专利名称：灯管驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种灯管驱动系统，且特别是有关于一种具有隔离作用的灯管驱动
系统。
背景技术：
近年来随着光电技术的发展，数位显示器逐渐普及，又以液晶面板为其中主流的 数位显示媒介，广泛应用于电视、手机、触控显示器、数位相机以及各种资讯家电产品中。于 实际应用中，液晶面板需要稳定的灯管驱动系统以提供高品质的光源。 请参阅图1，图1绘示现有技术中一种灯管驱动系统1的示意图。于此实施例中， 灯管驱动系统1包含直流电源供应器10、波型产生器12以及变压器14，且灯管驱动系统1 用以驱动灯管16。在传统的灯管驱动系统1中，变压器14用以将由一次侧(直流电源供应 器10与波型产生器12)输入的电源讯号进行升压，以提供给二次侧的灯管16使用。 在上述电压转换过程中，为了使用者的安全，变压器14的设计必需符合安全规 范。例如于实际应用中，当一次侧为20 30V电压且需升压至二次侧为400V电压时，传统 的变压器结构中一、二次侧之间需要12mm的安全距离(如图1所示)。若每一组变压器皆 占用12mm的距离，则应用在多灯管的灯管驱动系统中其设置面积将相当可观，与现在数位 显示器所追求的轻量化、薄型化目标相抵触。 请参阅图2，图2绘示现有技术中另一种灯管驱动系统2的示意图。于此实施例 中，灯管驱动系统2包含直流电源供应器20、波型产生器22、隔离变压器24以及驱动变压 器26，揭露于专利号为T丽314404的专利中。 如图2所示，灯管驱动系统2利用两级的变压器(隔离变压器24与驱动变压器26) 前后串连以对输入的电源讯号进行处理，并用以驱动灯管28。藉此每一变压器(隔离变压 器24与驱动变压器26)所需采用的安全距离可以縮短。然而，在灯管驱动系统2中，共利 用两组变压器方可达成安全规范的需求，并且额外设置的变压器将使制造成本因而提高。 为了解决上述问题，本发明提出一种灯管驱动系统，其包含具有隔离结构的变压 器，以解决上述问题。
实用新型内容本发明的目的之一在于提供一种灯管驱动系统，灯管驱动系统包含直流电源供应 器、波型产生器、变压器以及交流输出级。 根据本发明的其中一具体实施例，波型产生器与直流电源供应器电性连接并产生 输入波型信号。 变压器包含主绕线管、磁芯组合、两个次绕线管容置构件以及两个次绕线管。主绕 线管其内具有第一通道且主绕线管本身界定分别位于第一通道的两个相对开口处的两个 端部。低压侧绕线缠绕于主绕线管上，且低压侧绕线耦接至波型产生器。两个次绕线管容 置构件分别自主绕线管的两个端部朝该第一通道的轴向向外延伸。其中，每一个次绕线管
4容置构件包含遮蔽壳体以及容置入口。遮蔽壳体其内具有与主绕线管的外表面隔离的容置 空间，且容置空间与主绕线管内的第一通道连通。遮蔽壳体之外形构成容置入口。两个次 绕线管中的每一次绕线管其内具有第二通道且其上缠绕高压侧绕线。此外，两个次绕线管 分别从两个次绕线管容置构件个别的容置入口设置于两个容置空间中，致使每一次绕线管 上的高压侧绕线与主绕线管上的低压侧绕线隔离。磁芯组合设置以部分地穿过主绕线管内 的第一通道与两个次绕线管内的个别的第二通道。 于实际应用中，变压器中的主绕线管及两个次绕线管容置构件可一体成型。另外， 于较佳具体实施例中，主绕线管及两个次绕线管容置构件可以由至少耐600伏特的高绝缘 材料所制成。 灯管驱动系统的交流输出级可分别与变压器中每一次绕线管的高压侧绕线电性 连接。交流输出级用以产生至少一交流电源输出以推动至少一灯管。 于本发明的灯管驱动系统所采用的变压器中，次绕线管可置入于次绕线管容置构 件的容置空间中，藉由次绕线管容置构件的遮蔽壳体与主绕线管隔离。因此，遮蔽壳体可确 保次绕线管上的高压侧绕线(二次侧)与主绕线管上的低压侧绕线(一次侧)间的沿面距 离符合安全规范。由于本发明中变压器的遮蔽壳体已提供了适当的沿面距离，故此变压器 毋须再填充绝缘胶。更重要的是，藉由上述结构以及其采用的高绝缘材料可减少变压器在 习知的操作条件下所需的安全距离，因此可进一步縮小变压器以及整体灯管驱动系统的尺 寸。 相较于现有技术，本发明的灯管驱动系统采用具有上述隔离结构的变压器，可在 较小的设置空间以及较低的设置成本下达到安全规范的标准，并可提供灯管稳定的电源供 给。