CN2539344Y - 压电式转换电路的多组负载驱动电路 - Google Patents
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Abstract
一种压电式转换电路的多组负载驱动电路，该驱动电路至少包括：一个以上的压电陶瓷变压器及负载；其中，运用输入偶数个相同相位的电压，由具有一对极化方向相反的输入端的压电陶瓷变压器，或一组由两个压电陶瓷变压器组成但输入端的极化方向相反的压电陶瓷变压器，输出偶数个相位相反的电压至两负载的输入端，而两负载的回授端则分别接地。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多组负载驱动电路，特别涉及一种压电式转换电路的多组负载驱动电路。
背景技术
目前市售台式及笔记型计算机、个人数字助理(PDA)、Webpad所用的液晶显示屏(LCD)所需的光源，是利用一驱动装置以高压驱动冷阴极灯管(CCFL)，使光投射至背光板，使用者就可清楚看出所显示的画面。另外臭氧发生器、负离子发生器都需高压来驱动该元件或该产品，才能达到杀菌效果。
尤其用于LCD TV或附加触控薄膜的LCD显示屏，需要更高亮度补偿视觉需求。而冷阴极灯管是利用高压点灯，当管电流愈高，亮度愈亮，另外为了达到强亮度及均匀度，常使用多支灯管，此时最重要是灯管间管电流是否均匀或相互特性误差小，另外多组负载的增加，使驱动点亮的控制单元数也增加，电路板体积变大，导致制作上不易，成本增加。如第1图所示为一般驱动CCFL冷阴极灯管点亮的驱动装置，当电源单元3的电压加入时，驱动单元5立即驱动压电陶瓷变压器1动作通过逆/正压电效应，驱动冷阴极灯管2点亮，脉宽调制(PWM)控制单元4通过电流回授7检测灯管2的管电流，以输出一共振频率，通过驱动单元5及压电变压器1可控制CCFL灯管2的平均电流。这样所产生的光投射至背光板显示画面。
如果使用多支灯管来补足亮度及均匀度，因为每支灯管生产上的误差，常造成灯管间管电流及亮度不均匀，成为灯管选配上的困扰或需用更多灯管改善亮度及均匀度，造成成本增加，且也不易制作及调整。
现有的日本“特愿平11-259028”所采用的驱动方式，是在两个压电变压器输入端，输入一对相位相反的电压，经压电变压器在输出端输出一对相位相反的电压来驱动，只是实际上在电路上应用中，为在连接压电陶瓷变压器的输入端产生一对相位相反的电压，会使驱动电路相对复杂，制作成本较高，不易制作，且该电路使用一电磁式变压器作为电流检出器，将再引起电磁波干扰(EMI)的问题，失去应用压电陶瓷变压器几乎无电磁波干扰(EMI)优点。
实用新型内容
本实用新型的主要目的，在于解决上述传统的缺点，避免缺陷的存在，本实用新型的压电式转换电路的多组负载驱动电路，是由一个以上的压电陶瓷变压器及负载所构成；其中，运用输入偶数个相同相位的电压，由具有一对极化方向相反的输入端的压电陶瓷变压器，或一组由两个压电陶瓷变压器组成但输入端的极化方向相反的压电陶瓷变压器，输出偶数个相位相反的电压至两负载的输入端，而两负载的回授端则分别接地，可获得一输出电流均匀，较大的功率输出及阻抗匹配较好的特性，可用单一驱动电路即可同时驱动多组负载。
本实用新型的另一目的，在于压电陶瓷变压器的输入端并联连接有一电容器，该电容器形成一旁路电容特性，来帮助压电陶瓷变压器的振荡补偿效用，可以再获得更大的能量(以提升负载电流)。
有关本实用新型的技术内容及构造现在就结合附图详细说明如下：
附图说明
图1，是现有冷阴极灯管驱动装置的电路示意图。
图2，是压电陶瓷极化前后晶域(Domain)的变化示意图。
图3-1，是本实用新型所运用的具有单组输出端、输入端的单板压电陶瓷变压器的示意图。
图3-2，是本实用新型所运用的具有单组输出端、输入端的叠层压电陶瓷变压器的示意图。
图3-3，是本实用新型所运用的具有两组输出端、输入端的单板压电陶瓷变压器的示意图。
图3-4，是本实用新型所运用的具有两组输出端、输入端的叠层压电陶瓷变压器的示意图。
图4，是本实用新型的两组单板压电陶瓷变压器的输入及输出电压相位示意图。
图5，是本实用新型实施例的电路示意图。
图6，是本实用新型的运用实施例示意图。
图7，是本实用新型以两个输入端极化方向相反的压电陶瓷变压器为一组的组合用以驱动多组负载的示意图。
图8，是本实用新型的另一实施例示意图。
附件一：一组驱动电路并联输出一对相位相同的电压，至两个但使其输入端的极化方向相反的压电陶瓷变压器组，至两个负载灯管的照片示意图。
