壓電變壓器的驅動電路的制作方法

專利名稱：壓電變壓器的驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓電變壓器的驅動電路，特別是涉及一種可均流及加總多個壓電變壓器的輸出能量的驅動電路。
背景技術：
近年來，隨著壓電變壓器(piezoelectric transformer)產業工藝技術的精進，采用壓電變壓器為基礎的換流器(inverter)已日趨普遍。壓電變壓器的基本原理是利用電場與力場之間的能量互換效應來轉換電壓，具有體積小、重量輕，高電能轉換效率、高可靠度、高絕緣、與無電磁干擾(electromagnetic interference，EMI)等眾多優點，因此逐漸取代傳統的繞線式變壓器，廣泛應用于壓電式直流電源轉換器(DC/DC converter)、壓電式交流電源調適器(AC power adapter)、壓電式充電器(charger)與壓電式背光(backlight)模塊等。
以目前最具市場潛力的液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)為例，相較于傳統繞線式變壓器，壓電變壓器更能符合液晶產品對背光模塊運用的要求，因此已大量使用于背光模塊的驅動電路。然而，目前壓電變壓器的輸出容量均普遍在6.5瓦以下，故采用壓電變壓器的驅動電路多半應用于小尺寸的液晶顯示器，例如筆記型計算機、個人數字助理(personaldigital assistant，PDA)與桌上型屏幕等。因此，如何提升壓電變壓器的輸出能量，使得壓電變壓器能更廣泛應用至大尺寸液晶顯示器的驅動電路，已成為相關產業人員的研究重點。
請參考圖1，圖1為美國專利號US6791239中所披露的一壓電變壓器驅動電路10的示意圖。壓電變壓器驅動電路10包含一脈寬調制信號(pulse-width modulated，PWM)控制單元12、多個驅動單元14、多個轉換單元15、多個壓電變壓器16，以及多個負載18。現有技術的壓電變壓器驅動電路10藉由并聯多個壓電變壓器16的輸出，以提供更大的輸出能量供于負載18使用。然而，壓電變壓器驅動電路10的并聯結構僅適用于內部特性相近的壓電變壓器16，倘若壓電變壓器16的特性稍有不匹配，將會造成壓電變壓器16的輸出能量不均等或操作頻率抖動等問題，導致無法穩定輸出電流，嚴重時可能會造成壓電變壓器16的損毀斷裂。
請參考圖2，圖2為美國專利號US6724126中所披露的一壓電變壓器驅動電路20的示意圖。壓電變壓器動電路20包含一電源供應單元21、一PWM控制單元22、一驅動單元24、兩個壓電變壓器26，以及負載28。負載28包含兩串聯燈管，其第一端分別耦接于相對應壓電變壓器26的輸出端，而其第二端彼此耦接。壓電變壓器驅動電路20藉由兩組壓電變壓器26于負載28的兩端進行雙端驅動，此驅動方式仍受限于壓電變壓器26的輸出能量限制，當負載28包含大尺寸燈管或較多組串聯燈管時，并無法有效驅動負載28。
請參考圖3，圖3為美國專利號US6914365中所披露的一壓電變壓器驅動電路30的示意圖。壓電變壓器驅動電路30包含一電源供應單元31、一控制單元32、一驅動單元34、一轉換單元35、多個壓電變壓器36，以及負載38。在壓電變壓器驅動電路30中，壓電變壓器36彼此并聯，可提供加總的輸出能量至負載38。轉換單元35包含相位轉換器(phase transducer)351和352。驅動單元34包含金屬氧化半導體晶體管(metal oxidesemiconductor，MOS)341和342，以及一浮動電壓產生單元344，浮動電壓產生單元344的輸出端耦接至壓電變壓器36的輸入端。壓電變壓器驅動電路30雖能藉由并聯壓電變壓器36的架構提供加總的輸出能量，但壓電變壓器驅動電路30中每一壓電變壓器輸出能量不均等問題仍然存在，在長時間操作時并無法提供穩定與可靠的操作環境。

發明內容
本發明提供一種壓電變壓器的驅動電路，包含多個壓電變壓器；以及一第一匯流模塊，其包含一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第一匯流模塊的第一輸入端耦接于該多個壓電變壓器中一第一壓電變壓器的輸出端，該第一匯流模塊的第二輸入端耦接于該多個壓電變壓器中一第二壓電變壓器的輸出端。


圖1至圖3為現有技術中壓電變壓器驅動電路的示意圖。
圖4至圖9為本發明第一至第六實施例中壓電變壓器驅動電路的示意圖。
圖10至圖12為本發明中匯流模塊的示意圖。
圖13為本發明第七實施例中一壓電變壓器驅動電路的示意圖。
圖14為本發明第八實施例中一壓電變壓器驅動電路的示意圖。