藉此，本发明的灯管驱动系统可广泛用于各种显示装置上，且特别是薄型化或可携式的 显示装置。 关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1绘示现有技术中一种灯管驱动系统的示意图； 图2绘示现有技术中另一种灯管驱动系统的示意图； 图3绘示根据本发明的第一具体实施例中灯管驱动系统的功能方块图； 图4绘示图3中灯管驱动系统的示意图； 图5A绘示图3中变压器的外观视图； 图5B绘示图5A中变压器中磁芯组合的分解视图； 图5C绘示图5A中绕线管结构与次绕线管的分解视图； 图6绘示图5A中绕线管结构的外观视图及局部透视图； 图7绘示根据本发明的第二具体实施例中灯管驱动系统的功能方块图。
具体实施方式请参阅图3。图3绘示根据本发明的第一具体实施例中灯管驱动系统3的功能方 块图。如图3所示，灯管驱动系统3包含直流电源供应器30、波型产生器32、变压器34以及交流输出级36。于此实施例中，灯管驱动系统3用以驱动四组灯管38，但本发明并不限 于四组灯管。于实际应用中，灯管驱动系统3所对应的灯管总数可视实际应用需求而设计， 例如在灯管驱动系统3中设置复数组变压器以对应更多灯管。其中，灯管38可分别为冷阴 极管(Cold CathodeFluorescent Lamp, CCFU 。 于此实施例中，波型产生器32与直流电源供应器30电性连接并产生输入波型信 号。变压器34对输入波型信号进行变压处理并传送至交流输出级36。最后，与变压器34 电性连接的交流输出级36分别产生四组交流电源输出以驱动上述四组灯管38。 请一并参阅图4，图4绘示图3中灯管驱动系统3的示意图。在此实施例中，灯管 驱动系统3的直流电源供应器30进一步包含交流/直流转换器300、功率因素校正(power factor correction,PFC)电路302以及直流整流器304。功率因素校正电路302与交流/ 直流转换器300耦接。而直流整流器304与功率因素校正电路302耦接。 如图4所示，交流/直流转换器300进一步耦接至外部的市电电源40，并且交流/ 直流转换器300可将市电电源40转换为直流电源输入。功率因素校正电路302用以调整 直流电源输入的功率因素(power factor)。直流电源输入亦可再经过直流整流器304的整 流处理后传送至波型产生器32。最终，直流电源供应器30产生的直流电源输入可推动波型 产生器32产生输入波型信号。 于实际应用中，波型产生器32可包含全桥转换电路、半桥转换电路或推挽式转换 电路，但不以此为限。于此实施例中，波型产生器32可包含透过转换电路架构所形成的方 波切换器320 (如图4所示)。也就是说，在本实施例的波型产生器32架构之下，方波切换 器320受直流电源供应器30驱动产生的一组输入方波信号，这组输入方波信号即为本发明 中波型产生器32产生的输入波型信号。此外，波型产生器32耦接至变压器34中的低压侧 绕线，本发明的变压器34的结构实施例如下所述。 请一并参阅图5A、图5B以及图5C。图5A绘示图3中变压器34的外观视图。图 5B绘示图5A中变压器34中磁芯组合344的分解视图。图5C绘示图5A中绕线管结构340 与次绕线管342的分解视图。于此实施例中，变压器34包含绕线管结构340、两个次绕线管 342以及磁芯组合344。 请一并参阅图6，图6绘示图5A中绕线管结构340的外观视图及局部透视图。如 图6所示，绕线管结构340包含主绕线管3400以及两个次绕线管容置构件3402。于实际应 用中，根据本发明的绕线管结构340中的主绕线管3400及该两个次绕线管容置构件3402 可一体成型。 主绕线管3400的外表面上具有绕线槽34004以及用来分隔绕线槽34004的隔板 34008，该绕线槽34004其上可缠绕低压侧绕线346。此外，绕线管结构340上并设有导电端 子34006，绕线槽34004上的低压侧绕线346在缠绕后可耦接至导电端子34006。并且，导 电端子34006可进一步电性连接至方波切换器320，藉此，低压侧绕线346可与波型产生器 32形成耦接关系。另外，主绕线管3400其内具有通道34000且主绕线管3400本身界定分 别位于通道34000的两个相对开口处的两个端部34002。