專利名稱：三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路及方法，特別是一種驅(qū)動(dòng)三相冷陰極熒光燈(coldcathode fluorescent lamp；CCFL)的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路及方法。
背景技術(shù)：
冷陰極熒光燈具有省電、消耗功率低、低發(fā)熱、壽命長、尺寸細(xì)小、質(zhì)量輕、高輝度(illumination)、高演色性以及長時(shí)間使用燈管溫度適中等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛地被用來當(dāng)作背光式顯示器的光源，特別是用作背光式液晶顯示器的光源。在以前由于顯示器的尺寸較小，故僅須一個(gè)冷陰極熒光燈便已足夠，然而，由于現(xiàn)今技術(shù)的進(jìn)步，顯示器的尺寸愈來愈大，所以需要多個(gè)冷陰極熒光燈來當(dāng)作光源，因此，亦需要一種可以驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極熒光燈的電路。
在美國專利號(hào)6,396,722提出一種驅(qū)動(dòng)電路，其利用四個(gè)MOS晶體管及一個(gè)變壓器組成一全橋式(full bridge)電路來驅(qū)動(dòng)冷陰極熒光燈，然而，此電路只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)冷陰極熒光燈，若要驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極熒光燈，則須使用多組獨(dú)立的全橋式電路來驅(qū)動(dòng)，再者，由于此電路所使用的MOS晶體管及變壓器均為昂貴的元件，因此使用愈多組需要愈高的成本。
因此，一種能驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極熒光燈且能降低成本的驅(qū)動(dòng)電路乃為所冀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能驅(qū)動(dòng)多個(gè)冷陰極熒光燈且能降低成本的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路及方法。
本發(fā)明的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路是由如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是包括一第一開關(guān)組件，包含一第一高位側(cè)開關(guān)元件連接在一輸入電壓及一第一節(jié)點(diǎn)之間，一第一低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第一節(jié)點(diǎn)及一參考電位之間；一第二開關(guān)組件，包含一第二高位側(cè)開關(guān)元件連接在該輸入電壓及一第二節(jié)點(diǎn)之間，一第二低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第二節(jié)點(diǎn)及參考電位之間一第三開關(guān)組件，包含一第三高位側(cè)開關(guān)元件連接在該輸入電壓及一第三節(jié)點(diǎn)之間，一第三低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第三節(jié)點(diǎn)及參考電位之間；以及一三相變壓器，其第一側(cè)具有三個(gè)端點(diǎn)分別連接該第一、第二及第三節(jié)點(diǎn)，其第二側(cè)具有三個(gè)端點(diǎn)分別連接一第一、一第二及一第三負(fù)載；其中，該等開關(guān)元件受控開啟及閉合以分別在該第一及第二節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第一交流電壓，在該第二及第三節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第二交流電壓以及在該第三及第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第三交流電壓，而被該三相變壓器轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一第一交流電流至該第一負(fù)載，一第二交流電流至該第二負(fù)載，以及一第三交流電流至該第三負(fù)載。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該三相變壓器包括二個(gè)變壓器串接。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該三相變壓器包括三個(gè)變壓器以Y-Y方式連接。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該三相變壓器包括三個(gè)變壓器以Δ-Δ方式連接。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該第一、第二及第三交流電壓的相位各相差120度。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該第一、第二及第三交流電流的相位各相差120度。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是每一該開關(guān)元件并聯(lián)一二極管。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該等高位側(cè)及低位側(cè)開關(guān)元件是NMOS晶體管。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該輸入電壓是一直流電壓。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是每一該負(fù)載包含至少一冷陰極熒光燈。
