CN1287347C - 电源装置和包括这种电源装置的液晶显示器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及为液晶显示器装置(1)内的一些背面和/或侧面照明器件(5)提供功率的电源装置，包括供电系统接线(7)、一功率整流器(6)和至少一个变换器(8)。功率整流器(6)用来将AC电压输入整流成DC电压输出，变换器(8)与所述DC电压输出相连，且用来将所述输出电压转变成适合于驱动所述照明器件(5)的电压值。另外，变换器(8)设有供电系统隔离装置。采用这个装置后不再需要传统的适配器，而可以把LCD直接与供电系统相连。这样就不需要转换成低的DC电压，而不会违犯电流限制的安全性要求。因而使得电源的效率较高。

Description

电源装置和包括这种电源装置的液晶显示器装置
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示器装置。本发明还涉及为液晶显示器装置中的一些背面或侧面照明器件供电的电源装置，包括供电系统连线、功率整流器和至少一个变换器。
背景技术
有一种用于液晶显示器装置中放电灯的电源可从美国专利4865425等中了解。这种电源为每一盏灯提供一个变换器，所述变换器包括一个振荡器和一个升压变压器，以产生足以点燃此灯的高电压。
普通的液晶显示器装置具有一个与供电系统隔离的电源，它位于监视器的底座内(那里有足够的空间)或分开的适配器内。此电源为屏幕部分(上面装有许多变换器)提供一个低电压(如12V DC)。每个变换器将此低直流(DC)电压变成点燃灯所需的适当电压(例如3kV).
为满足同电流限制有关的安全要求，普通的变换器变压器的功率输出仅限于10W左右。因此，每个变换器只能驱动一两盏灯。
即使安全规则允许把电源提供的功率增加到最大47V DC，也只能增加很少功率，而大部分功率将被损失在变换器内。
从上可见，必须把供电系统电压首先降至12V，然后再把变换器内的所需电压升高。这种方法效率不高。此外，为驱动各灯需要有几个变换器，一般为驱动八盏灯需要四个变换器。
发明内容
本发明的一个目的是克服上述问题，并为液晶显示器(LCD)的背面或侧面照明提供只需要一个变换器的电源。
本发明的另一个目的是为LCD提供一种改进的电源装置。
根据本发明，上述和其它一些目的将通过为LCD内一些背面照明器件供电的电源装置来实现，其中功率整流器用来将交流(AC)电压输入变成直流(DC)输出，变换器则与此DC电压输出相连，并将此电压输出变换成为驱动适于这些照明器件的电压，而且变换器设有供电系统隔离装置。
采用这种装置后可以省去普通的适配器，而将LCD直接与供电系统相连。不用变换成低DC电压不会违犯限制电流的安全要求，所以这样的电源效率较高。
另一个优点是，可以通过变换器来提供较大的功率输出，而不会违犯限制电流的安全要求。这样一来，只要一个变换器就能驱动几盏(至少4盏)背面照明装置。因而降低了每一个LCD的复杂性和成本。
显示器装置一般还包括一个电路电源，它与功率整流器的输出相连，并能产生LCD中控制电路所需的电压。此电路电源最好设有供电系统隔离装置，以使整个LCD都与供电系统隔离。与普通的LCD电源不同，通常在适配器内存在的供电系统隔离装置被分开，并被分别送到变换器和电路电源。
根据本发明的一个优选实施例，功率整流器和变换器安装在LCD的屏幕部分内。这样的设计很实用且很高效，此时只需把供电系统简单地连到LCD的屏幕部分即可。因此，在底座和屏幕之间的移动接头处就不需要有什么连线了。
功率整流器的输出电压最好高于交流(AC)输入电压，其范围可在200-600V。这个电压值可产生驱动几盏(如8个)灯所需的功率而没有太大的功率损耗。
此功率整流器可以是一个PFC电路。
本发明的另一方面涉及一种用于LCD的变换器，它带有供电系统隔离装置。应该指出，这个构思在LCD功率源中是新颖的，它使得电源装置更为经济和高效。
附图说明
本发明上述及其它方面将从下面参考附图对一些优选实施装置所作的详细描述中清楚地了解到。
图1为按本发明一个实施例中显示器装置内的电源装置示意图。
图2a-c示出图1中变换器的不同透视图。
图3为图2中变换器的绕线架的剖面图。
图4a-b示出LLC和LLCC电路的几个例子。
具体实施方式
图1为按本发明一个实施例的显示器装置内的电源装置的示意图，该显示器装置1有一个底座部分2和一个屏幕部分3，其中液晶显示器3a与其控制电路4一同安装在屏幕部分3内。屏幕部分3包含一些背景照明器件，它们是带反射器5a的几盏灯5。取功率因数修正(PFC)电路6形式的功率整流器安装在屏幕部分3的下部，且与供电系统7相连，供电系统功率一般在90-250V AC之间(在所示实例中为230V AC)。PFC电路6提供400V DC输出，且无供电系统隔离装置。
DC输出提供给变换器8，该变换器也安装在屏幕部分3里。变换器8用来把PFC DC输出变换成适合于驱动灯5的电压，通常是3kV。来自PFC输出的DC电压也被送到一个普通低压变压器9，由它产生LCD控制电路4所需的电压，通常为3V、5V和12V。
变换器8和功率变压器9两者都设有供电系统隔离装置，进而满足LCD的安全性要求。虽然这对于普通低压变压器9的情况是很好理解的，但对变换器8的情况却较为复杂。
变换器8的变压器部分11示于图2-3，它包括一个由两个E形部件12a和12b组成的铁芯以及一个绕线架13，该绕线架用于形成初级和次级绕组的绕线区14，15(绕线圈数未给出)。
为避免由于击穿和电晕引起的问题，尽管在变压器11内的空间有限，还是把线圈架13做成带凸缘或张口边(flare)16，以便将次级绕组的区间分成几段，在绕组的每一边将分开的凸缘加倍，形成所谓的迷路17。
此外，次级绕组段的壁厚朝着磁芯12a、12b是变化的，以避免次级绕组和磁芯之间产生电晕和击穿问题。
在图2-3所示的实例中，有三个次级段15a-15c。每一段的材料厚度b随着离初级绕组距离的增加而加大，其中第一段的壁厚为0.7mm，第二段为1.5mm，第三段为2.1mm。这意味着每一段内所能容纳的绕组层数是减少的，第一段为22层，第二段为17层，第三段为12层。但各段15a-15c的宽度a可以相同，所以每一段内每层的匝数是相同的，在此优选实施例中为19匝。在图2-3中的变换器中，初级绕组有110匝，次级绕组差不多有1000匝分配在三段内。
这里所说的结构不需用树脂填充变换器，也不需要用绝缘带，因而节约了成本。
在把铁芯12a、12b插入线圈架13的相应开口之前，先把线圈架13放到盒18内。准备接纳铁芯的线圈架13的部分19被安置在盒的槽20内，槽的两边有开口21。然后将铁芯12a、12b通过开口插入线圈架13，从而把线圈架13和盒18固定在一起。注意铁芯12a、12b的外段22与盒18的边隔开一个不大的距离d，最好是1-2mm。这个距离可进一步降低电晕问题。
沿盒18中槽20两边的凸缘24用来接纳在线圈架13侧面内上面说过的迷路17中形成的槽25。
当初级侧的输入电压为250V时，这里所示的按上述结构的变换器将在次级侧产生一个约2.5kV的输出电压。
除了变压器功能外，变换器还包含一个LLC或一个LLCC电路，如图4a和4b所示。优选把初级绕组和次级绕组分散开，使其自感可以代替用作LLC或LLCC电路中的镇流线圈。
在图2-3所示的变压器中，初级绕组和次级绕组的中心之间有一个约2cm的距离X，以实现所需的分散。
可以在下面权利要求书的范畴内对所述实施例作一些改变。举例来说，关于变换器结构的详情(如壁厚、张口边的数目、初级和/或次级绕组段的数目，等等)可由本领域技术人员加以修改。
应该理解，随着绕线空间(compartment)和铁芯的增多，以及绕组数目的增加，变换器所能提供的功率也将增加。

