DE60118416T2

DE60118416T2 - Mehrlampige lcd hinterbeleuchtungssteuerschaltung mit magnetisch gekuppelten komponenten

Info

Publication number: DE60118416T2
Application number: DE60118416T
Authority: DE
Inventors: Chin Chang
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: DE60118416D1; CN1401205A; CN100452940C; WO2002013581A2; EP1310141A2; WO2002013581A3; JP2004506294A; EP1310141B1; US6310444B1; TWI259032B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter zur Steuerung mehrerer Lampen in einer LCD-Anzeige. Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die magnetische Kopplung von Induktoren sowie die magnetische Kopplung von Ausgangstransformatoren für jede der mehreren Lampentreiberschaltungen.
Ein LCD-Monitor macht im Allgemeinen eine effiziente und flache Hintergrundbeleuchtung zur Informationsanzeige erforderlich. Die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe (CCFL) mit kleinem Durchmesser, zum Beispiel Typ T1 von Philips, wird in der Industrie allgemein verwendet. Mit Zunahme der Monitorgröße sind für die Panel-Beleuchtung mehrere Lampen notwendig. Zur Steuerung dieser CCFLs werden elektronische Hochfrequenz-Vorschaltgeräte mit hoher Effizienz und flachem Profil benötigt. Auf Grund seiner geringen Verluste und geringen Belastungen wird der spannungsgespeiste Halbbrücken-Resonanzumwandler zur Steuerung der CCFL und anderer Fluoreszenzlampen verwendet. Bei Entwickeln des elektronischen Wechselrichters für mehrere CCFLs zieht man in der Regel den Einsatz eines einzigen Wechselrichters an Stelle von zwei Wechselrichtern oder mehr vor, um Kosten und Schaltungskomplexität zu reduzieren. In diesem Bestreben werden für Wechselrichter von Mischlichtlampen im Allgemeinen die so genannte Reihenstruktur in 1 und die Parallelstruktur in 2 verwendet. Bei Vergleichen dieser beiden Strukturen können sich die folgenden Beobachtungen ergeben.
Die Reihenstruktur in 1 weist a) auf Grund der Reihenschaltung der Primärseiten des Ausgangstransformators eine bessere Lampenstromanpassung, b) weniger (3) magnetische Bauelemente auf. Jedoch weist sie ein höheres Windungverhältnis des Ausgangstransformators auf, was in der Übersetzung in einen höheren Wicklungsstrom der Primärseite und in mehr Leitungsverlusten resultiert. Ebenfalls muss bei Erhöhen der Windungszahl der Sekundärseite die Drahtgröße so reduziert werden (z.B. 44AWG), dass der Draht in die vorgegebene Wickelfläche passt. Neben der Tatsache, dass sie zu höheren Leitungsverlusten in der Wicklung beiträgt, kann die kleine Größe des Drahts Probleme während des Herstellungsverfahrens hervorrufen.
Dagegen kann bei der Parallelstruktur von 2 ein Ausgangstransformator mit einem geringeren Windungsverhältnis verwendet werden. Neben klarer Modularität kann die Streuinduktivität der Sekundärseite reduziert und die Systemleistung verbessert werden. Jedoch sieht die Parallelstruktur in 2 eine schlechte Lampenstromanpassung vor und macht mehr (4) magnetische Bauelemente für Mischlichtlampen erforderlich. Was benötigt wird, ist eine Lösung zur Integration magnetischer Bauelemente, um die Mängel der Parallelstruktur zu beheben.