本發(fā)明還提供一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是包括下列步驟在一輸入電壓及一參考電位之間連接一第一開關(guān)組件，其包含一第一高位側(cè)開關(guān)元件串接一第一低位側(cè)開關(guān)元件；在該輸入電壓及參考電位之間連接一第二開關(guān)組件，其包含一第二高位側(cè)開關(guān)元件串接一第二低位側(cè)開關(guān)元件；在該輸入電壓及參考電位之間連接一第三開關(guān)組件，其包含一第三高位側(cè)開關(guān)元件串接一第三低位側(cè)開關(guān)元件；控制該等高位側(cè)及低位側(cè)開關(guān)元件開啟及閉合以分別在該第一及第二節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第一交流電壓，在該第二及第三節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第二交流電壓，在該第三及第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第三交流電壓；以及轉(zhuǎn)換該第一至第三交流電壓產(chǎn)生一第一交流電流至一第一負(fù)載，一第二交流電流至一第二負(fù)載，以及一第三交流電流至一第三負(fù)載。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制每一該交流電壓的相位各相差120度。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制每一該交流電流的初位各相差120度。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括以該第一至第三交流電流各推動(dòng)至少一冷陰極熒光燈。
本發(fā)明還提供另一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是包括下列步驟利用一三相變流器產(chǎn)生三相交流電壓；
利用一三相變壓器轉(zhuǎn)換該三相交流電壓以產(chǎn)生三相交流電流；以及利用該三相交流電流各推動(dòng)至少一冷陰極熒光燈。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制該三相交流電壓彼此之間具有一相位差為120度。
所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制該三相交流電流的相位各相差120度。
根據(jù)本發(fā)明，一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路包括一第一開關(guān)組件，包含一第一高位側(cè)開關(guān)元件連接在一輸入電壓及一第一節(jié)點(diǎn)之間，及一第一低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第一節(jié)點(diǎn)及一參考電位之間，一第二開關(guān)組件，包含一第二高位側(cè)開關(guān)元件連接在該輸入電壓及一第二節(jié)點(diǎn)之間及一第二低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第二節(jié)點(diǎn)及參考電位之間，一第三開關(guān)組件，包含一第三高位側(cè)開關(guān)元件連接在該輸入電壓及一第三節(jié)點(diǎn)之間，及一第三低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第三節(jié)點(diǎn)及參考電位之間，以及一三相變壓器，其第一側(cè)具有三個(gè)端點(diǎn)分別連接該第一、第二及第三節(jié)點(diǎn)，其第二側(cè)具有三個(gè)端點(diǎn)分別連接第一、第二及第三負(fù)載?？刂圃摰乳_關(guān)元件的開啟及閉合以分別在該第一及第二節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第一交流電壓，在該第二及第三節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第二交流電壓，以及在該第三及第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第三交流電壓，該三相變壓器轉(zhuǎn)換該第一至第三交流電壓以產(chǎn)生第一至第三交流電流至該三負(fù)載，其中每一負(fù)載包括至少一冷陰極熒光燈。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明比習(xí)知的驅(qū)動(dòng)電路少了6個(gè)NMOS晶體管及一個(gè)變壓器，故能大大的降低成本。
為對(duì)本發(fā)明的目的、特征及其功效有進(jìn)一步了解，茲列舉具體實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下


圖1是本發(fā)明的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路圖。
圖2是圖1中節(jié)點(diǎn)[A，B]、[B，C]及[C，A]之間電壓波形的時(shí)序圖。
圖3是圖1中流經(jīng)三個(gè)冷陰極熒光燈電流波形的時(shí)序圖。
圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施例驅(qū)動(dòng)電路圖。
圖5是本發(fā)明的又一實(shí)施例驅(qū)動(dòng)電路。以及圖6是本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)施圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路10的較佳實(shí)施例，其包括一開關(guān)組件12連接在輸入電壓Vin及參考電位GND1之間，其包含一高位側(cè)NMOS晶體管122連接在輸入電壓Vin及節(jié)點(diǎn)A之間，及一低位側(cè)NMOS晶體管124連接在節(jié)點(diǎn)A及參考電位GND1之間；一開關(guān)組件14連接在輸入電壓Vin及參考電位GND1之間，其包含一高位側(cè)NMOS晶體管142連接在輸入電壓Vin及節(jié)點(diǎn)B之間，及一低位側(cè)NMOS晶體管144連接在節(jié)點(diǎn)B及參考電位GND1之間；一開關(guān)組件16連接在輸入電壓Vin及參考電位GND1之間，其包含一高位側(cè)NMOS晶體管162連接在輸入電壓Vin及節(jié)點(diǎn)C之間，及一低位側(cè)NMOS晶體管164連接在節(jié)點(diǎn)C及參考電位GND1之間，二極管D1～D6分別并聯(lián)NMOS晶體管122～164，一由變壓器T1及T2串接形成的三相變壓器18，其第一側(cè)連接節(jié)點(diǎn)A、B及C，以及三個(gè)冷陰極熒光燈20、22及24連接在三相變壓器18第二側(cè)及參考電位GND2之間。此處，NMOS晶體管122、124、142、144、162及164均當(dāng)作開關(guān)元件，且分別受控于信號(hào)S1、S2、S3、S4、S5及S6。
