专利名称：逆变器装置及使用它的发光装置和图像显示装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种将直流输入电压变换成交流电压并供给负载的逆变器装置，特别涉及用于驱动多个负载的逆变器装置。
背景技术：
近年来，取代布劳恩管电视机，薄型、可大型化的液晶电视的普及不断推进。液晶电视在显示图像的液晶板的背面上，配置多个冷阴极荧光灯(ColdCathode Fluorescent Lamp，以下称为CCFL)、外部电极荧光灯(External ElectrodeFluorescent Lamp，以下称为EEFL)，作为背光而发光。
就CCFL和EEFL等荧光灯的驱动来说，使用了将例如12V大小的直流电压升压并作为交流电压输出的逆变器(DC/AC转换器)。逆变器将荧光灯中流过的电流变换成电压后反馈到控制电路，并且基于该反馈的电压而控制开关元件的导通/截止。例如，在下面的专利文献中公开了相关技术。
专利文献1，特开2003-323994号公报专利文献2，国际公开第2005/038828号小册子专利文献3，特开2002-134293号公报专利文献4，特开2004-335422号公报。
这里，考虑通过由逆变器升压的交流电压来驱动多个荧光灯的情况。由于由荧光灯所流过的电流决定各个荧光灯的发光亮度，因此为了使多个荧光灯均匀发光或者以不同的期望亮度发光，就需要控制各个荧光灯中流过的电流。
但是，在单独地反馈控制多个荧光灯中流过的电流时，需要对每个荧光灯设置控制电路。然而，在液晶电视或者液晶监视器等的应用中，当同时点亮数根到数十根的荧光灯时，从安装面积、成本、耗电的观点来看，将多个控制电路内置在液晶电视中并不好。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种逆变器装置，通过共用控制电路而能够驱动荧光灯等多个负载。
本发明的一个方案涉及将输入电压变换成交流驱动电压并且供给多个负载的逆变器装置。该方案的逆变器装置包括变压器，其包含原级绕组和次级绕组；开关电路，其包含所述变压器的原级绕组所连接的多个晶体管，根据各个晶体管的导通/截止，将输入电压和比输入电压更低的固定电压交替施加在变压器的原级绕组上；多个电容器，设置在多个负载的每个上，其一端共同连接到变压器的次级绕组，另一端分别连接到多个负载；以及控制电路，其在包含本逆变器装置和负载的整个电路的电流路径中，监控一个规定的电流路径中流过的电流，反馈控制开关电路的多个晶体管的导通/截止状态，以使被监控的电流保持规定的状态，以及调节对变压器的原级绕组的开关电力的供给。
根据该方案，多个负载和各自所串联连接的电容器形成并联连接的多个电流路径。由于在多个电流路径上被施加了相同的电压，因此在各个路径中流过与各个电容器和负载的合成阻抗相对应的电流。根据该方案，通过共用控制电路，通过电容器的电容量而能够直接或者间接地控制多个负载中流过的电流。
在其中一个方案中，也可以是多个负载可以为多个荧光灯。荧光灯可以是冷阴极管荧光灯，也可以是外部电极荧光灯。在这种情况下，由于能够通过电容器来适当地消除多个荧光灯阻抗的变动和偏差，因此能够确保在由包含荧光灯和电容器所形成的多个电流路径中所流过的电流的稳定。
在其中一个方案中，也可以是多个电容器的电容值被设定在1pF～100pF的范围内。通过与荧光灯串联来插入该范围的电容值，能够提高荧光灯亮度的稳定性。
在其中一个方案中，也可以是根据多个荧光灯的相对亮度来设定多个电容器的电容值。由于在包含荧光灯和电容器所形成的多个电流路径中所流过的电流依赖于荧光灯和电容器的阻抗，因此能够通过调节电容值来调节各个荧光灯中所流过的电流。
在其中一个方案中，也可以是使用被安装本逆变器装置的印刷基板上所形成的图案来构成多个电容器的至少一部分。