附圖符號說明12、22、32 控制單元 15、35轉換單元14、24、34 驅動單元 21、31電源供應單元42 主電源電路344 浮動電壓產生單元351、352相位轉換器341、342 晶體管A、B輸入端C 輸出端W1-W2P線圈 C1、C2電容Z1-Z3 組件 18、28、38、46 負載16、26、36、PZT1-PZT2P壓電變壓器44、100、110、120、134、144、146、CM1-CM2T、CM1-CMN、CMX1-CMXN、CMY1-CMY匯流模塊10、20、30、40、50、60、70、80、90、130、140 壓電變壓器驅動電路I1-I2P、Iload、Iload1、Iload2、I21、I22、IX21、IX22、IY21、IY22、I1N1、I1N2、Iout、、IX(N-1)1、IY(N-1)(N-1)、Ir1-Ir(2T)、IN1-INN、I(N-1)1-I(N-1)(N-1)、IXN1-IXNN、IYN1-IYNN電流具體實施方式
本發明提出一種壓電變壓器的驅動電路，能將多組壓電變壓器的輸出能量迭加，以提供更大的輸出能量至大耗能的負載，不僅可以提升驅動電路的整體輸出效能，還可使每組壓電變壓器間的輸出能量均等，有效地驅動大耗能的負載。換而言之，即使每組壓電變壓器間的內部等效特性不同，本發明亦可使每組壓電變壓器達到相同的能量輸出，并不會造成某組壓電變壓器的輸出能量過大，進而導致某一壓電變壓器過熱而快速老化，產生斷裂等永久性破壞問題。請參考圖4，圖4為本發明第一實施例中一壓電變壓器驅動電路40的示意圖。壓電變壓器驅動電路40包含一主電源電路42、壓電變壓器PZT1和PZT2，以及一匯流模塊44，用來驅動一負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1和PZT2的輸入端并產生壓電變壓器PZT1和PZT2的輸入訊號。壓電變壓器PZT1和PZT2依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的輸出電流I1和I2。匯流模塊44的第一輸入端A和第二輸入端B分別耦接于壓電變壓器PZT1和PZT2的輸出端以分別接收電流I1和I2，而匯流模塊44的輸出端C則耦接于負載46的一端。負載46可包含具有并聯結構的燈管1至燈管M，負載46亦可包含單一燈管或其它結構的多個燈管。
在壓電變壓器驅動電路40中，匯流模塊44可將壓電變壓器PZT1與PZT2的輸出電流I1和I2迭加，再于輸出端C輸出迭加后的總電流Iload至負載46，以提升整體驅動電路的輸出能力。在本發明第一實施例中，匯流模塊44為一雙繞組平衡變壓器(balance transformer)的設計，故僅需將內部變壓器的線圈W1與W2的磁化感值與線圈數設計為相同，即可藉由變壓器的磁交鏈耦合特性，將流入變壓器兩線圈W1與W2的能量強迫為等電流狀態的功能，意即I1＝I2。因此，本發明的匯流模塊44能將兩壓電變壓器的輸出能量加總，以驅動更大耗能的負載46，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
請參考圖5，圖5為本發明第二實施例中一壓電變壓器驅動電路50的示意圖。壓電變壓器驅動電路50包含主電源電路42、P個壓電變壓器PZT1-PZTP，以及T個匯流模塊CM1-CMT，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZTP的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZTP的輸入訊號。壓電變壓器PZT1-PZTP依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的電流I1-IP。在本發明第二實施例中，壓電變壓器的數目P和匯流模塊的數目T有P＝2T的關系，意即每一匯流模塊對應至每兩個壓電變壓器。如圖5所示，每一匯流模塊接收兩個相對應的壓電變壓器電流傳來的電流，將電流加總后分別于輸出端產生電流Ir1-IrT，負載46所接收到的驅動電流Iload即為電流Ir1-IrT的總值，因此本發明第二實施例可藉由匯流模塊CM1-CMT來提升壓電變壓器驅動電路50的整體輸出能力。
在本發明第二實施例中，每一匯流模塊CM1-CMT亦包含如匯流模塊44中的平衡變壓器的設計，將內部變壓器線圈的磁化感值與線圈數設計為相同，如此可藉由變壓器的磁交鏈耦合特性，將流入變壓器線圈的能量強迫為等電流狀態的功能，例如I1＝I2＝…＝IP。由于電流I1-IP會被匯流模塊CM1-CMT均流后才會分別加總輸出，加總后的電流Ir1-IrT之間彼此誤差極小，并不會因為每組壓電變壓器間的內部等效特性不同，造成某組壓電變壓器的輸出能量過大而特別容易損毀，因此并不會影響壓電變壓器驅動電路50的整體均流特性。
