使电路中的放电灯电流相等的装置、系统及方法制造方法及图纸

公开了一种使电路中的放电灯电流相等的装置、系统及方法，用于平衡经过多个平行电路分支例如平行荧光灯的电流。具有多柱磁芯的单个变压器以能够简化电流平衡的特殊方式缠绕。具有所公开的绕组的传统３－柱磁芯用于平衡电路中的电流，这些电路具有三个或更多个平行分支例如平行连接的冷阴极荧光灯（ＣＣＦＬ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种电路的多个平行分支中的电流平衡，特别涉及一种冷阴极荧 光灯(CCFL)中的电流平衡。
技术介绍
在一般的电子设备中荧光灯为通常的照明目的提供照明，并且比白炽灯更节能。 荧光灯是低压气体放电源，其中汞离子产生的电弧能激励荧光粉。当施加适当的电压时，在 电极之间流动的电流通过汞蒸汽产生电弧，其产生可见辐射光，并且所产生的紫外线激发 磷发光。在荧光灯中，两个电极被封闭地密封在灯泡的每一端，将这两个电极设计为在放电 操作的发光或电弧模式下作为或“冷”或“热”的阴极或电极工作。冷阴极荧光灯(CCFL)流行于液晶显示器(LCD)的背光应用中。用于发光或冷阴 极操作的电极可包括闭合金属圆筒，这些闭合金属圆筒的内部一般涂有发光材料。CCFL使 用的电流一般为几毫安培量级，而电压降为几百伏特量级。CCFL因其耐震的电极(rugged electrode)、不需灯丝以及低电流消耗，而具有远 远长于热电极荧光灯的寿命。即使在低温下，CCFL也迅速启动，而且它们的寿命不受启动 次数的影响，且可以变暗到非常低的光输出水平。然而，由于对于大尺寸的LCD需要大量的 灯，所以需要在灯之间平衡电流共享，以获得均勻的背光和长的灯寿命。平衡电流的一种方式是用独立控制的逆变器驱动每个灯，其在电流共享中实现高 精确度；然而，这种方法通常复杂且昂贵。另一个方案是用单个逆变器驱动所有灯。图1示 出包括低压逆变器、步进式变压器以及电流平衡变压器的多CCFL系统。此技术较廉价。当 前有一些电流平衡变压器技术，在图2A与图2B中示出其中的两种技术。这些设计均不能 在开灯情况下使用电流平衡。
技术实现思路
因此，为解决本领域现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种用于平衡N个平 行负载中的电流的装置，该装置包括N/2或N/2-1个共模扼流圈(CMC)；以及一连接结构， 其中所述N个负载被划分为第一和第二组N/2个负载；第一组N/2个负载的第一端连接至 电源的第一极或变压器的次级；第二组N/2个负载的第一端连接至电源的第二极或变压器 的次级；第一组至少N/2-1个负载的第二端连接至至少N/2-1个共模扼流圈(CMC)的第一 绕组的第一端第二组至少N/2-1个负载的第二端连接至至少N/2-1个CMC的第二绕组的 第一端；每个CMC的第一绕组的第二端连接至另一个CMC的第二绕组的第二端，其中如果 每组只有N/2-1个负载连接至CMC绕组的第一端，则一组中剩下的一个负载的第二端将连接至一个CMC的可用的第一绕组的第二端，并且另一组中剩下的一个负载的第二端将连接 至另一个CMC的可用的第二绕组的第二端；以及如果每组N/2个负载连接至N/2个CMC的 CMC绕组的第一端，则每个CMC的第一绕组的每个第二端连接至另一个CMC的第二绕组的第 二端；以及CMC的第一和第二绕组以这种方式被缠绕，即使每组负载中的瞬时电流同向并 且一组的瞬时电流的方向与另一组的瞬时电流的方向相反。如上所述的装置，其中所述CMC是分离的、集成的，或者一些CMC是分离的而另一 些CMC是集成的。 如上所述的装置，其中至少一个CMC或集成磁芯的至少一个柱，或至少一个CMC和 集成磁芯的至少一个柱具有额外的用于故障检测的低匝数控制绕组。 如上所述的装置，其中N = 6，所使用的CMC的数目是ΝΛ-1 = 2，使用3_柱EE型 磁芯的一个柱实现这两个CMC中的每一个。如上所述的装置，其中在该3-柱EE型磁芯的中心柱上设置额外的用于故障检测 的低匝数控制绕组。如上所述的装置，其中N = 4，所使用的CMC的数目是Ν/2-1 = 1，并且变压器的初 级和次级绕组缠绕在3-柱EE型磁芯的中心柱上，CMC的绕组缠绕在3-柱EE型磁芯的另 外两个柱上。