專利名稱:一種冷光源(ccfl)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,尤其涉及對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置。
背景技術:
在冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動技術中,為了提高效率(即省電)和縮小體積,通常采用高頻開關方式。常用的電路有半橋電路,全橋電路和推挽電路等;如LCD背光的INVERTER(逆變器)采用低壓全橋逆變電路或推挽逆變電路(需要二次電源轉換);節能燈和日光燈的高頻鎮鎮流器常采用半橋電路。
LCD背光(CCFL)的INVERTER(逆變器)采用低壓全橋逆變電路或推挽逆變電路需要二次變換(即電網交流變換成低壓直流,再逆變為高頻高壓驅動燈管發光)電路復雜,效率低,成本高,而且全橋的4只(或推挽的2只)開關管需要配對(特性需要一致)。
我們知道節能燈和日光燈的高頻鎮鎮流器通常壽命比較短,所采用的半橋電路的對管(特性不一致),容易造成同時導通而損壞。
發明內容
為解決上述問題,本發明的目的在于,提供一種單端開關式諧振電路裝置,對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)進行驅動裝置,使用該裝置能夠直接利用電網的交流電變換為高頻高壓交流電驅動燈管發光,從而提高裝置的效率和節電(20%-50%),并提高裝置的可靠性。
為達到上述目的,本發明提供的用于對一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)和輔助繞組Nv(匝數為Nv)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Na的兩端分別接入③和⑤端上,其中⑤為同名端;所述輔助繞組Nv的兩端分別接入③和④端上,其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入開關管,所述③和④端接入電壓控制電路,所述⑤和③端接入功率控制電路,所述⑤端還接入正反饋電路,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;開關管,由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發射極e)組成,其中漏極D(或集電極c)接入升壓變壓器的②端,源極S(或發射極e)接入電感器,和升壓變壓器一起用于產生高頻高壓;電感器,接入開關管的源極S(或發射極e)和直流電源的負端之間,用于電流反饋和限制開關管產生的(瞬間)峰值電流;偏置電路,接入柵極G(或基極b)和直流電源的正端之間,用于偏置開關管使其導通;正反饋電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤之間,用于對開關管產生自激振蕩;功率控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤端之間,及直流電源的負端之間;用于控制升壓變壓器次級繞組Ns的輸出最大功率;電壓控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組④端之間,及直流電源的負端之間;通過整流所述升壓變壓器輔助繞組Na的正脈沖,獲得控制電壓Vv,來穩定次級繞組Ns的輸出電壓,同時給偏置電路供電;同步控制電路,接入所述升壓變壓器的④端和電壓控制電路之間,用于使自激振蕩的周期均勻;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi接入電路時,由所述偏置電路供電使所述開關管導通,所述直流電源電壓Vi加于初級繞組Np上,同時所述次級繞組Ns(的⑩和⑥上)產生負脈沖電壓,所述輔助繞組Na(的③和⑤上)產生正脈沖電壓,通過正反饋電路,進一步使所述開關管飽和導通,在所述功率控制電路和(或)所述電壓控制電路的作用下使所述開關管截止,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,由于所述初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產瞬間高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管,而所述輔助繞組Nv④和③上產生正脈沖電壓,加于所述電壓控制電路上,產生控制電壓Vv,控制開關管的導通脈寬,達到穩定所述升壓變壓器初級繞組Ns的⑥和⑩上產生的輸出電壓,同時通過偏置電路給開關管進一步提供偏置電壓Vv;在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);如上所述當開關管飽和導通時,電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當電壓控制電路檢測到所述輔助繞組Nv產生的脈沖電壓,經過所述電壓控制電路內部整流達到Vv時(或所述功率控制電路檢測到開關管最大導通脈寬時),即刻關斷開關管,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于所述升壓變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的⑩和⑥端生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Nv)*Vv;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Nv)*Vv+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;
因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Nv的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);本發明提供的另一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Na的兩端分別接入④和⑤端上,其中⑤為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入開關管,所述⑤和④端接入電壓控制電路和功率控制電路,所述④還接入正反饋電路,所述⑤端還接入直流電源Vi的負端,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;開關管,由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發射極e)組成,其中漏極D(或集電極c)接入升壓變壓器的②端,源極S(或發射極e)接入電感器,和升壓變壓器一起用于產生高頻高壓;電感器,接入開關管的源極S(或發射極e)和直流電源的負端之間,用于電流反饋和限制開關管產生的(瞬間)峰值電流;偏置電路,接入柵極G(或基極b)和直流電源的正端之間,用于偏置開關管使其導通;
