专利名称：多重放电灯管的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多重放电灯管的驱动电路，尤其涉及一种通过用来互相连接迹线的迹线-迹线电容，来实现用来驱动与保护多重灯管的驱动装置。
背景技术：
一般而言，液晶显示面板需要一个背光模块(backlight module)以提供用来照亮液晶显示面板的光线。当想要在液晶显示面板上显示影像时，背光模块内部的发光光源便会产生光线通过背光模块的面板，由此提供均匀的发光给液晶显示面板来形成所需的影像。在现今，最常使用于背光模块内部的发光光源是由放电灯管，如冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)所组成。一般而言冷阴极荧光灯管由驱动电路来驱动，该驱动电路设定为提供高频的交流电压给灯管并且包含反馈控制电路来稳定灯管电流。在液晶显示器的应用中，通常都需要设置多组放电灯管来提供足够的背光光源。
图1显示一种已知的多重放电灯管的驱动电路的电路系统。图1的驱动电路包含变压器T，具有初级侧绕组(primary winding)Np与次级侧绕组(secondary winding)Ns，初级侧绕组Np设定接收高频的交流电压，并且将该高频的交流电压提升以在次级侧绕组Ns的两端提供需要用来驱动多重放电灯管的输出交流电压。变压器T具有漏电感Lk，并且该驱动电路包含多个耦接至变压器T的次级侧(secondary side)且互相并联的共振电容(resonancecapacitance)Cp1-CPN。漏电感Lk分别与每个共振电容共振而形成多个共振电路(resonance circuit)，其设定以分别点亮互相并联的多重放电灯管Lp1-LpN。每个共振电容与一灯管串联并且为具有高阻抗值的电容性元件，由此可使得流经放电灯管Lp1-LpN的电流近乎相等，而使得流经放电灯管Lp1-LpN之间的电流达到平衡。
然而，共振电容Cp1-CpN一般而言是由外加电容来实现，其会占用相当多的电路板面积并且增加电路设计的成本，而造成降低电路板的空间使用上的浪费并且增加制造成本。
因此便有需要发展一种多重放电灯管的驱动电路，其设定为利用埋置于电路板中的迹线-迹线电容来驱动多重放电灯管，并且利用迹线-迹线电容来保护放电灯管避免因为电流不平衡所导致的损害。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用来驱动与保护多重灯管的驱动装置，其以变压器的漏电感与埋置于电路板内部的迹线-迹线电容所组成的共振电路来驱动多重灯管。
本发明的另一个目的在于提供一种用来驱动与保护多重灯管的驱动装置，其以埋置于电路板内部的迹线-迹线电容来检测流经放电灯管的电流，由此保护放电灯管避免因为电流不平衡所导致的损害。
根据本发明的优选实施例的主要实施方式，一种用来点亮多个放电灯管的驱动电路包含电路板，其上排列多条迹线，其设定以传输用来调节该多个放电灯管的运作的控制信号；变压器，设置于该电路板上，其具有初级侧绕组与至少一个次级侧绕组，该初级侧绕组设定接收输入交流电压，并且在该至少一个次级侧绕组上将该交流电压转换成需要用来点亮该多个放电灯管的输出交流电压，其中该电路板内部具有多个迹线-迹线电容，其耦接至该变压器的次级侧并且设定为连接彼此相邻的迹线，该多个迹线-迹线电容设定为分别与一放电灯管串联并且与该变压器的漏电感共振，由此点亮该多个放电灯管。
根据所述的驱动电路，还包含保护电路，其与该多个放电灯管并联并且用以检测流经该多个放电灯管的电流，由此判断流经该多个放电灯管的电流是否彼此相等。
根据所述的驱动电路，其中该保护电路由多个迹线-迹线电容所组成。
根据上述构想，该驱动电路还包含保护装置，其由多个迹线-迹线电容所组成。该多个迹线-迹线电容分别与一放电灯管并联并且用以检测流经该多个放电灯管的电流，由此保护放电灯管避免因为放电灯管之间的电流不平衡所导致的损害。
由于本发明驱动电路中的高压电容数量得以减少，从而节省电路板上的空间消耗，并且降低制造成本。
本发明的优点与特征，通过下面实施例配合下列附图详细说明，可得到更深入的了解。
图1显示一种已知的多重放电灯管的驱动电路的电路系统；图2显示本发明的第一优选实施例的多重放电灯管的驱动电路的截面图；图3(A)与图3(B)显示本发明的第二优选实施例的电路示意图；图4显示图3(A)与图3(B)的节点A，B与检测节点D的电压波形图；图5显示本发明的第二优选实施例的驱动电路的上视图；以及图6显示本发明的第二优选实施例的驱动电路的截面图。
