專利名稱：使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，尤其涉及一種使用電 性隔離器作控制信號隔離的燈管驅動系統(tǒng)。
豕扠不
根據(jù)IEC1000-3-2的國際規(guī)范，輸入功率75W以上的電源裝置需具有功率 因子校正功能(PFC)，因此在電源裝置的前端功率級中通常包括有一功因修 正器。功因修正器為一現(xiàn)有的技術，用來對一交流電源進行功因修正，同時減 少電源中的電流諧波，以及產生固定電壓約400V左右的輸出。
如圖1所示，為現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)的電路方塊示意圖?，F(xiàn)有的燈管驅動系 統(tǒng)1包括有一功因修正器10、 一隔離型DC/DC轉換器12、 一切換電路14、 一 PWM (pulse with modulation-脈沖寬度調制)控制器16、 一升壓變壓器18、 一負載共振網(wǎng)絡19、 -電壓調整器13及一系統(tǒng)控制器15。
現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1的前端功率級包括了功因修正器10與隔離型DC/DC 轉換器12，功因修正器IO接收了交流電源AC以及產生固定的高電壓HV輸出。 而隔離型DC/DC轉換器12將固定的高壓隔離轉換成一中繼電壓VCC輸出，以 提供現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1后端功率級的需要。后端功率級包括了切換電路14、 PWM控制器16、升壓變壓器18及負載共振網(wǎng)絡19?，F(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1中使 用電壓調整器13將交流電源轉成各種規(guī)格的供應電壓輸出，供應電壓可以提 供給系統(tǒng)控制器15使用、PWM控制器16使用或其它電路用電。
現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1在點燈時，系統(tǒng)控制器15會輸出一點燈控制信號ST 給PWM控制器16通知其開始動作，P畫控制器16產生一控制信號SPWM用來 控制切換電路14的切換。切換電路14切換中繼電壓VCC而輸出高頻交變電源 到該升壓變壓器18，升壓變壓器18將高頻交變電源升壓成高壓交變電源輸出， 以提供負載共振網(wǎng)絡19使用。P麗控制器16會從負載共振網(wǎng)絡19取得一回 授信號SFB，并且根據(jù)該回授信號SFB以調整控制信號SPWM的輸出，進而得
以保持燈管驅動系統(tǒng)1的穩(wěn)定。
現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1中，因為前端功率級需使用功因修正器10來改善功
因、降低電流諧波以及產生固定電壓，然而，功因修正器io所產生固定的高
電壓會影響后端的PWM控制器16、系統(tǒng)控制器15或其它控制器的動作。所以， 現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1需要在前端功率級中，使用隔離型DC/DC轉換器12來作 電性的隔離與降壓，以確保后端功率級中電路的正常工作。
一般來說，隔離型DC/DC轉換器12包括了變壓器、控制器、切換電路及 回授網(wǎng)絡等元件，所以隔離型DC/DC轉換器12在現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1中與其 它元件相比較下，其單價相當?shù)母撸⒂谡w燈管驅動系統(tǒng)1的元件布局上來 看，隔離型DC/DC轉換器12占有相當大的容積比例。
因此，考慮燈管驅動系統(tǒng)的整體單價與元件布局，在需要功因修正器來改 善功因的燈管驅動系統(tǒng)中，舍去隔離型DC/DC轉換器12的使用，又可以同時 具有前、后功率級電性隔離的燈管驅動系統(tǒng)，為業(yè)者所待極力研發(fā)的課題。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種使用電性隔離控制的燈管驅動 系統(tǒng)，該燈管驅動系統(tǒng)通過電性隔離器來作為控制信號的隔離，讓燈管驅動系 統(tǒng)的前端功率級所產生的高壓，不致會影響到后端功率級的各類控制器的動 作。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)包括 一功因修正器、--切換電路、 一升壓變壓器、 一負載共振網(wǎng)絡、 一電性隔離器 及一PWM控制器。