正反饋電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤之間,用于對開關管產生自激振蕩;功率控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤端之間,及直流電源的負端之間;用于控制升壓變壓器次級繞組Ns的輸出最大功率;電壓控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤端之間,及直流電源的負端之間;通過整流所述升壓變壓器輔助繞組Na的負脈沖,獲得控制電壓Va,來穩定次級繞組Ns的輸出電壓;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi接入電路時,由所述偏置電路供電使所述開關管導通,所述直流電源電壓Vi加于初級繞組Np上,同時所述次級繞組Ns(的⑩和⑥上)產生負脈沖電壓,所述輔助繞組Na(的④和⑤上)產生正脈沖電壓,通過正反饋電路,進一步使所述開關管飽和導通,在所述功率控制電路和所述電壓控制電路的作用下使所述開關管截止,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,由于所述初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管,而所述輔助繞組Na④和⑤上產生負脈沖電壓,加于所述電壓控制電路上,產生控制電壓Va,控制開關管的導通脈寬,達到穩定所述升壓變壓器初級繞組Ns的⑥和⑩上產生的輸出電壓;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);如上所述當開關管飽和導通時,電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當電壓控制電路檢測到所述輔助繞組Na產生的負脈沖電壓,經過所述電壓控制電路內部整流達到Va時(或所述功率控制電路檢測到開關管最大導通脈寬時),即刻關斷開關管,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于所述升壓變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的⑩和⑥端生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);本發明提供的第三種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Nv的兩端分別接入④和③端上,其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入開關管,所述③和④端接入輔助電源,所述③端還接入直流電源Vi的負端,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;開關管,由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發射極e)組成,其中漏極D(或集電極c)接入所述升壓變壓器的②端,源極S(或發射極e)接入電流控制電路的輸入端,和升壓變壓器一起用于產生高頻高壓;輔助電源,接入所述升壓變壓器的輔助繞組Na的③和④端,經過整流濾波后輸出,電壓為Va,用于給電路供電;電流控制電路,接入所述開關管的源極S(或發射極e)與輸入直流電源Vi負端(地線)之間,用于控制開關管的最大輸出電流,從而控制本電路的最大輸出功率,即控制所述升壓變壓器次級繞組Ns的最大輸出功率;電壓控制電路,用于穩定所述輔助電源的電壓Va,來達到穩定所述升壓變壓器次級繞組Ns的輸出電壓;三角波振蕩器,用于產生三角波,并輸出三角波;同時三角波振蕩頻率的選擇和諧振電容與升壓變壓器的繞組電感的諧振頻率一致;啟動電路,接入直流電源的正端和所述輔助電源Va之間;用于開機啟動;比較器,由所述三角波振蕩器輸出的三角波,與由電壓控制電路和電流控制電路輸出的電壓進行比較,輸出脈寬受控脈沖,給入開關管的柵極G(或基極b),用于控制開關管的導通脈沖的寬度,來穩定輸出的電壓和功率;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi的接入電路時,由所述啟動電路供電使所述三角波振蕩器電路工作,通過所述比較器輸出高頻脈沖,給入開關管的柵極G(或基極b),使開關管工作,所述升壓變壓器的輔助繞組Na④產生脈沖電壓,通過所述輔助電源電路,進一步給所述三角波振蕩器、電壓控制電路電流控制電路和比較器電路供電,和給所述電壓控制電路提供控制電壓;同時,所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);
當所述比較器輸出的脈沖給入開關管的柵極G(或基極b),使開關管飽和導通時,使所述升壓變壓器②端接入直流電源的負端,則電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當輸出脈沖使開關管關斷時,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;以相同的安匝數維持磁場不變;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);本發明提供的第四種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Nv的兩端分別接入④和③端上,其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入回掃形開關電源集成電路的開關管漏極,所述③和④端接入輔助電源,所述③端還接入直流電源Vi的負端,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;輔助電源,接入所述升壓變壓器的輔助繞組Na的③和④端,經過整流濾波后輸出,電壓為Va,用于給集成電路的Vcc端供電;啟動電路,接入直流電源的正端和所述輔助電源Va之間;用于開機啟動;電壓控制電路,用于穩定所述輔助電源的電壓Va,來達到穩定所述升壓變壓器次級繞組Ns的輸出電壓;回掃形開關電源集成電路FSCM0565/FSCM0765/FSDM0265、VIPer12/VIPER22等等,FSCM0565集成電路內部開關管漏極Drain的輸出,接入所述升壓變壓器的②端,接地端GND接入直流電源的負端,電源端Vcc接入所述輔助電源輸出端,電壓取樣端FB接入所述電壓控制的輸出端,Ilimit端經電阻器接入直流電源的負端;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi的接入電路時,由所述啟動電路供電使所述回掃形開關電源集成電路工作,使內部開關管工作,所述升壓變壓器的輔助繞組Na的④-③端產生脈沖電壓,通過所述輔助電源電路,進一步給所述回掃形開關電源集成電路的Vcc端供電,和給所述電壓控制電路提供控制電壓;同時,所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);選擇諧振電容的數值,使電路裝置4的升壓變壓器43和諧振電容44處于諧振工作狀態;當所述回掃形開關電源集成電路內部開關管飽和導通時,使所述升壓變壓器②端接入直流電源Vi的負端,則電源電壓Vi加于初級繞組Np的①和②端上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當所述回掃形開關電源集成電路內部開關管關斷時,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;以相同的安匝數維持磁場不變;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);本發明提供的基于上述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置的多冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括多個諧振電容裝置,其特征在于還包括多個所述諧振電容器的一端并聯接入升壓變壓器的輸出端⑩端,多個所述諧振電容器的另一端分別接入多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的另一端接入所述升壓變壓器的⑥端,組成多燈管系統;改變所述諧振電容的數值,可以適應不同的燈管。