In der vorliegenden Erfindung sind zwei Lösungswege zur Integration magnetischer Bauelemente dargestellt, um die Mängel der Parallelstruktur zu beheben. Bei der ersten Lösung weist ein Wechselrichter zur Steuerung mehrerer Lampen einen ersten Schaltkreis zur Steuerung einer ersten Lampe auf. Der erste Schaltkreis besteht aus einem ersten Induktor in Reihe mit einem ersten Ausgangstransformator zur Steuerung der ersten Lampe. Ein zweiter Schaltkreis steuert eine zweite Lampe. Der zweite Schaltkreis besteht aus einem zweiten Induktor in Reihe mit einem zweiten Ausgangstransformator, welcher eine zweite Lampe steuert. Der erste und der zweite Transformator sind durch einen ersten einzelnen Magnetkern so zusammengeschaltet, dass der Magnetfluss von dem ersten und zweiten Transformator in dem Magnetkern aufgehoben wird, um Kernverluste zu reduzieren. Bei der zweiten Lösung weist der im Zusammenhang mit der ersten Lösung beschriebene Wechselrichter einen zweiten Magnetkern auf, welcher den ersten und zweiten Induktor zusammenschaltet, wobei die Induktoranschlüsse so geschaltet sind, dass entweder der Fluss verbessert oder minimiert wird, wodurch Streuinduktivität minimiert wird bzw. die Wicklungsströme ausgeglichen werden. Es sei erwähnt, dass ein Wechselrichter, bei welchem der erste und der zweite Induktor durch einen zweiten Magnetkern zusammengeschaltet sind, wobei die Induktoranschlüsse so geschaltet sind, dass der Fluss minimiert wird, wodurch die Wicklungsströme ausgeglichen werden, aus DE 4 243 955 bekannt ist.
Bei der ersten Lösung weist der Wechselrichter einen Kern mit drei parallelen, miteinander verbundenen Zweigen auf. Zwei der Zweige sind Außenzweige, einer ist ein Innenzweig. Der erste und der zweite Transformator sind auf den Außenzweigen gewickelt und durch den Innenzweig so geschaltet, dass der Magnetfluss von dem ersten und zweiten Transformator aufgehoben wird. Die Aufhebung wird durch den ersten und zweiten Transformator vorgenommen, welche jeweils eine erste und zweite Primärwicklung aufweisen, die auf gegenüberliegenden Enden ihrer jeweiligen Kerne in einer Antiparallelschaltung positioniert sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 – eine Schemazeichnung eines LCD-Backlight-Wechselrichters nach dem Stand der Technik, welcher eine Reihenstruktur aufweist;
2 – eine Schemazeichnung eines LCD-Backlight-Wechselrichters nach dem Stand der Technik, welcher eine Parallelstruktur aufweist;
3 – eine Schemazeichnung des LCD-Backlight-Wechselrichters der vorliegenden Erfindung, welcher eine Parallelstruktur mit magnetisch gekoppelten Komponenten aufweist;
4 – eine graphische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines gekoppelten Ausgangstransformators.
1 zeigt einen Flüssigkristall-(LCD)-Backlight-Wechselrichter mit einer Reihenstruktur. Bei dieser Struktur wird ein Wechselrichter zur Speisung von zwei (CCFL) Lampen verwendet. Eine Spannungsquelle V_in (10) ist parallel zu Kondensator C2 (12) geschaltet, um eine V_dc zur Speisung der Wechselrichterschaltung abzugeben. Ein integrierter Steuerkreis (IC) (16) steuert Schalter Q1 (20) und Q2 (22), welche parallel zu Kondensator C2 (12) geschaltet sind. Sobald Schalter Q1 (20) geschlossen ist, wird Schalter Q2 (22) geöffnet, während Schalter Q2 (22) geschlossen wird, wenn Schalter Q1 (20) geöffnet ist. Induktor Lp (24) ist mit einem Anschluss mit einem gemeinsamen Anschluss der Schalter Q1 (20) und Q2 (22) und mit dem anderen Anschluss mit Primärwicklung (26) von Transformator T1 (28) verbunden, welche in Reihe mit Primärwicklung (30) von Transformator T2 (32) geschaltet ist. Der andere Anschluss von Primärwicklung (30) ist mit einem Anschluss von Kondensator C4 (36) verbunden, der mit seinem anderen Anschluss an V_dc (14) gelegt ist. Die Sekundärwicklung (38) von Transformator T1 (28) ist mit einem Anschluss mit Lampe (40) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Die Sekundärwicklung (42) von Transformator T2 (32) ist mit einem Anschluss mit Lampe (44) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Kondensator C3 (46) ist mit einem Anschluss mit Kondensator C4 (36) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Messwiderstand R_sense (50) ist mit einem Anschluss mit Lampe (40) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Auf die gleiche Weise ist ein zweiter Messwiderstand R_sense (52) mit einem Anschluss mit Lampe (44) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Die Messwiderstände Rsense (50), (52) werden jeweils zur Messung des Stroms in den Lampen (40), (44) eingesetzt. Der gemessene Strom wird über Leitungen (56) und (58) zur Steuerung von IC (16) abgegeben. Von Steuer-IC (16) führen ebenfalls Steuerleitungen (62) und (64) jeweils zu den Schaltern Q1 (20) und Q2 (22), um diese zu öffnen oder zu schließen, so dass ein Schalter eingeschaltet ist, während sich der andere Schalter im ausgeschalteten Zustand befindet und umgekehrt.