在其中一个方案中，也可以是控制电路监控在多个负载中包括一个规定的负载的电流路径上所流过的电流，控制开关电路的多个晶体管的导通/截止状态，以使规定的负载中流过的电流接近规定的电流值。此时，控制电路可以包括反馈电路，设置在包含规定的负载的电流路径上，生成用于表示与规定的负载中流过的电流相对应的电压值的反馈信号；脉冲调制器，其接受来自反馈电路的反馈信号，并通过与规定的基准电压的比较而生成脉冲调制信号；以及驱动电路，其接受来自脉冲调制器的脉冲调制信号，基于脉冲调制信号，控制开关电路的多个晶体管的导通/截止。
这种情况下，能够直接地反馈控制在规定的负载中所流过的电流，以使其接近规定的电流值，同时，能够间接地控制其它负载中流过的电流，以使它接近与规定的电流值对应的电流。
在其中一个方案中，控制电路可以监控包含变压器次级绕组的电流路径中所流过的电流，控制开关电路的多个晶体管的导通/截止状态，以使变压器次级绕组中流过的电流接近规定的电流值。此时，控制电路可以包括反馈电路，设置在包含变压器次级绕组的电流路径上，生成用于表示与变压器次级绕组中流过的电流相对应的电压值的反馈信号；脉冲调制器，其接受来自反馈电路的反馈信号，并通过与规定的基准电压的比较而生成脉冲调制信号；以及驱动电路，其接受来自脉冲调制器的脉冲调制信号，基于脉冲调制信号，控制开关电路的多个晶体管的导通/截止。
在变压器的次级绕组上流过多个负载上所流过的电流的和电流。此时，在多个负载上，分流流过与包含各个负载的路径的合成阻抗相对应的电流。因此，通过稳定变压器次级绕组上所流过的电流，能够稳定多个负载上所流过的电流。
本发明的另一个方案是发光装置。该发光装置包括多个荧光灯；以及上述任何一个方案的逆变器装置，其将多个荧光灯作为负载而分别供给交流的驱动电压。
根据该方案，能够通过共用控制电路而控制多个荧光灯的亮度。
本发明的又一方案是图像显示装置。该图像显示装置包括液晶面板；以及作为背光而被配置在液晶面板的背面的上述发光装置。
根据该形式，能够用较少的控制电路来驱动多个荧光灯，能够简化装置。
应该指出，上述结构性部件等的任何任意组合或重新配置对于本发明的实施例是有效的并被包括在内。
另外，本发明内容不必描述所有必要的特征，以致本发明还可以是这些上述特征的子组合。
以下参考附图仅仅通过例子来说明实施例，其是示例性而不是限制性的，在以下附图中，相同的部件标以相同的标号，其中图1是表示本发明第一实施形式的发光装置的构成的电路图。
图2是表示装载了图1发光装置的液晶电视的构成的方框图。
图3是表示第二实施形式的发光装置的构成的电路图。
图4是表示第三实施形式的发光装置的一部分结构的电路图。
具体实施例方式
下面基于优选实施例说明本发明，这些优选实施例不是用于限定本发明的范围，而是示例性说明本发明。实施例中说明的所有特征及其组合，对于本发明并不是必须的。
(第一实施形式)图1是表示本发明第一实施形式的发光装置200a的结构的电路图。图2是表示装载了图1发光装置200的液晶电视300的结构的方框图。图2的液晶电视300与天线310连接。天线310接收广播波后将接收信号输出到接收单元接收单元304。接收单元304对接收信号进行检波、放大后输出到信号处理单元306。信号处理单元306将被调制的数据解调所获得的图像数据输出到液晶驱动器308。液晶驱动器308将图像数据按每个扫描线输出到液晶面板302，并且显示影像和图像。在液晶面板302的背面，配置有多个荧光灯210作为背光。本实施形式的发光装置200适用于作为这种液晶面板302的背光。下面，回到图1，详细说明发光装置200a的结构和动作。
本实施形式的发光装置200包括被统称为荧光灯210的多个荧光灯210a，210b，...210d、以及将荧光灯210作为负载而分别供给交流驱动电压Vdrv的逆变器100a。荧光灯210是EEFL或者CCFL，被配置在液晶面板302的背面。图示的荧光灯210的个数不是限定本发明的，其由液晶面板302的面积决定。
逆变器100a是将输入端子102上所施加的输入电压Vin变换成被交流升压的驱动电压Vdrv，并供给到输出端子104上所连接负载即荧光灯210的DC/AC转换器。
