(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光灯駆動電源のコストを大きく下げることができ、効率を大きく向上させ、同時にシステムの安定も大きく向上させる。【解決手段】多スイッチ変換電気回路、電源変圧器Ｔ１、共振インダクタンスＬ１、共振コンデンサＣ４、圧力上昇変圧器Ｔ２、整流電気回路Ｄ１，Ｄ２から構成される。電源変圧器Ｔ１の元のサイドコイルは、多スイッチ変換電気回路の交流出力に接続し、共振インダクタンスＬ１は、共振コンデンサＣ４に通した後、圧力上昇変圧器Ｔ２の元のサイドコイルを通して電源変圧器Ｔ１の副サイドコイルとつなぐ。電源変圧器Ｔ１の副サイドコイルは、さらに整流電気回路をつないでいる。また圧力上昇変圧器Ｔ２の副サイドコイルは、負荷出力につなぐ。蛍光灯駆動電源と制御システムの電気供給電源の２つを１つにまとめている。これにより仕事率因数校正電気回路から灯管への出力には、1度のエネルギー変換のみで済ませることが可能となる。【選択図】図３
2008258165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多スイッチ変換電気回路、電源変圧器、共振インダクタンス、共振コンデンサ、圧力上昇変圧器、整流電気回路から構成され、電源変圧器の元のサイドコイルを多スイッチ変換電気回路の交流出力に接続し、共振インダクタンスを共振コンデンサに通した後、圧力上昇変圧器の元のサイドコイルを通して、電源変圧器の副サイドコイルと接続し、電源変圧器の副サイドコイルには、整流電気回路を接続し、圧力上昇変圧器の副サイドコイルには、負荷出力を接続したことを特徴とする蛍光灯駆動電源。
【請求項２】
電源変圧器の副サイドコイルに少なくとも2対の出力があり、その中の1対の出力を共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに通し、残りの対となった出力をそれぞれ整流電気回路に接続する、請求項１に記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項３】
電源変圧器に少なくとも２つの副サイドコイルがあり、その中の１つの副サイドコイルの出力を共振インダクタンス、共振コンデンサ、圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに接続し、また残りの副サイドコイルにはそれぞれ整流電気回路を接続する、請求項１に記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項４】
少なくとも２つの電源変圧器を備え、各電源変圧器の元のサイドコイルを一緒に接続し、各電源変圧器の副サイドコイルに接続後、共振インダクタンス、共振コンデンサを圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに接続し、また各電源変圧器の副サイドコイルを接続したあと、整流電気回路も接続する、請求項１に記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項５】
少なくとも２つの電源変圧器を備え、各電源変圧器の元のサイドコイルを一緒に接続し、その中の一つの電源変圧器の副サイドコイルを共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに接続し、また残りの電源変圧器の副サイドコイルをそれぞれ整流電気回路に接続する、請求項１に記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項６】
少なくとも２つの前述の電源変圧器を備え、各電源変圧器の元のサイドコイルを一緒に接続し、各電源変圧器の副サイドコイルには、少なくとも2対の出力があり、各電源変圧器の副サイドコイルの中の一対の出力を接続した後、共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに接続し、残りの対の出力は、それぞれ整流電気回路に接続される、請求項１に記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項７】
少なくとも２つの電源変圧器を備え、各電源変圧器の元のサイドコイルと一緒に接続し、各電源変圧器には、少なくとも２つの副サイドコイルがあり、その中の一つ、または複数の電源変圧器の副サイドコイルを直接接続するか、または通した後、共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに接続し、残りの電源変圧器の副サイドコイルが、それぞれ直接されるか、または通した後、整流電気回路に接続される、請求項１に記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項８】
さらに仕事率因数校正電気回路を備え、その出力を高圧直流で多スイッチ変換電気回路の入力に接続する、請求項１から７のいずれか１つに記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項９】
少なくとも２つの圧力上昇変圧器を備え、各圧力上昇変圧器の元のサイドコイルを一緒に接続し、その副サイドコイルをそれぞれ負荷出力に接続する、請求項１から７のいずれか１つに記載の蛍光灯駆動電源。