又，此通道34000具有轴向XI。 两个次绕线管容置构件3402分别自主绕线管3400的该两个端部34002朝通道 34000的轴向X1向外延伸。其中，每一个次绕线管容置构件3402包含遮蔽壳体以及容置入 口 34030，且此遮蔽壳体由上顶板34022 、下顶板34026 、底板34028 、侧板34020 、前板34024及后板34029所构成。 如图6所示，侧板34020从主绕线管3400的端部34002向垂直通道轴向XI的平 面向外延伸，尤其往背对于绕线管结构340上的导电端子34006的方向延伸出去。部份的 侧板34020上端与上顶板34022相连，上顶板34022的前端与前板34024的上端相连，而下 顶板34026与前板34024的下端与另一部份的侧板34020上端相连。后板34029与上顶板 34022、侧板34020及底板34028相连。 此外，于遮蔽壳体中，下顶板34026与部份的底板34028构成朝垂直通道轴向 XI的另一轴向X2向外延伸的一对平行板(34026、34028)，其中此对平行板之间具有槽 口 (slot)34032。于一较佳具体实施例中，下顶板34026的上表面上具有至少一个突出部 340260，并且该至少一个突出部340260横跨于轴向X2上。 另外，如图6所示，此遮蔽壳体的构造致使其内具有容置空间。此容置空间藉由遮 蔽壳体的上述该等板材与主绕线管3400的外表面(包含绕线槽34004与隔板34008)隔离。 又，遮蔽壳体的侧板34020具有穿透的孔洞以与主绕线管3400其内的通道34000连通。此 容置空间并具有容置入口 34030，位于遮蔽壳体的另一侧并与遮蔽壳体的侧板34020相对。 再者，从通道34000的轴向XI面向遮蔽壳体来看，每一个次绕线管容置构件3402的剖视图 大致上呈现P字形。于一较佳具体实施例中，容置入口 34030面向通道34000的轴向XI。 在两个次绕线管342中，每一个次绕线管342的外表面上具有复数个绕线槽3426 及用来分隔绕线槽3426的复数个隔板3428，且该复数个绕线槽3426其上可缠绕高压侧绕 线(未显示于图中)。每一次绕线管342其内具有通道3420。此外，每一次绕线管342具 有延伸部3422，且该延伸部3422的末端设有导电端子3424。绕线槽3426上的高压侧绕线 在缠绕后可耦接至导电端子3424。导电端子3424可进一步与交流输出级36电性连接。藉 此，每一次绕线管342的高压侧绕线可分别与交流输出级36形成电性连接。 请参阅图5C。此两个次绕线管342分别从两个次绕线管容置构件3402个别的容 置入口 34030设置于该两个容置空间中，致使每一次绕线管342上的高压侧绕线与主绕线 管3400上的低压侧绕线346藉由遮蔽壳体互相隔离，如图5C所示。又，次绕线管342的延 伸部3422亦设置于容置空间中，而延伸部3422末端的导电端子3424从该对平行板间的槽 口 34032伸出于遮蔽壳体之外。 若已知变压器的操作条件(例如额定的电压值)，藉由适当地设计遮蔽壳体的尺 寸，可确保次绕线管342上的高压侧绕线与主绕线管3400上的低压侧绕线346间的沿面距 离符合安全规范。另外，于一较佳具体实施例中，主绕线管3400及该两个次绕线管容置构 件3402可以由CTI group I (耐压600伏特)的高绝缘材料所制成。要特别说明的是，此 种高绝缘材料可进一步减少变压器在习知的操作条件下所需的沿面距离，进一步使变压器 的尺寸变小或缠绕空间增大。 请参阅图5B。于此实施例中，变压器的磁芯组合344包含I型磁芯3442以及C型 磁芯3443，于此实施例中，磁芯组合344虽以C型磁芯与I型磁芯的组合为例，但本发明并 不以此为限，例如于另一具体实施例中，磁芯组合344亦可为U型磁芯与U型磁芯的磁芯组 合。I型磁芯3442用以穿过主绕线管3400内的通道34000与两个次绕线管342内的个别 的通道3420，而C型磁芯3443设置于突出部340260上，以使C型磁芯3443能够准确定位 至I型磁芯3442，以确保磁芯组合344的电感量符合预设规格。
