专利名称：灯管均流方法与应用电路的制作方法
技术领域：
本发明为一种灯管均流方法及应用电路，尤指一种利用多个变压器与多个灯管的连接关系，用以调节多个灯管间电流平衡的灯管均流方法及应用电路。
背景技术：
由于技术进步及消费者的需求，LCD面板尺寸不断增大，使得单一灯管已无法满足其照明，因而需要使用二个或更多个灯管。为了确保LCD面板的亮度均匀，必须随时调节各灯管的电流，使流经每一灯管的电流量相等。但由于冷阴极萤光灯管(CCFL)高度不稳定且具有负阻抗特性等种种原因，使得灯管阻抗很难维持一致，造成各灯管阻抗改变而使电流无法达成相等。各灯管之间电流不相等，除了会使亮度不均匀外，电流太大的灯管还会减短寿命，使得各灯管间的老化速率(Aging Rate)不一致。
请参考图1，为现有使用差动镇流器于调节二个灯管电流的简单电路示意图。其中包括有一具有第一线圈121与第二线圈122的变压器12，第一线圈121其一端连接到一交流电源10，另一端连接到一第一灯管141，并第一灯管141的另一端连接至一参考电位G。以及一第二线圈122，其一端连接到该交流电源10，另一端连接到一第二灯管142，且该第二灯管142的另一端连接到一参考电位G。如上述说明中，该交流电源10透过变压器12的第一线圈121与第二线圈122形成差动镇流器，用以分别提供稳定的电流I1、I2给第一灯管141与第二灯管142使用，使得流过第一灯管142与第二灯管142的电流达到平衡的效果。
配合图1，请参考图2，为图1的变压器12等效磁回路示意图。如图2所示，其中磁芯120包括有两个侧柱A1和A2，以及两个肩柱A3和A4。当电流I1、I2相同时，流过第一线圈121和第二线圈122的电流也相等，并电流I1在第一线圈121产生的磁动势与电流I2在第二线圈122产生的磁动势也相等，即，侧柱A1中的磁动势与侧柱A2中的磁动势相互抵销，因此肩柱A3和肩柱A4中并无磁通互通。同时，侧柱A1与侧柱A2中的磁通Φ1、Φ2可以各自经外侧的空气间隙完成回路，但是由于空气间隙的磁阻很高因此，此回路所引致的电感效应一般可以忽略。
配合图1，请参考图3，为图1等效磁回路连接灯管的示意图。当第一灯管141的电流I1与第二灯管142的电流I2不相同时，则电流I1在第一线圈121上所产生的磁动势与电流I2在第二线圈122上所产生的磁动势也不相同，即侧柱A1与侧柱A2中的磁动势不相等，二者的差值施加于由侧柱A1、侧柱A2、肩柱A3及肩柱A4所构成的低阻回路以产生大量的磁通Φ，该磁通Φ切割第一线圈121与第二线圈122，并会在其端点间感应产生一个修正电压ΔV，该修正电压ΔV会迫使第一灯管141的电流I1与第二灯管142的电流I2回复平衡均等。
请参考图4，为现有使用差动镇流器于调节多个灯管电流的简单电路示意图，图4所示的简单电路中包括有多个具有第一线圈121与第二线圈122的变压器12，该些第一线圈121其一端连接到一参考电位G，另一端分别连接有一第一灯管141，并该些第一灯管141的另一端连接至一交流电源10。以及该些第二线圈122，其一端连接到该参考电位G，另一端分别连接有一第二灯管142，且该些第二灯管142的另一端连接到该交流电源10。如上述说明中，该交流电源10透过该些变压器12的第一线圈121与第二线圈122形成差动镇流器，用以分别提供稳定的电流I1、I2给该些第一灯管141与该些第二灯管142使用，使得流过第一灯管141与第二灯管142的电流达到平衡的效果、只限定两灯管之间并无法与其它灯管之间有电流平衡的效果。
请参考图5，为另一种现有使用差动镇流器调节灯管电流的简单电路示意图。图5所示，以二灯管为例其中二灯管31、32成并联连接，二灯管31、32的高压端透过一差动镇流元件39而连接至一交流电源10。该差动镇流元件39可产生一修正电压，此一修正电压与灯管电流I31、I32之间的不匹配成比例，并可叠加至一共同驱动电压。因此，经过修正的驱动电压，可适当地调整灯管的电流I31、I32，使其平均分配。虽然此种电路可确保二灯管的电流达到相等，但其结构一般包含特定形状的磁芯及线圈架，而该等磁芯及线圈架非一般通用的标准品，以致在物料安排与成本控制上都构成不便。
请参考图6，为另一种现有使用差动镇流器调节多个灯管电流的简单电路示意图。图6所示，多个差动镇流元件T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7以树状的连接方式连接至一交流电源10，利用分层分流原理将电流分流到多个灯管L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8以达到电流平衡，其动作原理相同于图5所述，在此不多加赘述。
