專利名稱：可變諧振增益的換流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可變諧振增益的換流器，應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)燈管 且利用改變諧、振頻率而調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓的換流器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今不斷普及的液晶顯示器最主要的元件即為偏光片與背光 模塊，該背光模組必須產(chǎn)生均勻的光線，再通過(guò)偏光片產(chǎn)生光線不 同顏色的透析而形成多彩的畫面，為了讓該背光才莫組得以達(dá)成產(chǎn)生 均勻光線的功效，該背光模組須具備多個(gè)具有長(zhǎng)壽命的燈管以及一 提供燈管輸出電力的換流器，利用調(diào)整該換流器的輸出電力大小來(lái)調(diào)整該燈管的亮度；而已知的換流器架構(gòu)如

圖1所示，包4舌一電力 來(lái)源l、 一調(diào)光信號(hào)源6、 一力永寬調(diào)變單元3、 一切換開關(guān)單元2、 一諧振單元4、 一變壓器5以及一回授單元7,該電力來(lái)源1提供 一直流電力，該"永寬調(diào)變單元3產(chǎn)生一工作周期信號(hào)驅(qū)動(dòng)該切換開 關(guān)單元2，而該直流電力經(jīng)過(guò)該切換開關(guān)單元2的切換導(dǎo)通爿夸形成 一脈沖電力，該諧振單元4取得該脈沖電力而通過(guò)諧振轉(zhuǎn)換為 一驅(qū) 動(dòng)電力且由該變壓器5轉(zhuǎn)換該驅(qū)動(dòng)電力而輸出一輸出電力驅(qū)動(dòng)一燈 管組9,并由該調(diào)光信號(hào)源6產(chǎn)生一調(diào)光4言號(hào)供該^^寬調(diào)變單元3 調(diào)整該工作周期信號(hào)的責(zé)任周期(duty cycle)以控制輸出電力的大 小，該回纟受單元7于該變壓器5的二次側(cè)拍貞取一回4受信號(hào)送至該月永 寬調(diào)變單元3以提供回授穩(wěn)壓的功效，其中，最基本的已知換流器 利用控制該工作周期信號(hào)的責(zé)任周期(duty cycle)來(lái)決定該輸出電 力的大?。灰阎獙?shí)用新型中絕大部份利用i皆振電i 各來(lái)作為驅(qū)動(dòng)背光其中Q定義為串聯(lián)諧振質(zhì)量因子。<formula>formula see original document page 5</formula>( l畫4)式 模組的換流器皆利用LC式諧振電路， 一般LC式諧振電路的最基 本的等效電路請(qǐng)參閱圖2-1，其中R,amp為一燈管的等效阻抗，Vd(t) 為專俞入電壓，Ls為i皆4展電感，Cp為諧才展電容，且該輸入電壓為一 定電壓的脈沖電力，V入為該燈管兩端的電壓，該lt入電壓與該輸出 電壓的計(jì)算如下W&呻^(1-1)式整理后可得<formula>formula see original document page 5</formula> .....(1-2)式為簡(jiǎn)化上述計(jì)算式，另定義參數(shù)如下:式 <formula>formula see original document page 5</formula>其中z。為此諧振電路的特性阻抗。利用(1-3)式與(1-4)式可將(l-2)式簡(jiǎn)化如下:<formula>formula see original document page 6</formula>
并且該LC式諧振電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)增益曲線請(qǐng)參閱圖2-2;已 知的LC式諧振電路皆以定頻模式工作，形成固定的電壓增益，通 過(guò)該脈寬調(diào)變單元3改變?cè)摴ぷ髦芷谛盘?hào)的責(zé)任周期(duty cycle ) 來(lái)調(diào)整該燈管組9的亮度；利用LC式諧振電路的先前實(shí)用新型如 中國(guó)臺(tái)灣專利證書第1290707號(hào)的"液晶顯示器的多燈管并聯(lián)驅(qū)動(dòng) 電路及其均流控制方法"，于該先前專利的圖3中，其變壓器T1的 一次側(cè)可見一"i皆4展電感(Lr)以及一諧才展電容(Cr),并利用該諧 振電感(Lr)及該諧振電容(Cr)產(chǎn)生弦波以通過(guò)該變壓器Tl轉(zhuǎn) 換電力；然而，上述換流器通過(guò)改變?cè)摴ぷ髦芷谛盘?hào)而控制亮度會(huì) 產(chǎn)生以下缺陷1. 