Bei Betrieb wird von der externen Spannungsquelle V_in (10) eine Spannung an Kondensator C1 (12) abgegeben, welche sich bis zu einer Spannung V_dc (14) aufbaut. Um den LCD-Bildschirm von hinten zu beleuchten, gibt Steuer-IC (16) auf Steuerleitung (62) ein Steuersignal ab, um Schalter Q1 (20) einzuschalten. Hierdurch wird zusammen mit einer Spannungsteilerschaltung, welche sich aus den Kondensatoren C4 (36) und C3 (46) zusammensetzt, eine halbe V_dc (14) zwischen den Punkten N und M erzeugt. An Induktor L_p (24) und die Primärwicklungen (28), (32) des Transformators wird eine halbe V_dc zwischen den Punkten N und M angelegt. Die Primärwicklungen (28), (32) des Transformators geben das an die Sekundärwicklungen (38) und (42) des Transformators zur jeweiligen Steuerung der Lampen (50) und (52) angelegte Signal ab. In der zweiten Hälfte des Hochfrequenzschaltzyklus wird das Steuersignal von Steuer-IC (16) an Schalter Q2 (22) angelegt, um diesen einzuschalten. Gleichzeitig wird Schalter Q1 (20) abgeschaltet. Die Messwiderstände R_sense (50), (52) werden jeweils zur Messung des Stroms in den Lampen R_lp (40) und (44) eingesetzt und liefern diese Informationen, um IC (16) jeweils über die Leitungen (56) und (58) zu steuern. Vorteile und Nachteile der Reihenstruktur sind zuvor bei Erörterung des Hintergrunds der Erfindung erwähnt worden.
2 zeigt einen Flüssigkristall-(LCD)-Backlight-Wechselrichter mit einer Parallelstruktur. Gleiche Komponenten von 1 tragen in 2 die gleichen Bezugsziffern. Bei dieser Struktur wird ein Wechselrichter zur Speisung von zwei (CCFL) Lampen verwendet. Eine externe Spannungsquelle V_in (10) ist parallel zu Kondensator C2 (12) geschaltet, um eine V_dc zur Speisung der Wechselrichterschaltung abzugeben. Ein Steuer-IC (16) steuert Schalter Q1 (20) und Q2 (22), welche parallel zu Kondensator C2 (12) geschaltet sind. Sobald Schalter Q1 (20) geschlossen ist, wird Schalter Q2 (22) geöffnet, während Schalter Q2 (22) geschlossen wird, wenn Schalter Q1 (20) geöffnet ist. Induktor Lp1 (70) ist mit einem Anschluss mit einem gemeinsamen Anschluss der Schalter Q1 (20) und Q2 (22) und mit dem anderen Anschluss mit einem Anschluss der Primärwicklung (72) von Transformator T1 (74) verbunden. Der andere Anschluss von Primärwicklung (72) ist mit einem Anschluss von Kondensator C4 (76) verbunden, der mit seinem anderen Anschluss an V_dc (14) gelegt ist. Induktor Lp2 (78) ist mit einem Anschluss mit einem gemeinsamen Anschluss von Q1 (20) und Q2 (22) und mit dem anderen Anschluss mit einem Anschluss der Primärwicklung (82) von Transformator T1 (84) verbunden. Der andere Anschluss von Primärwicklung (84) ist mit einem Anschluss von Kondensator C4 (36) verbunden, welcher mit seinem anderen Anschluss ebenso wie Primärwicklung (72) an V_dc gelegt ist.