請參考圖6，圖6為本發明第三實施例中一壓電變壓器驅動電路60的示意圖。壓電變壓器驅動電路60包含主電源電路42、P個壓電變壓器PZT1-PZTP，以及第1階至第N階匯流模塊CM1-CMN，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZTP的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZTP的輸入訊號。壓電變壓器PZT1-PZTP依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的電流I1-IP。在本發明第三實施例中，第1階至第N階匯流模塊分別包含1-N個匯流模塊，匯流模塊的總數量由T來代表。壓電變壓器驅動電路60的壓電變壓器數量P、匯流模塊的階數N，以及匯流模塊的總數量T有著下列的關系P＝2N；T＝2N-1＝P-1；每一第N階匯流模塊接收壓電變壓器PZT1-PZTP中兩相對應壓電變壓器的輸出電流，將接收到的電流均流且加總，并于其輸出端分別輸出電流IN1-INN。同理，每一第(N-1)階匯流模塊接收兩相對第N階匯流模塊的輸出電流，將接收到的電流均流且加總，并于其輸出端分別輸出電流I(N-1)1-I(N-1)(N-1)。依此類推，第1階匯流模塊CM1接收兩個第2階匯流模塊CM2的輸出電流I21及I22，將接收到的電流均流且加總，并于其輸出端輸出電流Iload。因此負載46所接收到即為電流I1-IP經由第1階至第N階匯流模塊均流且加總后的總值Iload。在本發明第三實施例中，藉由第1階至第N階匯流模塊的迭接方式累加壓電變壓器PZT1-PZTP的輸出電流，可驅動更大耗能的負載46。同時，壓電變壓器驅動電路60包含多階匯流模塊，使得在每一階匯流模塊中的輸出電流與操作頻率近乎相等(例如在第N階匯流模塊中IN1＝IN1＝…＝INN，在第2階匯流模塊中I21＝I22等)，如此可大幅提高壓電變壓器驅動電路60的整體均流效果。
在本發明第一至第三實施例中，壓電變壓器驅動電路40、50和60為單端驅動的結構，然而本發明亦可應用于雙端驅動的結構。請參考圖7，圖7為本發明第四實施例中一壓電變壓器驅動電路70的示意圖。壓電變壓器驅動電路70包含主電源電路42、壓電變壓器PZT1-PZT4，以及匯流模塊CM1和CM2，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZT4的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZT4的輸入訊號。匯流模塊CM1的二輸入端分別耦接于壓電變壓器PZT1和PZT2的輸出端，而其輸出端則耦接于負載46的第一端；匯流模塊CM2的二輸入端分別耦接于壓電變壓器PZT3和PZT4的輸出端，而其輸出端則耦接于負載46的第二端。壓電變壓器PZT1-PZT4依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的輸出電流I1-I4，其中電流I1和電流I2相位相同，電流I3和電流I4相位相同，而電流I1、I2和電流I3、I4彼此相位相反。匯流模塊CM1接收壓電變壓器PZT1和PZT2電流傳來的電流I1和I2，將電流均流及加總后于其輸出端產生電流Iload1。同時，匯流模塊CM2接收壓電變壓器PZT3和PZT4電流傳來的電流I3和I4，將電流均流及加總后于其輸出端產生電流Iload2，其中電流Iload1和電流Iload2彼此相位相反。因此，壓電變壓器驅動電路70可對負載46進行雙端驅動。
匯流模塊CM1和CM2亦可包含如匯流模塊44中的平衡變壓器的設計，將內部變壓器線圈的磁化感值與線圈數設計為相同，即可藉由變壓器的磁交鏈耦合特性，將流入變壓器線圈的能量強迫為等電流狀態的功能，使得I1＝I2＝I3＝I4，且負載46的兩端所接收到的電流Iload1和電流Iload2具相同電流值。因此，壓電變壓器驅動電路70中的匯流模塊CM1和GM2能將四組壓電變壓器的輸出能量加總，以雙端驅動更大耗能的負載46，大幅提高壓電變壓器驅動電路70的整體驅動能力，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
請參考圖8，圖8為本發明第五實施例中一壓電變壓器驅動電路80的示意圖。壓電變壓器驅動電路80包含主電源電路42、2P個壓電變壓器PZT1-PZT2P、以及2T個匯流模塊CM1-CM2T，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸入訊號。壓電變壓器PZT1-PZT2P依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的電流I1-I2P，其中電流I1-IP彼此相位相同，電流IP+1-I2P彼此相位相同，而電流I1-IP和電流IP+1-I2P之間彼此相位相反。匯流模塊CM1-CMT的輸入端分別耦接于壓電變壓器PZT1-PZTP的輸出端，而其輸出端則耦接于負載46的第一端；匯流模塊CMT+1-CM2T的輸入端分別耦接于壓電變壓器PZTP-PZT2P的輸出端，而其輸出端則耦接于負載46的第二端。在本發明第五實施例中，壓電變壓器的數目2P和匯流模塊的數目2T之間有P＝2T的關系，意即每一匯流模塊對應至每兩個壓電變壓器。
