专利名称：背光单元与其使用的变压器的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种背光单元，且特别是有关于一种不需外部电路就能量 测负载状态的背光单元以及其使用的变压器。
背景技术：
冷阴极安光灯管属于一种低压水银放电灯，当冷阴极萤光灯管两端直接加 入电源后，管内水银电子与气体原子会相互冲击产生紫外线，再经由紫外线碰 到管壁萤光体转换为可视光。由于冷阴极灯管不使用灯丝，故无灯丝烧断或摔 断问题，因此有非常可靠的使用寿命。冷阴极萤光灯管在稳定工作时，所需要的电源频率范围大约在30Kz~80KHz、不含直流成份的弦波，灯管的稳定工作电压几近乎常数，而灯 管的亮度是由通过灯管的管电流所决定，启动灯管时则需要比平常稳定工作时 高约2~2.5倍的电压，冷阴极萤光灯管的启动电压以及工作电压则是由灯管的 尺寸所决定， 一般14吋、15吋液晶显示器所使用的冷阴极萤光灯管的启动电 压大约在1400Vrms左右，灯管工作在最大额定电流7mA时的工作电压大约 在650Vrms左右。由于冷阴极萤光灯管具有负电阻的特性，当工作一段时间后，其电阻值会 慢慢降低，导致电流会愈来愈大。因此，若是没有良好的回授监测机制，就可 能导致冷阴极安光灯管的亮度随时间而不稳定。图1为现有的背光单元的电路图。请参照图1，在现有的背光单元100中， 包括了脉宽调变(PWM)单元102,是用来产生脉宽调变信号以驱动冷阴极萤光 灯管104。 PWM单元的输出，会从变压器106的一次侧108输入。接着，变 压器106的二次侧110会感应一次侧108的输入而产生驱动信号Id来驱动冷 阴极萤光灯管104。而为了使冷阴极萤光灯管104能够稳定的工作，在变压器106的二次侧 110端，配置了外部电路112、 114和116来量测冷阴极萤光灯管104的工作电压和工作电流，以当作调整PWM单元输出脉宽调变信号的工作周期的依据。以下就每一外部电路的结构和功能作揖介绍1. 外部电路112包括了电容C1和C2, 二者彼此串联，并且横跨在变压器 106的二次侧110的两个输出端110a和110b之间，以当作分压电路。借此， 使用者就能从电容C1和C2的接点，来量测出一电压回授信号Vf。而借由此 电压回授信号Vf,就能得知冷阴极萤光灯管104是否点亮，并作为过电压保护 的依据。2. 外部电路114包括了电阻R1，其用来将二次侧110的输出端110b接地。 借此，使用者就能依据流过电阻R1的电流la，而侦测出冷阴极萤光灯管104 是否短路或是开路。当冷阴极萦光灯管104在正常工作时，电流la应该具有 稳定的电流值。3. 外部电路116包括电阻R2，是用来将冷阴极萤光灯管104的一端接地。 借此，使用者也可以依据流过电阻R2的电流lb,而侦测出冷阴极萤光灯管104 是否短路或是开路。当冷阴极萤光灯管104在正常工作时，电流lb应该具有 稳定的电流值。虽然现有的背光单元能够有效地维持冷阴极萤光灯管稳定地工作，然而上 述的外部电路却增加了硬件的成本。例如电容C1,为了要因应冷阴极萤光灯 管的启动电压在1KV以上，因此就需要较大的电容值，导致整体的硬件成本上升。发明内容因此，本发明提供一种变压器，能够适用于背光单元，并且能够提供冷 阴极萤光灯管在工作时的各种工作特性参数。另外，本发明也提供一种背光单元，能够不需要外部电路，就能量测到 冷阴极萤光灯管的工作电压和电流。本发明所提供的变压器，其具有——次侧和一二次侧。特别的是，二次 側会具有一第一端、 一量测端和一第二端。其中，量测端与第一端之间具有 一第一电感值。另外，第二端与第一端之间则具有一第二电感值。本发明所提供的一种背光单元，包括光源和变压器。