Die Sekundärwicklung (86) von Transformator T1 (74) ist mit einem Anschluss mit Lampe (40) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Die Sekundärwicklung (88) von Transformator T2 (84) ist mit einem Anschluss mit Lampe (44) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Kondensator C3 (46) ist mit einem Anschluss mit Kondensator C4 (36) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Messwiderstand R_sense (50) ist mit einem Anschluss mit Lampe (40) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Auf die gleiche Weise ist ein zweiter Messwiderstand R_sense (52) mit einem Anschluss mit Lampe (44) und mit dem anderen Anschluss mit Erde verbunden. Die Messwiderstände Rsense (50), (52) werden jeweils zur Messung des Stroms in den Lampen (40), (44) eingesetzt. Der gemessene Strom wird über Leitungen (56) und (58) zur Steuerung von IC (16) abgegeben. Von Steuer-IC (16) führen ebenfalls Steuerleitungen (62) und (64) jeweils zu den Schaltern Q1 (20) und Q2 (22), um diese zu öffnen oder zu schließen, so dass ein Schalter eingeschaltet ist, während sich der andere Schalter im ausgeschalteten Zustand befindet und umgekehrt.
Bei Betrieb wird von Spannungsquelle V_in (10) eine Spannung an Kondensator C1 (12) abgegeben, welche sich bis zu einer Spannung V_dc (14) aufbaut. Um den LCD-Bildschirm von hinten zu beleuchten, gibt Steuer-IC (16) auf Steuerleitung (62) ein Steuersignal ab, um Schalter Q1 (20) einzuschalten. Hierdurch wird zusammen mit einer Spannungsteilerschaltung, welche aus den Kondensatoren C4 (36) und C3 (46) besteht, eine halbe V_dc (14) zwischen den Punkten N und M erzeugt. An Induktor Lp1 (70) und die Primärwicklung (72) des Transformators wird eine halbe V_dc zwischen den Punkten N und M angelegt. Ebenso wird an Induktor Lp2 (78) und die Primärwicklung (84) des Transformators eine halbe V_dc zwischen den Punkten N und M angelegt. Die Primärwicklungen (72), (82) des Transformators geben das an die Sekundärwicklungen (86) und (88) des Transformators zur jeweiligen Steuerung der Lampen (40) und (44) angelegte Signal ab. Die Messwiderstände R_sense (50), (52) werden jeweils zur Messung des Stroms in den Lampen I_lp (40) und (44) eingesetzt und liefern die Informationen, um IC (16) jeweils über die Leitungen (56) und (58) zu steuern. Zum Beenden der zweiten Hälfte des Hochfrequenzschaltzyklus wird das Steuersignal von Steuer-IC (16) an Schalter Q2 (22) angelegt, um diesen einzuschalten. Gleichzeitig wird Schalter Q1 (20) abgeschaltet. Vorteile und Nachteile der Parallelstruktur sind zuvor bei Erörterung des Hintergrunds der Erfindung erwähnt worden. 3 zeigt den verbesserten Flüssigkristall-(LCD)-Backlight-Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung ist eine Parallelstruktur wie diese in 2 mit zwei Verbesserungen. Die erste Verbesserung ist die Kopplung der Induktoren mit einem gemeinsamen Magnetkern. Die zweite Verbesserung ist die Kopplung der Transformatoren mit einem gemeinsamen Magnetkern. Gleiche Komponenten von 2 behalten in 3 die gleichen Bezugsziffern. Bei dieser Struktur wird ein Wechselrichter zur Speisung von zwei (CCFL) Lampen verwendet. Eine externe Spannungsquelle V_in (10) ist parallel zu Kondensator C2 (12) geschaltet, um einen V_dc (14) zur Speisung der Wechselrichterschaltung abzugeben. Ein Steuer-IC (16) steuert die Schalter Q1 (20) und Q2 (22), welche parallel zu Kondensator C2 (12) geschaltet sind. Sobald Schalter Q1 (20) geschlossen wird, wird Schalter Q2 (22) geöffnet, während Schalter Q2 (22) geschlossen wird, wenn Schalter Q1 (20) geöffnet wird. Induktor