專利名稱：用于多個(gè)ccf燈操作的均流方案及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0002本發(fā)明一般涉及平衡變壓器，特別是涉及一種在多燈背光系統(tǒng)中進(jìn)行均流處理或電流共享的環(huán)平衡器(ring balancer)。
背景技術(shù)：
0003在液晶顯示(LCD)的應(yīng)用中需要背光來(lái)照射屏幕，以便進(jìn)行可視化顯示。隨著LCD顯示板(例如LCD電視或大屏幕LCD監(jiān)視器)尺寸的增加，冷陰極熒光燈(CCFL)背光系統(tǒng)可和多個(gè)燈一起操作，以使顯示器獲得高質(zhì)量的照度。多燈操作的問(wèn)題之一在于，如何使每個(gè)燈保持基本相等或受控的操作電流，從而在顯示屏幕上產(chǎn)生期望照度效果，同時(shí)還要減少電子控制和功率開(kāi)關(guān)裝置以降低系統(tǒng)成本。下面將討論一些技術(shù)難題。
0004CCFL操作電壓的變化一般為給定電流等級(jí)的±20％左右。將多個(gè)燈并聯(lián)連接在公共電壓源上，在沒(méi)有平衡機(jī)制的情況下在這些燈中實(shí)現(xiàn)相等均流處理是十分困難的。而且，在較低操作電壓燈被點(diǎn)亮后，可能不能點(diǎn)亮具有較高操作電壓的燈。
0005利用多個(gè)燈來(lái)構(gòu)建顯示板時(shí)，為每個(gè)燈提供相同的環(huán)境條件是困難的。因而，對(duì)于每個(gè)燈寄生參數(shù)是不同的。燈的寄生參數(shù)(例如寄生電抗或寄生電容)在典型的燈布局中有時(shí)變化很大。在高頻率和高電壓操作條件下，寄生電容的不同導(dǎo)致了每個(gè)燈的電容泄漏電流不同，電容泄漏電流是每個(gè)燈的有效燈電流(因而以及亮度)中的一個(gè)變量。
0006一種方法是串聯(lián)連接變壓器的初級(jí)繞組，并將燈連接在這些變壓器各自的次級(jí)繞組上。在這種配置下由于流經(jīng)初級(jí)繞組的電流基本相等，經(jīng)過(guò)次級(jí)繞組的電流就可由安培匝數(shù)平衡機(jī)制來(lái)控制。通過(guò)這種方式，次級(jí)電流(或燈電流)就可由一個(gè)公共初級(jí)電流調(diào)節(jié)器和變壓器匝數(shù)比來(lái)控制。
0007在燈數(shù)量以及相應(yīng)的變壓器數(shù)量增加時(shí)，上述方法會(huì)受到限制。隨著燈數(shù)量的增加，輸入電壓會(huì)受到限制，因此降低了每個(gè)變壓器初級(jí)繞組可用的電壓。設(shè)計(jì)這種相聯(lián)變壓器或聯(lián)合變壓器較為困難。

發(fā)明內(nèi)容
0008本發(fā)明提供了一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)熒光燈的背光系統(tǒng)，所述熒光燈例如為具有準(zhǔn)確電流匹配的冷陰極熒光燈(CCFL)。例如，當(dāng)利用一個(gè)公共交流(AC)源對(duì)并聯(lián)配置的多個(gè)負(fù)載供電時(shí)，通過(guò)在公共AC源和多個(gè)負(fù)載之間以一種環(huán)平衡器配置的形式插入多個(gè)平衡變壓器，將流經(jīng)每個(gè)獨(dú)立負(fù)載的電流控制成基本相等或者控制為某個(gè)預(yù)定比率。所述平衡變壓器包括各自的初級(jí)繞組，它們分別與每個(gè)負(fù)載獨(dú)立地串聯(lián)連接。所述平衡變壓器的次級(jí)繞組被同相地串聯(lián)連接，從而形成一個(gè)短路回路。所述次級(jí)繞組傳導(dǎo)一個(gè)公共電流(例如短路電流)。通過(guò)為平衡變壓器使用相同的匝數(shù)比，使由各自的平衡變壓器的初級(jí)繞組傳導(dǎo)的電流以及流經(jīng)相應(yīng)負(fù)載的電流相等，或者通過(guò)使用不同的匝數(shù)比使它們成一個(gè)預(yù)定比率。
0009通過(guò)平衡變壓器的電磁平衡機(jī)制和耦合穿過(guò)次級(jí)繞組的環(huán)的電磁交叉，有利于在環(huán)平衡器中實(shí)現(xiàn)電流匹配(或均流)。在多個(gè)負(fù)載(例如，燈)中的均流有利地是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)源結(jié)構(gòu)來(lái)控制的，而不使用額外的有源控制機(jī)制，降低了背光系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。不同于在負(fù)載數(shù)量增加時(shí)變得相當(dāng)復(fù)雜乃至有時(shí)會(huì)不可實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)的平衡-不平衡變壓器(balun)的方案，上述方案更為簡(jiǎn)單、成本更低、更易于制造，以及可平衡更高的電流，并且沒(méi)有對(duì)負(fù)載數(shù)目理論上的限制。
0010在一個(gè)實(shí)施例中，背光系統(tǒng)使用公共AC源(例如，一個(gè)單獨(dú)的AC源或多個(gè)同步的AC源)來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)并聯(lián)的、具有環(huán)平衡器的燈結(jié)構(gòu)，其中所述環(huán)平衡器包含一個(gè)變壓器網(wǎng)絡(luò)，其至少具有一個(gè)為每個(gè)燈結(jié)構(gòu)所指定的變壓器。環(huán)平衡器中的每個(gè)變壓器的初級(jí)繞組與其指定燈結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接，并且多個(gè)初級(jí)繞組-燈結(jié)構(gòu)的組合并聯(lián)耦合到一個(gè)單獨(dú)的AC源上或者被布置成多個(gè)并聯(lián)小組，連接到一組同步AC源上。變壓器的次級(jí)繞組串聯(lián)連接在一起，形成一個(gè)閉合回路或閉環(huán)。在變壓器網(wǎng)絡(luò)中的連接極性以這樣的方式來(lái)排列當(dāng)施加于初級(jí)繞組的電壓為同相位時(shí)，每個(gè)次級(jí)繞組上的電壓在閉合回路中就是同相的。因而，當(dāng)在初級(jí)繞組上產(chǎn)生同相電壓時(shí)，公共短路電流將流過(guò)在串聯(lián)連接回路中的次級(jí)繞組。
0011燈電流流過(guò)各自的變壓器初級(jí)繞組和流過(guò)各自的燈結(jié)構(gòu)來(lái)提供照明。如果起磁電流可忽略，則流經(jīng)各自的初級(jí)繞組的燈電流與流經(jīng)次級(jí)繞組的、公共電流成比例。因而，根據(jù)變壓器匝數(shù)比，不同燈結(jié)構(gòu)的燈電流可以達(dá)到彼此之間基本相等或成比例。在一個(gè)實(shí)施例中，變壓器具有基本相等的匝數(shù)比，以實(shí)現(xiàn)達(dá)到均勻燈亮度所需的基本匹配的燈電流水平。
