TWI277369B - Circuit arrangement for operation of one or more lamps - Google Patents

Description

1277369 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 技術領域 本發明係關於一種用於操作一個或多個低壓氣體放電燈 之電路配置’其包含一電流反相器和一用於該電流反相器 之驅動裝置。 先前技術 5玄種用於操作一個或多個低壓氣體放電燈之電路配置係 已知於DE 44 3 6 463 A1。尤指一種適用於操作小型低壓氣 體放電燈之電路配置，該小型低壓氣體放電燈之電路配置 之刼作電壓超過反相器所產生之交流電壓且係適用於操作 迷你型磷光燈。在這些電路配置中，共振增強之原理不僅 係用於產生低壓氣體放電燈所需之點亮電壓，且亦用於供 2垭之知作電壓。這暗指一處於操作電壓下之反應功率通 量。

私i:亦可利用如us 6，181，〇79 Μ所說明之變壓器予以 產生。該等變壓器不僅使用不便而且笨重。 °。 發明内容 燈之“目的因而在於指示一種用於點亮並操作該考 一-屬二 更尤指一種電路配置，該電路配置自 "、-知電壓饋送予一液晶顯示器之背f笋& 11 ν 4 個低壓氣體放電燈。 η先中之硬彰 此目的係依據申杜直釗欣网# 。根據本發明 專利犯圍弟1項之特有特徵予以達成 電壓。 —第二電流反相器產生—相位偏移180。之 -6- 1277369

卿說_頁 現今之液晶顯示器’亦簡稱為LCD，也用作液晶圖像螢 幕。液晶圖像螢幕係被動式顯示系統，亦即本身不發光。 這些圖像螢幕之原理係基於光是否通過液晶層。這音、指需 要-額外光源用於產生-圖像。為此，一人造光係在背景 發光糸統中予以產生。隨著液晶圖像螢幕之尺寸增加，該 等圖像螢幕中背景發光系統之效能程度亦提升^於這^ 背景發光系統，期望具有小直徑之燈。與發光配置中之其 匕低Μ氣體放電燈相比較，液曰闰沒级 竿乂 ，夜日日圖像螢幕之背景發光系統 中之低壓氣體放電燈具有2^至3 5釐米之較小内徑以及 從而具有四至八倍高之燈電壓。液晶顯示器中例如得知於 EP 1 263 02 1 A1之瑟羅萊特（CeraHght)燈的較薄燈以则至 權伏特之操作電壓工作，且底下簡稱為冷陰極登光燈或 CCFL之冷陰極燈係以6〇〇至_伏特之操#電廢工作。用以 啟動這些燈之點亮電壓尤為兩倍高。這些用於薄低壓氣體 放電燈之高點亮及操作電壓係不用到變壓器而產生，因為 低廢氣體放電燈之雷；:眉孫益+ Am 士 μ ^，原係猎由兩個串聯交流電壓予以供應 。由於這兩個交流電屡具有18〇。之相位差，故施加至低壓 氣體放電燈之電磨係兩交流電堡之總合。另外，這些交流 電堡係以共振電路中適度之反應功率通量予以產生。為此 ，電路配置在液晶圖像螢其之封 … 口 V蛍秦之封閉外罩中具有低功率漏損 且從而具-有-較小之熱負载。 -電路配置有利地將直流電麗轉換成交流電壓並饋送予 -個或許多個燈，該一個或許多個燈皆使用功率切換哭中 之一種全橋式切換電路作為-電流轉換器及兩共振電路， (3) (3)1277369 發明說明纘 i 每^ =電路皆包含4聯線圈、-串聯電容器以及 、…谷益。電路配置中每一個燈各包含一全橋式電 ::轉換器和-共振電路。這使得任何數目之燈皆；用一 Γ；^Γ轉換器予以操作。轉換器因而係可調整的。 Γ轉換器之優點在於與半橋式轉換器相比較，不需 55 . 又輸出。故兩個半橋式轉換 二’〜〇。之相位工作。正常操作下之功率通量和 k之點党係由切換頻 .θ , 貝丰予以控制。共振電路之輸入阻抗 接：〜疋屬於歐姆性，致使全橋式轉換器之功率半導體 以取低切換漏損操作。此架構之優點在於並聯電容器且 有較低之電壓負載。 σσ /、 、'辰電路之木構可進一步作成另三種電路配置。有利地 第一電路配置將直流電流轉換成交流電流並饋送予一 個：多個㉟，該-個或多個燈各利用功率切換器中之全橋 :私路作為一電流轉換器、丨串聯電容器和兩共振電路， 每個共振電路皆包含一串聯線圈和一並聯電容器。 一第三電路配置有利地將直流電流轉換成交流電流並饋 达予一個或多個燈，該一個或多個燈各利用一含有功率切 換為之全橋式切換電路作為一電流轉換器和一共振電路， 其中共振電路包含一串聯線圈、一串聯電容器和_ 容器。-- 电 第四電路配置有利地將直流電流轉換成交流電流並饋 迗予一個或多個燈，該一個或多個燈各利用一具有功率切 換為之全橋式切換電路作為一電流轉換器、兩串聯電容哭 -8 - (4) !277369