其中，变压器具有 ——次侧和一二次侧，而一次侧是用来接收一脉宽调变信号。较特别的是， 二次侧具有一第一端、 一量测端和一第二端。其中，第一端接地，而量测端与第一端之间具有一第一电感值，并且第二端与第一端之间具有一第二电感 值。另外，从量测端可以量测到一量测电压，其用来代表光源的其中一个工 作特性参数，而从第二端则输出一驱动信号，以驱动光源发光。本发明所提供的一种背光单元，包括多个光源和一变压器。变压器具有 ——次側和多个二次侧，其中一次侧是用来接收一脉宽调变信号，而每一二 次侧则分别对应电性连接其中一光源。特别的是，每一二次侧都具有一第一 端、 一量测端和一第二端。其中，第一端接地，而量测端与第一端之间具有 一第一电感值，并且第二端与第一端之间则具有一第二电感值。另外，上述 的可以从量测端量测到一量测电压，其代表光源的一工作特性参数，而第二 端则输出一驱动信号，以驱动对应的光源发光。本发明提供另一种变压器，同样具有——次侧和一二次侧。特别的是， 变压器的二次侧具有一第一端、 一第二端和多个量测端，而每一量测端以及 第二端与第 一端之间所具有的电感值皆不相同。本发明提供另一种背光单元，包括一光源和一变压器。变压器具有一一 次侧和一二次侧，而一次侧是用来接收一脉宽调变信号。较特别的是，二次 侧具有一第一端、 一第二端和多个量测端。其中，第一端接地，而每一量测 端以及第二端与第一端之间所具有的电感值皆不相同。另外，从每一量测端 可以量测出不同量测电压，其用来代表光源不同的工作特性参数，而从第二 端则可以输出一驱动信号，以驱动光源发光。本发明提供另一种背光单元，包括多个光源和一变压器。变压器具有一 一次侧和多个二次侧，其中一次侧接收一脉宽调变信号，而每一二次侧则分 别对应电性连接其中一光源。较特别的是，每一二次侧都具有一第一端、一 第二端和多个量测端。其中，第一端接地，而每一量测端以及第二端与第一 端之间所具有的电感值皆不相同。另外，从每一二次側的每一量测端都可以 量测出不同的量测电压，其分别代表对应的光源不同的工作特性参数，而从 每一二次侧的第二端则输出一驱动信号，以驱动对应的光源发光。由以上可知，由于本发明所提供的变压器具有一至数个不等的量测端， 可以量测出不同的量测电压。因此，使用者借由这些量测电压，就可以在不 配置其他外部电路的情况下，而得知光源的各种工作特性参数。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并 配合附图作详细说明，其中附图为 图1为现有的背光单元的电路图。图2为依照本发明第一实施例的一种背光单元的电路图。 图3为依照本发明第二实施例的一种背光单元的电路图。 图4为依照本发明第三实施例的一种背光单元的电路图。 图5为依照本发明第四实施例的一种背光单元的电路图。 主要元件符号说明如下 100、 200、 300、 400、 500:背光单元 102:脉宽调变(PWM)单元 104、 222、 332、 334、 336、 432、 532 106、 210、 310、 410、 510:变压器 108、 212、 312、 412、 512: —次侧 110、 214、 314、 316、 318、 414、 514 112、 114、 116:外部电路 Al:第一端 A2:第二端 Cl、 C2:电容 I a 、 I b 电流 I、 Id:驱动信号 Ll、 L2:电感值 Ml、 M2、 M3…、Mn:量观寸端 Rl、 R2:电阻 Vf:回授信号Vfb、 Vfb-1、 Vfb-2…、Vfb-n、 Vfb-11 ~ Vfb—ln:量测电压 Vp:脉宽调变信号 Vout: llT出电压、5 34 、 536:冷阴极萤光灯管、516、 518: 二次侧具体实施方式
