專利名稱：以串接方式驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光單元的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以串接方式驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光單元的照明裝置，特別涉及一種以交互式高壓對(duì)高壓串接的方式驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光單元的照明裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)的品質(zhì)不斷提高，價(jià)格持續(xù)下滑，使得液晶顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域迅速地?cái)U(kuò)大。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面，液晶顯示器不但讓筆記本計(jì)算機(jī)的顯示屏幕從早期九時(shí)的視頻圖形數(shù)組(VideoGraphics Array，VGA)進(jìn)展到現(xiàn)在以十三點(diǎn)一時(shí)的延伸圖形數(shù)組(ExtendedGraphics Array，XGA)為標(biāo)準(zhǔn)，而且正踏入更大尺寸的監(jiān)視器領(lǐng)域，準(zhǔn)備取代部份陰極射線管(cathode ray tube，CRT)顯示器的市場。在民用方面如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、液晶電視等，也因?yàn)橐壕э@示器的低價(jià)化及高品質(zhì)化而逐漸成為可行的選擇方案。
由于液晶顯示器為非發(fā)光性的顯示裝置，因此必須要藉助背光源才能達(dá)到顯示的功能。背光源性能的好壞除了會(huì)直接影響液晶顯示器的顯像品質(zhì)外，背光源模塊的成本占液晶顯示器的3％-5％，可說是液晶顯示器中相當(dāng)基礎(chǔ)而重要的零組件。高精細(xì)、大尺寸的液晶顯示器，必須有高性能的背光技術(shù)與之配合，因此當(dāng)液晶顯示器產(chǎn)業(yè)努力開拓新應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí)，背光技術(shù)的高性能化，低成本化、重量與體積輕薄化等，扮演著幕后功臣的角色。
已知的液晶顯示器背光源以多數(shù)量的燈管來實(shí)現(xiàn)，因此，驅(qū)動(dòng)這些多燈管的方法與裝置是門重要的技術(shù)。請(qǐng)參考圖1，圖1是已知照明裝置8的示意圖。照明裝置8包含N個(gè)燈管10，及2N個(gè)變壓器12、14，2N個(gè)變壓器12、14接在N個(gè)燈管10，使得每個(gè)燈管10的兩端各接了一個(gè)變壓器12、14。以燈管10做為說明，燈管10的一端為變壓器12，另一端為變壓器14。一般而言，燈管10的驅(qū)動(dòng)是以高電壓的方式來驅(qū)動(dòng)，而此高電壓大小比系統(tǒng)所提供的電壓還來的高，因此，在將系統(tǒng)供應(yīng)電壓施加在燈管10時(shí)，必須經(jīng)過升壓的動(dòng)作，所以，在燈管10的兩邊必需各放置一變壓器12、14來升壓。因?yàn)橐粋€(gè)燈管10需要兩個(gè)變壓器12、14，所以N個(gè)燈管10就需要2N個(gè)變壓器12、14。
以上的已知技術(shù)需要在每個(gè)燈管都配置兩個(gè)變壓器，當(dāng)大的液晶顯示器需要很多燈管時(shí)，相對(duì)的也需要大量的變壓器，這不但增加了制作成本，同時(shí)也讓背光模塊變得厚重而不輕便，不符合未來液晶顯示器輕薄且價(jià)錢低廉的要求。
請(qǐng)參考圖2。圖2是另一個(gè)已知技術(shù)中的照明裝置18的示意圖。照明裝置18包含N個(gè)燈管20及N個(gè)變壓器22。如圖所示，每個(gè)燈管20受到一個(gè)變壓器22的控制，燈管20的正極高電壓輸入端與負(fù)極高電壓輸入端分別接到變壓器22，使得升壓過后的高電壓施加于燈管20之上。在這個(gè)已知技術(shù)中，N個(gè)燈管20只需要N個(gè)變壓器22，不像圖1的照明裝置需要2N個(gè)變壓器12、14，因此避免了圖1已知技術(shù)的缺點(diǎn)，能降低制作成本。