上述说明中现有的调节灯管电流电路，有一共同缺点，即为当电路应用于多灯管下时，只能应用于二个灯管之间的平衡上，且不能应用于奇数个灯管上，并以图6为例其各级线圈上的电感量皆不同且只能应用于二的次方的灯管数上。
发明内容
本发明一种灯管均流方法与应用电路，其主要目的是在于利用多个变压器的一侧绕组连接到多个灯管，并该些多个变压器的另一侧绕组，串接形成一封闭回路。利用变压器电磁感应特性，并透过该些变压器一侧绕组串接所形成的封闭回路，使得流过一侧绕组的电流相等，让该些连接于另一侧绕组的灯管产生相同的工作电流。
本发明所使用的灯管均流应用电路实施例，是利用多个灯管的一端分别连接到一电力源；并该些灯管的另一端连接多个变压器的一侧绕组，变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路，由此，该电力源可以提供相同的工作电流到该些灯管。
本发明所使用的灯管均流应用电路另一实施例，是将多个灯管的一端连接在一起，并利用该些灯管的另一端分别连接到多个变压器一侧绕组的一端，绕组的另一端则连接到一电力源。同时，该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路，由此，该电力源提供相同的工作电流到该些灯管。
本发明所使用的灯管均流应用电路更一实施例，是将多个灯管的一端分别连接到一第一多个变压器组中该些变压器一侧绕组的一端，一侧绕组的另一端则连接到一第一电力源，并该第一多个变压器组中该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路。同时，该些灯管的另一端连接到一第二多个变压器组中该些变压器一侧绕组的一端，一侧绕组的另一端则连接到一第二电力源，并该第二多个变压器组中该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路。由此，该第一电力源与该第二电力源可提供相同的工作电流到该些灯管。
本发明利用变压器电磁感应特性，由该些变压器一侧绕组串接所形成的封闭回路，使得流过该侧绕组的电流相等，以提供相同的工作电流给该些连接于另一侧绕组上的灯管使用。同时本发明可以应用于奇数或偶数个灯管上，并使得灯管工作时达到均流平衡，进而改善现有电路。以图6所示，会在各级线圈上要有不同电感量，以及不能应用于奇数个灯管上，只能应用于二的次方的灯管数上的缺点。
图1为现有使用差动镇流器于调节二个灯管电流的简单电路示意图；图2为图1的变压器等效磁回路示意图；图3为图1的现有等效磁回路连接灯管的示意图；图4为现有使用差动镇流器于调节多个灯管电流的简单电路示意图；图5为另一种现有使用差动镇流器调节灯管电流的简单电路示意图；
图6为另一种现有使用差动镇流器调节多个灯管电流的简单电路示意图；图7为本发明二灯管均流应用电路示意图；图8为本发明三灯管均流应用电路示意图；图9为本发明另一二灯管均流应用电路示意图；图10为本发明另一三灯管均流应用电路示意图；图11为本发明更一多个灯管均流应用电路示意图；及图12为本发明灯管均流方法步骤流程示意图。
图号说明现有技术10交流电源 12变压器 120磁芯121第一线圈122第二线圈141第一灯管142第二灯管G参考电位 I1、I2电流A1、A2侧柱 A3、A4肩柱 Φ、Φ1、Φ2磁通ΔV修正电压31、32灯管 39差动镇流元件I31、I32灯管电流T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7差动镇流元件L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8灯管本发明L1、L2、L3灯管VSEC电力源VSEC1第一电力源 VSEC2第二电力源T1、T2、T3、T4、T5、T6变压器L1P、L2P、L3P、L1S、L2S、L3S、L4S、L5S、L6S绕阻ix、ix1、ix2电流i1、i2、i3工作电流M1、M2、M3互感值具体实施方法请参考图7，为本发明二灯管均流与应用示意图。图7所示的电路以二灯管为例，其中包括有二灯管L1、L2，该二灯管L1、L2其一端分别连接到一电力源Vsec，另一端则分别连接到变压器T1、T2的一侧绕组L1P、L2P，变压器T1、T2的另一侧绕组L1S、L2S是串接形成一封闭回路。由变压器T1、T2电磁感应特性，并透过该些变压器T1、T2一侧绕组L1S、L2S串接所形成的封闭回路，使得流过一侧绕组L1S、L2S的电流ix相等，由此，该电力源Vsec提供相同的工作电流i1、i2到该二灯管L1、L2。上述说明中，该些变压器T1、T2其两侧绕组匝数为相等，并为相等的平衡变压器。同时，该二灯管L1、L2可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。
