專利名稱：電流均衡化裝置、led照明器具、lcd b/l模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種為對在并聯連接的多個負載流過的電流進行均衡化的電流均衡 化裝置、LED照明器具、IXD B/L模塊。
背景技術：
作為現有例，在專利文獻1 (特開號公報)、專利文獻2 (特開 2006-12659號公報)中揭示有將串聯連接的多個LED (Light Emitting Diode)點亮的LED 點燈裝置。 揭示于專利文獻1的LED照明裝置，將多個LED串聯連接而成的LED單元多個并 聯連接而構成的。LED單元的電壓(各LED的順方向電壓Vf)降存在偏差。因此，在將多個 LED串聯連接而成的LED單元多個并聯連接的狀態下驅動時，并聯連接的LED單元的電流將 失去平衡。其中，在專利文獻1中，通過恒流電路使得恒電流流過各LED單元。其結果，使 得流過LED單元的電流均衡化。專利文獻2所揭示的放電燈點燈電路，利用變壓器對流過并聯連接的多個 CCFL(冷陰極熒光燈，cold cathode fluorescent lamp)的電流進行均衡化。因CCFL以 交流被驅動，在平衡變壓器流過正弦波電流。因此，構成為將CCFL和平衡變壓器串聯連接， 平衡變壓器的二次線圈成為閉合電路。其結果，使得流過并聯連接的多個CCFL的電流均衡 化。但是，在專利文獻1中，將恒流電路連接，則各LED單元的電壓降的差成為損失。一方面，在專利文獻2中，因使用平衡變壓器來對電流進行了均衡化，從而不會產 生由CCFL的電壓偏差所引起的損失。但是在僅使直流電流流過的LED，是不能進行通過變 壓器來平衡直流電流的操作。即，平衡變壓器，在頻率變大時則變小，而在頻率變小時則變 大。并且，在直流的情形下會使得變壓器飽和而導致不能使用平衡變壓器。

發明內容
在本發明的課題中，提供一種可減少在伴隨對阻抗不同的多個負載中流過的電流 進行均衡化而產生的損失，可實現電力供給裝置的高效化的電流均衡化裝置、LED照明器
λ LCD B/L 模塊(liquid crystal display back light module)。為解決上述課題，本發明第一方面的電流均衡化裝置，具有用于輸出正弦波狀交流電流的電力供給裝置；和將與所述電力供給裝置的輸出連接且對所述交流電流進行全波整流的全波整流 器、一個以上線圈、一個以上負載串聯連接而形成的多個串聯電路。其中，在所述多個串聯 電路的每一個流過的電流，基于在所述一個以上線圈所產生的電磁力而被均衡化。本發明第二方面的LED照明器具，具有將來自商用交流電源的交流電變換為任 意的交流電來供給交流電流的電力變換裝置；和電流均衡化裝置，其對在多個串聯電路的 每一個流過的電流和在一個以上LED負載流過的電流，基于在一個以上線圈所產生的電磁力來進行均衡化，所述多個串聯電路是將與所述電力變換裝置的輸出連接且對所述交流電 流進行全波整流的全波整流器、所述一個以上線圈、所述一個以上LED負載串聯連接而形 成的。本發明第三方面的IXD B/L模塊，具有IXD單元；和電流均衡化裝置，其對在多個 串聯電路的每一個流過的電流和在一個以上LED負載流過的電流，基于在在一個以上線圈 所產生的電磁力來進行均衡化，所述多個串聯電路是將與電力變換裝置的輸出連接且對交 流電流進行全波整流的全波整流器、所述一個以上線圈、所述一個以上LED負載串聯連接 而形成的，所述電力變換裝置用于將來自商用交流電源的交流電變換為任意的交流電來供 給所述交流電流。根據本發明的各方面，從電力供給裝置的輸出供給到多個負載的電流，基于在一 個以上負載串聯的一個以上線圈產生的電磁力而被均衡化。并且，通過在一個以上線圈所 產生的電磁力將電流均衡化。因此，可減少由于多個負載的阻抗不同而引起的損失。從而 實現降低在伴隨對在阻抗不同的多個負載流過的電流進行均衡化而產生的損失，實現電力 供給裝置的高效化。并且，通過全波整流器對交流電流進行全波整流而供給到一個以上負 載。