【請求項１０】
整流電気回路がフルブリッジ整流電気回路であり、または全波整流電気回路、半波整流電気回路である、請求項１から７のいずれか１つに記載の蛍光灯駆動電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電器領域に関わるものであり、特に蛍光灯駆動電源に関係する。
【背景技術】
【０００２】
液晶スクリーン装置は、バックライトユニットと液晶パネルから構成されており、バックライトユニットは、そのものは発光しない液晶パネルに光源を提供している。バックライトユニット、液晶パネルに関わらず電源を電気供給のために必要とする。
【０００３】
現有の応用の中では、蛍光灯駆動電源と制御システムの電気供給電源は、２つのまったく違う電源となっている。図1を参照すればわかるとおり、ある液晶スクリーン装置の応用の場合、液晶テレビの二つの電源を１つにまとめた応用の中では、バックライトユニット内の灯管には、高圧交流で灯管に負荷駆動電源を提供しなければならないほかにも、さらに隔離された低圧直流電を液晶パネル内に送ることで、制御・画像処理電気回路、功放電気回路に電気を供給する必要がある。当該低圧直流電源は制御電源という。図1の中ではまず交流電を安定した24V直流電に変えた後、逆変器の仕事に供給する必要がある。このようにすることで、仕事率因数校正電気回路の灯管に出力させ、エネルギーは2回の変換を経ることになると同時に独立した制御電源変換器が必要となる。このため液晶スクリーン装置の電源システム全体のエネルギー転換回数は極めて多く、効率が低く、電気回路のコストは、複雑で割高となり、故障率も高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明で解決する技術問題は、電気供給を制御するため蛍光灯駆動電源を集成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の技術問題を解決するため、本発明の目的は、以下の技術案で実現させる。
【０００６】
蛍光灯駆動電源は、多スイッチ変換電気回路、電源変圧器、共振インダクタンス、共振コンデンサ、圧力上昇変圧器、整流電気回路で構成される。電源変圧器の元のサイドコイルを多スイッチ変換電気回路の交流出力につなぎ、共振インダクタンスを共振コンデンサに通した後、圧力上昇変圧器の元のサイドコイルを通して電源変圧器の副サイドコイルに接続させる。電源変圧器の副サイドコイルは、さらに整流電気回路につなぐ。圧力上昇変圧器の副サイドコイルは負荷出力につなぐ。
【０００７】
その中で電源変圧器の副サイドコイルには、少なくとも2対の出力があり、その中の一対の出力を共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに通す。また残りの対の出力をそれぞれ整流電気回路につなぐ。
【０００８】
その中で電源変圧器には、少なくとも２つの副サイドコイルがあり、その中の一つの副サイドコイルの出力を共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルに通し、そのほかの副サイドコイルをそれぞれ整流電気回路につなぐ。
その中には少なくとも２つの電源変圧器があり、電源変圧器の元のサイドコイルと一緒につなぎ、各電源変圧器の副サイドコイルに通した後、共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルを一緒につなぎ、各電源変圧器の副サイドコイルに通した後、整流電気回路につなぐ。
【０００９】
その中には少なくとも２つの前述の電源変圧器があり、各電源変圧器の元のサイドコイルと一緒につなぎ、その中の１つの電源変圧器の副サイドコイルを共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルにつなぐ。また残りの電源変圧器の副サイドコイルをそれぞれ整流電気回路につなげる。
【００１０】
その中には少なくとも２つの前述の電源変圧器があり、各電源変圧器の元のサイドコイルと一緒につなぎ、各電源変圧器の副サイドコイルには、少なくとも2対の出力がある。各電源変圧器の副サイドコイルの中の一対の出力を一緒につないだ後、共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルにつなぐ。またその他の対の出力は、それぞれ整流電気回路につなぐ。
【００１１】
その中には少なくとも２つの電源変圧器があり、各電源変圧器の元のサイドコイルと一緒につなぎ、各電源変圧器には、少なくとも２つの副サイドコイルがある。その中の1つ、または複数の電源変圧器の副サイドコイルを直接つなぐか、または通した後、共振インダクタンス、共振コンデンサと圧力上昇変圧器の元のサイドコイルにつなぎ、その他の電源変圧器の副サイドコイルにそれぞれ直接つなぐか、または通した後、整流電気回路につなぐ。
【００１２】
その中で、さらに仕事率因数校正電気回路を含む。その出力の安定した高圧直流を多スイッチ変換電気回路の入力部分につなぐ。
その中で少なくとも２つの圧力上昇変圧器があり、各圧力上昇変圧器の元のサイドコイルと一緒につなげ、その副サイドコイルは、それぞれ負荷出力につなぐ。
その中で整流電気回路は、フルブリッジ整流電気回路、または全波整流電気回路、半波整流電気回路とする。
【００１３】