0012在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)平衡器的變壓器的初級(jí)繞組連接在各自燈結(jié)構(gòu)的高電壓端和公共AC源之間。在又一實(shí)施例中，該初級(jí)繞組連接在各自燈結(jié)構(gòu)的返回端和公共AC源之間。在再一個(gè)實(shí)施例中，在燈結(jié)構(gòu)的兩端使用分離的環(huán)平衡器。在另一實(shí)施例中，每個(gè)燈結(jié)構(gòu)包括了兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接的熒光燈，并且與每個(gè)燈結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的初級(jí)繞組被插入在這些熒光燈之間。
0013在一個(gè)實(shí)施例中，公共AC源是一個(gè)具有控制器的換流器、一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，以及一個(gè)輸出變壓器級(jí)。該輸出變壓器級(jí)可包括一個(gè)具有以地為基準(zhǔn)的次級(jí)繞組的變壓器，其以單端配置驅(qū)動(dòng)燈結(jié)構(gòu)?？蛇x地，輸出變壓器級(jí)可配置成以浮置配置或差動(dòng)配置來(lái)驅(qū)動(dòng)燈結(jié)構(gòu)。
0014在一個(gè)實(shí)施例中，背光系統(tǒng)還包括了故障檢測(cè)電路，其通過(guò)監(jiān)控環(huán)平衡器次級(jí)繞組上的電壓來(lái)檢測(cè)開(kāi)路(或斷路)燈或短路燈的狀態(tài)。例如，當(dāng)一個(gè)燈結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)開(kāi)路燈時(shí)，相應(yīng)串聯(lián)連接的初級(jí)繞組和相聯(lián)系的次級(jí)繞組上的電壓就會(huì)升高；而當(dāng)一個(gè)燈結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)短路燈時(shí)，正在工作的(或非短路的)燈結(jié)構(gòu)的初級(jí)繞組和相聯(lián)系的次級(jí)繞組上的電壓就會(huì)升高。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)故障檢測(cè)電路指示出一個(gè)開(kāi)路燈或短路燈狀態(tài)時(shí)，所述背光系統(tǒng)切斷公共AC源。
0015在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器。每個(gè)平衡變壓器包括一個(gè)磁芯、一個(gè)初級(jí)繞組，以及一個(gè)次級(jí)繞組。在一個(gè)實(shí)施例中，該磁芯具有高的相對(duì)導(dǎo)磁率，其初始相對(duì)導(dǎo)磁率大于5000。
0016多個(gè)平衡變壓器可具有基本相等的匝數(shù)比或不同的匝數(shù)比，用于對(duì)初級(jí)繞組中電流的控制。在一個(gè)實(shí)施例中，所述磁芯具有環(huán)形形狀或螺旋管形形狀(toroidal shape)，并且初級(jí)繞組和次級(jí)繞組漸進(jìn)地纏繞在磁芯的分離部分或區(qū)段上。在又一個(gè)實(shí)施例中，一根單獨(dú)的絕緣導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)平衡器上環(huán)形形狀的磁芯的內(nèi)孔，從而形成次級(jí)繞組的一個(gè)閉合回路。在再一個(gè)實(shí)施例中，所述磁芯基于一種E形結(jié)構(gòu)，而初級(jí)繞組和次級(jí)繞組纏繞在線架的分離部分上。
0017通過(guò)后面結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的這些和其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更加清晰。出于總結(jié)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的特定方面、優(yōu)點(diǎn)以及新特性將在此描述。應(yīng)當(dāng)理解，不需根據(jù)本發(fā)明特定的實(shí)施例才獲得所有這些優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明可通過(guò)實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化在此討論一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式加以實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)，而不需實(shí)現(xiàn)在此討論或建議的其它優(yōu)點(diǎn)。


0018圖1是一個(gè)具有環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中所述環(huán)平衡器耦合于電源和多個(gè)燈的高電壓端之間。
0019圖2是一個(gè)具有環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中所述環(huán)平衡器耦合于多個(gè)燈的返回端和地之間。
0020圖3是具有多對(duì)并聯(lián)配置的燈和一個(gè)環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中所述環(huán)平衡器插入在這些成對(duì)的燈之間。
0021圖4是具有多個(gè)燈的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中多個(gè)燈是以浮置配置來(lái)驅(qū)動(dòng)的。
0022圖5是具有多個(gè)燈的背光系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中多個(gè)燈是以浮置配置來(lái)驅(qū)動(dòng)的。
0023圖6是具有兩個(gè)環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中在并聯(lián)的燈的每一端有一個(gè)環(huán)平衡器。
0024圖7是具有多個(gè)燈的背光系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中多個(gè)燈是以差動(dòng)配置來(lái)驅(qū)動(dòng)的。
0025圖8說(shuō)明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形或螺旋管形磁芯(toroidalcore)平衡變壓器的實(shí)施例。
0026圖9是具有一個(gè)單匝次級(jí)繞組回路的環(huán)平衡器的實(shí)施例。
0027圖10是使用基于E形磁芯結(jié)構(gòu)的平衡變壓器的實(shí)施例。
0028圖11示出了故障檢測(cè)電路的一個(gè)實(shí)施例，該電路耦合到一個(gè)環(huán)平衡器，以檢測(cè)是否存在未工作的燈。
具體實(shí)施例方式