请参考图7，其中变压器T1、T2为两平衡的变压器，因此，变压器T1的两侧绕组匝数相等(N1P＝N1S)；变压器T2的两侧绕组匝数相等(N2P＝N2S)，如此可得知，在变压器两侧绕组上的等效电感量也会相等，如下面式子(1)所示L1P＝L1S；L2P＝L2S(1)上面式子(1)中，L1P及L1S表示变压器T1两侧绕组上的等效电感量值，L2P及L2S表示变压器T2两侧绕组上的等效电感量值。若是，变压器T1与变压器T2其匝数也相等的情形下，则可将式子(1)写成如下式子(2)所示L1P＝L1S＝L2P＝L2S(2)同时，由于变压器T1与变压器T2绕阻上的等效电感量值相等，因此在变压器T1、T2两侧绕组间所产生的互感值M1、M2也会近似相等，如下面式子(3)所示M1＝M2 (3)上面式子(3)中，M1为变压器T1两侧绕组间的互感值，M2为变压器T2两侧绕组间的互感值。
请复参考图7，于图中可得知电力源Vsec其值可由二灯管L1、L2的内阻值Z1、Z2及工作电流i1、i2；变压器T1、T2绕阻上的等效电感量值L1P、L2P；变压器T1、T2两侧绕组间所产生的互感值M1、M2；及流过变压器T1、T2一侧绕组L1S、L2S的电流ix计算而得，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表示为电力源Vsec的工作频率值，j表示绕阻上的等效电感量值L1P、L2P为电感特性。
从上面式子(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)经过整理后，可以得到下面式子(7)，用以得知工作电流i1值，如下所示i1=(Z2+jωL2P)Z1+jωL1P·i2-(ix(jωM2)-ix(jωM1))Z1+jωL1P---(7)]]>参考式子(7)，由于变压器T1、T2两侧绕组间所产生的互感值M1、M2其值为相等(M1＝M2)，因此，式子(7)所示的工作电流i1值，可以写成如下面式子(8)所示i1=(Z2+jωL2P)Z1+jωL1P·i2---(8)]]>参考式子(2)及(8)并将之整理后，可以得知下面式子(9)所示i1i2=(Z2+jωL1P)(Z1+jωL1P)---(9)]]>由上面式子(9)可以得知，当二灯管L1、L2的内阻值(Z1、Z2)小于电力源Vsec的工作频率值ω与等效电感量值L1P时，则灯管L1的工作电流i1会相等于灯管L2的工作电流i2(i1＝i2)。若是，二灯管L1、L2的内阻值不相等时(Z1Z2)，灯管L1的工作电流相等于灯管L2的工作电流i2(i1＝i2)一样成立。
由上面式子中可以得知，本发明利用变压器电磁感应特性，由变压器T1、T2一侧绕组串接所形成的封闭回路，使得流过该侧绕组的电流ix相等，以提供相同的工作电流i1、i2给该些连接于另一侧绕组上的灯管L1、L2使用，让灯管L1、L2的工作电流i1、i2达到均流平衡，进而改善现有电路会在各级线圈上产生不同电感量，以及不能应用于奇数个灯管上，只能应用于偶数个灯管的共同缺点。
请参考图8，为本发明三灯管均流应用电路示意图。图8所示的电路以三灯管为例，其中包括有三灯管L1、L2、L3，该三灯管L1、L2、L3其一端分别连接到一电力源Vsec，另一端则分别连接到变压器T1、T2、T3的一侧绕组L1P、L2P、L3P，变压器T1、T2、T3的另一侧绕组L1S、L2S、L3S串接形成一封闭回路。由变压器T1、T2、T3电磁感应特性，并透过该些变压器T1、T2、T3一侧绕组L1S、L2S、L3S串接所形成的封闭回路，使得流过变压器T1、T2、T3一侧绕组L1S、L2S、L3S的电流ix相等，由此，该电力源Vsec提供相同的工作电流i1、i2到该二灯管L1、L2。上述说明中，该些变压器T1、T2、T3其两侧绕组匝数为相等，并为相等的平衡变压器。同时，该二灯管L1、L2、L3可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。