Lr1 (94) ist mit einem Anschluss mit einem gemeinsamen Anschluss der Schalter Q1 (20) und Q2 (22) und mit dem anderen Anschluss mit einem Anschluss der Primärwicklung (96) von Wicklung (98) von Transformator T1–2 (99) verbunden. Der zuletzt genannte Transformator besteht aus den zusammengeschalteten Transformatoren (28) und (32) (in 3 dargestellt) und weist zwei Wicklungssätze (98) und (100) auf, wobei jeder Wicklungssatz eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist. Der andere Anschluss von Primärwicklung (96) ist mit einem Anschluss von Kondensator C4 (36) verbunden, welcher mit seinem anderen Anschluss an V_dc (14) gelegt ist. Induktor Lr2 (104) ist mit einem Anschluss mit einem gemeinsamen Anschluss der Schalter Q1 (20) und Q2 (22) und mit dem anderen Anschluss mit einem Anschluss der Primärwicklung (106) von Wicklung (100) von Transformator T1–2 (99) verbunden. Der andere Anschluss von Primärwicklung (106) ist mit einem Anschluss von Kondensator C4 (101) verbunden, welcher mit seinem anderen Anschluss ebenso wie Primärwicklung (96) an V_dc (14) gelegt ist. Die Primärwicklungen (96) und (106) stellen beide einen Teil von Transformator T1–2 (99) dar.
Die Induktoren Lr1 (94) und Lr2 (104) sind auf einem gemeinsamen Magnetkern (102) gewickelt, um einen gekoppelten Resonanzinduktor (105) zu bilden. Die beiden Resonanzinduktoren sind in einem einzelnen Magnetkern fest miteinander verbunden. Die Streuinduktivität in dem gekoppelten Resonanzinduktor wird minimiert, indem die beiden Wicklungen mit bifilaren Magnetdrähten versehen werden. Des Weiteren wird die ef fektive Induktivität verdoppelt, indem die Anschlüsse mit der das Magnetfeld verbessernden Richtung gekoppelt sind. Infolgedessen kann die Windungszahl um die Quadratwurzel aus Zwei reduziert werden. Der Leitungsverlust wird somit reduziert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des gekoppelten Resonanzinduktors sind die Anschlüsse der Resonanzinduktoren (94) und (104) mit einer Magnetfeldableitungsrichtung so gekoppelt, dass die Flüsse der Resonanzinduktoren entgegengerichtet sind. Folglich werden die Ströme in beiden Wicklungen richtig abgeglichen. Die Lampenströme werden dann ebenfalls richtig abgeglichen.
Die Sekundärwicklung (112) von Wicklung (98) von Transformator T1–2 (99) ist mit einem Anschluss mit Lampe (40) verbunden und mit dem anderen Anschluss an Erde gelegt. Die andere Sekundärwicklung (114) von Wicklung (100) von Transformator T1–2 (99) ist mit einem Anschluss mit Lampe (44) verbunden und mit dem anderen Anschluss an Erde gelegt. Kondensator C3 (116) ist mit einem Anschluss mit Kondensator C4 (100) verbunden und mit dem anderen Anschluss an Erde gelegt. Messwiderstand R_sense (50) ist mit einem Anschluss mit Lampe (40) verbunden und mit dem anderen Anschluss an Erde gelegt. Auf die gleiche Weise ist ein zweiter Messwiderstand R_sense (52) mit einem Anschluss mit Lampe (44) verbunden und mit dem anderen Anschluss an Erde gelegt. Die Messwiderstände R_sense (50), (52) werden eingesetzt, um jeweils den Strom in den Lampen Rlp (40) und (44) zu messen und die Informationen dem Steuer-IC (16) jeweils über die Leitungen (56) und (58) zuzuführen. Es werden Hilfswicklungen (118) und (119) verwendet, um die Primärspannung zu messen und dem Steuer-IC (16) eine Rückmeldung zukommen zu lassen. Steuer-IC (16) führt ebenfalls den Schaltern Q1 (20) und Q2 (22) jeweils Steuerleitungen (62) und (64) zu, um die Schalter zu öffnen oder zu schließen, so dass ein Schalter ein- und ein Schalter ausgeschaltet ist, und umgekehrt.