本發明提供的基于上述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置或多冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于還包括短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;提高正半周的輸出電壓,也即提高了輸出有效電壓。
本發明提供的基于上述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置或多冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括電流取樣電路裝置,其特征在于還包括所述電流取樣電路串入冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)和直流電源負端之間,所述電流取樣電路把電流數值轉為電壓數值,所述電流取樣電路的輸出端接入電壓控制電路中,使電壓控制電路同時也起電流控制的作用。
本發明提供的基于上述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置或多冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于,所述裝置還包括亮度控制電路,用于控制或調節冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的發光亮度,所述亮度控制電路包括低頻三角波發生器、比較器;當輸入的亮度控制電平,和三角波發生器輸出的三角波,同時輸入比較器中進行比較,產生低頻調寬脈沖,去控制所述開關管的柵極G(或基極b),或控制所述輔助電源Va,或控制所述直流電源Vi,按所述低頻調寬脈沖的脈寬通斷,所述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置產生不同占空比的高頻脈沖群,也即控制或調節了冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的亮度;其特征還在于,所述輸入的亮度控制電平或同時還輸入到電壓控制電路,去控制輸出電壓的數值,從而就控制了燈管的亮度。
本發明提供的基于上述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置或多冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于,所述裝置還包括整流濾波器,用于對輸入的交流電進行整流濾波,產生直流電源Vi,給冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)驅動裝置供電。
本發明提供的基于上述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置或多冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于,所述升壓變壓器是帶氣隙的高頻變壓器,其特征還在于,所述升壓變壓器即是變壓器又是儲能電感。
由于本發明所述的對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置的方案建立在一種單端開關式諧振電路裝置,即利用了順向方式,又利用了回掃方式,還利用了諧振電路,來產生高頻高壓,對冷光源(CCFL)或氣體放電燈進行驅動,包括升壓變壓器、開關管、正反饋、電壓控制、諧振電容等電路;其中,升壓變壓器在開關管的作用下產生高頻高壓;升壓變壓器、正反饋電路和開關管產生自激振蕩,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,又在電壓控制和功率控制電路的控制下,在寬輸入電壓范圍內,升壓變壓器次級,以較穩定的高頻電壓和電流(功率)輸出;當輸入為交流電時,還包括輸入整流電路,將交流整流成直流。
沒有其他雙管電路雙管同時導通損壞的缺陷,增加的功率控制電路避免了磁芯飽和,從而使電路的壽命得到極大地提高,直接利用電網輸入的交流電(或直流電)沒有其他電路的二次電源轉換,提高效率從而節電,又由于采用冷陰極驅動方案,相對于采用熱陰極驅動方案的日光燈和節能燈由于存在燈絲耗電和燈絲壽命,從而更省電又長壽,由于電路相對簡單,成本更低。
以下附圖有助于詳細的理解本發明,但僅僅是為了舉例解釋說明,不應被理解為對本發明的限制。
圖1為本發明所述裝置的第一個實施例方框圖;圖2為本發明所述裝置的第二個實施例方框圖;圖3為本發明所述裝置的第三個實施例方框圖;
圖4為本發明所述裝置的第四個實施例方框圖;圖5為圖1實施例的特例電路圖;圖6為圖2實施例的特例電路圖;圖7本發明所述裝置的第五個實施例方框圖;圖8為圖7實施例的特例電路圖;具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明做詳細的說明。下面的說明將有助于本領域的技術人員更好的理解本發明的其他優點、目的和特征。
首先介紹本發明所述裝置的第一實施例,參考圖1。圖1所示的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置1,用于對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)進行高頻高壓驅動,使其發光,其高頻高壓驅動過程采用單端開關式諧振電路,對冷光源(CCFL)或氣體放電燈進行驅動,沒有其他雙管電路雙管同時導通損壞的缺陷,功率控制電路能夠在寬電壓下使輸出功率穩定,同時也避免了磁芯飽和,從而使電路的壽命得到極大地提高;該裝置1主要包括升壓變壓器13、諧振電容14、開關管12、電感器19、同步控制電路15、偏置電路11,正反饋電路18、功率控制電路17和電壓控制電路16。這樣,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置1,當輸入的直流電源Vi接入電路時,在升壓變壓器13、開關管12、偏置電路11和正反饋電路18組成的自激振蕩電路的作用下,在諧振電容14的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,驅動冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)發光,電壓控制電路16使輸出的電壓穩定,同步控制電路15使輸出的脈沖周期均勻。
