平衡变压器都包括一次侧、第一二次侧、和第二二次 侧，从而从在平衡变压器的一次侧的电压驱动单元接收高电压，传输高电压至第一二次侧 和第二二次侧，并传输驱动功率至连接至二次侧的灯。
背景技术：
近来，在构成IXD (液晶显示器)的许多元件之一的逆变器领域开展了各种研究以 减少制造成本。大约16到24个CCFL (冷阴极荧光灯)被用来制造IXD TV的背光，并需要 同样数目的逆变器来驱动CCFL。同时，如果一个逆变器驱动多个并联灯，则预期可大大降低成本。然而就一般CCFL 而言，已知因为灯的电阻值在点火和燃烧过程中的改变不同，因此难于驱动并联CCFL。已知如果在驱动并联CCFL时使用电流平衡变压器以便克服上述问题，则可能开 通多个灯并平衡电流。通过利用电流平衡变压器一个逆变器可同时驱动很多灯的方法被称为电流平衡 方法。关于电流平衡方法，有Jin平衡方法、Zaulas方法、或02微方法，参考图1说明利用 Jin平衡方法的多灯驱动装置。图1是示出传统多灯驱动装置的构造图，参考图1，传统多灯驱动装置包括AC电 源10，用于提供驱动功率；多个灯20⑴ 20 (η)，由AC电源10的驱动功率开通；以及电流 平衡电路30⑴ 30 (η)，用于均勻平衡流经灯20⑴ 20 (η)的电流。这里，电流平衡电路30⑴ 30 (η)包括第1到第η个分别对应于灯的平衡变压器， 以便均勻流经灯的电流。电流平衡电路的电流平衡原理是已知的，因此省略对该原理的解释。然而，由于传统多灯驱动装置要使用和灯一样多的平衡变压器，电路的总面积随 所用元件数目的增加而增加，因此使得电路复杂并且制造成本增加。
发明内容
本发明是为了克服上述问题提出的，并且因此本发明的一个目的是提供应用到诸 如LCD的多灯系统的多灯驱动装置，其能够平衡流经多个灯的电流并减少平衡变压器的数 目和所用元件的数目，从而通过实施电流平衡电路显著减少电路的总面积，该平衡电路包 括多个平衡变压器，每个平衡变压器包括一次侧、第一二次侧、和第二二次侧，从而接收来自平衡变压器的一次侧的电压驱动单元的高电压、传输高电压至第一二次侧和第二二次 侧、并传输驱动功率至连接至二次侧的灯。根据实现该目的的本发明的一个方面，提供了设置有平衡变压器的多灯驱动装置，其包括电源单元，用于为设置有第一到第4η个灯的灯单元提供驱动电压；和平衡电路 单元，包括第一到第η个平衡变压器，该平衡变压器用于接收来自电源单元的驱动电压并 平衡流经第一到第4η个灯的电流，其中，第一到第η平衡变压器中的每一个都包括串联连 接至电源单元的一次侧，和电连接至一次侧的第一二次侧和第二二次侧，第一二次侧和第 二二次侧的一端中的每一个连接至第一到第4η个灯中的一个灯的一端，第一二次侧和第 二二次侧的另一端中的每一个连接至第一到第4η个灯中另一个灯的一端，且所有第一到 第4η个灯的另一端均接地。进一步，第一到第η个平衡变压器中的每一个在其两端都包括有机电容器以便在 误操作中保护第一到第4η个灯。进一步，第一到第η个平衡变压器中的每一个都包括在有机电容器和地之间的第 一感测电阻器。进一步，多灯驱动装置包括在第η平衡变压器和地之间的第二感测电阻器。进一步，多灯驱动装置包括在电源单元和第一平衡变压器的一次侧之间的感测线圈。根据实现该目的的本发明的另一个方面，提供了设置有平衡变压器的多灯驱动装 置，其包括电源单元，用于为具有第一到第4η个灯的灯单元提供驱动电压；以及平衡电路 单元，包括第一到第η平衡变压器，该平衡变压器接收来自电源单元的驱动电压并平衡流 经第一到第4η个灯的电流，其中，第一到第η个平衡变压器中每一个都包括并联连接至电 源单元的一次侧，和电连接至一次侧的第一二次侧和第二二次侧，第一二次侧和第二二次 侧的一端中的每一个连接至第一到第4η个灯中的一个灯的一端，第一二次侧和第二二次 侧的另一端中的每一个连接至第一到第4η个灯中另一个灯的一端，且所有第一到第4η个 灯的另一端均接地。进一步，多灯驱动装置包括平衡变压器的一次侧和地间的第一感测电阻器。根据实现该目的的本发明的又一个方面，提供了设置有平衡变压器的多灯驱动装 置，其包括电源单元，用于为多个灯提供电压；平衡电路单元，包括至少一个平衡变压器， 该平衡变压器用于接收电源单元的驱动电压并平衡流经灯的电流，其中每个平衡变压器包 括连接至电源单元的一次侧和电连接至一次侧的第一二次侧到第η 二次侧，第一二次侧到 第η 二次侧的一端中的每一个连接至多个灯中的一个灯的一端，第一二次侧到第η 二次侧 的另一端中的每一个连接至多个灯中的一个灯的另一端，灯的另一端均接地。进一步，在灯的数目为2kn的情况下，用于平衡流经2η个灯的电流的平衡变压器 的数目为k。进一步，每个平衡变压器的一次侧都串联连接至电源单元。进一步，每个平衡变压器的一次侧都并联连接至电源单元。