以上の技術案を見ると、本発明の中では蛍光灯駆動電源と制御システムの電気供給電源を2つあわせて1つとしていることがわかる。このようにすることで仕事率因数校正電気回路から灯管への出力には、たった1度のエネルギー変化だけで済み、現有の方法と比べると２つの変換器を省略することができる。これによりシステムのコストを大きく下げることができ、効率も大きく向上、同時にシステムの安定性も大きく向上させることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明をよりよく理解できるように、ここに付録図と具体的な実施例を組み合わせ、本発明を詳しく説明するものとする。
【００１５】
図2は、本発明による電源の電気回路原理枠組み図である。その核心的な考え方としては、蛍光灯の駆動電源と制御システムの電気供給電源に2つを1つにした変換電気回路を採用し、電源変圧器の副サイドコイルを1つの共振電気回路を通して、圧力上昇変圧器の元のサイドコイルとつなぎ、圧力上昇変圧器の副サイドコイルを蛍光灯につないで蛍光灯の駆動に使い、電源変圧器の副サイドコイルにはさらに整流電気回路をつないで、制御システムの電気供給の電源として提供する。これによりスイッチ周波数を変えることを通して蛍光灯の明るさを調節すると同時に、制御システムの電気供給の出力を変わらず維持することが可能となる。当該電源では蛍光灯の駆動を制御すると同時に制御システムへの安定した電気供給を実現した。
【００１６】
図3は、本発明で提供する電源の電気回路原理図である。当該電気回路には、仕事率因数校正電気回路が含まれ、仕事率因数校正電気回路の高圧直流出力の多スイッチ変換電気回路、電源変圧器T1と圧力上昇変圧器T2、整流電気回路、共振電気回路につながっている。
電源変圧器T1の元のサイドコイルを多スイッチ変換電気回路交流出力につなぎ、その副サイドコイルを共振電気回路を通して圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルとつなぐ。共振電気回路は、共振インダクタンスL1から共振コンデンサC4と通してつなげ、圧力上昇変圧器T2の副サイドコイルに負荷出力をつなぐ。電源変圧器の副サイドコイルには整流電気回路をつないで電気供給の制御に提供する。
【００１７】
図4が示す本発明の第一実施例電気回路図を見ると、仕事率因数校正電気回路があることが見て取れる。仕事率因数校正電気回路高圧直流出力の多スイッチ変換電気回路、電源変圧器T1と圧力上昇変圧器T2、整流電気回路、共振電気回路、直流隔離コンデンサC2がつなげられている。
【００１８】
多スイッチ変換電気回路には、第一スイッチS1と第二スイッチS2があり、第一スイッチS1と第二スイッチS2をつなげた後、仕事率因数校正コンデンサC1と共に入力ポートVinにつなぎ、直流隔離コンデンサC2の片方と第一スイッチS1と第二スイッチS2の中間点をつなぎ、もう片方を電源変圧器T1の元のサイドコイルを通して入力ポートVinとつなぐ。
【００１９】
共振電気回路には、共振インダクタンスL1と共振コンデンサC4があり、共振インダクタンスL1を共振コンデンサC4とつないだあと、圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルを通して、電源変圧器T1の副サイドコイルとつなぎ、電源変圧器T1の副サイドコイルをさらに整流電気回路とつなぐ。また圧力上昇変圧器T2の副サイドコイルを負荷出力につなぐ。
その中で整流電気回路は、半波、全波、フルブリッジ整流電気回路となる。多スイッチ変換電気回路は、ハーフブリッジ電気回路トポロジー、またはフルブリッジ電気回路トポロジー電気回路となる。
【００２０】
図5が示す本発明の第二実施例電気回路図を見ると、第一実施例電気回路図と似ていることがわかる。電源変圧器T1の副サイドコイルには、複数の出力があり、違う部分は電源変圧器T1の副サイドコイルの出力と整流電気回路、ならびに共振電気回路のつなぎ方が違うものである。本実施方法には、第一実施方法の持つ長所がある。
【００２１】
図6が示す本発明の第三実施例電気回路図は、第一、第二実施例電気回路図と似ていることがわかる。違う部分は電源変圧器T1の副サイドコイルは複数のコイルであることであり、その中の１つのコイルが共振電気回路、圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルを通してつながっており、副サイドのその他のコイルはそれぞれ整流電気回路の出力につながっている。本実施方法には、第二実施方法の持つ長所がある。
【００２２】
図7が示す本発明の第四実施例電気回路図を見ると、第三実施例電気回路図と似ていることがわかる。違う部分は、電源変圧器が複数であることであり、複数の電源変圧器の元のサイドコイルを一緒につなぎ、複数の電源変圧器の副サイドコイルをつないだ後、共振電気回路、圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルとつなぎ、複数の電源変圧器の副サイドコイルをつないだ後、さらに整流電気回路出力をつなぐ。本実施方法には、第三実施方法の持つ長所がある。
【００２３】
図8が示す本発明の第五実施例電気回路図を見ると、第四実施例電気回路図と似ていることがわかる。違う部分は、複数の電源変圧器の副サイドコイルのうちの１つのコイル共振電気回路、圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルがつながっていることであり、副サイドのその他のコイルは、それぞれ整流電気回路出力につなぐ。本実施方法には、第四実施方法の持つ長所がある。