現在,結合圖5對圖1所示裝置作進一步闡述。圖5為圖1的特例電路。圖5主要包括升壓變壓器13、諧振電容14、開關管12、電感器19、同步控制電路15、偏置電路11,正反饋電路18、功率控制電路17和電壓控制電路16;進一步,偏置電路11包括R7、R27、R13、R28和R2;開關管12包括Q3和R6;電感器19包括L1;升壓變壓器13包括T1;諧振電容14包括C1;同步控制電路15包括R26;電壓控制電路16包括D7、R14、C7、Z4、R17、R16和Q2;功率控制電路17包括R11、R20、Z2、C4、Q1和Z1;正反饋電路18包括C11、R21、C10、Z3和R18;對于圖5中的裝置來說,當直流電源Vi接入電路時,由所述偏置電路R7、R27、R13、R28供電使所述開關管Q3導通,所述直流電源電壓Vi加于所述升壓變壓器T1初級繞組的①和②端上,同時所述次級繞組的⑩和⑥上產生負脈沖電壓,所述輔助繞組的③和⑤上產生正脈沖電壓,通過正反饋電路C11、R21、C10、Z3和R18,進一步使所述開關管Q3飽和導通,在所述功率控制電路R11、R20、Z2、C4、Q1和Z1,和(或)所述電壓控制電路D7、R14、C7、Z4、R17、R16和Q2的作用下使所述開關管Q3截止,則所述升壓變壓器T1初級繞組①和②與直流電源Vi斷開,由于所述初級繞組①和②上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則所述升壓變壓器T1的次級繞組⑩至⑥端之間生產瞬間高壓正脈沖,通過所述諧振電容C1點燃燈管,而所述輔助繞組④和③上產生正脈沖電壓,加于所述電壓控制電路D7和R14、C7上,產生控制電壓Vv,通過Z4、R17、R16和Q2控制開關管Q3的導通脈寬,達到穩定所述升壓變壓器T1初級繞組⑥和⑩上產生的輸出電壓,同時通過偏置電阻R2給開關管Q3進一步提供偏置電壓Vv;在諧振電容C1的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);如上所述當開關管Q3飽和導通時,電源電壓Vi加于初級繞組①和②上,同時次級繞組⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當電壓控制電路的Z4檢測到所述輔助繞組Nv產生的脈沖電壓,經過所述電壓控制電路D7、C7的整流達到Vv時(或所述功率控制電路R11、R20、Z2、C4、Q1和Z1檢測到開關管T1最大導通脈寬時),即刻關斷開關管Q3,則所述升壓變壓器T1初級繞組①和②與直流電源Vi斷開,此時,由于所述升壓變壓器T1的初級繞組⑩至⑥上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組⑩和⑥端生產正脈沖電壓為V/o=(Ns/Nv)*Vv;短路所述升壓變壓器T1的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器T1初級繞組①和②串入次級繞組⑩和⑥;則所述升壓變壓器T1⑩端和直流電源Vi負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Nv)*Vv+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管Q3飽和導通時,所述升壓變壓器T1⑥端接通了直流電源Vi的負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容C1的作用下使電路產生諧振,輸出的高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Nv的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);圖2為本發明所述裝置的第二個實施例方框圖,它描述了功率在15W以內的冷光源驅動的應用。該實施例所述冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置2,是在圖1所示的裝置的基礎上的簡化版,該裝置2主要包括升壓變壓器23、諧振電容24、開關管22、電感器25、偏置電路21,正反饋電路28、功率控制電路27和電壓控制電路26。這樣,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置2,當輸入的直流電源Vi接入電路時,在升壓變壓器23、開關管22、偏置電路21和正反饋電路28組成的自激振蕩電路的作用下,在諧振電容14與升壓變壓器T1的繞組電感諧振的作用下,產生高頻高壓正弦波,驅動冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)發光,電壓控制電路26使輸出的電壓穩定。
現在,結合圖6對圖2所示裝置作進一步闡述。圖6為圖2的特例電路。圖6主要包括升壓變壓器23、諧振電容24、開關管22、電感器25、偏置電路21,正反饋電路28、功率控制電路27和電壓控制電路26;進一步,偏置電路21包括R1;開關管22包括Q2;電感器25包括L1;升壓變壓器23包括T1;諧振電容24包括C1;電壓控制電路26包括D5、C7、Z2;功率控制電路27包括Z4、R11、R2、R4、C3、Q1和Z1;正反饋電路28包括C5、R12、C6、Z3和R10;對于圖6中的裝置來說,當直流電源Vi接入電路時,由所述偏置電路R1供電使所述開關管Q2導通,所述直流電源電壓Vi加于所述升壓變壓器T1初級繞組①和②上,同時所述次級繞組的⑩和⑥上產生負脈沖電壓,所述輔助繞組的④和⑤上產生正脈沖電壓,通過所述正反饋電路C5、R12、C6、Z3和R10,進一步使所述開關管Q2飽和導通,在所述功率控制電路Z4、R11、R2、R4、C3、Q1和Z1,和所述電壓控制電路D5、C7、Z2的作用下使所述開關管Q2截止,則所述升壓變壓器T1初級繞組①和②與直流電源Vi斷開,由于所述初級繞組①和②上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則所述升壓變壓器的次級繞組⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管,而所述輔助繞組④和⑤上產生負脈沖電壓,加于所述電壓控制電路D5和C7上,產生控制電壓Va,控制開關管Q2的導通脈寬,達到穩定所述升壓變壓器T1初級繞組的⑥和⑩上產生的輸出電壓;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);如上所述當開關管Q2飽和導通時,電源電壓Vi加于初級繞組①和②上,同時次級繞組⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當電壓控制電路的Z2檢測到所述輔助繞組④和⑤產生的負脈沖電壓,經過所述電壓控制電路D5和C7整流達到Va時(或所述功率控制電路Z4、R11、R2、R4、C3、Q1和Z1檢測到開關管Q2最大導通脈寬時),即刻關斷開關管Q2,則所述升壓變壓器T1初級繞組①和②與直流電源Vi斷開,此時,由于所述升壓變壓器的初級繞組①和②上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組⑩和⑥端生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;短路所述升壓變壓器T1的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器T1⑥端的;改接入