以下提供几个较佳的实施例来说明本发明的技术特征。本发明可以适用 于使用冷阴极萤光灯管当作光源的背光单元，而以下的叙述中，也都将以冷阴极萤光灯管为例叙述。然在此领域具有通常知识者应当知道，不同的光源 也都为本发明所涵盖，而以下并不会重复提及这点。另外，以下叙述中的脉宽调变信号，可以由一脉宽调变单元所产生，以 下将不会特别加以提及。第一实施例图2为依照本发明第一实施例的一种背光单元的电路图。请参照图2， 在本发明所提供的背光单元200中，包括了一变压器210,其依据一脉宽调 变信号Vp来驱动冷阴极萤光灯管222发光。变压器210具有一次侧212和二次侧214。其中， 一次侧212是接收脉 宽调变信号Vp。较特别的是，二次侧214具有第一端Al、第二端A2和量 测端M1。在本实施例中，第一端A1接地，而第一端Al与量测端Ml之间 具有电感值L1，而第一端Al到第二端A2之间则具有电感值L2。在本实施 例中，第二端A2电性连接至冷阴极萤光灯管222，因此变压器210可以依据 脉宽调变信号Vp，而从第二端A2输出驱动信号I来驱动冷阴极萤光灯管 222。另外，/人量测端Ml可以量测出一量测电压Vfb。由于量测端与第一端Al和第二端A2共用磁路，其关系可以表示为A = L-I (1)其中入为磁链，与电压关系为V-d^t L:为变压器210 二次側的电感值依据第(l)式可得知，V与I为线性关系。因此，.在背光单元200运作下， 变压器210二次侧的输出电压Vout和量测电压Vfb之间的关系式分别为Vout = H(L2.I) (2) dtdt "由以上两式可4寻:Vfb寻4(L1.1) (3) dt dtVout: Vfb = L2: Ll區 L1、， + W Vfb = —VoutL2由第(4)式可知，使用者可以借由量测电压Vfb，而得知变压器的输出端 (第二端)A2是否达到冷阴极萦光灯管222所需的电压或电流，进而判定背光 单元200是否正常运作。第二实施例图3为依照本发明第二实施例的一种背光单元的电路图。请参照图3， 在本实施例所提供的背光单元300中，具有多根冷阴极萤光灯管，例如332、 334和336。因此，背光单元300中所使用的变压器310,则具有一次侧312 和多个二次侧314、 316... 、 318。其中，变压器310的一次側312接收脉宽调变信号Vp,而每一二次側 314、 316... 、 318则分别对应电性连接其中一冷阴极萤光灯管。借此，变压 器310就可以依据脉宽调变信号Vp来分别驱动冷阴极萤光灯管332-336。而 在本实施例中，每一二次侧314、 316…、318的结构都与第一实施例中的二 次侧214结构相同，在此领域具有通常知识者应当可以自行类推，在此不再 赘述。由于每一二次侧314、 316…、318的结构都与第一实施例中的二次侧电 路214相同，因此使用者就可以借由图3中的量测电压Vfb-l、Vfb-2…、Vfb-n，来得知每一冷阴极萤光灯管的工作特性参数，像是工作电压或是工作电流等。第三实施例在某些时候，使用者需同时量测冷阴极萤光灯管多种不同的工作特性参 数。因此，本发明在第三实施例中，提供了另一种背光单元。图4为依照本发明第三实施例的一种背光单元的电路图。请参照图4， 在背光单元400中，同样包括了 一变压器410,而变压器410也具有一次侧 412和二次侧414。其中， 一次侧412用来接收脉宽调变信号Vp,而特别的 是，变压器410的二次侧414,具有一第一端Al、 一第二端A2以及多个量测 端Ml、 M2、 M3…、Mn。在本实施例中，第一端A1接地，而第二端A2则电性连接至冷阴极萤光 灯管432 。