Die Wicklungen (98), (100), welche Primärwicklungen (96), (106) und Sekundärwicklungen (112), (114) zusammen mit Magnetkern (108) aufweisen, bilden den gekoppelten Ausgangstransformator T1–2 (99). Der Transformator ist wie in 4 dargestellt ausgeführt, wobei ein typischer E-Kern (120) verwendet wird. Kern (120) weist zwei Außenzweige (122) und (124) und einen Innenzweig (126) auf. Die Außenzweige (122) und (124) dienen jeweils als Magnetkerne für die Transformatoren (98) und (100) (in 3 dargestellt). Die Wicklungen (98) des Ausgangstransformators weisen eine Primärwicklung (130), eine Sekundärwicklung (132) und eine Hilfswicklung (118) auf, welche in einem Wicklungskörper (135) montiert sind. Ebenso weisen die Wicklungen (100) des Ausgangs transformators eine Primärwicklung (136), eine Sekundärwicklung (138) und eine Hilfswicklung (119) auf, welche in einem Wicklungskörper (141) montiert sind. Die Hilfswicklungen (118) und (119) werden verwendet, um die Primärspannung zu messen und dem Steuer-IC (16) eine Rückmeldung zuzuführen (in 3 dargestellt). Der Innenzweig (126) dient als Magnetkern zur Kopplung der Transformatoren (98) und (100). Die Primärwicklung (130) für Transformator (98) ist in einer Antiparallelschaltung mit der Primärwicklung (136) für Transformator (100) vorgesehen, was heißt, dass sich diese auf gegenüberliegenden Enden ihrer jeweiligen Kerne befinden. Ebenso sind die Sekundärwicklung und die Hilfswicklung für die Transformatoren T1 (98) und T2 (100) in Antiparallelschaltungen vorgesehen. Nehmen wir an, dass, wie in 4 dargestellt, der Fluss in T1 (98) ϕ1 und der Fluss in T2 (100) ϕ2 ist. Bei der Antiparallel-Schaltungsanordnung beider Wicklungskörper ist der Fluss in dem mittleren Zweig ϕ1–ϕ2. Das heißt, dass der Fluss in dem mittleren Zweig wesentlich reduziert wird. In einem perfekten Anpassungszustand könnte der Fluss sich Null nähern. Infolgedessen könnten die Kernverluste in dem mittleren Zweig ein Minimum erreichen.
Neben der Tatsache, dass sie zu geringeren Kernverlusten führt, kann die Schaltungsanordnung, welche durch den gekoppelten Ausgangstransformator gebildet wird, eingesetzt werden, um den Fehlanpassungseffekt auf Grund relativ großer Schwankungen der Kernmaterialeigenschaften weitgehend zu reduzieren. Der Grund ist, dass sich beide Wicklungen den gleichen Kern teilen. Die Schwankung von Satz zu Satz wird weitgehend reduziert.