直流電源Vi負端,即把所述升壓變壓器初級繞組①和②串入次級繞組⑩和⑥;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源Vi負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管Q2飽和導通時,所述升壓變壓器T1⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);圖3為本發明所述裝置的第三個實施例方框圖,圖3所示的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置3,用于對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)進行高頻高壓驅動,使其發光,其高頻高壓驅動過程采用他激式單端開關式諧振電路,對冷光源(CCFL)或氣體放電燈進行驅動,沒有其他雙管電路雙管同時導通損壞的缺陷,功率控制電路能夠在寬電壓下使輸出功率穩定,同時也避免了磁芯飽和,從而使電路的壽命得到極大地提高;該實施例描述的以圖3所示的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)驅動裝置3,包括三角波發生器31、比較器32、開關管33、啟動電路34、壓變壓器35、諧振電容36、輔助電源37、電流取樣3a、電流控制38和電壓控制39;三角波發生器31的頻率選擇和諧振電容與升壓變壓器的繞組電感的諧振頻率一致。
對于圖3中的裝置3來說,當直流電源Vi接入電路時,由所述啟動電路供電使所述三角波振蕩器電路工作,通過所述比較器輸出高頻脈沖,給入開關管的柵極G(或基極b),使開關管工作,所述升壓變壓器的輔助繞組Na④產生脈沖電壓,通過所述輔助電源電路,進一步給所述三角波振蕩器、電壓控制電路電流控制電路和比較器電路供電,和給所述電壓控制電路提供控制電壓;同時,所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);當所述比較器輸出的脈沖給入開關管的柵極G(或基極b),使開關管飽和導通時,使所述升壓變壓器②端接入直流電源的負端,則電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當輸出脈沖使開關管關斷時,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;以相同的安匝數維持磁場不變;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);圖4本發明所述裝置的第四個實施例方框圖,它描述了集成電路他激式單管諧振電路在冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)驅動的應用。圖4述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)驅動裝置4,包括集成電路41、啟動電路42、升壓變壓器43、諧振電容44、輔助電源45、電流取樣48、電壓控制46和電阻器47;對于圖4中的裝置4來說,當直流電源Vi的接入電路時,由所述啟動電路42供電使所述回掃形開關電源集成電路41工作,使內部開關管工作,所述升壓變壓器43的輔助繞組Na的④-③端產生脈沖電壓,通過所述輔助電源電路45,進一步給所述回掃形開關電源集成電路的Vcc端供電,和給所述電壓控制電路46提供控制電壓;同時,所述升壓變壓器43的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容44點燃燈管;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);選擇諧振電容44的數值,使電路裝置4的升壓變壓器43和諧振電容44處于諧振工作狀態;當所述回掃形開關電源集成電路內部開關管飽和導通時,使所述升壓變壓器43②端接入直流電源Vi的負端,則電源電壓Vi加于初級繞組Np的①和②端上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當所述回掃形開關電源集成電路內部開關管關斷時,則所述升壓變壓器43初級繞組Np的①和②端與直流電源Vi斷開,此時,由于初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;以相同的安匝數維持磁場不變;短路所述升壓變壓器43的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器43的⑥端的;改接入直流電源Vi負端,即把所述升壓變壓器43初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源Vi負端之間的輸出正脈沖電壓為
Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在集成電路內部開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源Vi的負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);圖7本發明所述裝置的第五個實施例方框圖,它描述了可調亮度冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)驅動的應用。該實施例所述可調亮度冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,是在圖1所示的裝置1的基礎上增加低頻(200Hz)三角波發生器71、比較器72和脈沖輸出管73;當輸入的亮度控制電平,和三角波發生器71輸出的三角波,同時輸入比較器72中進行比較,產生低頻調寬脈沖,通過脈沖輸出管73的集電極去控制裝置1所述的開關管的柵極G(或基極b),按所述低頻調寬脈沖的脈寬通斷來工作,也即所述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置1產生不同占空比的高頻脈沖群,從而控制或調節了冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的亮度;現在,結合圖8對圖7所示裝置作進一步闡述。圖8為圖7的特例電路。