0029本發(fā)明的實(shí)施例將在下文中參考附圖加以描述。圖1是具有一個(gè)環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中所述環(huán)平衡器耦合于輸入AC源100和多個(gè)燈(燈1，燈2，…，燈k)的高電壓端之間，該多個(gè)燈顯示為燈104(1)-104(k)(總稱為燈104)。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)平衡器包括了多個(gè)平衡變壓器(Tb1，Tb2，…，Tbk)，該多個(gè)平衡變壓器顯示為平衡變壓器102(1)-102(k)(總稱為平衡變壓器102)。每個(gè)平衡變壓器102都被指定用于燈104中不同的燈。
0030平衡變壓器102具有各自的初級(jí)繞組，其與它們的指定燈104串聯(lián)耦合。平衡變壓器102具有各自的次級(jí)繞組，其彼此串聯(lián)連接并同相，從而形成一個(gè)短路(或閉合)回路。次級(jí)繞組的極性被排列成使次級(jí)繞組中感應(yīng)的電壓同相，并在所述閉合回路中相加在一起。
0031所述初級(jí)繞組-燈的組合并聯(lián)耦合到輸入AC源100。該輸入AC源100在圖1中被顯示為單一電壓源，以及初級(jí)繞組被耦合于各自的燈104的高電壓端和輸入AC源100的正極之間。在另一個(gè)實(shí)施例中(未示出)，初級(jí)繞組-燈的組合被分割成小組，其中每個(gè)小組都包含一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的初級(jí)繞組-燈的組合。這些小組可由彼此同步的不同的電壓源來(lái)驅(qū)動(dòng)。
0032按照上面描述的排列，當(dāng)電流在各自的初級(jí)繞組中流動(dòng)時(shí)，平衡變壓器102的次級(jí)繞組中會(huì)產(chǎn)生短路(或公共)電流(Ix)。由于次級(jí)繞組是在一個(gè)回路中被串聯(lián)連接的，因此流過(guò)每個(gè)次級(jí)繞組的電流是基本相等的。如果平衡變壓器102的起磁電流是可被忽略的，那么對(duì)于每個(gè)平衡變壓器102就可建立如下關(guān)系N11·I11＝N21·I21；N12·I12＝N22·I22；……N1k·I1k＝N2k·I2k；(方程1)0033N1k和I1k分別代表第k個(gè)平衡變壓器的初級(jí)匝數(shù)和初級(jí)電流，N2k和I2k分別代表第k個(gè)平衡變壓器的次級(jí)匝數(shù)和次級(jí)電流。由此可得到I11＝(N21/N11)·I21；I12＝(N22/N12)·I22；……I1k＝(N2k/N1k)·I2k；(方程2)0034由于次級(jí)繞組的串聯(lián)連接，次級(jí)電流相等，因此I21＝I22＝……＝I2k＝Ix(方程3)0035初級(jí)電流以及由各自的燈104傳導(dǎo)的燈電流，可以根據(jù)方程2由平衡變壓器102的匝數(shù)比(N21/N11，N22/N12，…，N2k/N1k)來(lái)按比例地控制。實(shí)際上，如果某個(gè)特定平衡變壓器中的任何電流偏離了方程2中所限定的關(guān)系，則來(lái)自誤差安培匝數(shù)的結(jié)果磁通量就會(huì)在初級(jí)繞組中感應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的校正電壓，以使初級(jí)電流遵循方程2的平衡條件。
0036按照上面描述的關(guān)系，如果需要相等的燈電流，就可通過(guò)為平衡變壓器102設(shè)置基本相等的匝數(shù)比來(lái)實(shí)現(xiàn)，而完全不必考慮可能的燈操作電壓的變化。進(jìn)一步地，如果特定燈的電流由于一些實(shí)際原因(例如，歸因于周?chē)h(huán)境的寄生電容的不同)需要與其他的燈相比設(shè)置為不同的級(jí)別，就可根據(jù)方程2通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)平衡變壓器的匝數(shù)比來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這種方式，調(diào)節(jié)每個(gè)燈的電流不需要使用任何有源均流方案或使用復(fù)雜的平衡-不平衡變壓器結(jié)構(gòu)。除了上述優(yōu)點(diǎn)以外，所提到的背光系統(tǒng)在一個(gè)燈短路后還可以減少短路電流。
0037此外，所提出的背光系統(tǒng)有利于自動(dòng)化燈點(diǎn)亮。當(dāng)一個(gè)燈開(kāi)路或者未點(diǎn)亮?xí)r，在它的指定初級(jí)繞組上會(huì)產(chǎn)生額外電壓(該電壓與輸入AC源100同相)來(lái)幫助點(diǎn)亮該燈。上述額外的電壓是由增加的磁通量來(lái)產(chǎn)生，該磁通量的增加是由在初級(jí)電流中的磁通量下降所造成的。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)特定的燈沒(méi)有被點(diǎn)亮，該燈就實(shí)際處在開(kāi)路狀態(tài)下，于是流過(guò)相應(yīng)平衡變壓器初級(jí)繞組的電流就會(huì)基本上等于0。在次級(jí)繞組的閉合回路中循環(huán)的電流使得方程1的安培匝數(shù)平衡方程無(wú)法在這一情況下保持。由不平衡安培匝數(shù)產(chǎn)生的額外的磁化力將在平衡變壓器的初級(jí)繞組中產(chǎn)生額外的電壓。該額外電壓與輸入AC源100同相相加，從而導(dǎo)致未點(diǎn)亮燈上電壓的自動(dòng)增加，以幫助該燈點(diǎn)亮。
0038應(yīng)當(dāng)注意的是本發(fā)明的應(yīng)用并不限于背光系統(tǒng)中的多個(gè)燈(例如CCFL)。本發(fā)明也可應(yīng)用到其它類型的應(yīng)用和不同類型的負(fù)載中，其中多個(gè)負(fù)載被并聯(lián)地連接到公共AC源，并且期望在負(fù)載中進(jìn)行電流匹配。
0039應(yīng)當(dāng)注意的是在示于圖1的實(shí)施例之外，各種各樣的電路配置可通過(guò)本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖2-7顯示了使用至少一個(gè)用于電流匹配的環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的其它實(shí)施例的例子。在實(shí)際應(yīng)用中，其它類型的配置(未示出)同樣可基于相同原理，并根據(jù)實(shí)際背光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)以公式刻畫(huà)。例如，在多個(gè)燈通過(guò)多于一個(gè)的AC源來(lái)驅(qū)動(dòng)時(shí)，根據(jù)這一原理來(lái)平衡所述多個(gè)燈的電流是可能的，只要該多個(gè)AC源是同步的并保持了根據(jù)這一原理的原則的相位關(guān)系。
0040圖2是具有一個(gè)環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中所述環(huán)平衡器耦合于地和多個(gè)燈的返回端之間；上述多個(gè)燈(燈1、燈2，…，燈k)顯示為燈208(1)-208(k)(總稱為燈208)。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器(Tb1，Tb2，…，Tbk)，其顯示為平衡變壓器210(1)-210(k)(總稱為平衡變壓器210)。每個(gè)平衡變壓器210被指定用于燈208中不同的燈。