本专利技术还提供一种用于平衡进入负载中的电流与流出负载的电流以最小化负载 的漏电流的装置，该装置包括共模扼流圈(CMC)；以及一连接结构，其中CMC的第一绕组 的第一端连接至电源的第一极；CMC的第二绕组的第一端连接至电源的第二极；CMC的第一 绕组的第二端连接至负载的第一端；CMC的第二绕组的第二端连接至负载的第二端；以及 CMC的第一绕组和第二绕组以这种方式被缠绕，即使一个绕组中的瞬时电流流向负载时，则 另一个绕组中的瞬时电流远离负载。如上所述的装置，其中所述负载是多个平衡或不平衡的平行灯或平行负载。如上所述的装置，其中该电源是变压器的次级绕组，电容连接在变压器的次级的 两极之间。如上所述的装置，其中该电源是变压器的次级绕组，且还包括使用3-柱EE型磁芯 的集成有变压器的初级和次级绕组以及CMC的绕组的装置。如上所述的装置，其中该CMC被耦合电感代替，该CMC的第一和第二绕组被耦 合电感的第一和第二绕组代替；两个电容串联连接在负载的输入端和输出端之间；以及其 中，变压器的次级绕组的中点与两个串联电容的中点接地。本专利技术再提供一种平衡进入负载中的电流与流出负载的电流以最小化负载的漏 电流的系统，该系统包括耦合电感的第一绕组，其连接至共模扼流圈(CMC)的第一绕组而 形成第一串联连接件；该第一串联连接件安装在电源的第一极与负载的第一端之间；耦合 电感的第二绕组连接至共模扼流圈(CMC)的第二绕组而形成第二串联连接件；该第二串联 连接件安装在电源的第二极与负载的第二端之间；以及耦合电感的第一绕组、第二绕组和 CMC的第一绕组、第二绕组以这种方式被缠绕，即使一个串联连接件中的瞬时电流流向负载 时，另一个串联连接件中的瞬时电流远离负载。如上所述的系统，其中所述负载是多个平衡或不平衡的平行灯或平行负载。如上所述的系统，其中该电源是变压器的次级绕组，并且变压器的次级绕组的中点接地，其中两个电容串联连接在负载的输入端与输出端之间或所述串联连接件的中点之 间，其中所述串联电容的中点接地。如上所述的系统，还包括使用3-柱EE型磁芯的集成有变压器的初级和次级绕组 以及CMC的绕组的装置。如上所述的系统，其中该电源是变压器的次级绕组，该变压器的次级绕组的中点 接地，其中两个电容串联连接在负载的输入端与输出端之间或所述串联连接件的中点之 间，且其中两个串联电容的中点接地，且其中变压器的初级和次级绕组以及CMC的绕组集 成在单个磁芯上，该耦合电感使用另一个磁芯。本专利技术又提供一种平衡N个平行负载中的电流的方法，该方法包括将N个负载划 分为第一和第二组负载；使用一个共享的共模扼流圈(CMC)来平衡第一组负载的电流和第 二组负载的电流；通过将每个CMC的两个绕组的每一个连接至不同CMC的绕组上，使一个 CMC的绕组的电流与另一个CMC的绕组的电流相等以及配置CMC的第一和第二绕组，以使 连接至CMC的每组负载中的瞬时电流同向，且在一组中连接至CMC的负载中的瞬时电流的 方向与在另一组中连接至CMC的负载中的瞬时电流的方向相反。 如上所述的方法，其中所述N个负载被划分为两组N/2个负载；以及在第一组至少N/2-1个负载与第二组至少N/2-1个负载间共享至少N/2-1个CMC。本专利技术又提供一种用于平衡进入负载中的电流与流出负载的电流的方法，该方法 包括通过使电流经过共模扼流圈(CMC)的第一绕组或耦合电感，或经过共模扼流圈(CMC) 的第一绕组和耦合电感，来控制进入负载的电流；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于平衡进入负载中的电流与流出负载的电流以最小化负载的漏电流的装置，该装置包括：共模扼流圈；以及一连接结构，其中：共模扼流圈的第一绕组的第一端连接至电源的第一极；共模扼流圈的第二绕组的第一端连接至电源的第二极；共模扼流圈的第一绕组的第二端连接至负载的第一端；共模扼流圈的第二绕组的第二端连接至负载的第二端；以及共模扼流圈的第一绕组和第二绕组以这种方式被缠绕，即使一个绕组中的瞬时电流流向负载时，则另一个绕组中的瞬时电流远离负载。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金相顺，陈伟，
申请(专利权)人：美国芯源系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]