Bei dem erfundenen Mehrlampentreiber für einen LCD-Monitor werden Techniken für magnetisch gekoppelte Komponenten sowohl bei Resonanzinduktoren als auch Ausgangstransformatoren angewandt, obgleich diese einzeln verwendet werden könnten. Folglich wird die Gesamtanzahl magnetischer Komponenten auf zwei reduziert, die Lampenstromanpassung wird von selbst in Parallelstruktur erreicht, und das Windungsverhältnis des Ausgangstransformators wird gering gehalten. Genau gesagt, die Anzahl Windungen des gekoppelten Resonanzinduktors kann durch Verwendung der richtigen Wicklung und Anwendung der richtigen Anschlusstechniken reduziert werden, was in einem Induktor einer geringeren Größe resultiert. Durch richtige Anordnung der Wicklungsstruktur des gekoppelten Ausgangstransformators wird der Fluss in dem mittleren Zweig nahezu aufgehoben und der Kernverlust des Ausgangstransformators reduziert. Was noch wichtiger ist, die Struktur reduziert von selbst den Effekt der Toleranz von Kernmaterialeigenschaften und verbessert daher die Lampenstromanpassung. Damit wird ein CCFL-Lampentreiber mit einer größeren Leistungsfähigkeit und geringem Kosten vorgesehen. Diese Treiberschaltungstopologie für Mischlichtlampen kann als Baueinheit für Hintergrundbeleuchtungssysteme mit vier oder mehr Lampen mit gerader Zahl dienen. Auf Grund der Parallelstruktur wird eine Modularität des Systems erreicht.
Darüber hinaus könnte der Kern andere bekannte Strukturen als in 4 aufweisen. Obgleich die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ergeben sich für Fachkundige zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsbeispiele. Infolgedessen ist die vorliegende Erfindung lediglich im Hinblick auf die beigefügten Ansprüche zu beschränken.
Inschrift der Zeichnung
1, 2, 3

Control IC
Steuer-IC

4

Core
Kern
Insulator
Isolator
Primary
Primärwicklung
Auxiliary
Hilfswicklung
Secondary
Sekundärwicklung
Wire
Draht
Bobbin
Wicklungskörper

Claims

Wechselrichter zur Steuerung mehrerer Lampen mit einem Lastkreis, ausgestattet mit: – einem ersten Schaltkreis zur Steuerung einer ersten Lampe (40), wobei sich der erste Schaltkreis aus einem ersten Induktor (94) in Reihe mit einem ersten Ausgangstransformator (98) zusammensetzt, wobei der Transformator die erste Lampe (40) steuert, – einem zweiten Schaltkreis zur Steuerung einer zweiten Lampe (44) wobei sich der zweite Schaltkreis aus einem zweiten Induktor (104) in Reihe mit einem zweiten Ausgangstransformator (100) zusammensetzt, wobei der Transformator die zweite Lampe (44) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Transformator (98), (100) durch einen ersten einzelnen Magnetkern (108) so zusammengeschaltet sind, dass der Magnetfluss von dem ersten und zweiten Transformator (98), (100) in dem Magnetkern aufgehoben wird, um Kernverluste zu reduzieren, während die Lampenstromanpassung verbessert wird.
Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Transformator (98), (100) eine erste und zweite Primärwicklung (96), (106) aufweisen, welche auf dem ersten Magnetkern (108) positioniert sind, um den Magnetfluss abzubrechen.
Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und zweite Transformator (98), (100) eine erste und zweite Sekundärwicklung (112), (114) aufweisen, welche auf dem ersten Magnetkern (108) positioniert sind, um den Magnetfluss abzubrechen.
Wechselrichter nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einem zweiten Magnetkern (102), der den ersten und zweiten Induktor (94), (104) zusammenschaltet, wobei die Anschlüsse des ersten und zweiten Induktors (94), (104) mit der das Magnetfeld verbessernden Richtung gekoppelt sind, um Streuinduktivität zu minimieren und die effektiven Windungen und Induktorverluste zu reduzieren.
Wechselrichter nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einem zweiten Magnetkern (102), der den ersten und zweiten Induktor (94), (104) mit den Anschlüssen des ersten und zweiten Induktors (94), (104) zusammenschaltet, welche mit der Magnetfeldableitungsrichtung verbunden sind, um die Ströme sowohl in beiden Induktoren als auch beiden Lampen abzugleichen.