另外，/人每一量测端M1、 M2、 M3…、Mn都可以量测到不同的量测 电压Vfb-l、 Vfb-2、 Vfb-3…、Vfb-n。其中，第一端Al到每一量测端Ml、 M2、 M3…、Mn，以及第 一端Al到第二端A2之间，都会具有不同的电感值。 借此，使用者就能借由不同的量测电压Vfb-1、 Vfb-2、 Vfb-3…、Vfb-n，而 同时得知冷阴极萤光灯管432不同的工作特性参数，而详细的原理可以自行 参照第 一 实施例中的叙述。第四实施例图5为依照本发明第四实施例的一种背光单元的电路图。请参照图5， 背光单元500与第二实施例中的背光单元300类似，都具有多个冷阴极安光灯管5 32 、 5 34…、5 36。另外背光单元5 00同样具有变压器51 0 ，其具有—— 次侧512和多个二次侧514、 516…、518。其中， 一次侧512是用来接收脉 宽调变信号Vp，而每一二次侧514、 516…、518都分别对应电性连接其中一 冷阴极萤光灯管5 32 、 534…、5 36。背光单元5 00与背光单元300的不同处，在于在背光单元500中，每一 二次侧514、 516…、518的结构，都与第三实施例中的二次侧414结构相同。 因此，使用者可以依据每一二次侧所量测到的量测电压，而得知对应的冷阴 极萤光灯管的工作特性参数。例如，使用者可以依据二次侧514所产生的量 测电压Vfb-11、 Vfb-12、 Vfb-13…、Vfb-ln，而得知冷阴极萤光灯管5 32像 是工作电压以及工作电流等的工作特性参数。综上所述，由于要在二次侧形成量测端，仅需在二次侧绕线时多进行一 次手续，并且在技术层面上是不难达到的技术。因此，本发明不需花费昂贵 的硬件成本，就能够量测到光源的各项工作特性参数。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，可作出各种等效修改和 替换，因此本发明的保护范围当以所附的权利要求书所界定的为准。
权利要求
1. 一种变压器，适用于一背光单元，具有一一次侧和一二次侧，其特征在于，所述变压器的二次侧具有一第一端；一量测端，与所述第一端之间具有一第一电感值；以及一第二端，与所述第一端之间具有一第二电感值。
2. —种背光单元，其特征在于包括 一光源；以及一变压器，具有——次侧和一二次侧，其中所述一次侧接收一脉宽调变信 号，而所述二次侧具有一第一端、 一量测端和一第二端，其中所述第一端接地， 且所述量测端与所述第一端之间具有一第一电感值，而所述第二端则与所述第 一端之间具有一第二电感值，其中，所述量测端所量测的一量测电压，是用以代表所述光源的一工作特 性参数，而所述第二端输出一驱动信号，是用以驱动所述光源发光。
3. 如权利要求2所述的背光单元，其特征在于还具有一脉宽调变单元，用 以产生所述脉宽调变信号。
4. 如权利要求2所述的背光单元，其特征在于，所述光源为一冷阴极萤光 灯管。
5. 如权利要求4所述的背光单元，其特征在于，所述冷阴极萤光灯管的一 端电性连接所述二次侧的第二端，另 一端则接地。
6. 如权利要求2所述的背光单元，其特征在于，所述工作特性参数为所述 光源的工作电压和工作电流二者其中之一。
7. —种背光单元，其特征在于包括 多个光源；以及一变压器，具有——次侧和多个二次侧，其中所述一次侧接收一脉宽调变 信号，而每一所述二次侧则分别电性连接所述光源其中之一，且每一所述二次 侧都具有一第一端、 一量测端和一第二端，其中所述第一端接地，所述量测端 与所述第一端之间具有一第一电感值，而所述第二端与所述第一端之间则具有 一第二电感值，其中，每一所述量测端所量测到的一量测电压，是用以代表对应的光源的 一工作特性参数，而每一所述第二端输出的一驱动信号，是用以驱动对应的光 源发光。