本发明的这些和/或其他方面和优点可由实施例结合附图变得更明显并且更易于理解，其中图1是示出传统多灯驱动装置的构造图；图2是示出了根据本发明第一实施例的多灯驱动装置的构造图；图3是示出了根据本发明第二实施例的多灯驱动装置的构造图；图4是示出了根据本发明第三实施例的多灯驱动装置的构造图；图5是示出了根据本发明第四实施例的多灯驱动装置的构造图；以及图6是示出了根据本发明第五实施例的多灯驱动装置的构造图。
具体实施例方式关于包括按照实现该目的的本发明的多灯驱动装置的技术配置的操作效果问题， 可通过参考示出了本发明的优选实施例的附图从下面的详细说明中明确理解。 下文中，将参考附图详细说明本发明。图2是示出根据本发明第一实施例的多灯驱动装置的构造图。包括根据本发明的平衡变压器的多灯驱动装置包括电源单元100、平衡电路单 元200、保护单元600、和灯单元300。电源单元100向灯单元300供应具有高电压的输入电压，灯单元300包括第一个 灯301到第4η个灯30 (4η)。在多个灯被驱动的情况下，设置平衡电路200以平衡灯的管电流，平衡电路200 包括第一平衡变压器210到第η平衡变压器2η0。平衡变压器可使用用于在传统高压板 (inverter board)中升压的变压器。例如，变压器被用来提升24V的低输入电压至高压板 中的约1200V的高电压，而本发明的平衡变压器不执行升压功能，而是执行电流分配功能。 多灯驱动装置可通过接收来自平衡变压器一次侧211的电压供应单元的高电压、向二次侧 传输相同大小的高电压输出(反相结构)、并以相等的电流流过每个灯而平衡电流。进一步，第一平衡变压器210到第η个平衡变压器2η0中的每一个都包括串联连 接至电源单元100的一次侧211，和电连接至一次侧211的第一二次侧221和第二二次侧 222。且，第一二次侧221和第二二次侧222的一端中的每一个连接至一个灯，且第一二次 侧221和第二二次侧222的另一端中的每一个连接至另一个灯。此外，第一个灯301的另 一端到第4η个灯30 (4η)的另一端均接地。例如，如图2所示，第一平衡变压器210的第一二次侧221连接至第一灯301，其另 一端连接至第二灯302，第一平衡变压器210的第二二次侧222的一端连接至第三灯303， 其另一端连接至第四灯304。因此，第一平衡变压器210可平衡四个灯，即，在平衡电路单元 200具有η个平衡变压器的情况下，可以平衡4η个灯。根据相关技术，包括一个线圈或变压 器以便平衡一个灯，因此具有增加所用元件数目和电路的总面积的缺点，然而根据本发明， 多灯驱动装置可以用一个变压器驱动4个灯，因而减少所用元件的数目和电路的总面积。同时，为了在误操作中保护第一个灯301到第4η个灯30 (4η)，第一平衡变压器 210到第4η平衡变压器2η0中的每一个在其两端都包括有机电容器230。在安装中空插脚 (hollow pin)到平衡变压器中时，有机电容器230发挥电容器的作用，因而在误操作中作 为诸如关闭灯的保护电路操作。此外，第一平衡变压器210到第η平衡变压器2η0中的每一个都进一步包括有机电容器230和地之间的第一感测电阻器(sensing resistor) 510。第一感测电阻器510可 通过感测电流调整电流量。进一步，本发明包括在第η平衡变压器2η0的一次侧211和地之间的第二感测电 阻器520。类似于第一感测电阻器510，第二感测电阻器520可通过感测电流调整电流量。同时，图3是示出根据本发明第二实施例的多灯驱动装置的构造图。