其中，功因修正器接收一交流電源以及輸出一高電壓；切換 電路耦接該功因修正器，該切換電路接收該高電壓以及輸出一燈管驅動電壓； 升壓變壓器具有一次側與二次側，其中該一次側耦接于該切換電路以及接收該 燈管驅動電壓；負載共振網(wǎng)絡耦接于該升壓變壓器的二次側以及產生一回授信 號；電性隔離器具有一次側與二次偵lj，其中該一次側耦接于該切換電路，該電 性隔離器的次側與該功因修正器、該切換電路及升壓變壓器的一次側共同耦 接于一次接地端；及P麗控制器耦接于該電性隔離器與該負載共振網(wǎng)絡，該 PWM控制器接收該回授信號以及輸出一控制信號，該控制信號通過該電性隔離 器傳送到該切換電路，該PWM控制器與該負載共振網(wǎng)絡、電性隔離器的二次側
及該升壓變壓器的二次側共同耦接于二次接地端。
本發(fā)明燈管驅動系統(tǒng)中進一步包括有一電壓調整器與一系統(tǒng)控制器，該電 壓調整器耦接于二次接地端，接收該交流電源以及輸出 一工作電壓。而該系統(tǒng)
控制器耦接于該電壓調整器與該PWM控制器及二次接地端，該系統(tǒng)控制器接收 該工作電壓，以及輸出一點燈控制信號到該PWM控制器。
采用本發(fā)明通過電性隔離器來作為控制信號的隔離，讓燈管驅動系統(tǒng)的前 端功率級所產生的高壓，不致會影響到后端功率級的各類控制器的動作。同時 在考慮燈管驅動系統(tǒng)的整體單價與元件布局下，本發(fā)明不需要隔離型DC/DC 轉換器12的使用，而得以大大降低燈管驅動系統(tǒng)的制造成本。
以上的概述與接下來的詳細說明都為示范性質，是為了進一步說明本發(fā)明 的權利要求范圍。而有關本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與圖示加 以闡述。
圖1為現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)的電路方塊示意圖2為本發(fā)明燈管驅動系統(tǒng)電路方塊示意圖3為本發(fā)明第一實施例的燈管驅動系統(tǒng)電路示意圖4為本發(fā)明第二實施例的燈管驅動系統(tǒng)電路示意圖；及
圖5為本發(fā)明第三實施例的燈管驅動系統(tǒng)電路示意圖。
其中，附圖標記
現(xiàn)有
1:燈管驅動系統(tǒng)
12:隔離型DC/DC轉換器
14:切換電路
16: PWM控制器
19:負載共振網(wǎng)絡
本發(fā)明
2:燈管驅動系統(tǒng) 22:電性隔離器 24:切換電路
10:功因修正器
13: 15: 18:
電壓調整器 系統(tǒng)控制器 升壓變壓器
20 23 25
功因修正器 電壓調整器 系統(tǒng)控制器
26 : P麗控制器 29:負載共振網(wǎng)絡 240:開關線路
28:升壓變壓器 Ul、 U2:驅動集成電路 242:轉換線路
具體實施例方式
參考圖2，為本發(fā)明燈管驅動系統(tǒng)電路方塊示意圖。本發(fā)明的燈管驅動系 統(tǒng)2使用在顯示器的背光源驅動上，燈管驅動系統(tǒng)2驅動冷陰極燈管(CCFL) 發(fā)光，用以提供顯示器所需的背光源。本發(fā)明的燈管驅動系統(tǒng)2包括有一功因 修正器20、 一切換電路24、 一升壓變壓器28、 一負載共振網(wǎng)絡29、 一電性隔 離器22及一 PWM控制器26。
再參考圖2，本發(fā)明的燈管驅動系統(tǒng)2根據(jù)升壓變壓器28與電性隔離器 22區(qū)分成前端功率級與后端功率級。前端功率級包括了功因修正器20、切換 電路24、電性隔離器22的一次側及升壓變壓器28的一次側，而后端功率級 包括了升壓變壓器28的二次側、負載共振網(wǎng)絡29、電性隔離器22的二次側 及P麗控制器26。
再參考圖2，功因修正器20接收了交流電源AC以及產生固定的高電壓HV 輸出，功因修正器20產生的高電壓HV系提供給耦接于該功因修正器20的切 換電路24，切換電路24根據(jù)該高電壓HV而輸出一燈管驅動電壓V1。升壓變 壓器28具有一次側與二次側， 一次側耦接于該切換電路24以及接收該燈管驅 動電壓VI。負載共振網(wǎng)絡29耦接于該升壓變壓器28的二次側以及產生一回 授信號SFB。
電性隔離器22具有一次側與二次側， 一次側耦接于該切換電路24，該電 性隔離器22的一次側與該功因修正器20、升壓變壓器28的一次側及該切換 電路24共同耦接于一次接地端G。 PWM控制器26耦接于該電性隔離器22的一 次側與該負載共振網(wǎng)絡29，該PWM控制器26接收該回授信號SFB以及輸出一 控制信號SPWM，該控制信號SPWM通過該電性隔離器22傳送到該切換電路24， 該PWM控制器26與該負載共振網(wǎng)絡29、電性隔離器22的一次側級升壓變壓 器的一次側共同耦接于二次接地端g。