如圖8所示，匯流模塊CM1-CMT在均流及加總電流I1-IP后分別產生的輸出電流Ir1-IrT，負載46的第一端接受到的驅動電流Iload1即為Ir1-IrT的總值；匯流模塊CMT+1-CM2T在均流及加總電流IP+1-I2P后分別產生的輸出電流Ir(T+1)-Ir(2T)，負載46的第二端接受到的驅動電流Iload2即為Ir(T+1)-Ir(2T)的總值。由于電流I1-IP和電流IP+1-I2P彼此相位相反，電流Ir1-IrT和電流Ir(T+1)-Ir(2T)彼此相位亦相反，也就是說驅動電流Iload1和Iload2具相反相位。因此，壓電變壓器驅動電路70可對負載46進行雙端驅動，藉由匯流模塊CM1-CM2T迭加壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸出電流I1-I2P，可雙端驅動更大耗能的負載46，大幅提高整體驅動能力。
另外，在本發明第五實施例中，每一匯流模塊CM1-CM2T亦可包含如匯流模塊44中的平衡變壓器的設計，將內部變壓器線圈的磁化感值與線圈數設計為相同，即可藉由變壓器的磁交鏈耦合特性，將流入變壓器線圈的能量強迫為等電流狀態的功能，例如I1＝I2＝…＝I2P。由于電流I1-I2P會被匯流模塊CM1-CM2T均流后才會分別加總輸出，加總后的電流Ir1-Ir(2T)之間彼此誤差極小，因此驅動電流Iload1和Iload2彼此間差異亦很小，并不會因為每組壓電變壓器間的內部等效特性不同，造成某組壓電變壓器的輸出能量過大而特別容易損毀，因此并不會影響壓電變壓器驅動電路80的整體均流特性。
請參考圖9，圖9為本發明第六實施例中一壓電變壓器驅動電路90的示意圖。壓電變壓器驅動電路90包含主電源電路42、2P個壓電變壓器PZT1-PZT2P，以及第1階至第N階匯流模塊，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸入訊號。壓電變壓器PZT1-PZT2P依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的電流I1-I2P，其中電流I1-IP彼此相位相同，電流IP+1-I2P彼此相位相同，而電流I1-IP和電流IP+1-I2P之間彼此相位相反。在本發明第六實施例中，第1階匯流模塊包含1個匯流模塊CMX1及1個匯流模塊CMY1，第2階匯流模塊包含2個匯流模塊CMX2及2個匯流模塊CMY2，同理，第N階匯流模塊包含N個匯流模塊CMXN及N個匯流模塊CMYN，亦即第1階、第2階，...，第N階匯流模塊分別包含2、4，...，2N個匯流模塊，而匯流模塊的總數量由2T來表示。壓電變壓器驅動電路90的壓電變壓器數量2P、匯流模塊的階數N，以及匯流模塊的總數量2T有下列的關系2P＝2N+1；2T＝2N+1-2＝2P-2；每一第N階匯流模塊接收壓電變壓器PZT1-PZT2P中兩相對應壓電變壓器的輸出電流，將接收到的電流均流且加總，并于其輸出端輸出電流IXN1-IXNN與IYN1-IYNN。同理，每一第(N-1)階匯流模塊接收兩相對應第N階匯流模塊的輸出電流，將接收到的電流均流且加總，并于其輸出端輸出電流IX(N-1)1-IX(N-1)(N-1)與IY(N-1)1-IY(N-1)(N-1)。依此類推，第1階匯流模塊CMX1和CMY1分別接收兩對應的第2階匯流模塊的輸出電流，將接收到的電流均流且加總，并分別于其輸出端輸出電流Iload1和Iload2。因此，負載46的第一端所接收到即為電流I1-IP經由第1階至第N階匯流模塊中的電流模塊CMX1-CMXN均流且加總后的總值Iload1，而負載46的第二端所接收到即為電流IP+1-I2P經由第1階至第N階匯流模塊中的電流模塊CMY1-CMYN均流且加總后的總值Iload2。由于電流I1-IP和電流IP+1-I2P彼此相位相反，驅動電流Iload1和Iload2彼此相位亦相反，因此壓電變壓器驅動電路80可對負載46進行雙端驅動。藉由匯流模塊迭加壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸出電流I1-I2P，可雙端驅動更大耗能的負載46，大幅提高驅動能力。同時，壓電變壓器驅動電路90包含多階匯流模塊，使得在每一階匯流模塊中的輸出電流與操作頻率近乎相等(例如在第N階匯流模塊中IXN1＝IXN2＝…＝IXNN且IYN1＝IYN2＝…＝IYNN，在第2階匯流模塊中IX21＝IX22且IY21＝IY22等)，如此可大幅提高壓電變壓器驅動電路90的整體均流效果。
