用于液晶显示背面照明的电压馈电推挽式谐振逆变器制造技术

一种用于将功率提供给灯的逆变器电路。该电路包括一ＤＣ电压源。该电路还包括一具有初级和次级线圈的变压器。该次级线圈耦合到灯并且该初级线圈耦合到ＤＣ电源。该电路还包括一对串联耦合到初级线圈反端的电感器。电容器与电感器耦合在一起。该电路被这样配置，使得电感器对与电容器一起交替谐振，以将ＡＣ电流源提供给灯。该电路进一步包括一对开关，该对开关交替地“接通”和“断开”，由此引起电感器对交替谐振。一控制驱动器被耦合到开关对并被配置为交替地接通和断开这对开关。有利地，该控制驱动器包括一ＰＷＭ控制驱动器。优选，初级线圈包括一限定第一部分和第二部分的变压器分接头，并且ＤＣ电源被耦合到初级线圈。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LCD背面照明。更具体地，本专利技术涉及允许改善的调光性能的电压馈电推挽式谐振逆变器。过去的几年里，对LCD显示器的需求在不断地增长。包括平板显示监视器，个人无线设备和管理器，以及大型公共显示板的所有种类的计算机设备都采用这种显示器。商业可得的LDC显示器的一个缺点在于调光控制的动态范围。通常，LCD显示器采用一种包括冷阴极荧光灯，CCFL的背面照明装置将光提供给被显示的图像。可用LCD背光的调光范围在总流明值的100％到约30％之间变化。但是，随着对更高质量显示器的需求的增加，并且随着许多平板显示监视器正在替代常规CRT监视器，存在将调光范围从总流明值的100％到约10％或甚至5％的增加调光范围的要求。增加的调光范围为显著改善图像质量作准备。较宽的调光范围的另一优点在于节能。在很多便携式系统中，诸如无线设备和诸如个人管理器的个人数字助理中，对于在再充电之前较长的时段节约更多的电池能量的设计存在相当大的需求。扩大的调光范围为在电池中保存更多的能量创造条件。在当前LCD背光系统中受限制的调光范围的原因之一是驱动CCFL灯的驱动电路。通常，灯是由DC电压源经逆变器电路驱动的。用于驱动CCFL灯的两种主要布局包括半桥式逆变器和补偿(buck)功率级加电流馈电推挽式逆变器。在两种布局中，采用一变压器以将输入电压源从几伏(约6-20伏)提升到几百伏(约600-1800伏)。采用耦合到变压器初级线圈的电路以提供一电压信号作为电压源，而耦合到变压器次级线圈的电路驱动灯。半桥式逆变器的一个缺点是由使用驱动该逆变器的低输入电压源引起的。由于该低输入电压源，半桥式逆变器需要高匝数比的变压器以升高输出电压。但是，随着初级电路中电流幅度的增加驱动器的效率降低。此外，因为次级电路包括串联耦合到灯的镇流电容器，除有功分量外由次级线圈提供的输出电流将包括不用于照亮灯的无功分量。结果效率降低。补偿功率级电流馈电推挽式逆变器的不足是使用两个功率级；补偿级和推挽式逆变器级。每个级对效率的降低都有贡献。例如，如果补偿级的效率约90％并且电流馈电推挽式逆变器的效率也约90％，系统的组合效率减少到约81％。此外，为了实现调光，需要改变在补偿级处提供的电压。但是，补偿功率级加电流馈电推挽式逆变器的初级部分采用磁化电感，并且结果它相当于电压源。这种行为又引起逆变器的次级部分也充当电压源。在调光期间，随着电压源电平的降低，灯的阻抗增加，引起电压电平的变化。随着调光增加到超过灯总输出流明值中的一定点时，灯的闪烁变得显著。所以，存在克服上述布局的不足并提供一种与这些布局相比具有基本上更宽的调光范围的LCD背光驱动电路的需要。按照一个实例，本专利技术涉及一种用于将功率提供给灯的逆变器电路。该电路包括一DC电压源。该电路还包括一具有初级和次级线圈的变压器。该次级线圈耦合到灯并且该初级线圈耦合到DC电源。该电路还包括一对串联耦合到初级线圈反端的电感器。电容器与电感器耦合在一起。该电路被这样配置，使得电感器对与电容器一起交替谐振，以将AC电流源提供给灯。该电路进一步包括一对开关，该对开关交替地“接通”和“断开”，由此引起电感器对交替谐振。一控制驱动器被耦合到开关对并被配置为交替地接通和断开开关对。有利地，该控制驱动器包括一PWM控制驱动器。有利地，初级线圈包括一限定第一部分和第二部分的变压器分接头，并且DC电源被耦合到初级线圈。上述说明相当广泛地提出了本专利技术非常重要的特征，以便能够理解下面对其的详细说明，并能够更好地理解本专利技术对本领域的贡献。结合附图考虑到下述详细说明，本专利技术的其它目的和特征将得以明确。