0041平衡變壓器210具有各自的初級(jí)繞組和各自的次級(jí)繞組，其中所述初級(jí)繞組與它們的指定燈208串聯(lián)耦合，而所述次級(jí)繞組則連接成一個(gè)串行環(huán)。示于圖2的實(shí)施例和示于圖1的實(shí)施例基本類似，除了環(huán)平衡器被耦合在各自的燈208的返回端以外。例如，初級(jí)繞組被耦合在燈208各自的返回端和地之間。燈208的高電壓端被耦合于電壓源200的正極。
0042出于示例的目的，電壓源200以進(jìn)一步的細(xì)節(jié)作為一個(gè)換流器來(lái)顯示，該換流器包括了一個(gè)控制器202、一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)204以及一個(gè)輸出變壓器級(jí)206。所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)204接受直流(DC)輸入電壓(V-IN)，并且該開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)204受控于來(lái)自控制器202的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以產(chǎn)生輸出變壓器級(jí)206的AC信號(hào)。在示于圖2的實(shí)施例中，輸出變壓器級(jí)206包括一個(gè)單獨(dú)的變壓器，該單獨(dú)的變壓器具有一個(gè)以地為參考的次級(jí)繞組；該輸出變壓器級(jí)206以單端配置驅(qū)動(dòng)燈208和環(huán)平衡器。
0043結(jié)合圖1正如在上面討論的，環(huán)平衡器有利于非點(diǎn)亮燈上電壓的自動(dòng)升高，其保證了背光系統(tǒng)中的燈的穩(wěn)定點(diǎn)亮，并且不需要額外的元件或機(jī)構(gòu)。燈的點(diǎn)亮是在并聯(lián)配置的多個(gè)燈操作中的難題之一。自動(dòng)燈點(diǎn)亮，可減少在換流器設(shè)計(jì)中有代表性地保留給點(diǎn)亮操作的空間，以獲得更高的換流器效率和更低的燈電流的波峰因數(shù)、更好地利用控制器202的切換工作循環(huán)，以及更低的傳感器電壓應(yīng)力等等，其中更低的燈電流的波峰因數(shù)是通過(guò)輸出變壓器級(jí)206中的更好的變壓器最優(yōu)化設(shè)計(jì)得到的。
0044圖3是具有多對(duì)并聯(lián)配置的燈和一個(gè)環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中所述環(huán)平衡器插入這些成對(duì)的燈之間。例如，顯示為燈304(1)-304(k)(總稱為燈304)的第一組燈(燈1A，燈2A，…，燈kA)被耦合于輸出變壓器(TX)302的高電壓端和環(huán)平衡器之間；而顯示為燈308(1)-308(k)(總稱為燈308)的第二組燈(燈1B，燈2B，…，燈kB)被耦合于環(huán)平衡器和返回端(或地)之間。驅(qū)動(dòng)器電路300驅(qū)動(dòng)輸出變壓器302，以提供為第一和第二組燈304、308供電的AC源。
0045在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器(Tb1，Tb2，…，Tbk)，其顯示為平衡變壓器306(1)-306(k)(總稱為平衡變壓器306)。每個(gè)平衡變壓器306被指定用于一對(duì)燈，其中一個(gè)燈來(lái)自第一組燈304，另一個(gè)燈來(lái)自第二組燈308。該平衡變壓器306具有各自的次級(jí)繞組，其串聯(lián)連接成一個(gè)閉合回路。在這種配置中，平衡變壓器的數(shù)目有利地是被平衡燈數(shù)目的一半。
0046例如，平衡變壓器306具有各自的初級(jí)繞組，這些初級(jí)繞組被串聯(lián)插入在它們指定的成對(duì)的燈之間。第一組燈304和第二組燈308被有效地成對(duì)串聯(lián)耦合，而且在每對(duì)之間插入有不同的初級(jí)繞組。具有各自指定初級(jí)繞組的這些成對(duì)的燈被并列耦合到輸出變壓器302上。
0047圖4是具有多個(gè)燈的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中多個(gè)燈以浮置配置來(lái)驅(qū)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)器電路400驅(qū)動(dòng)了一個(gè)包括兩個(gè)變壓器402、404的輸出變壓器級(jí)，其中所述變壓器的各自的初級(jí)繞組串聯(lián)連接，所述變壓器的各自的次級(jí)繞組串聯(lián)連接。輸出變壓器402、404的串聯(lián)連接的次級(jí)繞組被耦合到一個(gè)環(huán)平衡器和一組被示為燈408(1)-408(k)(總稱為燈408)的燈(燈1，燈2，…，燈k)上。
0048在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器(Tb1，Tb2，…，Tbk)，其顯示為平衡變壓器406(1)-406(k)(總稱為平衡變壓器406)。每個(gè)平衡變壓器406專用于燈408中一個(gè)不同的燈。平衡變壓器406具有各自的初級(jí)繞組和各自的次級(jí)繞組，其中所述初級(jí)繞組與它們的專用燈408串聯(lián)連接，而所述次級(jí)繞組則彼此串聯(lián)連接成一個(gè)閉合回路。所述初級(jí)繞組-燈的組合并聯(lián)耦合到輸出變壓器402、404的串聯(lián)連接的次級(jí)繞組上。燈408是以一種不參考接地端的浮置配置而被驅(qū)動(dòng)的。
0049圖5是具有多個(gè)燈的背光系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中多個(gè)燈以浮置配置來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖5示出了圖3和圖4的選擇性組合。類似于圖3，一個(gè)環(huán)平衡器被插入在多對(duì)串聯(lián)的燈之間，所述多對(duì)串聯(lián)的燈被并聯(lián)連接在一個(gè)公共電源上；類似于圖4，公共電源包括驅(qū)動(dòng)器電路500，其被耦合到一個(gè)輸出變壓器級(jí)，該輸出變壓器級(jí)包括兩個(gè)串聯(lián)連接的變壓器502、504。
0050例如，被示為燈506(1)-506(k)(總稱為燈506)的第一組燈(燈1A，燈2A，…，燈kA)在輸出變壓器級(jí)的第一端和環(huán)平衡器之間被耦合。被示為燈510(1)-510(k)(總稱為燈510)的第二組燈(燈1B，燈2B，…，燈kB)在環(huán)平衡器和輸出變壓器級(jí)的第二端之間被耦合。所述環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器(Tb1，Tb2，…，Tbk)，其顯示為平衡變壓器508(1)-508(k)(總稱為平衡變壓器508)。每個(gè)平衡變壓器508都被指定用于一對(duì)燈，其中一個(gè)燈來(lái)自第一組燈506，另一個(gè)燈來(lái)自第二組燈510。