虽然第二实施例类与图2中的第一实施例相似，因为电源单元100和第一平衡变 压器210到第η平衡变压器2η0的一次侧211串联连接，但第二实施例包括电源单元100 和第一平衡变压器210的一次侧211之间的感测线圈410，而非第二感测电阻器520。根据第一和第二实施例的多灯驱动装置都包括在误操作中关闭灯的保护单元 600。保护单元600可以用与用在诸如Jin平衡电路的传统平衡电路中的保护单元相同或 类似的构造来实现。同时，图4是示出根据本发明第三实施例的多灯驱动装置的构造图。如图4所示，多灯驱动装置包括电源单元100、平衡电路单元200、保护单元600、 和灯单元300。与第一和第二实施例相似，该多灯驱动装置包括不同于诸如Jin平衡的相关 技术的平衡变压器。平衡电路单元200仅包括第一平衡变压器210到第η平衡变压器2η0，且第一平衡 变压器到第η平衡变压器中的每一个都包括并联连接至电源单元100的一次侧211和电连 接至一次侧211的第一二次侧221及第二二次侧222。即，与第一和第二实施例不同，平衡 变压器并联连接至电源单元100。同时，第一二次侧221和第二二次侧222的一端中的每一个都连接至一个灯，第 一二次侧221和第二二次侧222的另一端中的每一个都连接至另一个灯。进一步，第三实施 例与第一和第二实施例相似，因为第一个灯301到第4η个灯30 (4η)的另一端均接地。因 此，即使在图4所示的根据第三实施例的多灯驱动装置中，第一平衡变压器210可平衡4个 灯，即，在平衡电路单元200具有η个平衡变压器的情况下可以平衡4η个灯，且因此可以4 个灯用一个变压器，从而减少所用元件的数目和电路的总面积。进一步，根据第三实施例，第一平衡变压器210到第η平衡变压器2η0中每一个的 一次侧211连接至第一感测电阻器510，第一感测电阻器510的一端连接至电源单元100， 另一端接地。虽然第一和第二实施例使用有机电容器230在误操作中执行诸如关闭灯的保 护作用，本实施例中变压器的一次侧并联连接，可以仅以第一感测电阻器510实现保护功 能，因此在元件的数目和电路的总面积方面具有重大优点。同时，图5是示出根据本发明第四实施例的多灯驱动装置的构造图。根据本发明的多灯驱动装置包括电源单元100，用于向多个灯提供驱动电压；平 衡电路单元，包括至少一个平衡变压器，该平衡变压器接收来自电源单元100的驱动电压 并平衡流经灯的电流。第四实施例与第一到第三实施例不同，只因为平衡变压器包括一次侧211和第 一二次侧221到第η 二次侧22η。平衡变压器的一次侧211被串联连接至电源单元100。与 一次侧电连接的第一二次侧221到第η 二次侧22η的一端中的每一个都连接至多个灯中的 一个灯的一端，第一二次侧到第η 二次侧221到22η的另一端中的每一个都连接至多个灯 中的另一个灯的一端，灯的所有的另一端均接地。
如图5所示，平衡变压器包括η个二次侧，每个二次侧都连接至两个灯。第一二次 侧221的一端连接至第一灯301，其另一端连接至第二灯302，第二二次侧222的一端连接 至第三灯303，其另一端连接至第四灯304。换句话说，包括η个二次侧的每个平衡变压器 可平衡流经2η个灯的电流，并且在平衡变压器的数目为k的情况下可以驱动2kn个灯。因 此，虽然与第一到第三实施例相似，一个平衡变压器通常可以通过包括2个二次侧平衡流 经4个灯的电流的方式实施，如果需要，具有最优数目元件和电路面积的多灯驱动装置可 通过本领域技术人员调整二次侧的数目和平衡变压器的数目实现。例如，即使随着二次侧数目的增加，平衡变压器的尺寸增加，但在一个平衡变压器 可以同时平衡多个灯的方面具有优势。类似地，在用具有能够平衡4个灯的两个二次侧的 平衡变压器平衡4η个灯的情况下，即使平衡电压器的尺寸可减小，但应当使用η个平衡变 压器。下表示出了使用传统Jin平衡原理的平衡板中Jin平衡线圈的尺寸与根据本发明 的具有两个二次侧的平衡变压器的尺寸间的比较。表1根据相关技术的Jin平衡线圈的尺寸和根据本发明的平衡变压器的尺寸间 的比较 如表1所述，虽然本发明的芯尺寸和线轴尺寸比相关技术中Jin平衡线圈中的大， 但数目减少到1/4，因此可以减少电路的总面积。此外，虽然传统Jin平衡电路通过利用第 三绕组而非如同本发明的有机电容器执行保护功能，但Jin平衡电路是专利技术，因此在 使用Jin平衡电路的情况下，存在除了电路制造成本还要支付专利许可费的缺点。