專利名稱：一種適合冷陰極熒光燈背光應用的直流/交流電源裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直流/交流電源變換裝置。
背景技術：
本直流/交流電源變換裝置主要針對冷陰極熒光燈(CCFL)應用場合，包括一個前級直流/直流轉換、一個逆變器以及一個壓電變壓器。CCFL作為平板顯示器的背光，目前被廣泛應用。CCFL需要一個交流高壓來啟動，這個電壓一般是正常工作電壓的3倍左右。當CCFL正常工作時，其工作電壓一般是交流300-600V(有效值)。
由于便攜式設備，如筆記本電腦等，一般由直流/電池供電，需要一個專門的直流/交流電源變換裝置作為背光電源給CCFL供電。由于電池充放電的關系，其直流輸入電壓的范圍很寬，如9V-20V、5V-12V等。同樣由于電池供電的關系，背光電源作為較大的功率消耗設備，效率的高低直接影響電池使用時間和系統(tǒng)成本。而且隨著便攜式設備的輕、薄方向的發(fā)展，對體積的要求也非常嚴格。因此這個直流/交流電源變換裝置必須適合寬輸入電壓范圍、高效率以及小尺寸。
目前傳統(tǒng)的CCFL背光電源采用傳統(tǒng)的磁變壓器，在EMI干擾和耐壓等方面需要特別注意，而且，限制了尺寸和高度的進一步縮小，在輕、薄方向發(fā)展會存在一定的限制。新型的壓電變壓器由于采用壓電轉換技術，在EMI和耐壓方面相對傳統(tǒng)的磁變壓器有明顯的優(yōu)勢，而且其尺寸和高度相對傳統(tǒng)磁變壓器更小，適合更小體積的應用。壓電變壓器目前在CCFL背光電源的應用范圍正在逐步擴大。
在壓電變壓器本身的諧振點附近，可以得到很高的升壓比和很高的轉換效率，如圖1所示。但是在偏離諧振點時，其升壓比下降，效率也會同時下降。目前的采用壓電變壓器的背光電源為了適應寬輸入電壓的需要，同時為了獲得恒定的工作電流，一般采用調節(jié)開關頻率的方法來調節(jié)輸出，在輸入電壓上升的時候，開關頻率升高，壓電變壓器的升壓比下降，從而穩(wěn)定輸出，如從圖1所示的工作點A轉變到圖1所示的工作點B。因此，在整個寬輸入電壓范圍內，不能獲得高的效率。一般隨著電壓的升高，其轉換效率隨著下降。輸入電壓范圍越寬，效率變化越大。

發(fā)明內容
鑒于上述，本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單，在寬輸入電壓范圍條件下，提高采用壓電變壓器的CCFL背光電源效率的直流/交流變換裝置。
本發(fā)明的直流/交流變換裝置包括一個前級的直流/直流轉換裝置[A]，一個逆變器[B]、一個壓電變壓器[PT]和一個輸入電感，其特征是通過前級的直流/直流轉換裝置來穩(wěn)定逆變器的輸入電壓，實現(xiàn)寬的輸入電壓范圍，


圖1是現(xiàn)有的壓電變壓器在主諧振點附近的典型電壓增益與頻率關系圖。
圖2是本發(fā)明一實施例的直流/交流變換裝置的系統(tǒng)框圖。
圖3A是本發(fā)明一實施例的直流/直流轉換裝置[A]的升降壓型電路圖。
圖3B是本發(fā)明一實施例的直流/直流轉換裝置[A]的降壓型電路圖。
圖3C是本發(fā)明一實施例的直流/直流轉換裝置[A]的升壓型電路圖。
圖4A是本發(fā)明一實施例的逆變器[B]的全橋結構圖。
圖4B是本發(fā)明一實施例的逆變器[B]的半橋結構圖。