圖8主要包括圖1所示的裝置1、低頻(200Hz)三角波發生器71、比較器72和脈沖輸出管73;進一步,低頻(200Hz)三角波發生器71包括R1、R3、R5、C2和運算放大器U1B;比較器72包括R4、R12、C11、R10和運算放大器U1A;脈沖輸出管73包括R8、R9和Q4;對于圖8中的裝置來說,當直流電源Vi接入電路時,圖1所示的裝置1開始工作,點亮冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈),同時升壓變壓器繞組④-③產生的脈沖,經過電壓控制電路的D7和D1、C3的整流濾波,輸出輔助電源電壓Vv給低頻(200Hz)三角波發生器71、比較器72供電,三角波發生器71的R3和電容C2輸出的三角波和輸入的亮度控制電平,同時輸入比較器72中的U1A進行比較,產生低頻調寬脈沖,通過脈沖輸出管73的集電極去控制裝置1所述的開關管的柵極G(或基極b),當輸出脈沖為高電平時,所述脈沖輸出管73飽和導通,所述裝置1的開關管的柵極G(或基極b)被脈沖輸出管73的集電極短路到地(直流電源Vi的負端),所述裝置1的開關管截止而不產生交流高頻高壓輸出,而當輸出脈沖為低電平時,所述脈沖輸出管73截止,所述裝置1的開關管的柵極G(或基極b)不受脈沖輸出管的影響,從而輸出交流高頻高壓;驅動冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)發光,由于低頻200Hz的閃爍,人眼感覺不出,只是感覺有亮度的不同,從而控制或調節了冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的亮度;由于本發明所述的對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置的方案建立在一種單端開關式諧振電路裝置,即利用了順向方式,又利用了回掃方式,還利用了諧振電路,來產生高頻高壓,對冷光源(CCFL)或氣體放電燈進行驅動,包括升壓變壓器、開關管、正反饋、電壓控制、諧振電容等電路;其中,升壓變壓器在開關管的作用下產生高頻高壓;升壓變壓器、正反饋電路和開關管產生自激振蕩,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,又在電壓控制和功率控制電路的控制下,在寬輸入電壓范圍內,升壓變壓器次級,以較穩定的高頻電壓和電流(功率)輸出;當輸入為交流電時,還包括輸入整流電路,將交流整流成直流。
沒有其他雙管電路雙管同時導通損壞的缺陷,增加的功率控制電路避免了磁芯飽和,從而使電路的壽命得到極大地提高,直接利用電網輸入的交流電(或直流電)沒有其他電路的二次電源轉換,提高效率從而節電,又由于采用冷陰極驅動方案,相對于采用熱陰極驅動方案的日光燈和節能燈由于存在燈絲耗電和燈絲壽命,從而更省電又長壽,由于電路相對簡單,成本更低。
又由于增加了亮度控制電路,使冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的亮度從不亮一直調到全亮,更加適合人們的需要。
權利要求
1.一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)和輔助繞組Nv(匝數為Nv)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Na的兩端分別接入③和⑤端上,其中⑤為同名端;所述輔助繞組Nv的兩端分別接入③和④端上,其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入開關管,所述③和④端接入電壓控制電路,所述⑤和③端接入功率控制電路,所述⑤端還接入正反饋電路,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;開關管,由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發射極e)組成,其中漏極D(或集電極c)接入升壓變壓器的②端,源極S(或發射極e)接入電感器,和升壓變壓器一起用于產生高頻高壓;電感器,接入開關管的源極S(或發射極e)和直流電源的負端之間,用于電流反饋和限制開關管產生的(瞬間)峰值電流;偏置電路,接入柵極G(或基極b)和直流電源的正端之間,用于偏置開關管使其導通;正反饋電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤之間,用于對開關管產生自激振蕩;功率控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤端之間,及直流電源的負端之間;用于控制升壓變壓器次級繞組Ns的輸出最大功率;電壓控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組④端之間,及直流電源的負端之間;通過整流所述升壓變壓器輔助繞組Na的正脈沖,獲得控制電壓Vv,來穩定次級繞組Ns的輸出電壓,同時給偏置電路供電;同步控制電路,接入所述升壓變壓器的④端和電壓控制電路之間,用于使自激振蕩的周期均勻;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi接入電路時,由所述偏置電路供電使所述開關管導通,所述直流電源電壓Vi加于初級繞組Np上,同時所述次級繞組Ns(的⑩和⑥上)產生負脈沖電壓,所述輔助繞組Na(的③和⑤上)產生正脈沖電壓,通過正反饋電路,進一步使所述開關管飽和導通,在所述功率控制電路和(或)所述電壓控制電路的作用下使所述開關管截止,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,由于所述初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產瞬間高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管,而所述輔助繞組Nv④和③上產生正脈沖電壓,加于所述電壓控制電路上,產生控制電壓Vv,控制開關管的導通脈寬,達到穩定所述升壓變壓器初級繞組Ns的⑥和⑩上產生的輸出電壓,同時通過偏置電路給開關管進一步提供偏置電壓Vv;在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);如上所述當開關管飽和導通時,電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當電壓控制電路檢測到所述輔助繞組Nv產生的脈沖電壓,經過所述電壓控制電路內部整流達到Vv時(或所述功率控制電路檢測到開關管最大導通脈寬時),即刻關斷開關管,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于所述升壓變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的⑩和⑥端生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Nv)*Vv;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Nv)*Vv+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Nv的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)。