Wechselrichter nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei der Magnetkern (108) drei parallele, miteinander verbundene Zweige (124), (126), (122) aufweist, wobei zwei der Zweige Außenzweige sind und einer ein Innenzweig (126) ist, wobei der erste und zweite Transformator (98), (100) auf den Außenzweigen (124), (122) gewickelt und durch den Innenzweig (126) so geschaltet sind, dass der Magnetfluss von dem ersten und zweiten Transformator (98), (100) in dem Innenzweig (126) aufgehoben wird.
Wechselrichter nach Anspruch 6, wobei der erste und zweite Transformator (98), (100) jeweils eine erste und zweite Primärwicklung (96), (106) aufweisen, welche auf gegenüberliegenden Enden ihrer jeweiligen Magnetkerne in einer Antiparallelschaltung vorgesehen sind.
Wechselrichter nach Anspruch 6 oder 7, wobei der erste und zweite Transformator (98), (100) jeweils eine erste und zweite Sekundärwicklung (112), (114) aufweist, welche auf gegenüberliegenden Enden ihrer jeweiligen Magnetkerne in einer Antiparallelschaltung vorgesehen sind.
Wechselrichter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Wechselrichter eine spannungsgespeiste Brückenschaltung aufweist mit – Eingangsanschlüssen zum Anschluss an eine, eine Gleichspannung abgebende Spannungsquelle, – einer Reihenschaltung von zwei Schaltelementen, welche mit den Eingangsanschlüssen verbunden sind, wobei ein erstes Ende des ersten Schaltkreises und ein erstes Ende des zweiten Schaltkreises mit einem Anschluss zwischen den Schaltelementen verbunden sind, sowie – einem Steuerkreis, welcher mit jeweiligen Steueranschlüssen der Schaltelemente verbunden ist, um diese abwechselnd leitend und nicht leitend zu machen.
Wechselrichter nach Anspruch 9, welcher weiterhin mit kapazitiven Mitteln ausgestattet ist, wobei eine erste Seite der kapazitiven Mittel mit einem der Eingangsanschlüsse und eine zweite Seite der kapazitiven Mittel mit einem zweiten Ende des ersten Schaltkreises sowie einem zweiten Ende des zweiten Schaltkreises verbunden sind.
Wechselrichter nach Anspruch 1, welcher mit einer Spannungsquelle (10) verbunden ist, wobei der erste und der zweite Transformator (98), (100) eine erste und zweite Primärwicklung aufweisen, wobei die Spannungsquelle (10) eine Spannung an dem ersten Induktor (94) und der ersten Primärwicklung (96) sowie weiterhin an dem zweiten Induktor (104) und der zweiten Primärwicklung (106) abgibt.
Wechselrichter nach Anspruch 11, der ein Spannungsteilernetz aufweist, welches parallel zu der Spannungsquelle (10) geschaltet ist, um eine Teilspannung an dem ersten Induktor (94) und der ersten Primärwicklung (98) sowie an dem zweiten Induktor (104) und der zweiten Primärwicklung (106) abzugeben.
Wechselrichter nach Anspruch 10, welcher eine Spannungsquelle (10) aufweist, um eine Spannung an dem ersten Induktor (94) und der ersten Primärwicklung (96) sowie an dem zweiten Induktor (104) und der zweiten Primnärwicklung (106) abzugeben.
Wechselrichter nach Anspruch 13, der ein Spannungsteilernetz aufweist, welches parallel zu der Spannungsquelle (10) geschaltet ist, um eine Teilspannung an dem ersten Induktor (94) und der ersten Primärwicklung (96) sowie an dem zweiten Induktor (104) und der zweiten Primärwicklung (106) abzugeben.
Wechselrichter nach Anspruch 1, welcher weiterhin einen zweiten Magnetkern (102) aufweist, welcher den ersten und zweiten Induktor (94), (104) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse des ersten und zweiten Induktors (94), (104) mit der das Magnetfeld verbessernden Richtung gekoppelt sind, um Streuinduktivität zu minimieren und die effektiven Windungen und Induktorverluste zu reduzieren.