圖2的波形26、28及30分別為圖1中節(jié)點(diǎn)A與B之間的電壓VAB、節(jié)點(diǎn)B與C之間的VBC及節(jié)點(diǎn)C與A之間的VCA的波形，此三相交流電壓彼此相位相差120度。同時(shí)參照?qǐng)D1，在時(shí)間為0到t1期間，晶體管124、144及162開啟導(dǎo)通電流ICA及ICB，在t1到t2期間晶體管122、144及162開啟，導(dǎo)通電流IAB及ICB，在t2到t3期間，晶體管122、144及164開啟，導(dǎo)通電流IAB及IAC，在t3到t4期間，晶體管122、142及164開啟，導(dǎo)通電流IAC及IBC，在t4到t5期間晶體管124、142及164開啟，導(dǎo)通電流IBA及IBC，在t5到t6期間，晶體管124、142及162開啟，導(dǎo)通電流IBA及ICA。其中，在節(jié)點(diǎn)[A，B]之間形成的交流電壓VAB，在節(jié)點(diǎn)[B，C]之間形成的交流電壓VBC，以及在節(jié)點(diǎn)[C，A]之間形成的交流電壓VCA經(jīng)三相變壓器18轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交流電流I1、I2及I3至燈管20、22及24。
由圖2可知，0到t6為一周期，故各一時(shí)間區(qū)間(例如，0到t1)為六分之一周期，因此可看出本實(shí)施例的電壓波形26、28及30的相位各相差120度。圖3中波形32、34及36分別為圖1中交流電流I1、I2及I3的波形，如前所述，電流波形32、34及36的相位亦各相差120度。
習(xí)知的三相變壓器是由三個(gè)變壓器構(gòu)成，但是，由三相電路的原理可知，減少一個(gè)變壓器并不影響該三相電流的產(chǎn)生，故本實(shí)施例使用二個(gè)變壓器T1及T2串接構(gòu)成三相變壓器18以減少成本。美國專利號(hào)6,396,722所提出的驅(qū)動(dòng)電路若要驅(qū)動(dòng)三個(gè)冷陰極熒光燈，則需有三組相同的驅(qū)動(dòng)電路，如此需要12個(gè)NMOS晶體管及三個(gè)變壓器，反觀本發(fā)明，若要驅(qū)動(dòng)三個(gè)冷陰極熒光燈僅須6個(gè)NMOS晶體管及二個(gè)變壓器，比習(xí)知的驅(qū)動(dòng)電路少了6個(gè)NMOS晶體管及一個(gè)變壓器，故能大大的降低成本。
圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)電路38與圖1的驅(qū)動(dòng)電路10相似，不過三相變壓器18改用Δ-Δ)連接，亦即變壓器TX1第一側(cè)的接點(diǎn)1804連接變壓器TX2第一側(cè)的一端1806，變壓器TX2第一側(cè)的另一端1808連接至變壓器TX3第一側(cè)的一端1810，變壓器TX3第一側(cè)的另一端1812連接到變壓器TX1第一側(cè)的接點(diǎn)1802，而變壓器TX1第二側(cè)的接點(diǎn)1816連接變壓器TX2第二側(cè)的一端1818，變壓器TX2第二側(cè)的另一端1820連接至變壓器TX3第二側(cè)的一端1822，變壓器TX3第二側(cè)的另一端1824連接到變壓器TX1第二側(cè)的接點(diǎn)1814，其中接點(diǎn)1802、1806及1810分別連接節(jié)點(diǎn)A、B及C，而接點(diǎn)1814、1818及1822分別連接冷陰極熒光燈20、22及24。此實(shí)施例可減少6個(gè)NMOS晶體管的花費(fèi)。
圖5是本發(fā)明的第三實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)電路40與圖4的電路38相似，不過三相變壓器18改用Y-Y方式連接，亦即三相變壓器18是由三個(gè)變壓器以Y-Y方式連接組成，變壓器TX1、TX2及TX3第一側(cè)的一端1802、1806及1810分別連接節(jié)點(diǎn)A、B及C，另一端1804、1808、1812連接至參考電位GND3，而變壓器TX1、TX2及TX3第二側(cè)的一端1814、1818及1822分別連接冷陰極熒光燈20、22及24，另一端1816、1820及1824連接至參考電位GND4。此實(shí)施例與驅(qū)動(dòng)電路38同樣可減少6個(gè)NMOS晶體管的花費(fèi)。
若要驅(qū)動(dòng)三個(gè)以上的冷陰極熒光燈，可在上述電路10、38及40中的冷陰極熒光燈20、22及24旁并聯(lián)多個(gè)冷陰極熒光燈202、222及242，如圖6的電路42所示。
以上對(duì)于本發(fā)明的較佳實(shí)施例所作的敘述是為闡明的目的而無意限定本發(fā)明精確地為所揭露的形式，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實(shí)施例學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能的，實(shí)施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者以各種實(shí)施例利用本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想由權(quán)利要求范圍及其均等來決定。
權(quán)利要求