2.一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Na的兩端分別接入④和⑤端上,其中⑤為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入開關管,所述⑤和④端接入電壓控制電路和功率控制電路,所述④還接入正反饋電路,所述⑤端還接入直流電源Vi的負端,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;開關管,由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發射極e)組成,其中漏極D(或集電極c)接入升壓變壓器的②端,源極S(或發射極e)接入電感器,和升壓變壓器一起用于產生高頻高壓;電感器,接入開關管的源極S(或發射極e)和直流電源的負端之間,用于電流反饋和限制開關管產生的(瞬間)峰值電流;偏置電路,接入柵極G(或基極b)和直流電源的正端之間,用于偏置開關管使其導通;正反饋電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤之間,用于對開關管產生自激振蕩;功率控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤端之間,及直流電源的負端之間;用于控制升壓變壓器次級繞組Ns的輸出最大功率;電壓控制電路;接入柵極G(或基極b)和升壓變壓器的輔助繞組⑤端之間,及直流電源的負端之間;通過整流所述升壓變壓器輔助繞組Na的負脈沖,獲得控制電壓Va,來穩定次級繞組Ns的輸出電壓;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi接入電路時,由所述偏置電路供電使所述開關管導通,所述直流電源電壓Vi加于初級繞組Np上,同時所述次級繞組Ns(的⑩和⑥上)產生負脈沖電壓,所述輔助繞組Na(的④和⑤上)產生正脈沖電壓,通過正反饋電路,進一步使所述開關管飽和導通,在所述功率控制電路和所述電壓控制電路的作用下使所述開關管截止,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,由于所述初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管,而所述輔助繞組Na④和⑤上產生負脈沖電壓,加于所述電壓控制電路上,產生控制電壓Va,控制開關管的導通脈寬,達到穩定所述升壓變壓器初級繞組Ns的⑥和⑩上產生的輸出電壓;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);如上所述當開關管飽和導通時,電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當電壓控制電路檢測到所述輔助繞組Na產生的負脈沖電壓,經過所述電壓控制電路內部整流達到Va時(或所述功率控制電路檢測到開關管最大導通脈寬時),即刻關斷開關管,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于所述升壓變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的⑩和⑥端生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)。
3.一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Nv的兩端分別接入④和③端上,其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入開關管,所述③和④端接入輔助電源,所述③端還接入直流電源Vi的負端,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;開關管,由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發射極e)組成,其中漏極D(或集電極c)接入所述升壓變壓器的②端,源極S(或發射極e)接入電流控制電路的輸入端,和升壓變壓器一起用于產生高頻高壓;輔助電源,接入所述升壓變壓器的輔助繞組Na的③和④端,經過整流濾波后輸出,電壓為Va,用于給電路供電;電流控制電路,接入所述開關管的源極S(或發射極e)與輸入直流電源Vi負端(地線)之間,用于控制開關管的最大輸出電流,從而控制本電路的最大輸出功率,即控制所述升壓變壓器次級繞組Ns的最大輸出功率;電壓控制電路,用于穩定所述輔助電源的電壓Va,來達到穩定所述升壓變壓器次級繞組Ns的輸出電壓;三角波振蕩器,用于產生三角波,并輸出三角波;同時三角波振蕩頻率的選擇和諧振電容與升壓變壓器的繞組電感的諧振頻率一致;啟動電路,接入直流電源的正端和所述輔助電源Va之間;用于開機啟動;比較器,由所述三角波振蕩器輸出的三角波,與由電壓控制電路和電流控制電路輸出的電壓進行比較,輸出脈寬受控脈沖,給入開關管的柵極G(或基極b),用于控制開關管的導通脈沖的寬度,來穩定輸出的電壓和功率;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi的接入電路時,由所述啟動電路供電使所述三角波振蕩器電路工作,通過所述比較器輸出高頻脈沖,給入開關管的柵極G(或基極b),使開關管工作,所述升壓變壓器的輔助繞組Na(④產生脈沖電壓,通過所述輔助電源電路,進一步給所述三角波振蕩器、電壓控制電路電流控制電路和比較器電路供電,和給所述電壓控制電路提供控制電壓;同時,所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);當所述比較器輸出的脈沖給入開關管的柵極G(或基極b),使開關管飽和導通時,使所述升壓變壓器②端接入直流電源的負端,則電源電壓加于初級繞組Np上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當輸出脈沖使開關管關斷時,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;以相同的安匝數維持磁場不變;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)。
4.一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括升壓變壓器,由初級繞組Np(匝數為Np)、次級繞組Ns(匝數為Ns)、輔助繞組Na(匝數為Na)組成;用于產生高頻高壓;所述初級繞組Np的兩端分別接入①和②端上,其中①為同名端;所述次級繞組Ns的兩端分別接入⑥和⑩端上,其中⑥為同名端;所述輔助繞組Nv的兩端分別接入④和③端上,其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端);所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱,只是用來方便區分繞組相互之間的相對位置和關聯;所述①端接入直流電源Vi的正端,所述Vi為電源電壓;所述②端接入回掃形開關電源集成電路的開關管漏極,所述③和④端接入輔助電源,所述③端還接入直流電源Vi的負端,所述⑩端接入諧振電容的一端,冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)分別接入所述諧振電容的另一端,和所述升壓變壓器的⑥端;輔助電源,接入所述升壓變壓器的輔助繞組Na的③和④端,經過整流濾波后輸出,電壓為Va,用于給集成電路的Vcc端供電;啟動電路,接入直流電源的正端和所述輔助電源Va之間;用于開機啟動;電壓控制電路,用于穩定所述輔助電源的電壓Va,來達到穩定所述升壓變壓器次級繞組Ns的輸出電壓;回掃形開關電源集成電路FSCM0565/FSCM0765/FSDM0265、VIPer12/VIPER22等等,FSCM0565集成電路內部開關管漏極Drain的輸出,接入所述升壓變壓器的②端,接地端GND接入直流電源的負端,電源端Vcc接入所述輔助電源輸出端,電壓取樣端FB接入所述電壓控制的輸出端,Ilimit端經電阻器接入直流電源的負端;諧振電容,起隔直流和諧振的作用,接入所述升壓變壓器⑩端和冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