0051該平衡變壓器508具有各自的初級(jí)繞組，該初級(jí)繞組串聯(lián)插入在它們指定的成對(duì)的燈之間。第一組燈506和第二組燈510被有效地成對(duì)串聯(lián)耦合，而且在每對(duì)之間插入有不同的初級(jí)繞組。具有各自的指定初級(jí)繞組的成對(duì)的燈在輸出變壓器級(jí)中被并聯(lián)耦合在變壓器502、504的串聯(lián)連接的次級(jí)繞組上。平衡變壓器508所具有的各自的次級(jí)繞組串聯(lián)連接成閉合回路。正如上面所討論的，平衡變壓器508的數(shù)目被有利地減為這種配置下所要平衡的燈506、510的數(shù)目的一半。
0052圖6是具有兩個(gè)環(huán)平衡器的背光系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，其中每個(gè)環(huán)平衡器位于并聯(lián)的燈的一端之上，所述燈被示為燈606(1)-606(k)(總稱為燈606)。第一環(huán)平衡器包括多個(gè)被示為平衡變壓器604(1)-604(k)(總稱為第一組平衡變壓器604)的第一平衡變壓器。第一組平衡變壓器604中的次級(jí)繞組一起串聯(lián)耦合成第一閉合回路。第二環(huán)平衡器包括多個(gè)被示為平衡變壓器608(1)-608(k)(總稱為第二組平衡變壓器608)的第二平衡變壓器。第二組平衡變壓器608中的次級(jí)繞組一起串聯(lián)耦合成第二閉合回路。
0053每個(gè)燈606均與兩個(gè)不同的平衡變壓器相聯(lián)，一個(gè)平衡變壓器來(lái)自第一組平衡變壓器604，另一個(gè)平衡變壓器來(lái)自第二組平衡變壓器608。因而，第一組平衡變壓器604中的初級(jí)繞組與它們相關(guān)聯(lián)的燈606以及第二組平衡變壓器608中相應(yīng)的初級(jí)繞組串聯(lián)耦合。燈和在其兩端不同的初級(jí)繞組的串聯(lián)組合被并聯(lián)耦合到一個(gè)公共電源上。在圖6中，所述公共電源(例如一個(gè)換流器)被顯示為一個(gè)耦合到輸出變壓器602的驅(qū)動(dòng)器600。輸出變壓器602可以浮置配置來(lái)驅(qū)動(dòng)燈606和環(huán)平衡器，或者具有一個(gè)一端接地的次級(jí)繞組，如圖6所示。
0054圖7是具有多個(gè)燈的背光系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中多個(gè)燈以差動(dòng)配置來(lái)驅(qū)動(dòng)。作為示例，本實(shí)施例包括兩個(gè)環(huán)平衡器，其耦合到示為燈708(1)-708(k)(總稱為燈708)的多個(gè)燈的各自的端。環(huán)平衡器與燈708之間的連接基本類似于圖6所示的相應(yīng)連接。
0055第一環(huán)平衡器包括了多個(gè)示為平衡變壓器706(1)-706(k)(總稱為第一組平衡變壓器706)的平衡變壓器。第一組平衡變壓器706所具有的各自的次級(jí)繞組耦合成閉合回路，以平衡燈708之間的電流。第二環(huán)平衡器包括了多個(gè)示為平衡變壓器710(1)-710(k)(總稱為第二組平衡變壓器710)的平衡變壓器。第二組平衡變壓器710所具有的各自的次級(jí)繞組耦合成另一個(gè)閉合回路，以加強(qiáng)或提供在燈708之間進(jìn)行電流平衡的冗余。
0056每個(gè)燈708與兩個(gè)不同的平衡變壓器相聯(lián)，其中一個(gè)平衡變壓器來(lái)自第一組平衡變壓器706，另一個(gè)平衡變壓器來(lái)自第二組平衡變壓器710。第一組平衡變壓器706中的初級(jí)繞組與其相關(guān)聯(lián)的燈708以及第二組平衡變壓器710中相應(yīng)的初級(jí)繞組串聯(lián)耦合。燈與其兩端不同初級(jí)繞組的串聯(lián)組合被并聯(lián)耦合到一個(gè)公共電源上。
0057在圖7中，公共電源(例如一個(gè)分相換流器)被示為驅(qū)動(dòng)器700，其與一對(duì)輸出變壓器702和704相耦合，并且這兩個(gè)變壓器是由這樣的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)的該信號(hào)可以是相移信號(hào)或者具有其它開(kāi)關(guān)模式的信號(hào)，以在各自的輸出變壓器702、704的次級(jí)繞組上產(chǎn)生差動(dòng)信號(hào)(Va、Vb)。差動(dòng)信號(hào)在燈708和環(huán)平衡器上共同產(chǎn)生一個(gè)AC燈電壓(Vlmp＝Va+Vb)。分相換流器進(jìn)一步的細(xì)節(jié)被討論在申請(qǐng)人的共同待決的美國(guó)專利申請(qǐng)第10/903,636號(hào)中，該專利申請(qǐng)于2004年7月30日提交、題為“Split Phase Inverters for CCFL Backlight System”，在此以引用方式將其全部并入本文。
0058圖8舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形磁芯平衡變壓器的一個(gè)實(shí)施例。初級(jí)繞組802和次級(jí)繞組804直接纏繞在環(huán)形磁芯800上。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形磁芯800上的初級(jí)繞組802是漸進(jìn)纏繞的，而不是以多個(gè)交迭層來(lái)纏繞的，這樣可以避免初級(jí)匝之間的高電壓。次級(jí)繞組804也可同樣地漸進(jìn)纏繞。
0059繞組802、804的線材規(guī)格應(yīng)當(dāng)基于電流額定來(lái)選擇，該電流額定產(chǎn)生于方程1和方程2。環(huán)平衡器中的平衡變壓器在任何次級(jí)匝數(shù)或任何初級(jí)-到-次級(jí)匝數(shù)比下有優(yōu)勢(shì)地工作。好的平衡結(jié)果可通過(guò)不同的匝數(shù)比而被獲得，該匝數(shù)比根據(jù)了方程1和方程2所建立關(guān)系。在一個(gè)實(shí)施例中，為次級(jí)繞組804選擇一個(gè)相對(duì)較小的匝數(shù)(例如1-10匝)，這為了簡(jiǎn)化纏繞過(guò)程和降低生產(chǎn)成本。另一個(gè)確定期望次級(jí)匝數(shù)的因素是用于故障檢測(cè)電路的次級(jí)繞組804上的期望電壓信號(hào)電平，其中故障檢測(cè)電路將在后面更富細(xì)節(jié)地討論。
0060圖9是一個(gè)具有單匝次級(jí)繞組回路904的環(huán)平衡器的一個(gè)實(shí)施例。該環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器，這些平衡變壓器所用的環(huán)形磁芯被示為環(huán)形磁芯900(1)-900(k)(總稱為環(huán)形磁芯900)。被示為初級(jí)繞組902(1)-902(k)(總稱為初級(jí)繞組902)的初級(jí)繞組漸進(jìn)地纏繞在各自的環(huán)形磁芯900上。一根單獨(dú)的絕緣導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)形磁芯900的內(nèi)孔，形成一個(gè)單匝次級(jí)繞組回路904。