調(diào)整工作周期信號(hào)的責(zé)任周期(duty cycle)會(huì)導(dǎo)致該:換流器 的切4灸開關(guān)單元無(wú)法穩(wěn)、定在零電壓切換(zero voltage switching )的 工作狀態(tài)，產(chǎn)生額外的損耗。2. 受限于該切換開關(guān)單元的元件耐壓，該工作周期信號(hào)的責(zé)任 周期比(duty ratio)的調(diào)整范圍有其限制。因此，驅(qū)動(dòng)背光模組的換流器仍需改進(jìn)上述的缺陷。實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述換流器的缺陷，本實(shí)用新型的首要目的即在于提供一 種改善其諧振方式的換流器，從而達(dá)到具有更大調(diào)光范圍以及零電 壓切換的特性。經(jīng)由以上可知，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型為一種可變i皆4展 增益的換流器，該換流器包括脈寬調(diào)變單元、切換開關(guān)單元、諧振 單元、變壓器、頻率控制單元以及回授單元，該切換開關(guān)單元自電 力來(lái)源取得直流電力，該脈寬調(diào)變單元?jiǎng)t產(chǎn)生工作周期信號(hào)馬區(qū)動(dòng)該 切換開關(guān)單元將該直流電力轉(zhuǎn)換為脈沖電力，且該諧振單元4尋該脈 沖電力轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)電力供該變壓器轉(zhuǎn)換為輸出電力，以驅(qū)動(dòng)該換流 器所接設(shè)的燈管組，其特征在于，該脈沖電力于啟動(dòng)頻率以及高于 該啟動(dòng)頻率的工作頻率時(shí)該i皆振單元分別形成啟動(dòng)電壓增益以及 工作電壓增益，其中該啟動(dòng)電壓增益大于該工作電壓增益，以通過(guò) 4支大啟動(dòng)電壓增益產(chǎn)生4交高電壓的輸出電力以順利啟動(dòng)該燈管組， 并可通過(guò)控制該^^沖電力的頻率使該諧振單元產(chǎn)生不同的電壓增 益，再者，配合該"i皆4展單元的4爭(zhēng)'l"生該脈寬調(diào)變單元利用改變?cè)摴ぷ?周期<言號(hào)的頻率達(dá)到調(diào)整該力永沖電力的頻率，該頻率控制單元可通 過(guò)取得調(diào)光信號(hào)以及自該回4受單元取得回4受信號(hào)而決定參考電壓 信號(hào)，該脈寬調(diào)變單元依據(jù)該參考電壓信號(hào)決定該工作周期〗言號(hào)的 頻率，進(jìn)而令該力永沖電力具有啟動(dòng)頻率以及高于該啟動(dòng)頻率的工作 頻率，達(dá)到調(diào)整該燈管組亮度的功效。綜上所述，本實(shí)用新型利用改變?cè)撝C振單元的型式，利用其諧 振特性而達(dá)到啟動(dòng)該燈管組或該燈管組工作時(shí)^是供不同的增益而 可輕易啟動(dòng)與正常工作，亦達(dá)到零電壓切4灸的功歲丈。圖1為已知驅(qū)動(dòng)燈管的換流器架構(gòu)圖。圖2-1為圖1的換流器的已知諧振單元架構(gòu)圖。 圖2-2為圖2-1的轉(zhuǎn)換函數(shù)增益曲線圖。 圖3為本實(shí)用新型的電路架構(gòu)圖。 圖4為圖3的轉(zhuǎn)換函數(shù)增益曲線圖。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)配合附圖i兌明如下請(qǐng)參閱圖3，該圖所示為該可變諧振增益的換流器的架構(gòu)圖， 該換流器具有一脈寬調(diào)變單元3、 一切換開關(guān)單元2、 一諧4展單元4、 一變壓器5、 一回4受單元7以及一頻率4空制單元8,該力永寬調(diào)變單 元3產(chǎn)生一工作周期信號(hào)驅(qū)動(dòng)該切換開關(guān)單元2，該切換開關(guān)單元 2自一電力來(lái)源l取得一直流電力，并受該工作周期信號(hào)的驅(qū)動(dòng)而 將該直流電力轉(zhuǎn):換為一樂:P中電力送至該"i皆4展單元4，該諧l展單元4 將該脈沖電力轉(zhuǎn)換為 一驅(qū)動(dòng)電力而送至該變壓器5轉(zhuǎn)換為一l命出電 力以驅(qū)動(dòng)該燈管組9,而該頻率控制單元8則連4妄一調(diào)光J言號(hào)源6 以及該回4受單元7,該回4受單元7自該變壓器5 二次側(cè)擷取一回4受 信號(hào)，該調(diào)光信號(hào)源6則提供一調(diào)光信號(hào)，該頻率控制單元8則依 據(jù)該調(diào)光信號(hào)以及該回授信號(hào)產(chǎn)生一參考頻率信號(hào)，供該力永寬調(diào)變 單元3依據(jù)該參考頻率信號(hào)調(diào)整該工作周期信號(hào)的頻率，進(jìn)而調(diào)整 該脈沖電力的頻率；其中該諧l展單元4具有諧4展的特性，而4吏該脈 