其中，附图标记说明如下T，T1，T2变压器Lk 变压器的漏电感Cp1-CpN共振电容Lp1-LpN放电灯管205电路板202，204，207 迹线203，208 迹线-迹线电容Cd1，Cd2用来检测流经放电灯管Lp1-LpN的电流的迹线-迹线电容206信号连接器具体实施方式
体现本发明的特征与优点的优选实施例将在后面的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图标记在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明的第一优选实施例显示于图2。须注意的是在本发明中的每一处中，相同的元件编号指向相同的元件。在图2中，根据本发明的多重放电灯管的驱动电路设置于印刷电路板(printed circuit board，PCB)205上，其中印刷电路板205是作为电路系统的载体(carrier)。一般而言，印刷电路板上通常会排布许多的迹线(trace)以及电源参考平面(voltage reference plane)，其中迹线是设定以传递用来调节放电灯管的运作的控制信号，并且迹线与迹线之间的间隔通常会填塞一些介电物质(dielectric material)以形成用来互相连接相邻迹线的互连介层(interconnect via)。因此，两个相邻的迹线之间便会产生电容性元件，其一般称为迹线-迹线电容(trace-to-trace capacitance)。如图2所示，相邻的迹线202与204分别设置于电路板205的上表面与下表面，其设定来传输用来调节放电灯管Lp的运作的控制信号。如图所示，在迹线202与204之间具有迹线-迹线电容203，其埋置于电路板205内部且其电容值可依据设计的需求来调整。迹线202与204经由信号连接器206将控制信号传递至放电灯管Lp，并且迹线-迹线电容203设定为与放电灯管Lp串联。因此，我们可利用电路板205内部的迹线-迹线电容203作为驱动放电灯管的共振电容并且与变压器T的漏电感进行共振，以完成驱动多重放电灯管的电路系统。
至于迹线-迹线电容203的电容值，可依据下列方程式而计算出C=kAd]]>其中k为迹线202与204之间的介电物质的介电常数(dielectric constant)，A为迹线202与204之间的最小重叠面积，而d为迹线202与204之间的介电层厚度。因此我们可依据设计需求来调整迹线202与204之间的最小重叠面积或介电层厚度，以调整迹线-迹线电容203的电容值，从而调整迹线-迹线电容203的阻抗值。
图3(A)与图3(B)显示本发明的第二优选实施例的电路示意图。在图3(A)中，驱动电路包含变压器T，其具有初级侧绕组Np与两个次级侧绕组Ns，Ns’，并且次级侧绕组Ns，Ns’分别与由变压器的漏电感Lk与迹线-迹线电容Cp所组成的共振电路耦接。两个迹线-迹线电容Cp分别与放电灯管Lp1，Lp2串联，并且放电灯管Lp1，Lp2互相并联。除此之外，驱动电路还包含保护电路，其跨接于放电灯管Lp1，Lp2两侧并且由两个迹线-迹线电容Cd1，Cd2所组成。迹线-迹线电容Cd1，Cd2跨接于放电灯管Lp1，Lp2的两侧，其分别设定为用来检测流经放电灯管Lp1与Lp2的电流。如图所示，迹线-迹线电容Cd1与放电灯管Lp1并联而迹线-迹线电容Cd2与放电灯管Lp2并联，由此在节点A上产生代表流经放电灯管Lp1的电流的电压，并且在节点B上产生代表流经放电灯管Lp2的电流的电压。另外由于迹线-迹线电容Cd1与迹线电容Cd2串联并且检测节点D是迹线-迹线电容Cd1与迹线电容Cd2的中间节点，其上的电压为节点A上的电压与节点B上的电压的总和。因此，我们检测检测节点D的电压波形便可以判断流经放电灯管Lp1的电流与流经放电灯管Lp2的电流是否近乎相等。
在图4(B)中，驱动电路包含两个变压器T1，T2，其分别具有一个初级侧绕组Np1，Np2与一个次级侧绕组Ns1，Ns2，并且次级侧绕组Ns1，Ns2分别与由变压器的漏电感Lk与迹线-迹线电容Cp所组成的共振电路相耦接。两个迹线-迹线电容Cp分别与放电灯管Lp1，Lp2串联，并且放电灯管Lp1，Lp2互相并联。用来检测流经放电灯管Lp1，Lp2的电流的迹线电容Cd1，Cd2分别跨接于放电灯管Lp1，Lp2的两侧，并且经由检测节点D而互相串联。因此，我们检测检测节点D的电压波形便可以判断流经放电灯管Lp1的电流与流经放电灯管Lp2的电流是否近乎相等。