【００２４】
図9が示す本発明の第六実施例電気回路図は、第五実施例電気回路図と似ているが、違う部分は複数の電源変圧器中の各電源変圧器に複数の副サイドコイルがあり、その中の一つ、または複数の電源変圧器の副サイドコイルが直接つながるか、または通した後、共振電気回路、圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルとつなげられていることである。電源変圧器のその他の副サイドコイルは、それぞれ直接つなげられるか、または通された後、整流電気回路出力につながる。本実施方法には、第五実施方法の持つ長所がある。
【００２５】
図10が示す本発明の第七実施例電気回路図は、第五実施例電気回路図と似ているが、違う部分は複数の電源変圧器の副サイドコイルとつなげた後、共振電気回路、圧力上昇変圧器T2の元のサイドコイルとつなげられることである。複数の電源変圧器の副サイドコイルをつなげた後、さらに整流電気回路出力をつなげる。本実施方法には、第五実施方法の持つ長所がある。
【００２６】
このほか本発明は、実際の必要に応じて複数の圧力上昇変圧器を設け、好きに数量比を構成して変圧器の多い多路出力とさせることでコストを削減することができる。
【００２７】
図4は、発明案の中で典型的なものであり、本発明の中でその他の実施例の作業原理は、図4と似ている。以下に図4を例として本発明の作業原理を紹介する。
【００２８】
図4の中で、Vinは仕事率因数校正電気回路の出力であり、通常は380~400Vの間となる。電圧は安定しており、精度は±3%以内に制御することができる。電源変圧器T1は、理想に近い変圧器として、その周囲比率はNとする。ハーフブリッジ電気回路が50%の空間専有率で稼動しているとき、整流出力電圧Voは、下記
【００２９】
【数１】
2008258165.tif 000003
【００３０】
に近くなる。ハーフブリッジ電気回路は周波数を変化させながら稼動しているため、50%の空間専有率は変わらないままである。このためVoの換も変わらず、その安定度が于Vinを決定する。Vinの精度が±3%以内のため、Voの精度を±5%以内の抑えることができるのである。
図11が示す図4電気回路の等効電気回路図を見ると、図4中の圧力上昇変圧器T2の漏感等効はLd、電気回路の共振周波数ｆｒは、
【００３１】
【数２】
2008258165.tif 000004
【００３２】
となる。
【００３３】
灯管負荷Rlamp上の電圧と通電電源Vin/2Nの周波数関係は、図12のようになる。図12を見ると、周波数を変えるとき、f1をf2に変化させるとき、灯管負荷Rlamp上の電圧が上昇することが見て取れる。このようにすることで周波数を変えて灯管の明るさを変えることができる。周波数を変えるとき、作業周波数が高于共振周波数ｆｒより高くなるように選ぶことで、図4中のハーフブリッジ電気回路の仕事率スイッチをゼロ電圧スイッチ状態で稼動させることができる。これにより仕事率スイッチの損失を削減することが可能となる。
【００３４】
以上は、本発明の蛍光灯駆動電源について、詳しい紹介である。本文では、具体的な例で本発明の原理と実施方法で説明したが、以上の実施例の説明は、あくまでも本発明の方法とその核心的な考えを説明するものでしかない。同時に本領域の一般技術員にとっては本発明の発想を元にした具体的な実施方法と応用範囲については、変更する部分は出てくるだろう。総合すると、本説明書の内容は、本発明を制限するものと理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】現有の技術液晶スクリーン装置電源の電気回路原理図である。
【図２】本発明で提供する電源電気回路の原理枠組み図である。
【図３】本発明で提供する電源電気回路原理図である。
【図４】本発明の第一実施例電気回路原理図である。
【図５】本発明の第二実施例電気回路原理図である。
【図６】本発明の第三実施例電気回路原理図である。
【図７】本発明の第四実施例電気回路原理図である。
【図８】本発明の第五実施例電気回路原理図である。
【図９】本発明の第六実施例電気回路原理図である。
【図１０】本発明の第七実施例電気回路原理図である。
【図１１】本発明の図4電気回路の等効電気回路図である。
【図１２】本発明の灯管上の電圧と通電電源の周波数関係図である。
【図１】
2008258165.tif 000005
【図２】
2008258165.tif 000006
【図３】
2008258165.tif 000007
【図４】
2008258165.tif 000008
【図５】
2008258165.tif 000009
【図６】
2008258165.tif 000010
【図７】
2008258165.tif 000011
【図８】
2008258165.tif 000012
【図９】
2008258165.tif 000013
【図１０】
2008258165.tif 000014
【図１１】
2008258165.tif 000015
【図１２】
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