在本發明第一至第六實施例中所使用的匯流模塊可為一平衡變壓器的設計，如圖4中所示的匯流模塊44。然而，本發明亦可使用其它類型的匯流模塊。請參考圖10，圖10為本發明中一匯流模塊100的示意圖。匯流模塊100為2對1(兩輸入端對一輸出端)的結構，包含線圈W1、W2和電容C1、C2。藉由改變線圈W1和W2的磁化感值與圈數，以及電容C1、C2的值，即可藉由變壓器的磁交鏈耦合特性，將流入匯流模塊100輸入端A及B的能量強迫為等電流狀態的功能(意即IIN1＝IIN2)，并于輸出端C將均流后的電流加總。因此，匯流模塊100的輸出電流Iout可驅動更大耗能的負載，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
請參考圖11，圖11為本發明中一匯流模塊110的示意圖。匯流模塊110亦為2對1的結構，包含組件Z1、Z2和Z3。組件Z1和Z2的第一端分別耦接至匯流模塊110的輸入端A及B，組件Z1和Z2的第二端則耦接至組件Z3的第一端，而組件Z3的第二端耦接至匯流模塊110的輸出端C。組件Z1、Z2和Z3可使用電容、電感，或是直接導通(短路)。依據不同的組件Z1、Z2和Z3，匯流模塊110可包含下列結構結構1組件Z1、Z2和Z3皆為電容；結構2組件Z1和Z2為電感，而組件Z3為直接導通；結構3組件Z1和Z2為電容，而組件Z3為直接導通；結構4組件Z1和Z2為電感，而組件Z3為電容；以及結構5組件Z1、Z2和Z3皆為電感。
無論結構1-5，匯流模塊110可改變組件Z1、Z2和Z3的值，藉由改變電容或電感的值來調整輸入端A及B至輸出端C的阻抗，如此可將流入匯流模塊110輸入端A及B的能量強迫為等電流狀態的功能(意即IIN1＝IIN2)，并于輸出端C將均流后的電流加總。因此，匯流模塊110的輸出電流Iout可驅動更大耗能的負載，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
請參考圖12，圖12為本發明中一匯流模塊120的示意圖。匯流模塊120亦為2對1的結構，包含組件Z1、Z2和Z3。組件Z1和Z2的第一端分別耦接至匯流模塊120的輸入端A及B，組件Z1和Z2的第二端耦接至匯流模塊120的輸出端C，而組件Z3則耦接于組件Z1和Z2的第一端之間。組件Z1、Z2和Z3可使用電容、電感，或是直接導通。依據不同的組件Z1、Z2和Z3，匯流模塊120可包含下列結構結構6組件Z1、Z2和Z3皆為電容；結構7組件Z1、Z2和Z3皆為電感。
無論結構6或7，匯流模塊120可改變組件Z1、Z2和Z3的值，藉由改變電容或電感的值來調整輸入端A及B至輸出端C的阻抗，如此可將流入匯流模塊120輸入端A及B的能量強迫為等電流狀態的功能(意即IIN1＝IIN2)，并于輸出端C將均流后的電流加總。因此，匯流模塊120的輸出電流Iout可驅動更大耗能的負載，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
在本發明第一至第六實施例中所使用的匯流模塊可為前述2對1結構的匯流模塊44、100、110或120。然而，本發明亦可使用多對1結構的匯流模塊。請參考圖13，圖13為本發明第七實施例中一壓電變壓器驅動電路130的示意圖。壓電變壓器驅動電路130包含主電源電路42、P個壓電變壓器PZT1-PZTP，以及一匯流模塊134，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZTP的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZTP的輸入訊號。壓電變壓器PZT1-PZTP依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的電流I1-IP。
匯流模塊134的P個輸入端分別耦接于壓電變壓器PZT1-PZTP，可將壓電變壓器PZT1-PZTP的輸出電流I1-IP迭加，再于輸出端輸出迭加的總電流Iload至負載46，以提升整體壓電變壓器的輸出能力。在本發明第七實施例中，匯流模塊134為一多繞阻平衡變壓器的設計，包含線圈W1-WP，藉由改變線圈W1-WP的磁化感值與圈數，即可將流入變壓器每一線圈的能量強迫為等電流狀態的功能，意即I1＝I2＝…＝IP。因此，本發明的壓電變壓器驅動電路130僅需使用一匯流模塊即可將壓電變壓器PZT1-PZTP的輸出能量加總，以驅動更大耗能的負載46，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