0061圖10是使用基于E磁芯結(jié)構(gòu)1000的平衡變壓器的實(shí)施例，其中使用了纏繞的線架。該線架被分為兩部分用于初級(jí)繞組的第一部分1002和用于次級(jí)繞組的第二部分1004。這種纏繞布局的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間具有較好的絕緣，因?yàn)樵邳c(diǎn)亮或斷開(kāi)燈的狀態(tài)期間，在初級(jí)繞組上能夠感應(yīng)產(chǎn)生高電壓(例如幾百伏)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于制造過(guò)程較簡(jiǎn)單，因此降低了成本。
0062平衡變壓器的一個(gè)替換性實(shí)施例(未示出)交迭了初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，以在初級(jí)和次級(jí)繞組之間提供緊密的耦合。由于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的交迭，初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間絕緣、制造過(guò)程等等，將變得更加復(fù)雜。
0063可利用不同類型的磁芯和不同的纏繞配置來(lái)構(gòu)造環(huán)平衡器中所用的平衡變壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，平衡變壓器由導(dǎo)磁率相對(duì)較高的材料(例如，初始相對(duì)導(dǎo)磁率大于5000的材料)來(lái)實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)磁率相對(duì)較高的材料對(duì)于給定的窗口空間，在額定操作電流下可提供相對(duì)高的感應(yīng)系數(shù)。為了獲得更好的電流平衡，初級(jí)繞組的磁化感應(yīng)系數(shù)應(yīng)當(dāng)盡可能的高，以使操作期間的起磁電流可以小到被忽略。
0064在給定的操作頻率和磁通密度下，對(duì)于導(dǎo)磁率相對(duì)較高的材料，其磁芯損耗通常要高于導(dǎo)磁率相對(duì)較低的材料的磁芯損耗。然而，在平衡變壓器的正常操作期間，變壓器磁芯的工作磁通密度相對(duì)低，這是因?yàn)樵诔跫?jí)繞組中所引起的電壓數(shù)值(其用于補(bǔ)償操作燈電壓的變化)相對(duì)低。從而，在平衡變壓器中使用導(dǎo)磁率相對(duì)較高的材料有優(yōu)勢(shì)地提供了相對(duì)高的感應(yīng)系數(shù)，同時(shí)將變壓器的操作損失保持在一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃缴稀?br> 0065圖11示出了故障檢測(cè)電路的一個(gè)實(shí)施例，該故障檢測(cè)電路被耦合到環(huán)平衡器，以便檢測(cè)是否存在未工作的燈。示于圖11的背光系統(tǒng)的配置與示于圖1的背光系統(tǒng)基本類似，其具有多個(gè)燈104、一個(gè)公共電源100和包括多個(gè)平衡變壓器102的環(huán)平衡器。圖11中的背光系統(tǒng)進(jìn)一步包括故障檢測(cè)電路，其監(jiān)控平衡變壓器102的次級(jí)繞組上的電壓，以檢測(cè)未工作的燈的狀態(tài)。
0066多個(gè)燈104所傳導(dǎo)的燈電流的平衡是通過(guò)將每個(gè)燈和其指定平衡變壓器102的初級(jí)繞組串聯(lián)連接，同時(shí)將平衡變壓器102的次級(jí)繞組一起連接成一個(gè)重新定義了極性的串聯(lián)回路。在正常操作下，流過(guò)每個(gè)次級(jí)繞組的公共電流使初級(jí)繞組中的電流彼此相等，從而使燈電流保持平衡。
0067初級(jí)繞組中的任何誤差電流都會(huì)在這個(gè)初級(jí)繞組中有效地產(chǎn)生一個(gè)平衡電壓，來(lái)補(bǔ)償燈操作電壓的偏差，其可相對(duì)于額定值變化到20％。一個(gè)相應(yīng)的電壓產(chǎn)生于相關(guān)聯(lián)的次級(jí)繞組中，其與該平衡電壓成比例。
0068來(lái)自平衡變壓器102的次級(jí)繞組的電壓信號(hào)可被監(jiān)控，以檢測(cè)開(kāi)路燈或短路燈的狀態(tài)。例如，當(dāng)一個(gè)燈開(kāi)路時(shí)，在相應(yīng)平衡變壓器102的初級(jí)和次級(jí)繞組中的電壓都會(huì)顯著上升；當(dāng)一個(gè)特定的燈發(fā)生短路時(shí)，在與非短路燈相關(guān)聯(lián)的變壓器繞組中的電壓會(huì)上升。一個(gè)電平檢測(cè)電路可被用來(lái)檢測(cè)上升的電壓，以確定故障狀態(tài)。
0069在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)感測(cè)平衡變壓器102的次級(jí)繞組上的電壓，并將感測(cè)到的電壓與一個(gè)預(yù)定閾值進(jìn)行比較，能夠有區(qū)別地檢測(cè)到開(kāi)路燈或短路燈的狀態(tài)。在圖11中，次級(jí)繞組的電壓通過(guò)各自的電阻分壓器來(lái)感測(cè)，其中電阻分壓器被示為電阻分壓器1100(1)-1100(k)(總稱為電阻分壓器1100)。每個(gè)電阻分壓器1100由一對(duì)串聯(lián)連接的電阻組成，其耦合在各自的次級(jí)繞組的預(yù)定端和地之間。在各對(duì)電阻之間的公共節(jié)點(diǎn)處提供了感測(cè)的電壓(V1，V2，…，Vk)，其被提供給聯(lián)合電路1102。在一個(gè)實(shí)施例中，聯(lián)合電路1102包括多個(gè)隔離二極管，其顯示為隔離二極管1104(1)-1104(k)(總稱為隔離二極管1104)。這些隔離二極管1104組成一個(gè)二極管或電路(diode OR-ed circuit)，該電路的陽(yáng)極被獨(dú)立地耦合到各自的感測(cè)電壓，而陰極則被共同連接在一起以產(chǎn)生與最高感測(cè)電壓相對(duì)應(yīng)的反饋電壓(Vfb)。
0070在一個(gè)實(shí)施例中，反饋電壓被提供到比較器1106的正輸入端。參考電壓(Vref)被提供到該比較器1106的負(fù)輸入端。當(dāng)反饋電壓超過(guò)參考電壓時(shí)，比較器1106就輸出一個(gè)故障信號(hào)(FAULT)，以表明存在一個(gè)或多個(gè)未工作的燈。該故障信號(hào)可被用來(lái)切斷對(duì)燈104供電的公共電源。
0071上面描述的故障檢測(cè)電路的優(yōu)勢(shì)在于其沒(méi)有與燈104直接連接，從而降低了與這一特性相聯(lián)系的復(fù)雜度和成本。應(yīng)當(dāng)注意到可設(shè)計(jì)出許多不同類型的故障檢測(cè)電路，以通過(guò)對(duì)環(huán)平衡器中次級(jí)繞組上電壓的監(jiān)控來(lái)檢測(cè)故障燈的狀態(tài)。