沖電力的頻率影響該諧4展單元4轉(zhuǎn)換該驅(qū)動(dòng)電力的電壓增益，而該月永沖電力于一啟動(dòng)頻率以及一高于該啟動(dòng)步貞率的工4乍頻率時(shí)，該"i皆 才展單元4分別形成^j"應(yīng)該啟動(dòng)頻率及該工作頻率的一啟動(dòng)電壓增益 及一工作電壓增益，其中該啟動(dòng)電壓增益大于該工作電壓增益以換二 供4交高的電壓?jiǎn)?dòng)該燈管組9，達(dá)成該特性的電路如圖3中的i皆振 單元4，該諧振單元4包含一第一諧振電感(Lr) 42、 一第二i皆沖展 電感(Lm) 43以及一諧振電容(Cs) 41，其中該第一諧振電感42 及該諧振電容41與該變壓器5的一次側(cè)線圈串聯(lián)，而該第二諧振 電感43連接于該一次側(cè)線圈的兩端，使該第一諧振電感42與該第 二諧振電感43自該一次側(cè)線圏^L入形成并聯(lián)形態(tài)；上述諧4展單元4 的轉(zhuǎn)移函數(shù)推導(dǎo)如下此為該第一諧才展電感(Lr) 42與該第二諧沖展電感(Lm) 43的 比Y直....(2-1式)此為該諧振單元4的串聯(lián)等效電感....(2-2式)此為諧振頻率....(2畫3式)此為該諧，振單元4的特性阻抗....(2-4式)<formula>formula see original document page 10</formula>此為該諧振單元4的轉(zhuǎn)移函數(shù)....(2-6式)<formula>formula see original document page 10</formula>當(dāng)該才灸流器名欠啟動(dòng)該燈管多且9時(shí)，該燈管組9于初啟動(dòng)時(shí)形同 開^各而具有壽交高的等效電阻(Rlamp),且該換流器未開始工作時(shí)該 諧振單元4中無(wú)電流流動(dòng)，此時(shí)可令該"永寬調(diào)變單元3產(chǎn)生預(yù):沒的 啟動(dòng)頻率的工作周期^f言號(hào)， <吏該_諧振單元4啟動(dòng)于該啟動(dòng)頻率，因 而具有？于應(yīng)該啟動(dòng)頻率的啟動(dòng)電壓增益，因it匕該i皆振單元4可具有 4交高的電壓增益而順利啟動(dòng)該燈管組9，而該燈管《且9啟動(dòng)后爿奪有 電流流通于該變壓器5的二次側(cè)，使該回4受單元7得以取得該回授 信號(hào)送至該脈寬調(diào)變單元3令其工作于預(yù)設(shè)的工作頻率，該諧振單 元4則依據(jù)該力永沖電力的工作頻率而產(chǎn)生只t應(yīng)的工作電壓增益；如 圖4所示，該燈管組9于啟動(dòng)時(shí)該諧振單元4工作于該啟動(dòng)電壓增 益點(diǎn)Pl,而該燈管纟且9正常工作后則工作于頻率4交高的工作電壓增 益點(diǎn)P2，因此，該諧4展單元4可于該燈管組9啟動(dòng)時(shí)以及正常工作 時(shí)#是供不同的電壓增益<直以<更于啟動(dòng)該燈管組9，并且該燈管纟且9正常工作后該諧振單元4可依據(jù)該脈沖電力的頻率而提供對(duì)應(yīng)的電 壓增益，達(dá)到控制該燈管組9亮度的功效；而上述實(shí)施電路利用調(diào) 整該諧振單元4控制該輸出電力的實(shí)測(cè)數(shù)值請(qǐng)參閱表1ItemPin(W)Rla即(K")Fs(KHz)Vlamp(、'.) simulate121. 632. 4567. 57121024622. 3562. 51370362. 519. 0760. 98147047816. 7758. 82157059115. 657. 141700610814. 8455. 861840表1為本實(shí)用新型實(shí)測(cè)數(shù)值表其中Pin為輸入該換流器的功率，F(xiàn)s為該諧振單元4工作的頻 率，于表中的第1列到第六列明顯可知，當(dāng)該諧才展單元4的工作頻 率于較低的頻率可產(chǎn)生較高的燈管電壓(Vlamp)，較高的燈管電壓 (Vlamp)有利于啟動(dòng)該燈管組9,而該燈管組9正常工作后其等效 電阻(R^mp)下降，頻率可上升至較高的工作頻率，而該諧才展單元 4的電壓增益則隨頻率的變動(dòng)而變小使燈管電壓(Vlamp)下降，通 過(guò)表1所示的實(shí)測(cè)Hf直可確i人該i皆4展單元4利用該第一i皆纟展電感 42、該第二諧振電感43以及該諧振電容41的電路架構(gòu)可通過(guò)控制工作頻率而改變其^r出電力的電壓，達(dá)到調(diào)整該燈管組9亮度的功效。