圖4C是本發(fā)明一實施例的逆變器[B]的串電容的半橋結構圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明做詳細的描述參照圖2，本發(fā)明的前級直流/直流轉換裝置[A]可以是一個降壓型的(BUCK)電路，或者是一個升壓型(BOOST)電路，或者是一個升降壓型的(BUCK-BOOST)電路，如圖3A至3C所示。圖中所示的開關管可以是MOS管、三極管或者其他任何開關器件。前級的直流/直流轉換裝置[A]輸入接系統(tǒng)的直流輸入，其輸入變化范圍可以很寬。其輸出電壓通過內部的反饋控制，被穩(wěn)定在一個電壓值，或者穩(wěn)定在一個合理的、相對較小的電壓范圍內。
逆變器[B]的輸入電源就是前級直流/直流轉換裝置的輸出電壓。逆變器的輸出通過一個電感接到壓變壓器[PT]的兩端，壓電變壓器的輸出直接驅動負載。圖4A至4C是逆變器[B]的三種結構，一種是全橋結構，一種是傳統(tǒng)半橋結構，一種是串電容的半橋結構。
通過前級直流/直流轉換裝置的穩(wěn)壓功能，很寬的輸入電壓范圍被穩(wěn)定在一個電壓值(或者是一個較小的范圍)，后級的逆變器的轉換效率得到提高。同時，采用前級的直流/直流轉換裝置，在要求的效率下可以進一步擴大輸入電壓的范圍，可以擴大單一壓電變壓器品種的應用范圍，進一步降低系統(tǒng)的成本。
綜上可見，本發(fā)明通過加入一個前級的直流/直流轉換裝置，可以提高在寬輸入電壓變化范圍下，采用壓電變壓器的CCFL背光電源的轉換效率。同時可以進一步擴大單一壓電變壓器品種的應用范圍，適合標準化和大規(guī)模生產，有助于進一步降低成本，與現(xiàn)有單級的技術相比有明顯的優(yōu)點。
權利要求
1.一種適合冷陰極熒光燈背光應用的直流/交流電源裝置，包括一個直流/直流轉換器[A]、逆變器[B]和一個壓電變壓器[PT]，其特征是直流/直流轉換器[A]將寬范圍變化的輸入電壓轉換為一相對穩(wěn)定的電壓，該穩(wěn)定電壓再與逆變器[B]的輸入端連接；逆變器[B]將輸入直流電壓變換為脈沖電壓；壓電變壓器[PT]與一個電感串聯(lián)后接到逆變器的輸出端。
2.按照權利要求1所述的直流/交流電源裝置，其特征在于，所述的直流/直流轉換器[A]是一個降壓型，升壓型或升降壓型的直流/直流轉換裝置，其功能為將寬范圍變化的直流電壓轉換為相對穩(wěn)定的直流電壓。
3.按照權利要求1所述的直流/交流電源裝置，其特征在于，所述的直流/直流轉換器[A]的輸出電壓為一穩(wěn)定電壓或一窄范圍變化的直流電壓。
4.按照權利要求1所述的直流/交流電源裝置，其特征在于，所述的逆變器[B]是全橋或半橋拓撲結構，其功能是將直流電壓轉換為交流脈沖電壓信號。
5.按照權利要求1所述的直流/交流電源裝置，其特征在于，所述的逆變器[B]使用寬范圍調制的控制方式或使用定占空比的控制方式。
6.按照權利要求1所述的直流/交流電源裝置，其特征在于，所述的逆變器[B]使用的調制頻率可以進行微調，并可以自動跟蹤壓電變壓器[PT]的最優(yōu)工作頻率。
7.按照權利要求1所述的直流/交流電源裝置，其特征在于，所述的壓電變壓器[PT]為對稱結構或非對稱結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流/交流電源變換裝置，適合用作冷陰極熒光燈(CCFL)背光電源，其特征是輸入包括一個直流/直流轉換裝置，一個全橋結構或者半橋結構的逆變器，通過一個壓電變壓器輸出交流。前級的直流/直流轉換裝置實現(xiàn)預穩(wěn)壓功能，可以在很寬的輸入電壓范圍內保證系統(tǒng)的高效率。
文檔編號H02M7/5387GK1953631SQ20051011412
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月17日 優(yōu)先權日2005年10月17日
發(fā)明者董曉鵬, 張軍明 申請人:美國芯源系統(tǒng)股份有限公司