此外，本發(fā)明的燈管驅動系統(tǒng)進一步包括一電壓調整器23與一系統(tǒng)控制 器25，該電壓調整器23耦接于二次接地端g，接收該交流電源AC以及輸出一
工作電壓VDD。該系統(tǒng)控制器25耦接于該電壓調整器23與該PWM控制器26 及二次接地端g，該系統(tǒng)控制器25系接收該工作電壓VDD以及輸出一點燈控 制信號ST到該PWM控制器26。再參考圖2，本發(fā)明的燈管驅動系統(tǒng)2在點燈時，系統(tǒng)控制器25會輸出 點燈控制信號ST給PWM控制器26通知其開始動作。此時，PWM控制器26動 作輸出控制信號SP麗到該電性隔離器22的二次側，經過該電性隔離器22的 該控制信號SPWM從該電性隔離器22的一次側輸出到該切換電路14，用以控 制該切換電路14的切換動作。同時，PWM控制器26會從負載共振網(wǎng)絡29取 得回授信號SFB，并且根據(jù)該回授信號SFB以調整控制信號SPWM的輸出，進 而保持燈管驅動系統(tǒng)2的穩(wěn)定。切換電路24切換功因修正器20所產生的高電壓HV，進而輸出高頻且高 壓的燈管驅動電壓V1到該升壓變壓器28的一次側。而高頻且高壓的燈管驅動 電壓VI通過升壓變壓器28用以驅動耦接該升壓變壓器的二次側的負載共振網(wǎng) 絡29。該切換電路24可為一全橋式切換電路、 一半橋式切換電路或一推挽式 切換電路。配合圖2，參考圖3，為本發(fā)明第一實施例的燈管驅動系統(tǒng)電路示意圖。 在本發(fā)明第一實施例中的元件與圖2所示相同者，以相同符號標示。在本發(fā)明 第一實施例中，其電路動作原理與達成的功效與前述圖2論述相同，唯在第一 實施例中所揭露的該切換電路24包括有一集成電路U1與一開關線路240，而 該電性隔離器22以一光偶合開關Q1為之或一隔離驅動變壓器(未標示)為之。在第一實施例中，PWM控制器26輸出控制信號SPWM到該光偶合開關Ql 的二次側，經過該光偶合開關Ql的該控制信號SPWM從該光偶合開關Ql的一 次側輸出到該集成電路Ul，集成電路Ul根據(jù)該控制信號SPWM用以控制該開 關線路240的切換動作。驅動集成電路Ul其型號為IR2104或IR2302及一般市售相同功用的驅動集成電路。配合圖2，參考圖4，為本發(fā)明第二實施例的燈管驅動系統(tǒng)電路示意圖。 在本發(fā)明第二實施例中的元件與圖2所示相同者，以相同符號標示。在本發(fā)明 第二實施例中，其電路動作原理與達成的功效與前述圖2論述相同，唯在第二 實施例中所揭露的該切換電路24包括有一驅動集成電路U2與一開關線路 240，而該電性隔離器22以二個光偶合開關Q1、 Q2為之。
在第二實施例中，P麗控制器26輸出控制信號SPWM1與SPWM2到該光偶 合開關Ql、 Q2的二次側，經過該光偶合開關Ql、 Q2的該控制信號SPWM1與 SPWM2從該光偶合開關Ql、 Q2的一次側輸出到該驅動晶體U2，驅動晶體U2 根據(jù)該控制信號SPWM1與SP麗2用以控制該開關線路240的切換動作。驅動集 成電路U2其型號為IR2301、 IR2304或IR2108及一般市售相同功用的驅動集 成電路。配合圖2，參考圖5，為本發(fā)明第三實施例的燈管驅動系統(tǒng)電路示意圖。 在本發(fā)明第三實施例中的元件與圖2所示相同者，以相同符號標示。在本發(fā)明 第三實施例中，其電路動作原理與達成的功效與前述圖2論述相同，唯在第三 實施例中所揭露的該切換電路24包括有一開關線路240與一轉換線路242， 而該電性隔離器22以二個光偶合開關Q1、 Q2為之。在第三實施例中，P，控制器26輸出控制信號SPWM1與SPWM2到該光偶 合開關Ql、 Q2的二次側，經過該光偶合開關Ql、 Q2的該控制信號SP測1與 SPWM2從該光偶合開關Q1、 Q2的一次側輸出到該轉換線路242，轉換線路242 根據(jù)該控制信號SPWM1與SP柳2用以控制該開關線路240的切換動作。轉換線 路242由一同相放大器0P、 一 M0S開關Q3及一 SCR開關Q4耦接而成。綜上所述，本發(fā)明舍去現(xiàn)有燈管驅動系統(tǒng)1中隔離型DC/DC轉換器12的 使用，而將功因修正器20所產生固定的高電壓HV直接送到切換電路24。而 切換電路24根據(jù)該高電壓HV而輸出燈管驅動電壓VI至升壓變壓器28的一次 側。同時，本發(fā)明使用電性隔離器22來對PWM控制器26與切換電路24作電 性的安全隔離，用來防止送至切換電路24的高電壓HV影響PWM控制器26的 控制動作。因此，本發(fā)明通過電性隔離器來作為控制信號的隔離，讓燈管驅動系統(tǒng)的 前端功率級所產生的高壓，不致會影響到后端功率級的各類控制器的動作。