图4显示图3(A)与图3(B)的节点A，B与检测节点D的电压波形图。如图所示，若是流经放电灯管Lp1，Lp2的电流近乎相等，节点A与节点B的电压是彼此极性相反且相位相同的交流电压。在这种情形下，检测节点D的电压应该为零。然而，若是在某个时间周期内流经放电灯管Lp1，Lp2的电流不相等，节点A与节点B的电压振幅便会产生差异。在这种情形下，检测节点D的电压便无法为零而产生灯管电流不平衡的错误，如图4所示。当检测节点D检测到有灯管电流不平衡的错误情形发生时，灯管反馈电路(lampfeedback circuit，其并未显示于图中)便会将此错误信息传送至位于变压器初级侧的控制电路，进而关闭驱动电路的运作，以避免因为流经放电灯管的电流不平衡所导致的损害。
图5显示本发明的第二优选实施例的驱动电路的上视图，并且图6显示本发明的第二优选实施例的驱动电路的截面图。由图5可以看出，多个迹线-迹线电容Cp与Cd耦接至变压器T1的次级侧与变压器T2的次级侧，其中变压器T1，T2分别设定为提供高频的交流电压来驱动多个放电灯管。迹线-迹线电容Cp分别与一放电灯管串联并且与变压器T1，T2的漏电感进行共振以便点亮放电灯管，而迹线-迹线电容Cd与迹线-迹线电容Cp耦接以便检测流经多个放电灯管的电流。在图6中，用来驱动放电灯管Lp的迹线-迹线电容Cp由元件编号203来表示，其设定为互相连接迹线202与204，而用来检测流经放电灯管Lp的电流的迹线-迹线电容Cd由元件编号208来表示，其设定为互相连接迹线207与204。迹线202，207，204设定为用来经由信号连接器206传递用来调节放电灯管Lp的运作的控制信号。
另外，由于迹线-迹线电容也可以跨接于变压器的初级侧与次级侧之间，由此加强变压器的初级侧与次级侧之间的电气绝缘。同时，由于本发明利用埋置于电路板205内部的固有的迹线-迹线电容来与多重放电灯管串联并与变压器的漏电感进行共振，便可将变压器的次级侧上的输出交流电压波形调变(modulate)为驱动多重放电灯管所需要的交流电压波形，由此驱动多重放电灯管。因此驱动电路中的高压电容数量得以减少，从而节省电路板上的空间消耗，并且降低制造成本。
本发明可由本领域技术人员作出各种变更和修饰，但是都不脱离如附权利要求书所欲保护的范围。
权利要求
1.一种用来点亮多个放电灯管的驱动电路，其包含电路板，其上排列有多条迹线；以及变压器，设置于该电路板上，其具有初级侧绕组与至少一个次级侧绕组，该初级侧绕组设定接收输入交流电压，并且在该至少一个次级侧绕组上将该交流电压转换成需要用来点亮该多个放电灯管的输出交流电压；其中该电路板内部具有多个迹线-迹线电容，其耦接至该变压器的次级侧且设定为连接彼此相邻的迹线，该多个迹线-迹线电容设定为分别与一放电灯管串联并且与该变压器的漏电感共振，由此点亮该多个放电灯管。
2.如权利要求1所述的驱动电路，还包含保护电路，其与该多个放电灯管并联并且用以检测流经该多个放电灯管的电流，由此判断流经该多个放电灯管的电流是否彼此相等。
3.如权利要求2项所述的驱动电路，其中该保护电路由多个迹线-迹线电容所组成。
4.一种用来点亮多个放电灯管的驱动电路，其包含电路板，其上排列有多条迹线；变压器，设置于该电路板上，其具有初级侧绕组与至少一个次级侧绕组，该初级侧绕组设定接收输入交流电压，并且在该至少一个次级侧绕组上将该交流电压转换成需要用来点亮该多个放电灯管的输出交流电压；以及保护装置，其与该多个放电灯管并联并且用以检测流经该多个放电灯管的电流，由此判断流经该多个放电灯管的电流是否彼此相等；其中该电路板内部具有多个迹线-迹线电容，其耦接至该变压器的次级侧且设定为连接彼此相邻的迹线，该多个迹线-迹线电容设定为分别与一放电灯管串联并且与该变压器的漏电感共振，由此点亮该多个放电灯管。
5.如权利要求4项所述的驱动电路，其中该保护装置由多个迹线-迹线电容所组成。
全文摘要
本发明提出一种用来点亮多重放电灯管的驱动电路。本发明的驱动电路通过使用埋置于电路板内部的迹线－迹线电容来与变压器的漏电感共振来点亮多重放电灯管，其中该迹线－迹线电容耦接至变压器的次级侧并且分别与一放电灯管串联。此外，本发明的驱动电路包含保护装置，用以通过迹线－迹线电容来检测流经多重放电灯管的电流，并且由此避免多重放电灯管由于灯管之间的电流不平衡而导致的损害。由于本发明驱动电路中的高压电容数量得以减少，从而节省电路板上的空间消耗，并且降低制造成本。
文档编号H05B41/14GK101076215SQ20061008248
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年5月19日
发明者张世贤 申请人:台达电子工业股份有限公司