0072雖然已描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但這些實(shí)施例只是以例示方式來(lái)表達(dá)的，并無(wú)意以此限定本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，這里所描述的新方法和系統(tǒng)可以各種各樣的其它形式來(lái)實(shí)施。進(jìn)一步地，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可在描述于此的方法和系統(tǒng)中進(jìn)行各種的省略、替代和改變。所附權(quán)利要求及其等同物將覆蓋這些在本發(fā)明范圍和精神內(nèi)的形式或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種背光系統(tǒng)，其包括并聯(lián)配置的多個(gè)燈結(jié)構(gòu)；公共交流源，其用于為所述多個(gè)燈結(jié)構(gòu)供電；環(huán)平衡器，其與所述公共交流源上的所述多個(gè)燈結(jié)構(gòu)串聯(lián)耦合，其中所述環(huán)平衡器包括多個(gè)平衡變壓器，其具有各自的初級(jí)繞組和各自的次級(jí)繞組，每個(gè)所述初級(jí)繞組與一個(gè)相應(yīng)的燈結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接，而所述次級(jí)繞組中的至少兩個(gè)則被串聯(lián)連接成一個(gè)閉合回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中所述環(huán)平衡器的所述初級(jí)繞組被連接在各自的燈結(jié)構(gòu)的高電壓端和所述公共交流源之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中所述環(huán)平衡器的所述初級(jí)繞組被連接在各自的燈結(jié)構(gòu)的返回端和地之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中每個(gè)所述燈結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)熒光燈，而且所述環(huán)平衡器的所述初級(jí)繞組被連接在各自的熒光燈之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中所述平衡變壓器具有基本一致的匝數(shù)比，以使所述多個(gè)燈結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)基本相等的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中所述平衡變壓器具有不同的匝數(shù)比，以使所述多個(gè)燈結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)具有預(yù)定比率的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中所述公共交流源是一個(gè)單一電壓源或者是多個(gè)同步的電壓源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，其中所述公共交流源是一個(gè)換流器，其包括控制器、開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)以及輸出變壓器級(jí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光系統(tǒng)，其中所述輸出變壓器級(jí)具有一個(gè)變壓器，其具有一個(gè)參考地的次級(jí)繞組，該變壓器以單端配置來(lái)驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)燈結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光系統(tǒng)，其中所述輸出變壓器級(jí)被配置成以浮置配置或差動(dòng)配置來(lái)驅(qū)動(dòng)所述燈結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光系統(tǒng)，進(jìn)一步包括故障檢測(cè)電路，其通過(guò)感測(cè)在所述環(huán)平衡器的一個(gè)或多個(gè)所述次級(jí)繞組中電壓的增加，來(lái)檢測(cè)未工作的燈的狀態(tài)。
12.一種顯示板，其包括換流器，其被配置成以單端輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)并聯(lián)的熒光燈；第一環(huán)平衡器，其被插入到所述單端輸出和各自的熒光燈的高電壓端之間，其中所述第一環(huán)平衡器具有第一多個(gè)平衡變壓器，其具有各自的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中所述初級(jí)繞組與相應(yīng)的熒光燈分別獨(dú)立地串聯(lián)耦合，而所述次級(jí)繞組則被連接成一個(gè)閉合回路；以及第二環(huán)平衡器，其插入到各自的熒光燈的返回端和地之間，其中所述第二環(huán)平衡器具有第二多個(gè)平衡變壓器，其具有各自的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中所述初級(jí)繞組與相應(yīng)的熒光燈分別獨(dú)立地串聯(lián)耦合，而所述次級(jí)繞組則被連接成一個(gè)閉合回路。
13.一種顯示板，其包括換流器，其配置成以差動(dòng)輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)并聯(lián)的熒光燈；第一環(huán)平衡器，其插入到所述換流器的第一差動(dòng)輸出和各自的熒光燈的第一端之間，其中所述第一環(huán)平衡器具有第一多個(gè)平衡變壓器，該第一平衡變壓器具有各自的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中所述初級(jí)繞組與各自的熒光燈分別串聯(lián)耦合，而所述次級(jí)繞組則被連接成一個(gè)閉合回路；以及第二環(huán)平衡器，其插入到各自的熒光燈的第二端和所述換流器的第二差動(dòng)輸出之間，其中所述第二環(huán)平衡器具有第二多個(gè)平衡變壓器，該第二平衡變壓器具有各自的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，所述初級(jí)繞組與各自的熒光燈分別獨(dú)立地串聯(lián)耦合，所述次級(jí)繞組連接成一個(gè)閉合回路。