然而，根 据本发明的多灯驱动装置可克服支付专利许可费的缺点，并且利用有机电容器等而非第三 绕组技术减小电路的总面积，从而减小元件数目和电路总面积以减小制造成本等。同时，为了在误操作中保护第一个灯301到第4η个灯30 (4η)，第一平衡变压器 210到第η平衡变压器2η0中的每一个都在其两端包括有机电容器230，且第一平衡变压器 210到第η平衡变压器2η0中的每一个都包括在有机电容器230和地之间的第一感测电阻 器510。第一感测电阻器可通过感测电流调整电流量。进一步，由于在平衡变压器的一次侧串联连接方面与第一和第二实施例相似，第 四实施例通过包括在第η个平衡变压器2η0的一次侧211和地之间的第二感测电阻器520， 或电源单元100和第一平衡变压器210的一次侧211之间的感测线圈410而非第二感测电 阻器520来调整电流量。同时，图6是示出根据本发明第五实施例的多灯驱动装置的构造图。根据本发明的多灯驱动装置包括电源单元100，用于向多个灯供应驱动电压；平 衡电路单元，包括至少一个用于接收来自电源单元100的驱动电压并平衡流经灯的电流的 平衡变压器，其中平衡变压器包括一次侧211 ；以及第一二次侧221到第η个二次侧22η。第五实施例的总体思路与第四实施例相似。第五实施例与第四实施例不同，只因为至少一 个平衡变压器的一次侧211被并联连接至电源单元100。电连接至平衡变压器的一次侧211的第一二次侧221到第η 二次侧22η的每个一 端连接至多个灯中的一个灯的一端，第一二次侧221到第η 二次侧22η的每个另一端连接 至多个灯中的另一个灯的一端，这些灯的另一端均接地。参考图6，第一平衡变压器210包括η个二次侧，每个二次侧都连接至两个灯。第 一二次侧的一端连接至第一灯301，其另一端连接至第二灯302，第二二次侧的一端连接至 第三灯303，其另一端连接至第四灯304。也就是，第五实施例与第四实施例相似，因为包括 η个二次侧的平衡变压器中的每一个都可平衡流经2η个灯的电流，且在平衡变压器的数目 为k的情况下可以驱动2kn个灯。进一步，因为在类似于第三实施例的第五实施例中，平衡变压器的一次侧并联连 接，第一平衡变压器210到第η平衡变压器2η0中的每一个的一次侧211都连接至第一感 测电阻器510，第一感测电阻器510的一端连接至电源单元100，其另一端接地。借助初级， 本实施例在误操作中执行诸如关闭灯的保护功能和调整电流量的功能。如上所述，根据本发明，能够应用到诸如LCD的多灯系统的多灯驱动装置可平衡 流经灯的电流，并减小平衡变压器的数目和所用元件的数目，从而通过执行电流平衡电路 来显著减小电路的总面积，该电流平衡电路包括平衡变压器，每个平衡变压器包括一次侧、 第一二次侧、和第二二次侧，从而接收来自平衡变压器一次侧的电压驱动单元的高电压、传 输高电压至第一二次侧和第二二次侧、并传输驱动功率至连接至二次侧的灯。进一步，根据本发明，多灯驱动装置通过包括k个平衡变压器可以驱动2kn个灯， 每个该平衡变压器包括一次侧和η个二次侧，各二次侧分别连接至两个灯，因为包括η个二 次侧的每个平衡变压器可以平衡流经2η个灯的电流，且平衡变压器的数目为k。如上所述，尽管已经示出并描述了本发明的优选实施例，但是应该理解，在不背离本发明构思的原理和范围的条件下，本领域技术人员可以对这些实施例进行替换、改进和 变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
一种设置有平衡变压器的多灯驱动装置，包括电源单元，用于向设置有第一到第4n个灯的灯单元供应驱动电压；以及平衡电路单元，包括第一到第n平衡变压器，所述平衡变压器用于接收来自所述电源单元的驱动电压并平衡流经所述第一到第4n个灯的电流，其中，所述第一到第n平衡变压器中的每一个都包括串联连接至所述电源单元的一次侧；以及电连接至所述一次侧的第一二次侧和第二二次侧，所述第一二次侧和所述第二二次侧的一端中的每一个连接至所述第一到第4n个灯中的一个灯的一端，所述第一二次侧和所述第二二次侧的另一端中的每一个连接至所述第一到第4n个灯中的另一个灯的一端，且所有所述第一到第4n个灯的另一端均接地。