7[0041] 于一较佳具体实施例中，为了避免C型磁芯3443与主绕线管3400上的低压侧绕线346互相作用而发生电弧现象，C型磁芯3443包覆或套设高绝缘材料以使C型磁芯3443与主绕线管3400上的低压侧绕线346间的沿面距离符合安全规范。如图5B所示，C型磁芯3443系局部地缠绕有绝缘胶带3444。于另一实施例中，C型磁芯3443亦可套设具绝缘效果的挟持构件。其中，绝缘胶带3444或挟持构件较佳以CTI group I (耐压600伏特)的高绝缘材料所构成。 请参阅图4。其中交流输出级36与变压器34的高压侧绕线电性连接，并用以产生四组交流电源输出以推动四组灯管38。其中交流输出级36可进一步包含谐振电路360，谐振电路360用以对应每一次绕线管的高压侧绕线产生谐振弦波信号，作为推动灯管38的交流电源输出。 本发明的灯管驱动系统采用具有上述隔离结构的变压器，可在较小的设置空间以及较低的设置成本下达到安全规范的标准，并可提供灯管稳定的电源供给。藉此，本发明的灯管驱动系统可广泛用于各种显示装置上，且特别是薄型化或可携式的显示装置。[0044] 请参阅图7。图7绘示根据本发明的第二具体实施例中灯管驱动系统3'的功能方块图。如图7所示，与先前第一具体实施例的最大不同之处在于，第二具体实施例中的灯管驱动系统3'进一步包含侦测回授模组37。侦测回授模组37耦接于交流输出级36与波型产生器32之间，侦测回授模组37根据交流电源输出用以回授控制输入波型信号。[0045] 于此实施例中，侦测回授模组37包含侦测电路370、控制电路372以及回授变压器374。侦测电路370与交流输出级36耦接，用以侦测交流电源输出的电源输出特性并产生侦测信号。控制电路372与侦测电路370耦接，控制电路372根据侦测信号产生回授波型信号，回授波型信号透过回授变压器374传送至波型产生器32，进而回授控制输入波型信号。 需特别说明的是，此处的回授变压器374用于隔离属于二次侧的侦测回授模组37以及属于一次侧的波型产生器32，避免高压二次侧的回授波型信号直接与波型产生器32搭接。也就是说，于此实施例中，灯管驱动系统3'利用变压器34以对应灯管所需的驱动电源，而另一方面回授变压器374为灯管驱动系统3'的回授控制功能而设，与现有技术中采用两个变压器的结构以对应产生灯管的驱动电源输出即并不相同。 本发明的灯管驱动系统采用具有隔离结构的变压器，可在较小的设置空间以及较低的设置成本下达到安全规范的标准，其可提供灯管稳定的电源供给并具有回授控制的功能。因此，本发明的灯管驱动系统可广泛用于各种显示装置上，且特别是薄型化或可携式的显示装置。 藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求范围内。因此，本发明的权利要求范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。
权利要求一种灯管驱动系统，其特征在于该灯管驱动系统包含直流电源供应器；波型产生器，与该直流电源供应器电性连接，并产生输入波型信号；变压器，包含主绕线管，其内具有第一通道且该主绕线管本身界定分别位于该第一通道的两个相对开口处的两个端部，该主绕线管上缠绕低压侧绕线，该低压侧绕线耦接至该波型产生器；两个次绕线管容置构件，分别自该主绕线管的该两个端部朝该第一通道的轴向向外延伸，其中每一个该次绕线管容置构件包含遮蔽壳体，其内具有与该主绕线管的外表面隔离的容置空间，且该容置空间与该主绕线管内的该第一通道连通；以及容置入口；两个次绕线管，其中每一该次绕线管其内具有第二通道且其上缠绕高压侧绕线，该两个次绕线管分别从该两个容置入口设置于该两个容置空间中，致使每一该次绕线管上的该高压侧绕线与该主绕线管上的该低压侧绕线隔离；以及磁芯组合，其设置以部分地穿过该第一通道与该两个第二通道；以及交流输出级，该交流输出级分别与对应每一该次绕线管的该高压侧绕线电性连接，用以产生至少一交流电源输出以推动至少一灯管。
2. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该波型产生器包含全桥转换电路、半桥转换电路或推挽式转换电路。
3. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该波型产生器包含方波切换器，而该输入波型信号为该方波切换器产生的输入方波信号。
4. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该直流电源供应器包含交流/直流转换器，该交流/直流转换器耦接至市电电源，该交流/直流转换器用以将该市电电源转换为直流电源输入，该直流电源输入用以推动该波型产生器产生该输入波型信号。
5. 如权利要求4所述的灯管驱动系统，其特征在于该直流电源供应器进一步包含功率因素校正电路，该功率因素校正电路与该交流/直流转换器耦接，该功率因素校正电路用以调整该直流电源输入的功率因素。
6. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该交流输出级进一步包含谐振电路，该谐振电路用以对应每一该次绕线管的该高压侧绕线产生该至少一交流电源输出，而该至少一交流电源输出为谐振弦波信号。
7. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于进一步包含侦测回授模组，该侦测回授模组耦接于该交流输出级与该波型产生器之间，该侦测回授模组根据该交流电源输出用以回授控制该输入波型信号。
8. 如权利要求7所述的灯管驱动系统，其特征在于该侦测回授模组包含侦测电路、控制电路以及回授变压器，该侦测电路与该交流输出级耦接，用以侦测该交流电源输出的电源输出特性并产生侦测信号，该控制电路与该侦测电路耦接，该控制电路根据该侦测信号产生回授波型信号并透过该回授变压器传送至该波型产生器，进而回授控制该输入波型信号。
9. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该主绕线管及该两个次绕线管容置构件由高绝缘材料所制成。
10. 如权利要求9所述的灯管驱动系统，其特征在于该高绝缘材料至少耐600伏特。
11. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该遮蔽壳体还包含朝垂直该第一通道的该轴向的方向向外延伸的一对平行板，而该磁芯组合部分地设置于该对平行板中的上平板上。
12. 如权利要求11所述的灯管驱动系统，其特征在于该对平行板中的该上平板的上表面上具有至少一个突出部，该磁芯组合部分地安置于该至少一个突出部上以使该磁芯组合中的磁芯单体准确定位。
13. 如权利要求11所述的灯管驱动系统，其特征在于该磁芯组合设置于该上平板的部份包覆胶带或套设挟持构件。
14. 如权利要求13所述的灯管驱动系统，其特征在于该胶带或该挟持构件由至少耐600伏特的高绝缘材料所构成。
15. 如权利要求11所述的灯管驱动系统，其特征在于该对平行板之间具有槽口，每一该次绕线管具有延伸部且该延伸部的末端设有导电端子，该延伸部设置于该容置空间中，而该导电端子从该槽口伸出于该遮蔽壳体之外。
16. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该磁芯组包含第一磁芯以及第二磁芯，该第一磁芯与该第二磁芯均为U型。
17. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该磁芯组包含第一磁芯以及第二磁芯，该第一磁芯与该第二磁芯分别为C型及I型。
18. 如权利要求1所述的灯管驱动系统，其特征在于该容置入口面向该第一通道的该轴向，且每一个该次绕线管容置构件面向该轴向的剖视图呈现P字形。
专利摘要本实用新型揭露一种灯管驱动系统，其包含直流电源供应器、波型产生器、变压器以及交流输出级。波型产生器与直流电源供应器电性连接，并用以产生输入波型信号。变压器的低压侧绕线耦接至波型产生器。交流输出级与变压器的高压侧绕线耦接。交流输出级用以产生交流电源输出以驱动灯管。其中，变压器具有隔离结构以隔离本身的高压侧绕线与低压侧绕线，以符合安全规范。
文档编号H05B41/14GK201491349SQ200920166538
公开日2010年5月26日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者施正德, 简政贤 申请人:苏州达方电子有限公司;达方电子股份有限公司