這樣的照明裝置18，若是具有一個(gè)回授系統(tǒng)來控制這N個(gè)燈管20的電流，即照明裝置18的穩(wěn)定性會(huì)大大提升，因?yàn)榛厥诳刂茣?huì)達(dá)到幾個(gè)目的，第一，常常系統(tǒng)在不同的需求之下必需調(diào)整燈管的亮度大小，而燈管亮度大小是藉由調(diào)整流經(jīng)燈管的電流來控制的，如果以回授的方式得知流經(jīng)燈管的電流大小，就可以判斷在什么情形之下該電流是否符合要求，依此決定是該增加電流量或者減少電流量，甚至可決定出電流調(diào)整的量；第二，電路方面的已知技術(shù)者知道回授有穩(wěn)定電路的效果，如果燈管沒有加上回授控制的話，可能因?yàn)槭┘拥碾娏鞑环€(wěn)定或者是微小的擾動(dòng)使得燈管的亮度產(chǎn)生忽大忽小的情形，所以回授可以穩(wěn)定燈管電流及亮度。然而，在圖2的情況下，因?yàn)樽儔浩鞲邏憾丝诘膬啥硕冀又翢艄?0，不像圖1中的變壓器12、14的高壓端口中有一端是接至地電位，因此，無法加上回授系統(tǒng)來控制這個(gè)照明裝置，也就無法達(dá)到穩(wěn)定燈管亮度、有效準(zhǔn)確調(diào)整燈管電流的功能。
以上的兩個(gè)已知技術(shù)中，第一種已知技術(shù)在燈管數(shù)目多的照明裝置里，會(huì)有變壓器數(shù)量過多，生產(chǎn)成本增加及照明系統(tǒng)較厚重的問題，而在第二種已知技術(shù)中雖解決了以上的問題，但因?yàn)榇思軜?gòu)無法加上回授控制系統(tǒng)，使得照明裝置控制困難以及電流不易穩(wěn)定。隨著液晶顯示器制造技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)能及產(chǎn)量都上升。液晶顯示器的大幅降價(jià)對(duì)背光模塊的價(jià)格造成相當(dāng)大的沖擊，制造商莫不想盡辦法在能保有相當(dāng)品質(zhì)的同時(shí)，又能降低背光模塊的成本。然而，由以上的已知技術(shù)可知，背光模塊的功能上及成本上卻無法兼顧。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明披露了一種照明裝置，具有一發(fā)光模塊。該發(fā)光模塊具有一第一發(fā)光單元，一第二發(fā)光單元，一第一變壓器，一第二變壓器和一第三變壓器。該第一變壓器的第一端口的第一端連接于該第一發(fā)光單元，該第一端口的第二端連接于該第二發(fā)光單元。該第二變壓器與該第一發(fā)光單元的正電極端相連接，第三變壓器與該第二發(fā)光單元的負(fù)電極端相連接。
圖1為已知照明裝置的示意圖。
圖2為另一已知照明裝置的示意圖。
圖3為本發(fā)明照明裝置第一實(shí)施例的示意圖。
圖4為本發(fā)明照明裝置的示意圖。
圖5為本發(fā)明照明裝置第二實(shí)施例的示意圖。
附圖符號(hào)說明10、20 燈管12、14、22、35、37、39、54、65、67、69 變壓器32、34、36、52、62、64、66 發(fā)光單元50 照明及回授控制系統(tǒng)51 發(fā)光模塊52 直流電轉(zhuǎn)交流電電路58 回授控制電路70 電流平衡控制電路具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖3，圖3是利用本發(fā)明照明裝置的第一實(shí)施例。此照明裝置包含N個(gè)發(fā)光單元32、34、36與N+1個(gè)變壓器35、37、39。所有變壓器35、37、39皆有兩個(gè)端口，一輸入端口和一輸出端口，每一端口有兩端點(diǎn)來接收或輸出電壓訊號(hào)。其中當(dāng)輸入端口接收一低電壓交流訊號(hào)時(shí)，輸出端口會(huì)轉(zhuǎn)成高電壓交流電壓輸出。如果當(dāng)輸入端口接收一高電壓交流訊號(hào)時(shí)，輸出端口則轉(zhuǎn)成低電壓交流電壓輸出。而本發(fā)明所指的發(fā)光單元泛指所有能發(fā)光的組件，比如說是一般常見的燈管。圖3中，N個(gè)發(fā)光單元32、34、36被N+1個(gè)變壓器35、37、39串接起來，使得任一發(fā)光單元32、34、36的正極高電壓端與負(fù)極高電壓端都有一個(gè)變壓器35、37、39，而發(fā)光單元32、34、36的兩兩之間都共享一個(gè)變壓器35、37、39。詳細(xì)的說，發(fā)光單元32的正電極端接到變壓器35，而負(fù)電極端則接至變壓器37；發(fā)光單元32的負(fù)電極端接至變壓器37高壓端口的一端，而發(fā)光單元34的正電極端接至變壓器37高壓端口的另一端，也就是發(fā)光單元32與發(fā)光單元34共同使用了變壓器37，同時(shí)通過變壓器37串接在一起。