2.根据权利要求1所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，其中，所述第一到第η平 衡变压器中的每一个在其两端均包括有机电容器，以在误操作中保护所述第一到第4η个 灯。
3.根据权利要求2所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，其中，所述第一到第η平 衡变压器中的每一个都包括在所述有机电容器和地之间的第一感测电阻器。
4.根据权利要求3所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，进一步包括 在所述第η平衡变压器的所述一次侧和地之间的第二感测电阻器。
5.根据权利要求3所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，进一步包括 在所述电源单元和第一平衡变压器的一次侧之间的感测线圈。
6.一种设置有平衡变压器的多灯驱动装置，包括电源单元，用于向设置有第一到第4η个灯之间的灯单元供应驱动电压；以及 平衡电路单元，包括第一到第η平衡变压器，所述平衡变压器用于接收来自所述电源 单元的驱动电压并平衡流经所述第一到第4η个灯的电流， 其中，所述第一到第η平衡变压器中的每一个都包括 并联连接至所述电源单元的一次侧；以及 电连接至所述一次侧的第一二次侧和第二二次侧，所述第一二二次侧和第二二次侧的一端中的每一个连接至第一到第4η个灯中的一个 灯的一端，所述第一二次侧和所述第二二次侧的另一端中的每一个连接至第一到第4η个 灯中的另一个灯的一端，且所有所述第一到第4η个灯的另一端均接地。
7.根据权利要求6所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，进一步包括 在所述平衡变压器的所述一次侧和地之间的第一感测电阻器。
8.一种设置有平衡变压器的多灯驱动单元，包括 电源单元，用于向多个灯供应驱动电压；以及平衡电路单元，包括至少一个平衡变压器，所述平衡变压器用于接收来自所述电源单 元的驱动电压并平衡流经所述灯的电流， 其中，每个所述平衡变压器都包括 连接至所述电源单元的一次侧；以及 电连接至所述一次侧的第一二次侧到第η 二次侧，所述第一二次侧到第η 二次侧的一端中的每一个连接至所述多个灯中一个灯的一端，所述第一二次侧到第η 二次侧的另一端中的每一个连接至所述多个灯中另一个灯的一端， 且所述多个灯的另一端均接地。
9.根据权利要求8所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，其中，在所述多个灯的 数目为2kn的情况下，用于平衡流经2η个灯的平衡变压器的数目为k。
10.根据权利要求9所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，其中，每个所述平衡变 压器的所述一次侧都串联连接至所述电源单元。
11.根据权利要求9所述的设置有平衡变压器的多灯驱动装置，其中，每个所述平衡变 压器的所述一次侧都并联连接至所述电源单元。
全文摘要
本发明提供可应用于诸如LCD的多灯系统的多灯驱动装置，其中多灯驱动装置包括电源单元，用于向设置有第一到第4n个灯的灯单元提供驱动电压；以及平衡电路单元，第一到第n平衡变压器，该平衡变压器包括接收来自电源单元的驱动电压并平衡流经第一到第4n个灯的电流，其中，第一到第n平衡变压器中的每一都包括串联连接至电源单元的一次侧，和电连接至一次侧的第一二次侧和第二二次侧，第一二次侧和第二二次侧的一端中的每一个连接至第一到第4n个灯中一个灯的一端，第一二次侧和第二二次侧的另一端中的每一个连接至第一到第4n个灯中另一个灯的一端，且所有第一到第4n个灯的另一端均接地。
文档编号H05B41/14GK101841964SQ20091015026
公开日2010年9月22日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年3月20日
发明者丁元植, 南基兴, 尹景镐, 徐允锡 申请人:三星电机株式会社