Claims (8)

1.为液晶显示器装置(1)中多个背面和/或侧面照明器件(5)提供功率的电源装置，包括一供电系统接线(7)、一功率整流器(6)和至少一个变换器(8)，其中所述功率整流器(6)用来将AC电压输入整流为DC电压输出，所述变换器(8)与所述DC电压输出相连，并用来把所述输出转换成适合用来驱动所述照明器件(5)的电压值；其特征在于，所述变换器(8)具有一变压器部分(11)，该变压器部分(11)包括一个铁芯和一个绕线架(13)，该绕线架(13)用于形成初级绕组和次级绕组的绕线框(14，15)，该绕线架(13)被做成带有凸缘(16)，以便将次级绕组的区间分成几段，从而保证供电系统的隔离；以及所述次级绕组的每一段的厚度(b)随着离初级绕组(14)距离的增大而加大。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述铁芯包括两个E形部件(12a，12b)，它们的中心铁芯适合于插入绕线架(13)中。
3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述绕线区(14，15)每一边的凸缘是加倍的。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变换器(8)用来供电，以驱动至少四个照明装置。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电源装置，其特征在于，该供电装置还包括一功率变压器(9)，它与所述功率整流器(6)相连，用来产生LCD中电路(4)所需的电压值，所述功率变压器(9)也设有供电系统隔离装置。
6.如权利要求1-4中任一项所述的电源装置，其特征在于，所述功率整流器输出电压高于AC输入电压。
7.如权利要求1-4中任一项所述的电源装置，其特征在于，所述功率整流器输出电压在200-600V的范围内。
8.一种用于液晶显示器装置(1)，其特征在于，该液晶显示器装置包括一如权利要求1-7中之一所述的电源装置。
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