變壓器35高壓端口的其中一端接至發(fā)光單元32的正電極端，而變壓器35高壓端口的另一端接至地電位，類似地，變壓器39高壓端口的其中一端接至發(fā)光單元36的負(fù)電極端，而變壓器39高壓端口的另一端接至地電位。發(fā)光單元32為這個(gè)照明裝置的第一個(gè)發(fā)光單元，發(fā)光單元36為這個(gè)照明裝置的第N個(gè)發(fā)光單元，在本發(fā)明第一實(shí)施例的架構(gòu)下，第一個(gè)發(fā)光單元正極高電壓端所接的變壓器35與第N個(gè)發(fā)光單元負(fù)極高電壓端所接的變壓器39，此兩變壓器高壓端口的一端都是接到地電位，因此，可以針對(duì)第一個(gè)變壓器35或第N+1個(gè)變壓器39取回授控制。換句話說，可以將流經(jīng)發(fā)光單元32、36的電流訊號(hào)從變壓器35或是變壓器39取出，并通過一個(gè)回授裝置來處理這些發(fā)光單元32、36的回授，如此一來，在N個(gè)發(fā)光單元的照明裝置中，不但以N+1個(gè)變壓器即能完成發(fā)光單元的電壓控制，同時(shí)又可加上回授控制系統(tǒng)，兼顧了已知技術(shù)所無法達(dá)到的兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于回授系統(tǒng)的配置，將在以下的圖4做說明。
請(qǐng)參考圖4。圖4是照明裝置50的示意圖。照明裝置50包含一直流電轉(zhuǎn)交流電電路52，一回授控制電路58，以及一發(fā)光模塊51。發(fā)光模塊51包含一變壓器54，以及一發(fā)光單元56。直流電轉(zhuǎn)交流電電路52將所輸入的直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源，例如，利用一開關(guān)在導(dǎo)通時(shí)電源通過，而關(guān)閉時(shí)電源不通的原理，當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)會(huì)接收一直流電源并輸出一高電位的訊號(hào)，而在當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，直流電源無法通過開關(guān)而會(huì)輸出一低電位的訊號(hào)，因此，將一直流訊號(hào)通過一某周期性導(dǎo)通與關(guān)閉的開關(guān)，會(huì)產(chǎn)生周期性的脈沖，這種周期性的脈沖即是經(jīng)由直流電轉(zhuǎn)交流電電路所輸出的交流訊號(hào)，此種直流電轉(zhuǎn)交流電的方法即為所熟知的脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式。變壓器必須是在交流訊號(hào)下才能實(shí)現(xiàn)變壓的效果，所以直流電轉(zhuǎn)交流電電路52所輸出的交流訊號(hào)將輸入至發(fā)光模塊51內(nèi)的變壓器54，通過變壓器54的升壓后提供給發(fā)光單元56。此變壓器與發(fā)光單元的連接方式即為圖4所示的實(shí)施例。為了實(shí)現(xiàn)回授機(jī)制，發(fā)光單元上的電流訊號(hào)將被取出同時(shí)加入回授控制電路58之中，回授控制電路58能接收發(fā)光模塊51中接至回授控制電路上發(fā)光單元的電流訊號(hào)，并輸出一控制訊號(hào)。接著這個(gè)輸出控制訊號(hào)將傳至直流電轉(zhuǎn)交流電電路52，直流電轉(zhuǎn)交流電電路52會(huì)依照這個(gè)控制訊號(hào)改變其所輸出交流電源的型態(tài)，這里交流電源的型態(tài)是指交流電源的工作周期、振幅大小……等等。輸入變壓器54的交流電源訊號(hào)直接影響了發(fā)光單元的亮度。因此，如果發(fā)光單元的亮度需要矯正或改變時(shí)，也就是說流經(jīng)發(fā)光單元的電流必須調(diào)整。而直流電轉(zhuǎn)交流電電路52，發(fā)光模塊51，以及回授控制電路58將形成一個(gè)回路，藉由回路循環(huán)感測發(fā)光單元電流及調(diào)整發(fā)光單元電流的方式，實(shí)現(xiàn)控制發(fā)光單元亮度的功能。
