[发明专利]直交流转换器

说明书

本发明是一种用于液晶显示器(LCD)背光源模块的直交流转换器(inverter)，可同时驱动多的灯管，并且针对不同的液晶显示器内部的灯管连接方式，在输出端形成两种不同接线方式。本模块以冷阴极萤光灯(CCFL)当作背光源，并且具有调光的功能。

放电灯管(例如CCFL)常被用来作为LCD面板的背光源(backlight)，其具有依照当时状态及施加于灯管的激励(AC信号)的频率而变化的端点电压特性。直到CCFL被触发(struck)或点亮(ignited)灯管才会导通电流，电流导通时跨端点的电压小于激发电压(strike voltage)，例如点亮时的激发电压必须大于或等于1500伏特。一旦一电弧在CCFL内被激发，则端点电压会降到约为激发电压1/3大小的一运行电压(run voltage)，而有相当宽度的输入电流范围。例如，CCFL的运行电压可以是500伏特，而电流范围为500微安至6毫安，然而其激发电压为1500伏特。通常CCFL由频率范围50KHz至100Hz的AC信号所驱动。

放电灯管具有负阻抗特性，所以其操作电压会随着灯管所消耗的功率增加而减少。提供电源/功率至灯管的电路(例如直交流转换器)必须要有一个可控制的交流电源装置、及一个可准确监测灯管内电流的反馈回路，以便维持电路的稳定性，并具有负载调整的功能。

在使用于笔记型(notebook)或桌上型(desktop)计算机的LCD背光的CCFL的直交流转换器设计时，效率、成本与尺寸大小是重要的考虑因素。公知用于LCD背光的直交流转换器，例如日本东京TDK公司所销售编号CXA-K05L-FS的直交流转换器，包括一降压型转换器(buck converter)与一电源馈入(current-fed)自振(self-oscillating)推挽式(push-pull)直交流转换器(inverter)，其中，电源馈入自振推拉式直交流转换器亦被称为Royer直交流转换器。此降压型转换器与Royer直交流转换器组合的整体效率将因此受限于两个功率级的组合。尤其是，作为谐振电感的Royer直交流变换器内变压器(transformer)的磁化电感(magnetizing inductance)，会导致的额外的功率损耗。一般来说，降压型转换器与Royer直交流转换器组合的效率约为80％。

公知另一种型式的直交流转换器，例如由美国加州Garden Grove的Linfinity Microelectronics所销售编号LXM1590/LXM1591的直交流转换器，其采用一半桥型式(half-bridged)的直交流转换器。与降压型转换器/Royer直交流转换器的组合相比较，此半桥直交流转换器效率更高。相似于推挽式直交流转换器，此半桥直交流转换器亦包含一变压器，此变压器的一次线圈电感与电容产生谐振，使得在在二次线圈(secondary winding)感应近似正弦波的电压至灯管。一般来说，半桥式直交流转换器的效率约为90％。

有鉴于此，本发明的一目的就是在提供一种用于放电灯管的直交流转换器，其可高效率地提供电源/功率至灯管。

本发明的另一目的就是在提供一种用于放电灯管的直交流转换器，其可以准确感测灯管电流，稳定控制提供至灯管的电流。

本发明的又一目的就是在提供一种用于放电灯管的直交流转换器，其可以限制灯管内电流的大小，避免灯管电流超过额定电流值。

本发明的再一目的就是在提供一种用于放电灯管的直交流转换器，其可以调整灯管的亮度大小。

根据上述目的，本发明公开一种直交流转换器，用以点亮一放电灯管。依照本发明的直交流转换器包括升压型转换器、自激式全桥串联谐振电路、反馈控制器、以及调光电路。直流输入电压经由升压型转换器，在输出端产生一较高压直流输出电压，以作为自激式全桥串联谐振电路的电压源。自激式全桥串联谐振电路提供一高压交流电源至放电灯管。反馈控制器感测放电灯管的电流，并依照灯管电流的大小改变输出至升压型转换器的方波的占空比。调光电路依照调光电压的大小而控制反馈控制器改变方波的占空比。

依照本发明的直交流转换器还包括并联的一反馈电阻与一反馈电容，连接于放电灯管与接地端之间。流经灯管的电流经由反馈电阻，产生电压信号，即代表灯管电流大小的反馈电压。