1.一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是包括一第一開關(guān)組件，包含一第一高位側(cè)開關(guān)元件連接在一輸入電壓及一第一節(jié)點(diǎn)之間，一第一低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第一節(jié)點(diǎn)及一參考電位之間；一第二開關(guān)組件，包含一第二高位側(cè)開關(guān)元件連接在該輸入電壓及一第二節(jié)點(diǎn)之間，一第二低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第二節(jié)點(diǎn)及參考電位之間一第三開關(guān)組件，包含一第三高位側(cè)開關(guān)元件連接在該輸入電壓及一第三節(jié)點(diǎn)之間，一第三低位側(cè)開關(guān)元件連接在該第三節(jié)點(diǎn)及參考電位之間；以及一三相變壓器，其第一側(cè)具有三個(gè)端點(diǎn)分別連接該第一、第二及第三節(jié)點(diǎn)，其第二側(cè)具有三個(gè)端點(diǎn)分別連接一第一、一第二及一第三負(fù)載；其中，該等開關(guān)元件受控開啟及閉合以分別在該第一及第二節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第一交流電壓，在該第二及第三節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第二交流電壓以及在該第三及第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第三交流電壓，而被該三相變壓器轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一第一交流電流至該第一負(fù)載，一第二交流電流至該第二負(fù)載，以及一第三交流電流至該第三負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該三相變壓器包括二個(gè)變壓器串接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該三相變壓器包括三個(gè)變壓器以Y-Y方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該三相變壓器包括三個(gè)變壓器以Δ-Δ方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該第一、第二及第三交流電壓的相位各相差120度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該第一、第二及第三交流電流的相位各相差120度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是每一該開關(guān)元件并聯(lián)一二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該等高位側(cè)及低位側(cè)開關(guān)元件是NMOS晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是該輸入電壓是一直流電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是每一該負(fù)載包含至少一冷陰極熒光燈。
11.一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是包括下列步驟在一輸入電壓及一參考電位之間連接一第一開關(guān)組件，其包含一第一高位側(cè)開關(guān)元件串接一第一低位側(cè)開關(guān)元件；在該輸入電壓及參考電位之間連接一第二開關(guān)組件，其包含一第二高位側(cè)開關(guān)元件串接一第二低位側(cè)開關(guān)元件；在該輸入電壓及參考電位之間連接一第三開關(guān)組件，其包含一第三高位側(cè)開關(guān)元件串接一第三低位側(cè)開關(guān)元件；控制該等高位側(cè)及低位側(cè)開關(guān)元件開啟及閉合以分別在該第一及第二節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第一交流電壓，在該第二及第三節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第二交流電壓，在該第三及第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一第三交流電壓；以及轉(zhuǎn)換該第一至第三交流電壓產(chǎn)生一第一交流電流至一第一負(fù)載，一第二交流電流至一第二負(fù)載，以及一第三交流電流至一第三負(fù)載。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制每一該交流電壓的相位各相差120度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制每一該交流電流的初位各相差120度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括以該第一至第三交流電流各推動(dòng)至少一冷陰極熒光燈。
15.一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是包括下列步驟利用一三相變流器產(chǎn)生三相交流電壓；利用一三相變壓器轉(zhuǎn)換該三相交流電壓以產(chǎn)生三相交流電流；以及利用該三相交流電流各推動(dòng)至少一冷陰極熒光燈。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制該三相交流電壓彼此之間具有相位差為120度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三相變流器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征是更包括控制該三相交流電流的相位各相差120度。
全文摘要
一種三相變流器的驅(qū)動(dòng)電路及方法，該驅(qū)動(dòng)電路包括三開關(guān)組件以及一三相變壓器，其中該三開關(guān)組件并聯(lián)在一輸入電壓及一參考電位之間，且每一開關(guān)組件包含一高位側(cè)開關(guān)元件串接一低位側(cè)開關(guān)元件，藉由控制每一開關(guān)元件開啟及閉合以在該三相變壓器的第一側(cè)產(chǎn)生三相交流電壓而該三相交流電壓被該三相變壓器轉(zhuǎn)換為第一、第二及第三交流電流至三負(fù)載。
文檔編號(hào)H02M7/537GK1581664SQ0315318
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者蔡慶龍, 葉清強(qiáng) 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司