附件二：同附件一的驱动电路在两个但使其输入端的极化方向相反的压电陶瓷变压器组，输出一对相位相反的电压的照片示意图。
附件三：同附件一的驱动电路连接至两个输入端但极化方向相同的压电陶瓷变压器组，至两个负载灯管的照片示意图。
具体实施方式
请参见图2，是压电陶瓷极化前后晶域(Domain)的变化示意图。如图所示：一般传统的压电陶瓷变压器为一种一体化的固体电子变压器，采用单层(板)或叠层(积层)结构设计，经成型，高温烧结而成，由于压电陶瓷在高温烧结后不具有压电特性，只是一个单纯介电体含有混乱分布的晶域(Domain)，需经高压直流极化处理使其晶域(Domain)按照所施加极化电场的方向作规则排列制成。
由于压电陶瓷变压器是利用压电陶瓷机械能和电能间逆/正压电效应的能量转换特性，也因压电陶瓷变压器是以谐振方式工作，只在一些特定频率下才有较大电压增益，须与特定电路配合，组成压电式转换电路才能发挥作用。
请参见图3-1、3-2、3-3、3-4，是本实用新型所运用的单组及两组输出端、输入端的单板及叠层压电变压器的示意图。如图所示：本实用新型所运用的单组输出端、输入端的单板或叠层压电变压器都具有一电源输入端及一高压输出端，当电源加入于电源输入端时，该压电陶瓷变压器的高压输出端即产生一高压输出，此高压即可驱动需以高压驱动的负载。
而且本实用新型也可利用两组以上的单板或叠层压电陶瓷变压器，并将二组单板或叠层的极性反转连接后，形成有两个高压输出端，当电源加入于电源输入端后，两高压输出端即可驱动两组负载动作。
请参见图4，是本实用新型的两组单板压电陶瓷变压器的输入及输出电压相位示意图。如图所示：此图中是利用偶数个相同相位的电压，且一对输入端极化方向相反的压电陶瓷变压器1、1′，并将两个压电陶瓷变压器1、1′的电源输入端12、12′连接在一起接地，分别在电源输入端11、11′加入一对相同相位的电压后，在两个压电陶瓷变压器1、1′的高压输出端13、13′上测得两相位相反的讯号，因此两压电陶瓷变压器1、1′所产生的相位相反的讯号能够以瞬间快速交替的方式来驱动负载。所以，可获得一输出电流均匀，较大功率输出及阻抗匹配较好的特性。可用单一驱动电路即可同时驱动多组负载。
请参见图5，是本实用新型实施例电路方块示意图。如图所示：此驱动电路，至少包括有：偶数个相同相位的输入电压，一对输入端极化方向相反的压电变压器1、1′，及受前述压电陶瓷变压器输出偶数个相位相反电压驱动的负载2、2′(根据需要以高压驱动元件、产品如冷阴极萤光灯管、臭氧发生器、负离子发生器等的任一种)，此驱动模块所强调的是将两负载2、2′的回授端21、21′分别接地，其输入端22、22′分别与极化方向相反的压电陶瓷变压器1、1′输出端13、13′连接，在驱动电路驱动下，可获得一输出电流均匀，较大的功率输出及阻抗匹配较好的特性，可用单一驱动电路即可同时驱动多组负载。
当此驱动模块在运用时，是运用于压电式转换电路上，由一组驱动电路并联输出偶数个相同相位的电压，至二个压电变压器组1、1′，但使其一对输入端极化方向相反及用以输出偶数个相位相反的电压来驱动两负载2、2′动作，此时两负载2、2′会以快速瞬间的交替动作，在示波器上可测得两负载2、2′的电压相位角度相反(如附件一、二所示)，可知两负载2、2′是以快速瞬间交替的方式被驱动。
特举一运用实施例说明。请参见图6，是本实用新型的运用实施例示意图。如图所示：为冷阴极灯管驱动装置，包括有：一电源单元3，一脉宽调制(PWM)控制单元4，一驱动单元5与两个输入端极化方向相反的压电陶瓷变压器组1、1′，及两个灯管2、2′，当启动时驱动单元5立即驱动压电变压器1、1′动作，驱动灯管2、2′作点亮动作，此时脉宽调制(PWM)控制单元4通过电流回授7检测灯管2、2′的管电流，以输出一共振频率，通过驱动单元3及压电陶瓷变压器1、1′可以控制两灯管2、2′的平均电流。
由于上述两灯管2、2′的输入端22、22′分别与压电陶瓷变压器1、1′输出端连接，两灯管2、2′回授端21、21′则接地，所以灯管2、2′得以瞬间快速交替点亮。这样在周而复始的控制下，可获得一管电流均匀，较大的功率输出及阻抗匹配较好的特性，运用于液晶显示屏(LCD)背光板的灯管数可大幅减少，使制作调整及选配上更容易，大幅降低制造成本。
请参见图7，是本实用新型以两个输入端极化方向相反的压电陶瓷变压器为一组的组合用以驱动多组负载的示意图。如图所示：利用上述的技术内容，也可同时连接多组压电陶瓷变压器1、1′，且在每一组压电陶瓷变压器1、1′可再并连多组一个或以上负载2、2′，当每一组压电陶瓷变压器1、1′被驱动时，可同时驱动多组负载2、2′动作。