复参考图8，图8所示的三灯管均流应用电路与图7所示的二灯管均流应用电路，其动作原理及式子的推导相同，因此在此不加赘述。如此，本发明可以应用于奇数或偶数个多个灯管上，并使得灯管工作时达到均流平衡，进而改善现有电路会在各级线圈上产生不同电感量，以及不能应用于奇数个灯管上，只能应用于偶数个灯管的共同缺点。
请参考图9，为本发明另一二灯管均流应用电路示意图。图9所示的电路以二灯管为例，其中包括有二灯管L1、L2，该二灯管L1、L2其一端分别连接到一参考端G，另一端则分别透过变压器T1、T2的一侧绕组L1P、L2P连接到一电力源Vsec，变压器T1、T2的另一侧绕组L1S、L2S串接形成一封闭回路。由变压器T1、T2电磁感应特性，及该些变压器T1、T2一侧绕组L1S、L2S串接所形成的封闭回路，使得流过变压器T1、T2一侧绕组L1S、L2S的电流ix相等，由此，该电力源Vsec提供相同的工作电流i1、i2到该二灯管L1、L2。上述说明中，该些变压器T1、T2其两侧绕组匝数为相等，并为相等的平衡变压器。同时，该二灯管L1、L2可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。
请参考图10，为本发明另一三灯管均流应用电路示意图。图10所示的电路以三灯管为例，其中包括有三灯管L1、L2、L3，该三灯管L1、L2、L3其一端分别连接到一参考端G，另一端则分别透过变压器T1、T2、T3的一侧绕组L1P、L2P、L3P连接到一电力源Vsec，变压器T1、T2、T3的另一侧绕组L1S、L2S、L3S串接形成一封闭回路。由变压器T1、T2、T3电磁感应特性，及该些变压器T1、T2、T3一侧绕组L1S、L2S、L3S串接所形成的封闭回路，使得流过变压器T1、T2、T3一侧绕组L1S、L2S、L3S的电流ix相等，由此，该电力源Vsec提供相同的工作电流i1、i2、i3到该三灯管L1、L2、L3。上述说明中，该些变压器T1、T2、T3其两侧绕组匝数为相等，并为相等的平衡变压器。同时，该二灯管L1、L2、L3可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。
复参考图9及图10，如图9及图10所示的灯管均流应用电路，其动作原理及式子的推导与图7、图8所示的灯管均流应用电路相同，因此在此不加赘述。如此，本发明可以应用于奇数或偶数个多个灯管上，并使得灯管工作时达到均流平衡，进而改善现有电路会在各级线圈上产生不同电感量，以及不能应用于奇数个灯管上，只能应用于偶数个灯管的共同缺点。
请参考图11，为本发明更一多个灯管均流应用电路示意图。图11所示的电路以一Floating电路的动作原理从灯管左右两端的端子输入逆向位电压使灯管点灯，在此以三灯管为例。电路中三个灯管L1、L2、L3，分别具有两端，该三灯管L1、L2、L3的一端分别透过变压器T1、T2、T3的一侧绕组连接到一第一电力源Vsec1，并该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路。同时，该三灯管L1、L2、L3的另一端分别透过变压器T4、T5、T6的一侧绕组连接到一第二电力源Vsec2，并该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路。上述说明中，变压器T1、T2、T3组成一第一多个变压器组，变压器T4、T5、T6组成一第二多个变压器组。
由变压器T1、T2、T3、T4、T5、T6电磁感应特性，及该些变压器T1、T2、T3、T4、T5、T6一侧绕组L1S、L2S、L3S、L4S、L5S、L6S串接所形成的封闭回路，使得流过变压器T1、T2、T3、T4、T5、T6一侧绕组L1S、L2S、L3S、L4S、L5S、L6S的电流ix1及ix2相等。由此，该第一电力源VSEC1及第二电力源Vsec2透过变压器的另一侧绕阻L1P、L2P、L3P、L4P、L5P、L6P提供相同的工作电流i1、i2、i3到该三灯管L1、L2、L3。该些变压器T1、T2、T3、T4、T5、T6其两侧绕组匝数为相等，并为相等的平衡变压器。同时，该二灯管L1、L2、L3可为冷阴极管(CCFL)或外部电极冷阴极管(EEFL)。
上述说明中，以二灯管及三灯管为例说明，因此若是应用于其它多个灯管时，其电路连接方法可以依据上述连接方式增加或减少灯管，并其动作原理和上述说明相同。