請參考圖14，圖14為本發明第八實施例中一壓電變壓器驅動電路140的示意圖。壓電變壓器驅動電路140包含主電源電路42、2P個壓電變壓器PZT1-PZT2P，以及匯流模塊144和146，用來驅動負載46。主電源電路42耦接于壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸入端并產生壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸入訊號。壓電變壓器PZT1-PZT2P依據接收到的輸入訊號分別于其輸出端產生相對應的電流I1-I2P。
匯流模塊144的P個輸入端分別耦接于壓電變壓器PZT1-PZTP，可將壓電變壓器PZT1-PZTP的輸出電流I1-IP迭加，再于輸出端輸出迭加的總電流Iload1至負載46的第一端；匯流模塊146的P個輸入端分別耦接于壓電變壓器PZTP+1-PZT2P，可將壓電變壓器PZTP+1-PZT2P的輸出電流IP+1-I2P迭加，再于輸出端輸出迭加的總電流Iload2至負載46的第二端，如此可提升整體壓電變壓器的輸出能力。在本發明第八實施例中，匯流模塊144和146為多繞阻平衡變壓器的設計，分別包含線圈W1-WP和線圈WP+1-W2P，藉由改變線圈W1-W2P的磁化感值與圈數，即可將流入變壓器每一線圈的能量強迫為等電流狀態的功能，意即I1＝I2＝…＝I2P。因此，本發明的壓電變壓器驅動電路140僅需使用兩匯流模塊即可將壓電變壓器PZT1-PZT2P的輸出能量加總，以雙端驅動更大耗能的負載46，同時亦可達到電流均流的效果，消除因壓電變壓器內部特性阻抗不同而產生不同操作頻率點的問題。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明的權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種壓電變壓器的驅動電路，包含多個壓電變壓器；以及一第一匯流模塊，其包含一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第一匯流模塊的第一輸入端耦接于該多個壓電變壓器中一第一壓電變壓器的輸出端，該第一匯流模塊的第二輸入端耦接于該多個壓電變壓器中一第二壓電變壓器的輸出端。
2.如權利要求1所述的驅動電路，還包含一第二匯流模塊，其包含一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第二匯流模塊的第一輸入端耦接于該多個壓電變壓器中一第三壓電變壓器的輸出端，該第二匯流模塊的第二輸入端耦接于該多個壓電變壓器中一第四壓電變壓器的輸出端。
3.如權利要求2所述的驅動電路，還包含一第三匯流模塊，其包含一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第三匯流模塊的第一和第二輸入端分別耦接于該第一和第二匯流模塊的輸出端。
4.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一雙繞組平衡變壓器，該雙繞組平衡變壓包含一第一線圈，耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端和輸出端之間；以及一第二線圈，耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端和輸出端之間。
5.如權利要求4所述的驅動電路，其中該第一與第二線圈的圈數比例正比于該第一與第二壓電變壓器的輸出功率比率。
6.如權利要求4所述的驅動電路，還包含一第一電容，耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端和輸出端之間，且并聯于該第一線圈；以及一第二電容，耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端和輸出端之間，且并聯于該第二線圈。
7.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電容，該第一電容的第一端耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端；一第二電容，該第二電容的第一端耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端；以及一第三電容，該第三電容的第一端耦接于該第一電容的第二端和該第二電容的第二端，且該第三電容的第二端耦接于該第一匯流模塊的輸出端。
8.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電感，耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端和輸出端之間；以及一第二電感，耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端和輸出端之間。