14.一種在背光系統(tǒng)中的多個(gè)燈之間平衡電流的方法，該方法包括以下動(dòng)作為一個(gè)或多個(gè)燈的每個(gè)并聯(lián)支路指定一個(gè)平衡變壓器，其中所述平衡變壓器的初級(jí)繞組與指定支路的燈串聯(lián)耦合；以及以串聯(lián)回路配置來(lái)連接所述平衡變壓器的次級(jí)繞組，以傳導(dǎo)公共電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述平衡變壓器具有基本一致的匝數(shù)比，以使所述并聯(lián)分支傳導(dǎo)基本相等的電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述平衡變壓器具有不同的匝數(shù)比，以使所述并聯(lián)分支按照預(yù)定的比率來(lái)傳導(dǎo)電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括使用公共AC源來(lái)給所述并聯(lián)的燈支路供電的動(dòng)作。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括通過(guò)感測(cè)一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組上的電壓的升高來(lái)檢測(cè)故障燈的動(dòng)作。
19.一種背光系統(tǒng)，其包括利用多個(gè)變壓器在多個(gè)燈之間平衡電流的裝置，其中所述變壓器各自的次級(jí)繞組串聯(lián)連接成閉合回路。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的背光系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括通過(guò)監(jiān)控所述次級(jí)繞組上的電壓來(lái)確定短路燈和開(kāi)路燈狀態(tài)的裝置。
21.一種在多個(gè)并聯(lián)配置的負(fù)載之間進(jìn)行均流的平衡器，所述平衡器包括多個(gè)平衡變壓器，每個(gè)所述平衡變壓器被指定給一個(gè)特定的負(fù)載；而且每個(gè)所述平衡變壓器包括一個(gè)磁芯、一個(gè)被插入成與它的指定負(fù)載串聯(lián)的初級(jí)繞組、以及一個(gè)次級(jí)繞組，其中所述平衡器的次級(jí)繞組串聯(lián)耦合成一個(gè)閉合回路，以傳導(dǎo)公共電流。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述磁芯具有環(huán)形形狀，所述初級(jí)繞組和所述次級(jí)繞組被漸進(jìn)地纏繞在所述磁芯的分離部分上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述磁芯具有環(huán)形形狀，以及一根單獨(dú)的絕緣導(dǎo)線穿過(guò)所述平衡器中所述磁芯的內(nèi)孔，從而構(gòu)成一個(gè)閉合回路次級(jí)繞組。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述磁芯基于一種E形結(jié)構(gòu)，而且所述初級(jí)繞組和所述次級(jí)繞組是被纏繞在一個(gè)線架的分離部分上。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述磁芯具有高的相對(duì)導(dǎo)磁率，其初始相對(duì)導(dǎo)磁率大于5000。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述多個(gè)平衡變壓器具有基本一致的匝數(shù)比。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述多個(gè)平衡變壓器具有不同的匝數(shù)比。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡器，其中所述次級(jí)繞組的極性被排列成使所述次級(jí)繞組中感應(yīng)的電壓在所述閉合回路中為同相并相加在一起。
29.一種在多個(gè)并聯(lián)負(fù)載之間控制電流比率的方法，該方法包括以下步驟為每個(gè)負(fù)載提供一個(gè)平衡變壓器；將每個(gè)負(fù)載與相應(yīng)的平衡變壓器的初級(jí)繞組串聯(lián)耦合；并且在一個(gè)串聯(lián)回路內(nèi)耦合所述平衡變壓器的次級(jí)繞組，以傳導(dǎo)公共電流。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述平衡變壓器具有基本一致的匝數(shù)比，以使多個(gè)負(fù)載傳導(dǎo)基本相等的電流。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述平衡變壓器具有不同的匝數(shù)比，以允許多個(gè)負(fù)載傳導(dǎo)具有預(yù)定比率的電流。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述次級(jí)繞組的極性被排列成，當(dāng)交流電壓以相同相位被施加在相應(yīng)的初級(jí)繞組上時(shí)，在所述次級(jí)繞組中感應(yīng)的電壓是同相的。
33.一種制造環(huán)平衡器的方法，該方法包括以下動(dòng)作提供多個(gè)環(huán)形磁芯，以對(duì)應(yīng)于多個(gè)平衡變壓器；將一根絕緣導(dǎo)線漸進(jìn)地纏繞在每個(gè)環(huán)形磁芯的一部分上，以對(duì)應(yīng)于各自的平衡變壓器的初級(jí)繞組，其中每個(gè)所述初級(jí)繞組都耦合到一個(gè)分離負(fù)載，用于進(jìn)行均流；并且將一根絕緣導(dǎo)線穿過(guò)所述多個(gè)環(huán)形磁芯而形成環(huán)，以對(duì)應(yīng)于連接成閉合回路的次級(jí)繞組。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述次級(jí)繞組包括所述絕緣導(dǎo)線的一個(gè)單匝。
35.一種環(huán)平衡器，其包括利用多個(gè)變壓器對(duì)多個(gè)并聯(lián)負(fù)載的電流比率進(jìn)行無(wú)源控制的裝置，而且所述變壓器各自的次級(jí)繞組連接為一個(gè)短路回路，而各自的初級(jí)繞組分別獨(dú)立地耦合到不同負(fù)載。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的環(huán)平衡器，其中每個(gè)所述次級(jí)繞組具有10匝或低于10匝的匝數(shù)。
全文摘要
一個(gè)包括多個(gè)平衡變壓器(102)的環(huán)平衡器，其有利于在多燈背光系統(tǒng)中進(jìn)行均流。所述平衡變壓器(102)具有各自的初級(jí)繞組和各自的次級(jí)繞組，初級(jí)繞組與指定燈(104)獨(dú)立地串聯(lián)耦合，次級(jí)繞組被一起耦合成一個(gè)閉合回路。所述次級(jí)繞組傳導(dǎo)公共電流(Ix)，以及各自的初級(jí)繞組傳導(dǎo)成比例的電流，以平衡燈(104)之間的電流。所述環(huán)平衡器有利于自動(dòng)燈點(diǎn)亮，而且所述燈(104)有利地是由公共電壓源(100)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。
文檔編號(hào)H05B37/02GK1887034SQ200480034893
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月6日
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