請(qǐng)參考圖5。圖5是本發(fā)明照明裝置的第二實(shí)施例。圖5的照明裝置包含N個(gè)發(fā)光單元，N-1個(gè)電流平衡控制電路與N+1個(gè)變壓器(N是大于一的正整數(shù))。圖上所示包含發(fā)光單元62，發(fā)光單元64，發(fā)光單元66，變壓器65，變壓器67，變壓器69，以及電流平衡控制電路70。圖5的所有變壓器、發(fā)光單元與圖3中的變壓器、發(fā)光單元皆相同，但是圖5的照明裝置變壓器配置方法并不一樣，同時(shí)又多了電流平衡控制電路。圖5中的N個(gè)發(fā)光單元被N-1個(gè)電流平衡控制電路串接起來，使得這N-1個(gè)電流平衡控制電路，每個(gè)都會(huì)接至兩發(fā)光單元，另外，這些電流平衡控制電路各接到一個(gè)變壓器。例如發(fā)光單元62的負(fù)電極端與發(fā)光單元64的正電極端都接至電流平衡控制電路70。電流平衡控制電路70除了連接兩發(fā)光單元62及64之外，還接到變壓器67高壓端口的一端，而變壓器67高壓端口的另一端接到地。電流平衡控制電路的目的在平衡所連接兩發(fā)光單元上的電流。正常狀態(tài)下兩串接發(fā)光單元的電流應(yīng)該是相等的，但由于一些非理想因素，使得兩串接發(fā)光單元的電流大小會(huì)略有不同，并導(dǎo)至兩發(fā)光單元的亮度不同，因此，電流平衡控制電路即是讓兩串接發(fā)光單元的電流相等，使各個(gè)發(fā)光單元的亮度平均且容易受控制。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖5。圖5中變壓器65高壓端口的其中一端接至發(fā)光單元62的正電極端，而變壓器65高壓端口的另一端接至地電位，類似地，變壓器69高壓端口的其中一端接至發(fā)光單元66的負(fù)電極端，而變壓器69高壓端口的另一端接至地電位。發(fā)光單元62為這個(gè)照明裝置的第一個(gè)發(fā)光單元，發(fā)光單元66為這個(gè)照明裝置的第N個(gè)發(fā)光單元，在本發(fā)明第二實(shí)施例的架構(gòu)下，第一個(gè)發(fā)光單元正極高電壓端所接的變壓器65、第N個(gè)發(fā)光單元負(fù)極高電壓端所接的變壓器69，與各個(gè)電流平衡控制電路所接的變壓器中，這些變壓器高壓端口的一端都是接到地電位，因此，可以針對(duì)這任一變壓器取回授控制。如圖4所示的回授控制電路能接收任一變壓器上的電流訊號(hào)(此電流訊號(hào)與燈管上的電流訊號(hào)有著固定的比例關(guān)系)，并輸出一回授控制訊號(hào)來實(shí)現(xiàn)回授機(jī)制。如此一來，在N個(gè)發(fā)光單元的照明裝置中，不但以N+1個(gè)變壓器即能完成發(fā)光單元的電壓控制，同時(shí)又可再每個(gè)變壓器都加上回授控制系統(tǒng)。
已知技術(shù)所使用的照明裝置中，如果燈管數(shù)目多的情況下會(huì)有變壓器數(shù)量過多，生產(chǎn)成本增加及照明系統(tǒng)于較厚重的問題，或是解決了變壓器數(shù)量的問題但卻無法加上回授控制系統(tǒng)，使得照明裝置控制困難以及電流不易穩(wěn)定。本發(fā)明利用將各個(gè)發(fā)光單元串連的方式，減少了變壓器的數(shù)量，并可加上回授控制機(jī)制來控制發(fā)光單元的亮度或電流。同時(shí)，電流平衡控制電路平衡各燈管之間的不相同的電流，使得各發(fā)光單元亮度更平均。本發(fā)明的以串接驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元的照明裝置具有低成本高性能的優(yōu)點(diǎn)，是已知技術(shù)所無法實(shí)現(xiàn)的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種以串接方式驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光單元的照明裝置，其包含一發(fā)光模塊，其包含至少兩個(gè)發(fā)光單元；以及至少兩個(gè)變壓器，其中該至少兩個(gè)變壓器的其中之一的一第一端口的一第一端連接于該至少兩個(gè)發(fā)光單元的其中之一的一第一端，該至少兩個(gè)變壓器的另外一個(gè)的一第一端口的一第一端連接至該至少兩個(gè)發(fā)光單元的該其中之一的一第二端，且該至少兩個(gè)變壓器的該另外一個(gè)的該第一端口的一第二端連接于該至少兩個(gè)發(fā)光單元的另外一個(gè)的一第一端。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中該至少兩個(gè)變壓器的一第一變壓器的一第一端口的一第二端為接地。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中該至少兩個(gè)變壓器的一最后一變壓器的一第一端口的一第二端為接地。