复参考图11，如图11所示的灯管均流应用电路，其动作原理及式子的推导与图7、图8所示的灯管均流应用电路相同，因此在此不加赘述。如此，本发明可以应用于奇数或偶数个多个灯管上，并使得灯管工作时达到均流平衡，进而改善现有电路会在各级线圈上产生不同电感量，以及不能应用于奇数个灯管上，只能应用于偶数个灯管的共同缺点。
请参考图12，为本发明灯管均流方法步骤流程示意图。本发明其灯管均流步骤如下所述首先，分别连接多个变压器的一侧绕组到多个灯管S100；然后，串接该些多个变压器的另一侧绕组，形成一封闭回路；接着，加入电力于该些变压器的一侧绕组及该些灯管，以进行该些灯管的点灯S104；最后产生相同的工作电流于该些灯管S106。
本发明所使用的灯管均流方法利用变压器电磁感应特性，由该些变压器一侧绕组串接所形成的封闭回路，使得流过该侧绕组的电流相等，以提供相同的工作电流给该些连接于另一侧绕组上的灯管使用。同时本发明可以应用于奇数或偶数个灯管上，并使得灯管工作时达到均流平衡，进而改善现有电路会在各级线圈上产生不同电感量，以及不能应用于奇数个灯管上，只能应用于偶数个灯管的共同缺点。
权利要求
1.一种灯管均流方法，可让多个灯管流通有相同大小的工作电流，步骤包括有分别连接多个变压器的一侧绕组到该些灯管；串接该些多个变压器的另一侧绕组，形成一封闭回路；加入电力于该些变压器的一侧绕组及该些灯管，以进行该些灯管的点灯；及产生相同的工作电流于该些灯管。
2.如权利要求1所述的灯管均流方法，其特征在于，该些灯管可为偶数个灯管或奇数个灯管。
3.如权利要求1所述的灯管均流方法，其特征在于，该些变压器具有相等的绕组匝数。
4.一种灯管均流应用电路，其特征在于，包括有多个灯管，其一端分别连接到一电力源；多个变压器，其一侧绕组分别连接到该些灯管的另一端，另一侧绕组串接形成一封闭回路；由此，该电力源提供相同的工作电流到该些灯管。
5.如权利要求4所述的灯管均流应用电路，其特征在于，该些灯管可为偶数个灯管或奇数个灯管。
6.如权利要求4所述的灯管均流应用电路，其特征在于，多个灯管可为冷阴极管或外部电极冷阴极管。
7.如权利要求4所述的灯管均流应用电路，其特征在于，该些变压器具有相等的绕组匝数。
8.一种灯管均流应用电路，其特征在于，包括有多个灯管，其一端分别连接一起；多个变压器，其一侧绕组的一端分别连接到该些灯管的另一端，另一端则连接到一电力源，并其另一侧绕组串接形成一封闭回路；由此，该电力源提供相同的工作电流到该些灯管。
9.如权利要求8所述的灯管均流应用电路，其特征在于，该些灯管可为偶数个灯管或奇数个灯管。
10.如权利要求8所述的灯管均流应用电路，其特征在于，多个灯管可为冷阴极管或外部电极冷阴极管。
11.如权利要求8所述的灯管均流应用电路，其特征在于，该些变压器具有相等的绕组匝数。
12.一种灯管均流应用电路，其特征在于，包括有多个灯管，分别具有两端；第一多个变压器组，具有多个变压器，该些变压器的一侧绕组的一端分别连接到该些灯管的一端，一侧绕组的另一端则连接到一第一电力源，并该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路；第二多个变压器组，具有多个变压器，该些变压器的一侧绕组的一端分别连接到该些灯管的另一端，一侧绕组的另一端则连接到一第二电力源，并该些变压器的另一侧绕组串接形成一封闭回路；由此，该第一电力源与该第二电力源提供相同的工作电流到该些灯管。
13.如权利要求12所述的灯管均流应用电路，其特征在于，该些灯管可为偶数个灯管或奇数个灯管。
14.如权利要求12所述的灯管均流应用电路，其特征在于，多个灯管可为冷阴极管或外部电极冷阴极管。
15.如权利要求12所述的灯管均流应用电路，其特征在于，该些变压器具有相等的绕组匝数。
全文摘要
本发明为一种灯管均流方法及应用电路，是在于利用多个变压器的一侧绕组连接到多个灯管，另一侧绕组串接形成一封闭回路。利用变压器电磁感应特性，并透过该些变压器一侧绕组串接所形成的封闭回路，使得流过一侧绕组的电流相等，让该些连接于另一侧绕组的灯管产生相同的工作电流。
文档编号H05B41/14GK1774152SQ200410088930
公开日2006年5月17日 申请日期2004年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者陈振刚, 王政雄 申请人:联昌电子企业股份有限公司