逆变器100a将电力供给多个荧光灯210，例如，其通过生成1000V以上的交流电压，将其供给荧光灯210。荧光灯210的发光亮度根据各自所流过的电流而决定，因此驱动电流的偏差表现为背光的亮度不均匀。因此，对于逆变器100a，要求均匀地驱动多个荧光灯210。
逆变器100a包括开关电路10、变压器12、控制电路20(20a～20c)、统称为电容C1的多个电容器C1a～C1d。
变压器12包含原级绕组12a和次级绕组12b。开关电路10被连接到变压器12的原级绕组12a。开关电路10例如是H桥式电路或者半桥式电路，由包含了连接到变压器12原级绕组12a的多个晶体管(未图示)构成，根据各个晶体管的导通/截止，在原级绕组12a上交替地施加输入电压Vin和比输入电压Vin更低的固定电压即接地电压(0V)。其结果，开关电压Vsm施加在变压器12的原级绕组12a上。各个晶体管的导通/截止通过从控制电路20输出的控制信号SIG_DRV而被控制。变压器12的次级绕组12b的一端N1被接地，另一端N2与输出端子104连接。
多个电容器C1a～C1d被设置给作为多个负载的每个荧光灯210a～210d。对于电容器C1a～C1d，其一端共同连接到变压器12的次级绕组12b的端子N2上。电容器C1a～C1d的另一端分别连接到对应的荧光灯210a～210d。多个电容器C1的电容值优选设定在1pF～100pF的范围。对于电容值，根据荧光灯210的阻抗，通过计算或者实验，能够从该范围选择最合适的值。各个电容器C1的电容值根据各自连接的荧光灯210的相对亮度来设定。例如，在荧光灯210具有相同特性的情况下，在将发光亮度均匀化时，几乎相等地设定电容器C1的容量。而且，对于每个荧光灯210，当想改变发光亮度时，根据期望的发光亮度而设定电容器C1的电容值。
电容器C1可以由片型(chip)部件形成，但是，在逆变器100a被安装在印刷基板上时，电容器C1的一部分或者全部可以通过在印刷基板上使用图案而形成。
本实施形式的控制电路20(20a～20c)在逆变器100a和包含荧光灯210的整个电路的电流路径中，监控一个规定的电流路径中流过的电流，反馈控制开关电路10的多个晶体管的导通/截止状态，以使监控的电流保持规定的状态，并调节向变压器12原级绕组12a的开关电压Vsw、即开关电力的供给。
作为规定的电流路径，在作为多个负载的荧光灯210a～210d中，本实施形式的控制电路20监控包含了规定的负载即荧光灯210d的电流路径18中流过的电流(以下也称为灯管电流Ilamp)。控制电路20控制开关电路10的多个晶体管的导通/截止状态，以使荧光灯210d中流过的灯管电流Ilamp接近规定的电流值。
控制电路20包含驱动电路20a、脉冲宽度调制器20b、反馈电路20c。例如，驱动电路20a、脉冲宽度调制器20b包含其他模拟电路、数字电路并作为功能IC被一体集成在一个半导体衬底上。包含驱动电路20a、脉冲宽度调制器20b的功能IC能够使用在作为逆变器控制电路而设计的一般电路。
反馈电路20c被设置在包含荧光灯210d的电流路径上，生成用于表示与灯管电流Ilamp相应的电压值的反馈信号Vfb。反馈电路20c包含整流电路14、低通滤波器16。整流电路14被设置在包含荧光灯210的电流路径上，将灯管电流Ilamp进行半波整流并变换成电压Vfb。整流电路14的第1二极管D1，其阳极被接地，阴极被连接到荧光灯210d。第2二极管D2的阳极被连接到第1二极管D1的阴极和荧光灯210d。第一电阻R1被连接在第2二极管D2的阴极和接地端子之间。半波整流过的灯管电流Ilamp流过第一电阻R1，并产生Vfb＝R1×Ilamp的电压降。
低通滤波器16除去电压Vfb的高频分量，并作为直流反馈信号Vfb’输出到脉冲宽度调制器20b。
脉冲宽度调制器20b接受来自反馈电路20c的反馈信号Vfb’，并通过与规定的基准电压Vref的比较而生成脉冲宽度调制信号(以下也称为PWM信号Vpwm)。脉冲宽度调制器20b可以使用公知技术构成。例如，脉冲宽度调制器20b能够由误差放大器和比较器构成。误差放大器放大反馈信号Vfb和规定的基准电压Vref之间的误差。比较器将从误差放大器输出的误差电压Verr与锯齿波和三角波状的周期信号Vosc进行比较，并且根据两个信号Verr，Vosc的大小关系，输出占空比即高电平和低电平的时间比率变化的PWM信号Vpwm。