串聯線圈和一並聯電容 和一共振電路，該共振電路包含_ 器。 並聯電容器係有利地至少部分藉由—介於燈與金屬部分 之間的寄生電從而燈電極與顯示器之導電部分予以形 成，其中顯示器係例如反射器。 ^ 17以一種推拉模式開啟及關閉。-矩狀信號波形係出現在 :介於功率-半導體16與17之間的節點Μ。控制電路η控制 第二反相器15 ’使得功率半導體㈣^亦以一種推拉模式 開及關閉 矩狀彳s號波形亦出現於一介於功率半導體 18與19之間的節點26。兩反相器丨彳和η係以相&之相位工 圖1表示-電子電路配置1’該電子電路配置丨包含一全橋 式切換電路2、一電壓源3、兩低通濾波器4與5、一第―二 切換電路6、另兩個低通濾波器7與8以及一第二燈切換電^ 9。導電線1〇, UW2係連接至另外的燈切換電路(未示）。 全橋式切換電路2在底下亦稱為全橋式反相器，其包含一押 制電路13和兩電流轉換器14與15。底下亦稱為反相器之； 流轉換器14包含兩個功率切換器16與17,1第二反相化 亦包含兩個功率切換器18與19。如雙極電晶體、亦屬於金 氧半場效電晶體_SFET)之IGBT(積冑間雙極電晶體）之 類的功率半導體係用作功率切換器。第—燈切換電路6包含 兩串聯線圈20與21、兩並聯電容器22與23以及—低壓氣體 放電燈24。第二燈電路9為一同樣具有元件2〇至24之類似架 構。控制電路13控制第-反相器Η，使得功率半導體16和 1277369 v j 發明說明纘頁 作，致使兩矩狀信號波形之相位偏移1 8〇。。低通濾波器4, 5, 7和8將高頻成分濾掉，致使兩正弦信號到達燈以時之相位 差為180◦。串聯線圈2〇與並聯電容器22形成一第一共振電 路20, 22，線圈21和電容器23形成一第二共振電路21，23。 低通濾波器4與5、線圈20與21以及燈24係在兩節點以與％ 之間呈串聯連接。電容器22, 23係與燈24呈並聯且係連接至 直流電壓源3之負極。燈電壓之一半係分別經由電容器22 與2 3予以施加。 圖2表示一出現於節點25之矩狀信號波形3丨。一類似之 仏號波形係出現於節點26。兩矩狀信號波形之相位差為 180。。 圖3表示一正弦信號波形32，該正弦信號波形32係藉由低 通渡波器4而有平滑之波形。 圖4表示一正弦曲線32以及一經由低通濾波器5過濾後相 位與正弦曲線32相差180。之第二正弦曲線33。依此方式， 一呼應於電壓供應器3電壓值之最大電壓振幅34於燈24產 生。 圖5表示一含有一全橋式反相器2以及燈切換電路6與9之 第二電路配置41。兩低通濾波器42與43對所有燈電路6與9 將高頻成分渡掉。 圖6表-示一含有全橋式反相器2、電壓源3以及兩燈切換 電路52與53之第三電路配置5卜在兩位於燈電路52中之節 點2 5與2 6之間，將合起來功用為低通濾波器之電容器5 4 、線圈55與電容器56連接起來，並連接與電容器56並聯之 1277369 ⑹ 低壓氣體放電燈9 4 55, 56。 發明說明續頁 線圈55與電容器56形成一共振電路 線圈55之電感值A岭 Λ 1星為、、泉圈2〇之兩倍，電容器56之電容 電容器22之一丰。休加帝— 、、 牛 35越電谷器56有一呼應於燈電壓之電壓 降。 2 一具有兩串聯電容器62, 63之電路配置61，該兩

κ在起之電谷為62, 63係對所有燈電路52, 53工作。 圖8表不描繪電壓對頻率關係之曲線圖。共振電路之交 二功率增益函數係表示為切換頻率之函數。為了點亮一低 [氣體放電4 ’全橋式電路由_啟始頻率7 i開#，降低切 換頻率直到燈於一點亮頻率72點亮，並進一步降低切換頻 率至一操作頻率7 3。 圖式簡單說明 —為了更加瞭解本發明，實施方式中已引用圖式對一具體 實施例之例子作進一步解釋，在實施方式中：