8. 如权利要求7所述的背光单元，其特征在于还具有一脉宽调变单元，用以产生所述脉宽调变信号。
9. 如权利要求7所述的背光单元，其特征在于，所述光源为冷阴极萤光灯管。
10. 如权利要求9所述的背光单元，其特征在于，每一所述冷阴极营光灯 管的 一端电性连4矣对应的所述二次侧的第二端，而另 一端则接地。
11. 如权利要求7所述的背光单元，其特征在于，每一所述光源的工作特 性参数，为每一所述光源的工作电压和工作电流二者其中之一。
12. —种变压器，适用于一背光单元，具有——次侧和一二次侧，其特征 在于，所述变压器的二次侧具有一第一端、 一第二端和多个量测端，其中每一 所述量测端以及所述第二端与所述第 一端之间所具有的电感值皆不相同。
13. —种背光单元，其特征在于包括 一光源；以及一变压器，具有——次侧和一二次侧，其中所述一次侧接收一脉宽调变信 号，而所述二次侧具有一第一端、 一第二端和多个量测端，其中所述第一端接 地，而每一所述量测端以及所述第二端与所述第 一端之间所具有的电感值皆不 相同，其中，每一所述量测端所量测到的不同的量测电压，是分别用以代表所述 光源不同的工作特性参数，而从所述第二端输出的驱动信号，是用以驱动所述 光源发光。
14. 如权利要求13所述的背光单元，其特征在于还具有一脉宽调变单元， 用以产生所述脉宽调变信号。
15. 如权利要求13所述的背光单元，其特征在于，所述光源为一冷阴极萤 光灯管。
16. 如权利要求15所述的背光单元，其特征在于，所述冷阴极萤光灯管的 一端电性连接所述二次侧的第二端，另一端则接地。
17. 如权利要求15所述的背光单元，其特征在于，所述光源的工作特性参 数包括所述光源的工作电压和工作电流。
18. —种背光单元，其特征在于包括 多个光源；以及一变压器，具有——次侧和多个二次侧，其中所述一次侧接收一脉宽调变 信号，而每一所述二次側则分别对应电性连接所述光源其中之一，且每一所述 二次侧都具有一第一端、 一第二端和多个量测端，其中所述第一端接地，而每 一所述量测端以及所述第二端与所述第一端之间所具有的电感值皆不相同，其中，每一所述二次侧的每一所述量测端所量测到不同的量测电压，是用 以分别代表对应的光源不同的工作特性参数，而每一所述二次侧的第二端输出 的驱动信号，是用以驱动对应的光源发光。
19. 如权利要求18所述的背光单元，其特征在于还具有一脉宽调变单元， 用以产生所述脉宽调变信号。
20. 如权利要求18所述的背光单元，其特征在于，所述光源为冷阴极萤光 灯管。
21. 如权利要求20所述的背光单元，其特征在于，每一所述冷阴极萤光灯 管的 一端电性连接对应的所述二次侧的所述第二端，另 一端则接地。
22. 如权利要求18所述的背光单元，其特征在于，每一所述光源的工作特 性参数，包括所述光源的工作电压和工作电流。
全文摘要
一种背光单元，包括光源和变压器。其中，变压器具有一一次侧和一二次侧，而一次侧是用来接收一脉宽调变信号。较特别的是，二次侧具有一第一端、一量测端和一第二端。其中，第一端接地，而量测端与第一端之间具有一第一电感值，并且第二端则与第一端之间具有一第二电感值。另外，量测端输出一量测电压，用来代表光源的工作特性参数，而第二端则输出一驱动信号，以驱动光源发光。由于本发明的变压器具有量测端，可以量测出不同的量测电压。因此，使用者借由这些量测电压，就可以在不配置其他外部电路的情况下，而得知光源的各种工作特性参数。
文档编号G02F1/133GK101221305SQ200710003720
公开日2008年7月16日 申请日期2007年1月8日 优先权日2007年1月8日
发明者林琦修, 谢博坤, 陈弼先 申请人:中华映管股份有限公司