驱动电路20a接受来自脉冲宽度调制器20b的PWM信号Vpwm。驱动电路20a基于PWM信号Vpwm，即与PWM信号Vpwm的高电平和低电平相对应，生成用于控制开关电路10内部的多个晶体管的导通/截止的驱动信号SIG_DRV。与驱动信号SIG_DRV对应的开关电压Vsw被供给到变压器12的原级绕组12a。
下面说明上述那样构成的逆变器100a的动作。
通过开关电路10，当开关电压Vsw被供给到变压器12的原级绕组12a上时，在次级绕组12b侧，呈现与在脉冲宽度调制器20b中生成的PWM信号Vpwm的占空比和变压器12的绕组比相对应的交流驱动电压Vdrv。
这里，在本实施形式中，多个荧光灯210a～210d和各自连接的电容器C1a～C1d形成并联连接的多个电流路径。由于在多个电流路径上施加了相同的电压Vdrv，因此在各个路径上流过与各个电容器和负载的合成阻抗相对应的电流。电容器C1和荧光灯210的阻抗存在复阻抗。
此时，如果当荧光灯210a～210d点亮时复阻抗是均匀的，电容器C1a～C1d的电容值相等的话，则在包含电容器C1a和荧光灯210a的电流路径、包含电容器C1b和荧光灯210b的电流路径、包含电容器C1c和荧光灯210d的电流路径、包含电容器C1c和荧光灯210c的电流路径、包含电容器C1d和荧光灯210d的电流路径中分别流过几乎相等的电流。
在荧光灯210a～210d点亮时的复阻抗不相等的情况下，对于要将相同的灯管电流供给荧光灯210～210d的情况，设定电容器C1a～C1d的电容值即可，以消除荧光灯210a～210d的阻抗的差异。
在荧光灯210a～210d的阻抗是均匀的情况下，通过将电容器C1a～C1d的电容值设定为不同的值，能够将荧光灯210a～210d的管电流即各自的亮度主动地设定为不同的值。
如上述，控制电路20生成PWM信号Vpwm，以使包含电容器C1d和荧光灯210d的电流路径18中流过的管电流Ilamp接近希望的电流值。因此，根据本实施形式的逆变器100a，能够直接地反馈控制荧光灯210d中流过的电流，以使它接近规定的电流值。由于在其他荧光灯210a～210c中流过与包含各个荧光灯的电流路径的合成阻抗对应的电流，因此通过调节电容器C1的电容值，也能够间接地控制电流值。
这样，在本实施形式的逆变器100a中，通过利用一个控制电路20，能够适当地使多个荧光灯210以期望的亮度发光。结果，与对于每个荧光灯210，设置用于连接反馈电路20c和各个模块的配线等而使灯管电流稳定的情况相比，能够降低安装面积、成本、消耗功率。
而且，通过将电容器C1的电容值设定在1pF～100pF的范围，并且与荧光灯210串联地插入，即使在荧光灯210a～210d的阻抗和周边电路的寄生电容、寄生电阻发生偏差的情况下，由于电容器C1抵消了这些阻抗的偏差，因此能够将荧光灯210的灯管电流保持为一定，能够提高亮度的稳定性。
例如，在实际的逆变器100a中，由于存在荧光灯210的端子的寄生电容和布线图形间的寄生电容等，因此在不设置电容器C1的情况下或者在其电容值过小的情况下，由于寄生电容，包含荧光灯210的路径的阻抗要受到影响，从而使发光亮度受到影响。与此相反，根据本实施形式，通过设置具有合适电容值的电容器C1，能够降低寄生电容的影响，由此提高灯管电流的稳定性。而且，由于荧光灯210的复阻抗的频率特性和电容器C1的复阻抗的频率特性具有相反的特性，因此通过串联连接电容器C1和荧光灯210，使电容器C1和荧光灯210的合成阻抗的频率依赖性平坦化。其结果，能够在宽的频率下，将荧光灯210的亮度保持为一定值。
(第2实施形式)图3是表示第二实施形式的发光装置200b的结构的电路图。下面，对于逆变器100b的构成和动作，以其与第一实施形式逆变器100a之间的不同点为中心进行说明。