,用于和所述升壓變壓器的繞組電感諧振,產生高壓點燃燈管;所述諧振電容,也使脈沖波變為正弦波;當直流電源Vi的接入電路時,由所述啟動電路供電使所述回掃形開關電源集成電路工作,使內部開關管工作,所述升壓變壓器的輔助繞組Na的④-③端產生脈沖電壓,通過所述輔助電源電路,進一步給所述回掃形開關電源集成電路的Vcc端供電,和給所述電壓控制電路提供控制電壓;同時,所述升壓變壓器的次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產高壓正脈沖,通過所述諧振電容點燃燈管;所述燈管為冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈);選擇諧振電容的數值,使電路裝置4的升壓變壓器43和諧振電容44處于諧振工作狀態;當所述回掃形開關電源集成電路內部開關管飽和導通時,使所述升壓變壓器②端接入直流電源Vi的負端,則電源電壓Vi加于初級繞組Np的①和②端上,同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產負脈沖電壓為Vo=-(Ns/Np)*Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;當所述回掃形開關電源集成電路內部開關管關斷時,則所述升壓變壓器初級繞組Np與直流電源Vi斷開,此時,由于初級繞組Np上的能量不能突變,所以不能在瞬時內將電流切斷或改變方向,則次級繞組Ns的輸出端⑩至⑥端之間生產正脈沖電壓為Vo=(Ns/Na)*Va;以相同的安匝數維持磁場不變;短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;則所述升壓變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓為Vo=((Ns+Np)/Na)*Va+Vi;對冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)供電;負脈沖電壓沒有改變為Vo=-(Ns/Np)*Vi;因為在開關管飽和導通時,所述升壓變壓器⑥端接通了直流電源負端;上述的脈沖電壓,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波V燈=Vo/0.7072如此循環周而復始,產生高頻高壓正弦波加于冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)上,使其發光;改變Np、Ns和Na的數值即可改變輸出的電壓,以適應不同參數的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)。
5.一種基于權利要求1或2或3或4所述多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括多個諧振電容裝置,其特征在于還包括多個所述諧振電容器的一端并聯接入升壓變壓器的輸出端⑩端,多個所述諧振電容器的另一端分別接入多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的一端,多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的另一端接入所述升壓變壓器的⑥端,組成多燈管系統;改變所述諧振電容的數值,可以適應不同的燈管。
6.一種基于權利要求1或2或3或4所述冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置和基于權利要求5所述多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于還包括短路所述升壓變壓器的⑥端和②端,并把冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)由原來接所述升壓變壓器⑥端的;改接入直流電源負端,即把所述升壓變壓器初級繞組Np串入次級繞組Ns;提高正半周的輸出電壓,也即提高了輸出有效電壓。
7.一種基于權利要求3、4或6所述多個冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,包括電流取樣電路裝置,其特征在于還包括所述電流取樣電路串入冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)和直流電源負端之間,所述電流取樣電路把電流數值轉為電壓數值,所述電流取樣電路的輸出端接入電壓控制電路中,使電壓控制電路同時也起電流控制的作用。
8.如權利要求1、2、3、4、5、6和7所述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于,所述裝置還包括亮度控制電路,用于控制或調節冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的發光亮度,所述亮度控制電路包括低頻三角波發生器、比較器;當輸入的亮度控制電平,和三角波發生器輸出的三角波,同時輸入比較器中進行比較,產生低頻調寬脈沖,去控制所述開關管的柵極G(或基極b),或控制所述輔助電源Va,或控制所述直流電源Vi,按所述低頻調寬脈沖的脈寬通斷,所述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置產生不同占空比的高頻脈沖群,也即控制或調節了冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的亮度;其特征還在于,所述輸入的亮度控制電平或同時還輸入到電壓控制電路,去控制輸出電壓的數值,從而就控制了燈管的亮度。
9.如權利要求1、2、3、4、5、6、7和8所述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于,所述裝置還包括整流濾波器,用于對輸入的交流電進行整流濾波,產生直流電源Vi,給冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)驅動裝置供電。
10.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,其特征在于,所述升壓變壓器是帶氣隙的高頻變壓器,其特征還在于,所述升壓變壓器即是變壓器又是儲能電感。
全文摘要
本發明公開了一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置,一種單端開關式諧振電路裝置,既利用了順向方式,又利用了回掃方式,還利用了諧振電路,來產生高頻高壓,對冷光源(CCFL)或氣體放電燈進行驅動,包括升壓變壓器、開關管、正反饋、電壓控制、諧振電容等電路;其中,升壓變壓器在開關管的作用下產生高頻高壓;升壓變壓器、正反饋電路和開關管產生自激振蕩,在諧振電容的作用下使電路產生諧振,輸出高頻高壓正弦波,又在電壓控制和功率控制電路的控制下,在寬輸入電壓范圍內,升壓變壓器次級,以較穩定的高頻電壓和電流(功率)輸出;當輸入為交流電時,還包括輸入整流電路,將交流整流成直流。
文檔編號H05B41/24GK1997253SQ200610005229
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月4日 優先權日2006年1月4日
發明者葉建國 申請人:葉建國