同 時在考慮燈管驅動系統(tǒng)的整體單價與元件布局下，本發(fā)明不需要隔離型DC/DC 轉換器12的使用，而得以大大降低燈管驅動系統(tǒng)的制造成本。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情 況下，熟悉本領域的普通技術人員當可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應的改變和變 形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在于，包括一功因修正器，接收一交流電源以及輸出一高電壓；一切換電路，耦接該功因修正器，該切換電路接收該高電壓以及輸出一燈管驅動電壓；一升壓變壓器，具有一次側與二次側，該升壓變壓器的一次側耦接于該切換電路以及接收該燈管驅動電壓；一負載共振網(wǎng)絡，耦接于該升壓變壓器的二次側以及產生一回授信號；一電性隔離器，具有一次側與二次側，該電性隔離器的一次側耦接于該切換電路，該電性隔離器的一次側與該功因修正器、該切換電路以及該升壓變壓器的一次側共同耦接于一次接地端；及一脈沖寬度調制控制器，耦接于該電性隔離器的二次側與該負載共振網(wǎng)絡，該脈沖寬度調制控制器接收該回授信號以及輸出一控制信號，該控制信號通過該電性隔離器傳送到該切換電路，該脈沖寬度調制控制器與該負載共振網(wǎng)絡、該電性隔離器的二次側以及該升壓變壓器的二次側共同耦接于二次接地端。
2. 根據(jù)權利要求1所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，進一步包括有-電壓調整器，該電壓調整器耦接于二次接地端，接收該交 流電源以及輸出一工作電壓。
3. 根據(jù)權利要求2所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，進一步包括有一系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器耦接于該電壓調整器與該脈沖 寬度調制控制器及二次接地端，該系統(tǒng)控制器接收該工作電壓以及輸出一點燈 控制信號到該脈沖寬度調制控制器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，該切換電路為 一全橋式切換電路、一半橋式切換電路或一推挽式切換電路。
5. 根據(jù)權利要求4所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，該切換電路包括有一驅動集成電路與一開關線路。
6. 根據(jù)權利要求5所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，該電性隔離器為一光偶合開關。
7. 根據(jù)權利要求4所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，該切換電路包括有一開關線路與-一轉換線路。
8. 根據(jù)權利要求7所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，該電性隔離器為-一光偶合開關。
9. 根據(jù)權利要求5所述的使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，其特征在 于，該電性隔離器可為--隔離驅動變壓器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種使用電性隔離控制的燈管驅動系統(tǒng)，該燈管驅動系統(tǒng)通過一電性隔離器電性隔離燈管驅動系統(tǒng)的前端功率級與后端功率級。其包括功因修正器輸出一高電壓至切換電路，該切換電路輸出一燈管驅動電壓至一升壓變壓器的一次側，一負載共振網(wǎng)絡耦接于該升壓變壓器的二次側以及產生一回授信號；電性隔離器的一次側與該功因修正器、該切換電路以及該升壓變壓器的一次側共同耦接于一次接地端；一脈沖寬度調制控制器與該負載共振網(wǎng)絡、該電性隔離器的二次側以及該升壓變壓器的二次側共同耦接于二次接地端。采用本發(fā)明讓燈管驅動系統(tǒng)的前端功率級所產生的高壓不致會影響到后端功率級的各類控制器的動作，同時，大大降低燈管驅動系統(tǒng)的制造成本。
文檔編號H05B41/36GK101128079SQ200610111418
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月16日 優(yōu)先權日2006年8月16日
發(fā)明者王政雄, 陳振剛 申請人:聯(lián)昌電子企業(yè)股份有限公司