圖1表示一用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一 個或多個低壓氣體放電燈之電路配置， 圖2表示一具有矩狀信號波形之時序圖， 圖3表示一具有正弦曲線之時序圖， 圖4表示一具有兩相位偏移180。之正弦曲線之時序圖， 圖5表示一用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一 個或多個低壓氣體放電燈之第二電路配置， 圖6表示一用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一 個或多個低壓氣體放電燈之第三電路配置， -11- 1277369 ⑺ 發興說明纘頁 圖7表示一用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一 個或多個低壓氣體放電燈之第四電路配置， 圖8表示一描繪電壓比例對頻率關係之曲線圖。 圖示代表符號說明 1 電路配置 2 全橋式反相器 3 電壓源 4 低通濾.波器 5 低通渡波器 6 燈切換電路 7 低通濾、波器 8 低通渡波器 9 燈切換電路 10 導電線 11 導電線 12 導電線 13 控制電路 14 反相器 15 反相器 16 功率切換器 17 功率切換器 18 功奉切換器 19 功率切換器 20 串聯線圈 21 串聯線圈

-12- ⑻ 發興說稱縷頁 電容器 電容器 燈 節點 節點 矩狀信號波形 正弦基本波 第二正弦基本波 電壓振幅 第二電路配置 低通濾、波器 低通濾波器 第三電路配置 燈切換電路 燈切換電路 電容器 線圈 電容器 第四電路配置 電容器 電容器 啟铪頻率 點亮頻率 操作頻率 -13-

Claims (1)

1. I277369 Ψ %專利範圍 種用於操作一也 置(1，41，51，61)， 轉換器（14)和一用 ’其特徵在於一 18〇°^ ^ -個或多個低壓氣體放電燈（24)之電路配 )，該電路配置（1，4】，.5丨，6 1)包含—電流 用於該電流轉換器（】4)之驅動裝置（1 3) 之電壓（32, 33) 電流轉換器（1 5)產生一相位偏移 夕種用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一個或 固低壓氣體放電燈（24)之電路配置（1)，該電路配置（” 中每一個燈（24)各使用一以功率切換器（16，17，18，19) 乍為弘/爪轉換為（14，15)之全橋式切換電路（2)和兩個共 兒路（4，5，20，21，22，23)，其中每一個共振電路（4, 5, 20, 21，22, 23)皆具有一串聯線圈（2〇, 21)、一串聯電容 态（4, 5)以及一並聯電容器（22, 23)。 3 · 一種用於將直流電轉換成交流電流並饋送予一個或多 個低壓氣體放電燈（24)之電路配置（41)，該電路配置（41) 中每一個燈（24)各使用一含有功率切換器（16，17, 18, 19)作為電流轉換器（14, 15)之全橋式切換電路（2)、兩串 聯電容器（42, 43)以及兩共振電路（2〇, 21，22, 23)，其中 母個共振電路（20, 21，22或23 )皆具有一串聯線圈（2〇, 2 1)和一並聯電容器（22, 23)。 4. 一種用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一個或 多個低壓氣體放電燈（24)之電路配置（51)，其中電路配 置（5 1)内每一個燈（24)各使用一具有功率切換器（16， 1 8，1 9)作為電流轉換器（14，1 5)之全橋式切換電路（2)以 1277369 剌觸卿續貫 及一共振電路（54 55 s a、 # η , 5 ，），该，、振電路包含一串聯線圈 5. ⑼、-串聯電容器(54)和一並聯電容器⑽。 禮用於將直流電流轉換成交流電流並饋送予一個或 多個低壓氣體放電燈（24)之電路配置（61),該電路配置 ⑻）中每-個燈（24)各使用—具有功率切換^ΐ6 η 作為電流轉換器（14, 15)之切換電路⑺、兩串聯 電容器（62, 63)以及-共振電路（55, 56)，該共振電路包 含一串聯線圈（55)和一並聯電容器（56)。 6. 如申租專利範圍第2至5項之電路配置，其特徵在於該並 聯電容器（22, 23, 56)係至少部分藉由一介於燈（24)與一 金屬部分之間的寄生電容予以形成。 種液晶顯示态，其中可在該液晶顯示器上呈現一電腦 戈電視機之視说彳吕號’該液晶顯示器包含一如申請專 利範圍第1至6項中任一項之電路配置41，51, 61)。 7.