但应当理解，所设计的附图仅用于说明的目的而不作为对本专利技术的范围的限定，对本专利技术的范围应参照所附权利要求进行。在附图中，其中同样的参考符号表示全部几个视图中相似的元件附图说明图1为说明根据本专利技术的一个实施例的，采用PWM控制驱动器的电流馈电逆变器的视图；图2(a)和2(b)为分别说明图1的PWM电流馈电逆变器中电感器电流和负载电流的波形图；图3为说明根据本专利技术的另一个实施例的，采用电流模式控制布局的电流馈电逆变器的视图；图4(a)和4(b)为分别说明图3说明的实施例中电感器电流和负载电流的波形图；图5为说明按照本专利技术的一个实施例的逆变器电路布局的视图；图6(a)到6(e)为说明按照本专利技术的一个实施例，在其工作期间电路的每个元件处的电压和电流信号的波形图。应理解，这些附图不必按比例制图，但实际上它们仅为原理上的。避免与如上所述补偿功率级电流馈电推挽式逆变器有关的上述闪烁的一种方法，是借助脉冲宽度调制信号驱动逆变器的逆变器开关。对于这样一种装置，通过改变脉冲信号的占空因数有可能实现调光。但是，因为在脉冲处于“开”周期的期间电压电平保持相同，对于宽范围的调光水平，灯不经历其阻抗值的变化。图1为说明按照本专利技术的一个实施例采用PWM控制的，包括耦合到电流馈电电感器25的DC电压源21的电流馈电逆变器电路10的电路的视图。电流馈电电感器25耦合到变压器34的初级线圈34a。变压器34的次级线圈34b耦合到电容器32并耦合到灯31。一对开关35和40被耦合到初级线圈34a的反端。耦合在开关之间的是电容器30。PWM控制驱动器20被耦合到开关35和40，并被配置为控制该开关对的工作。基本地，电流馈电逆变器10采用PWM控制驱动器以便提供平均功率调节。于是，有可能通过改变PWM脉冲的占空因数实现可变的调光。该电流馈电推挽式逆变器的工作将以170Hz的速率“接通”和“断开”。注意，采用PWM控制器的一个优点在于，在脉冲为“开”的时间期间内，最大电压被馈送给变压器，这缓和了关系到补偿功率级电流馈电推挽式逆变器的如上解释的在调光期间与阻抗变化有关的问题。电流馈电电感器25将输入DC电压转换为DC电流。此外，当开关35和40交替“接通”和“断开”时，将变压器线圈34a的电感(未示出)励磁变压器与谐振电容器30并联耦合并与电容器30谐振。结果，在PWM控制期间，电流馈电电感器25经历大的过冲电流或转换。这导致从过冲到稳态基本上更长的转换。图2(a)和2(b)为分别说明电感器电流和负载电流的波形图。这些条件对灯的寿命具有不良影响。但这种装置的缺点在于初级电路中的输入DC电感器。该电感器限制响应开关工作循环的电流变化，并同样导致电流过冲。这种过冲可导致灯光闪动。如前面所解释的，变压器的磁化电感和电容器30并联耦合，并且结果是引起逆变器10的初级部分起电压源的作用。同样逆变器10的次级部分也起电压源的作用。但是，为了为灯31保持稳定的电流源，需要逆变器10的次级部分起电流源的作用。为此，镇电流容器32与灯31串联使用。但是，电容器32的存在为变压器34的次级线圈产生的功率提供附加的无功分量，这又降低逆变器的效率。为了衰减在电感器25中产生的过冲电流，采用一种电流型控制器布局。图3是说明基本电流馈电逆变器100的视图，它采用一种电流型控制器布局。在这种情况下，电感器125具有两个线圈，即电感线圈125a和电感线圈125b。电感线圈125b耦合到二极管126，并提供一路径以将电感器存储的能量释放回输入源。电流检测器145用于检测电感器125中的电流电平。电流检测器145将反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将功率提供给灯（２５０）的逆变器电路（２００），包括：ＤＣ电压源（２１５）；具有初级和次级线圈（２４５ａ，ｂ）的变压器（２４５），其中所述次级线圈耦合到所述灯，并且所述初级线圈耦合到所述ＤＣ电源；串联耦合到所述初级线圈反端的 一对电感器（２２５ａ，ｂ）；以及耦合所述电感器对的电容器（２３０），其中所述电感器对被配置为交替谐振以将ＡＣ电流源提供给所述灯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DF翁，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]