请参见图8，是本实用新型的另一实施例示意图。如图所示：与图5大致相同，不同之处在于压电陶瓷变压器1、1′的电源输入端11、12、11′、12′的输入端并联一电容器6、6′形成一旁路电容特性，帮助压电陶瓷变压器1、1′的振荡补偿效用，可获更大能量输出(提升电流及输出功率)。因此，可使灯管数减少，或相对此驱动装置输入电压可降低，或所使用的电子零件也减少，或制作压电陶瓷变压器材料可减少，进而使制作成本降低，制作上更加容易。
特举由一组驱动电路并联输出一对相同相位的电压，至两个但使其输入端的极化方向相反的压电陶瓷变压器组，输出一对相位相反的电压，至一个及两个负载灯管的输入端，而负载的回授端则接地的实验说明如下：
一、两个输入端极化方向相同及相反的压电变压器组驱动两支负载灯管(如附件一、二、三)
A、测试条件：V(DCV)为12.5±5％V，灯管长度220mm×2支，工作频率为74±2kHz，调光条件为DCV 0V，两个3.5W叠层压电变压器为42mm L×7.4mm W×3.7mm t，输入端静电容量各为160nF、180nF，输入端叠层数为18层，测试温度：27±10％℃。
B、测试报告：
| A管电流(AVG)mAacI | B管电流(AVG)mAacI | |
| 极化方向相同 | 7.37mA | 6.43mA |
| 极化方向相反 | 6.31mA | 5.89mA |
由上述本实验证明运用压电变压器组但使其极化方向相反，输出一对相位相反的电压分别驱动两支灯管，可得一组较均匀的管电流，改善两支灯管的均匀度。
Claims (5)
1.一种压电式转换电路的多组负载驱动电路，所述多组负载驱动电路至少包括有：一个以上的压电陶瓷变压器(1、1′)及负载(2、2′)；其中，运用输入偶数个相同相位的电压，由具有一对极化方向相反的输入端(11、12、11′、12′)的压电陶瓷变压器，或一组由两个压电陶瓷变压器(1、1′)组成但输入端(11、12、11′、12′)的极化方向相反的压电陶瓷变压器，输出偶数个相位相反的电压至两负载(2、2′)的输入端(22、22′)，而两负载(2、2′)的回授端(21、21′)则分别接地。
2.根据权利要求1所述的压电式转换电路的多组负载驱动电路，其中，所述压电陶瓷变压器(1、1′)采用单层(板)或叠层(积层)，一个输出端或偶数个输出端的结构设计。
3.根据权利要求1所述的压电式转换电路的多组负载驱动电路，其中，所述负载(2、2′)为一种需以高压驱动的元件或产品的任一种。
4.根据权利要求3所述的压电式转换电路的多组负载驱动电路，其中，所述需以高压驱动的元件、产品可为冷阴极萤光灯管、臭氧发生器、负离子发生器等的任一种。
5.根据权利要求1所述的压电式转换电路的多组负载驱动电路，其中，所述压电陶瓷变压器(1、1′)的输入端(11、12、11′、12′)并联连接有一电容器(6、6′)。
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| CN 02234043 CN2539344Y (zh) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 压电式转换电路的多组负载驱动电路 |
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| CN2539344Y true CN2539344Y (zh) | 2003-03-05 |
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| CN (1) | CN2539344Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100437729C (zh) * | 2004-03-12 | 2008-11-26 | 新巨企业股份有限公司 | 变压器准位驱动电路 |
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2002
- 2002-05-21 CN CN 02234043 patent/CN2539344Y/zh not_active Expired - Lifetime
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