本实施形式的逆变器100b与第一实施形式的逆变器100a之间，其控制电路20监控的电流路径不同。即，对于第一实施形式的逆变器100a监控包含了规定的负载的路径中所流过的电流来说，本实施形式的逆变器100a监控包含了变压器12的次级绕组12b的电流路径19中所流过的电流。
在图3的逆变器100b中，反馈电路20c被设置在包含变压器12次级绕组12b的电流路径19上，并且生成用于表示与在该路径19中流过的电流Itotal相对应的电压值的反馈信号Vfb。图3的控制电路20包括图1的驱动电路20a、脉冲宽度调制器20b而构成。控制电路20控制开关电路10中所包含的多个晶体管的导通/截止，以使变压器12的次级绕组12b中流过的电流Itotal接近规定的电流值。
次级绕组12b中流过的电流Itotal通过输出端子104被分流到包含电容器C1和荧光灯210的各个电流路径。各个电流路径中所分流的电流根据各个路径的合成阻抗来决定。例如，在各个电流路径的合成阻抗相等的情况下，电流Itotal被相等分配到各个电流路径，荧光灯210a～210d的亮度变得均匀。而且，在将各个电流路径的合成阻抗主动地设定为不同值时，能够使荧光灯210a～210d的亮度不同。
根据第二实施形式，通过进行反馈控制，以使多个负载即荧光灯210a～210d中流过的电流的和电流为一定值，能够控制各个荧光灯210a～210d的灯管电流。
(第三实施形式)第三实施形式的逆变器100c应用了第二实施形式逆变器100b的逆变器。图4是表示第三实施形式的发光装置200c的一部分结构的电路图。
图4的发光装置200c包括两组逆变器100b。各个逆变器100b的结构可以与图3所示的第二实施形式同样。两组逆变器100b被设置在荧光灯210a～210d的两侧。逆变器100bR和逆变器100bL分别驱动负载，使得变压器12R、12L的次级绕组中流过的电流变成一定值。逆变器100bR的驱动电压VdrvR和逆变器100bL的驱动电压VdrvL是相互为反极性的交流电压。
根据本实施形式，通过两组逆变器，能够驱动多个荧光灯210。
实施形式是示例性的，本领域技术人员可以理解，按照这些各个构成要素和各个处理过程的组合的各种变形例是可能的，并且这种变形例也处于本发明的范围。
尽管在实施形式中说明了监控包含规定的负载和变压器12次级绕组12b的电流路径上所流过的电流的情况，但本发明不局限于此，例如，也可以监控变压器12的原级绕组12a中流过的电流或者开关电路10上所包含的晶体管上所流过的电流等。
荧光灯210的驱动形式不局限于实施形式所示出的那些，可以利用用于驱动多个荧光灯210的公知技术，特别是不局限于特定的拓扑结构，也能够使用本发明。
由本实施形式逆变器100a驱动的负载不局限于荧光管，除此之外，其能够适用于需要交流高电压的各种装置的驱动。
在本实施形式中，逻辑电路的高电平、低电平的逻辑值的设定是一个例子，其能够通过由反相器等进行合适反相而自由地变更。
尽管本发明优选实施例已经使用特定术语进行了说明，但这种说明是仅仅用于示例性目的，应当理解，在不脱离所附权利要求精神或者范围的情况下，可以进行改变和变化。
权利要求
1.一种逆变器装置，将输入电压变换成交流驱动电压，并供给多个负载，其特征在于，它包括变压器，其包含原级绕组和次级绕组；开关电路，其包含所述变压器的原级绕组所连接的多个晶体管，根据各个晶体管的导通/截止，将所述输入电压和比所述输入电压更低的固定电压交替施加在所述变压器的所述原级绕组上；多个电容器，设置在所述多个负载的每个负载上，其一端共同连接到所述变压器的次级绕组，另一端分别连接到所述多个负载；以及控制电路，其在包含本逆变器装置和负载的整个电路的电流路径中，监控一个规定的电流路径中流过的电流，反馈控制所述开关电路的所述多个晶体管的导通/截止状态，以使被监控的电流保持规定的状态，以及调节对所述变压器的所述原级绕组的开关电力的供给。
2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，所述多个负载是多个荧光灯。