9.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電容，耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端和輸出端之間；以及一第二電容，耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端和輸出端之間。
10.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電感，該第一電感的第一端耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端；一第二電感，該第二電感的第一端耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端；以及一電容，該電容的第一端耦接于該第一電感的第二端和該第二電感的第二端，且該電容的第二端耦接于該第一匯流模塊的輸出端。
11.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電感，該第一電感的第一端耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端；一第二電感，該第二電感的第一端耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端；以及一第三電感，該第三電感的第一端耦接于該第一電感的第二端和該第二電感的第二端，且該第三電感的第二端耦接于該第一匯流模塊的輸出端。
12.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電容，耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端和輸出端之間；一第二電容，耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端和輸出端之間；以及一第三電容，耦接于該第一匯流模塊的第一和第二輸入端之間。
13.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一第一電感，耦接于該第一匯流模塊的第一輸入端和輸出端之間；一第二電感，耦接于該第一匯流模塊的第二輸入端和輸出端之間；以及一第三電容，耦接于該第一匯流模塊的第一和第二輸入端之間。
14.如權利要求1所述的驅動電路，還包含一主電源電路，用來產生該壓電變壓器的輸入訊號。
15.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊的輸出端耦接于一負載的一端。
16.如權利要求15所述的驅動電路，其中該負載包含一冷陰極熒光燈管、一外電極熒光燈管、一發光二極管、或一平面燈管。
17.如權利要求15所述的驅動電路，其中該負載包含多個冷陰極熒光燈管、多個外電極熒光燈管、多個發光二極管、或多個平面燈管。
18.如權利要求2所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊的輸出端耦接于一負載的第一端，而該第二匯流模塊的輸出端耦接于該負載的第二端。
19.如權利要求18所述的驅動電路，其中該負載包含一冷陰極熒光燈管、一外電極熒光燈管、一發光二極管、或一平面燈管。
20.如權利要求18所述的驅動電路，其中該負載包含多個冷陰極熒光燈管、多個外電極熒光燈管、多個發光二極管、或多個平面燈管。
21.如權利要求3所述的驅動電路，其中該第三匯流模塊的輸出端耦接于一負載的一端。
22.如權利要求21所述的驅動電路，其中該負載包含一冷陰極熒光燈管、一外電極熒光燈管、一發光二極管、或一平面燈管。
23.如權利要求21所述的驅動電路，其中該負載包含多個冷陰極熒光燈管、多個外電極熒光燈管、多個發光二極管、或多個平面燈管。
24.如權利要求1所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊還包含多個第三輸入端，分別耦接于該多個壓電變壓器中該第一與第二壓電變壓器外的其它壓電變壓器的輸出端。
25.如權利要求24所述的驅動電路，其中該第一匯流模塊包含一多繞組平衡變壓器，其包含多個線圈，分別耦接于該第一匯流模塊的每一輸入端和輸出端之間。
全文摘要
壓電變壓器的驅動電路包含多個并接的壓電變壓器以及一匯流模塊。匯流模塊的第一輸入端耦接于多個壓電變壓器中一第一壓電變壓器的輸出端，匯流模塊的第二輸入端耦接于多個壓電變壓器中一第二壓電變壓器的輸出端，可均流及加總第一和第二壓電變壓器的輸出電流。
文檔編號H01L41/107GK1819292SQ20061000672
公開日2006年8月16日 申請日期2006年2月7日 優先權日2006年2月7日
發明者魏慶德, 李宗勛, 孫嘉宏, 林晃蒂 申請人:友達光電股份有限公司