上述該第一"i皆振電感42與該第二諧振電感43的感量相異，且 該諧振單元4的兩諧振電感感量比小于10: 1以確保該諧振單元4 具有上述的諧振特性；雖然本實(shí)用新型已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上， 然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域j支術(shù)人員，在不脫離本ii實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，而所作的些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，皆應(yīng)涵蓋于 本實(shí)用新型中，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)?shù)淾又利要求所界定者 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種可變諧振增益的換流器，所述換流器包括脈寬調(diào)變單元(3)、切換開關(guān)單元(2)、諧振單元(4)以及變壓器(5)，所述換流器連接電力來(lái)源(1)取得直流電力，所述脈寬調(diào)變單元(3)產(chǎn)生工作周期信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述切換開關(guān)單元(2)將所述直流電力轉(zhuǎn)換為脈沖電力，并且所述諧振單元(4)將所述脈沖電力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電力供所述變壓器(5)轉(zhuǎn)換為輸出電力，以驅(qū)動(dòng)所述換流器所接設(shè)的燈管組(9)，其特征在于所述脈沖電力于啟動(dòng)頻率以及高于所述啟動(dòng)頻率的工作頻率時(shí)，所述諧振單元(4)分別產(chǎn)生對(duì)應(yīng)啟動(dòng)頻率及所述工作頻率的啟動(dòng)電壓增益及工作電壓增益，其中所述啟動(dòng)電壓增益大于所述工作電壓增益以啟動(dòng)所述燈管組(9)。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的可變諧振增益的換流器，其特4正在于， 所述諧振單元(4 )包含第一諧振電感(42 )、第二諧振電感(43 ) 以及諧振電容(41)，其中所述第一諧振電感(42)及所述諧 振電容(41)與所述變壓器(5)的一次側(cè)線圈串聯(lián)，而所述 第二諧振電感(43 )連接于所述一次側(cè)線圏的兩端，^使所述第 一諧振電感(42)與所述第二諧振電感(43 )自所述一次側(cè)線 圏4見入形成并耳關(guān)形態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變諧振增益的換流器，其特4i在于， 所述第一諧振電感(42)與所述第二i皆振電感(43 )的感量相 異。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變諧振增益的換流器，其特4i在于， 所述換流器還包《^回授單元(7)、調(diào)光信號(hào)源(6)以及頻率控制單元(8)，其中所述調(diào)光信號(hào)源(6)產(chǎn)生調(diào)光信號(hào)，所 述回授單元(7 )自所述變壓器(5 ) 二次側(cè)取得回授信號(hào)，所 述頻率控制單元(8)則按照所述調(diào)光信號(hào)以及所述回4受信號(hào) 決定參考頻率信號(hào)供所述脈寬調(diào)變單元(3)調(diào)整所述工作周 期信號(hào)的頻率。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可變諧振增益的換流器，該換流器包括一脈寬調(diào)變單元、一切換開關(guān)單元、一諧振單元、一變壓器及一頻率控制單元，該切換開關(guān)單元取得一直流電力，該脈寬調(diào)變單元?jiǎng)t產(chǎn)生一工作周期信號(hào)驅(qū)動(dòng)該切換開關(guān)單元將該直流電力轉(zhuǎn)換為一脈沖電力，該諧振單元將該脈沖電力轉(zhuǎn)變?yōu)橐或?qū)動(dòng)電力供該變壓器轉(zhuǎn)換為一輸出電力，其特征在于，該諧振單元于一啟動(dòng)頻率以及一高于該啟動(dòng)頻率的工作頻率時(shí)分別形成一啟動(dòng)電壓增益以及一工作電壓增益，其中該啟動(dòng)電壓增益大于該工作電壓增益，以通過(guò)較大啟動(dòng)電壓增益產(chǎn)生較高電壓的輸出電力以順利啟動(dòng)該燈管組，即改善已知換流器調(diào)整輸出電壓幅度受限以及工作頻率難以同時(shí)調(diào)整輸出與達(dá)到零電壓切換的缺陷。
文檔編號(hào)H05B41/295GK201171243SQ20082000369
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者李國(guó)輝, 梁適安, 許根川 申請(qǐng)人:全漢企業(yè)股份有限公司