3.如权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，所述多个电容器的电容值被设定在1pF～100pF的范围。
4.如权利要求2或者3所述的逆变器装置，其特征在于，所述多个电容器的电容值根据所述多个荧光灯的相对亮度而设定。
5.如权利要求1到3任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，使用被安装本逆变器装置的印刷基板上所形成的图案来构成所述多个电容器的至少一部分。
6.如权利要求1到3任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制电路监控在所述多个负载中包括一个规定的负载的电流路径中所流过的电流，控制所述开关电路的所述多个晶体管的导通/截止状态，以使所述规定的负载中流过的电流接近规定的电流值。
7.如权利要求6所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制电路包括反馈电路，设置在包含所述规定的负载的电流路径上，生成用于表示与所述规定的负载中流过的电流相对应的电压值的反馈信号；脉冲调制器，其接受来自所述反馈电路的所述反馈信号，并通过与规定的基准电压的比较而生成脉冲调制信号；以及驱动电路，其接受来自所述脉冲调制器的所述脉冲调制信号，基于所述脉冲调制信号，控制所述开关电路的所述多个晶体管的导通/截止。
8.如权利要求1到3任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制电路监控包含所述变压器次级绕组的电流路径中所流过的电流，控制所述开关电路的所述多个晶体管的导通/截止状态，以使所述变压器次级绕组中流过的电流接近规定的电流值。
9.如权利要求8所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制电路包括反馈电路，设置在包含所述变压器次级绕组的电流路径上，生成用于表示与所述变压器次级绕组中流过的电流相对应的电压值的反馈信号；脉冲调制器，其接受来自所述反馈电路的所述反馈信号，并通过与规定的基准电压的比较而生成脉冲调制信号；以及驱动电路，其接受来自所述脉冲调制器的所述脉冲调制信号，基于所述脉冲调制信号，控制所述开关电路的所述多个晶体管的导通/截止。
10.一种发光装置，其特征在于，包括多个荧光灯；权利要求1到3任何一项所述的逆变器装置，其将所述多个荧光灯作为负载而分别供给交流的驱动电压。
11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述荧光灯是冷阴极管荧光灯。
12.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述荧光灯是外部电极荧光灯。
13.一种图像显示装置，其特征在于，包括液晶面板；作为背光而被配置在所述液晶面板的背面的权利要求10所述的发光装置。
全文摘要
共用控制电路来驱动多个负载。开关电路(10)包含变压器(12)原级绕组(12a)上所连接的多个晶体管，根据各个晶体管的导通/截止，将输入电压Vin和接地电压交替地施加到原级绕组(12a)上。多个电容器(C1a～C1d)被设置给多个荧光灯(210)的每个，电容器的一端被共同连接到变压器(12)的次级绕组(12b)，另一端被分别连接到荧光灯(210)。控制电路(20)在包含逆变器(100)和荧光灯(210)的整个电路的电流路径中，监控一个规定电流路径(18)中流过的电流，并反馈控制开关电路(10)的多个晶体管的导通/截止状态，以使监控的电流保持规定的状态，并且调节对变压器(12)原级绕组(12a)的开关电力供给。
文档编号H05B41/14GK101056066SQ20071009609
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者福本宪一, 南光佑 申请人:罗姆股份有限公司