4.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其還包含一回授控制電路，連接于該發(fā)光模塊，用來根據(jù)流經(jīng)該發(fā)光模塊輸出的電流輸出一控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其中該回授控制電路連接于與該發(fā)光模塊的最后一發(fā)光單元相連的一變壓器的一第一端口的一第二端，用來根據(jù)流經(jīng)該發(fā)光模塊中的該最后一發(fā)光單元的電流輸出一控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其中該回授控制電路連接于與該發(fā)光模塊的一第一發(fā)光單元相連的一變壓器的一第一端口的一第二端，用來根據(jù)流經(jīng)該發(fā)光模塊中的該第一發(fā)光單元的電流輸出一控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其還包含一直流電轉(zhuǎn)交流電電路，連接于該發(fā)光模塊和該回授控制電路，用來將一輸入的直流電源轉(zhuǎn)換成一交流電源，以及依據(jù)該回授控制電路傳來的控制信號(hào)調(diào)整該交流電源。
8.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中該發(fā)光模塊的各個(gè)發(fā)光單元為一放電燈管。
9.一種以串接方式驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光單元的照明裝置，其包含一發(fā)光模塊，其包含至少二個(gè)發(fā)光單元；至少一個(gè)電流平衡控制電路，其中該至少二個(gè)發(fā)光單元的其中之一的一負(fù)電極端與該至少二個(gè)第二發(fā)光單元的另外一個(gè)的一正電極端連接該至少一個(gè)電流平衡控制電路的其中之一，使得流經(jīng)至少兩個(gè)發(fā)光單元的電流間彼此實(shí)現(xiàn)平衡；以及至少一個(gè)變壓器，其連接于該至少一個(gè)電流平衡控制電路抑或該至少二個(gè)發(fā)光單元的至少其中之二。
10.如權(quán)利要求9所述的照明裝置，其中該至少一個(gè)變壓器的一第一變壓器的一第一端口的一第一端連接于該至少兩個(gè)發(fā)光單元的一第一發(fā)光單元的一正電極端，且該至少一個(gè)變壓器的該第一變壓器的該第一端口的一第二端連接于地電位。
11.如權(quán)利要求9所述的照明裝置，其中該至少一個(gè)變壓器的一最后一變壓器的一第一端口的一第一端連接于該至少兩個(gè)發(fā)光單元的一最后一發(fā)光單元的一負(fù)電極端，且該至少一個(gè)變壓器的該最后一變壓器的一第一端口的一第二端連接于地電位。
12.如權(quán)利要求9所述的照明裝置，其還包含一回授控制電路，連接于該發(fā)光模塊，用來根據(jù)流經(jīng)該發(fā)光模塊輸出的電流輸出一控制信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其中該回授控制電路連接于與該至少兩個(gè)發(fā)光模塊的任一發(fā)光單元相連的一變壓器的一第二端口的一第二端，用來根據(jù)流經(jīng)該發(fā)光單元的電流輸出一控制信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其還包含一直流電轉(zhuǎn)交流電電路，連接于該發(fā)光模塊和該回授控制電路，用來將一輸入的直流電源轉(zhuǎn)換成一交流電源，以及依據(jù)該回授控制電路傳來的控制信號(hào)調(diào)整該交流電源。
15.如權(quán)利要求9所述的照明裝置，其中該發(fā)光模塊的各個(gè)發(fā)光單元為一放電燈管。
全文摘要
一種照明裝置，具有一發(fā)光模塊，一回授控制電路，以及一直流電轉(zhuǎn)交流電電路。該發(fā)光模塊具有一第一發(fā)光單元，一第二發(fā)光單元，一第一變壓器，一第二變壓器和一第三變壓器。該第一變壓器的第一端口的第一端連接于該第一發(fā)光單元，該第一端口的第二端連接于該第二發(fā)光單元。該第二變壓器與該第一發(fā)光單元的正電極端相連接，第三變壓器與該第二發(fā)光單元的負(fù)電極端相連接。而該直流電轉(zhuǎn)交流電電路接收一直流電源并轉(zhuǎn)換成一交流電源輸入該發(fā)光模塊，該回授控制電路接收流經(jīng)發(fā)光模塊的電流并輸出一控制訊號(hào)給該直流電轉(zhuǎn)交流電電路，以調(diào)整流經(jīng)發(fā)光模塊的電流大小。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1648734SQ20041000289
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者許正家, 林憲男, 林醫(yī)旬, 張鄧康 申請(qǐng)人:國碁電子股份有限公司