圖1是表示本發明實施例1的電流均衡化裝置的構成圖。圖2是表示本發明實施例1的電流均衡化裝置的動作波形圖。圖3是表示本發明實施例2的電流均衡化裝置的構成圖。圖4是表示本發明實施例2的電流均衡化裝置的動作波形圖。圖5是表示本發明實施例3的電流均衡化裝置的構成圖。圖6是表示本發明實施例4的電流均衡化裝置的構成圖。圖7是表示本發明實施例5的電流均衡化裝置的構成圖。圖8是表示本發明實施例6的電流均衡化裝置的構成圖。圖9是表示本發明實施例7的電流均衡化裝置的構成圖。圖10是表示本發明實施例8的電流均衡化裝置的構成圖。圖11是表示本發明實施例9的電流均衡化裝置的構成圖。圖12是表示用于對本發明實施例9的電流均衡化裝置的平衡變壓器的復位動作 進行說明的動作波形圖。
具體實施例方式以下結合附圖，對本發明實施例的電流均衡化裝置進行詳細說明。在以下說明的 各實施例中，在該電流均衡化裝置的阻抗不同的負載使用了 LED的例子。實施例1在圖1所示的實施例1中，電力供給裝置10，將正弦波狀交流電流供給到電流均衡 化裝置。并且，電流均衡化裝置將從電力供給裝置10供給到的交流電流平滑化，從而供給 到負載。在圖1所示的實施例1中，為了將正弦波狀交流電流供給到電流均衡化裝置，在直流電源Vin的兩端連接有，以MOSFET構成的第1開關元件QH和以MOSFET構成的第2開關 元件QL的串聯電路。在第1開關元件QH和構成的第2開關元件QL的連接點，連接有電源 變壓器T的一次線圈Np和電流共振電容器Cri的串聯共振電路。電源變壓器T具有漏感 Lrl、Lr2。電源變壓器T具有勵磁電感Lp。低端驅動器13驅動第2開關元件QL。高端驅 動器15驅動第1開關元件QH。電力供給裝置10，交替地開關第1開關元件QH和第2開關元件QL。通過此，在漏 感Lrl、Lr2和電流共振電容器Cri進行共振的正弦波狀的電流，從電源變壓器T的二次線 圈Ns供給到電流均衡化裝置。在電源變壓器T的二次線圈Ns的一端，連接有對交流電流進行半波整流的二極管 Dll的陽極。電源變壓器T的二次線圈Ns的另一端，連接有對交流電流進行半波整流的二 極管D12的陽極。二極管Dll的陰極和二極管D12的陰極與第1線圈附的一端連接。二極管Dll、D12構成第1全波整流器。在第1 一次線圈附的另一端連接有第1 負載LDl (LEDla LEDle)。第1串聯電路，由第1全波整流器D11、D12和第1 一次線圈附 和第1負載LDl構成。
在電源變壓器T的二次線圈Ns的一端，連接有對交流電流進行半波整流的二極管 D21的陽極。電源變壓器T的二次線圈Ns的另一端，連接有對交流電流進行半波整流的二 極管D22的陽極。二極管D21的陰極和二極管D22的陰極與第2 —線圈N2的一端連接。二極管D21、D22構成第2全波整流器。在第2 —次線圈N2的另一端連接有第2 負載LD2 (LED2a LED2e)。第2串聯電路，由第2全波整流器D21、D22和第2 —次線圈N2 和第2負載LD2構成。在電源變壓器T的二次線圈Ns的一端，連接有對交流電流進行半波整流的二極管 D31的陽極。電源變壓器T的二次線圈Ns的另一端，連接有對交流電流進行半波整流的二 極管D32的陽極。二極管D31的陰極和二極管D32的陰極與第3 —線圈N3的一端連接。二極管D31、D32構成第3全波整流器。在第3 —次線圈N3的另一端連接有第3 負載LD3 (LED3a LED3e)。第3串聯電路，由第3全波整流器D31、D32和第3 —次線圈N3 和第3負載LD3構成。在電源變壓器T的二次線圈Ns的一端，連接有對交流電流進行半波整流的二極管 D41的陽極。電源變壓器T的二次線圈Ns的另一端，連接有對交流電流進行半波整流的二 極管D42的陽極。二極管D41的陰極和二極管D42的陰極與第4 一線圈N4的一端連接。二極管D41、D42構成第4全波整流器。在第4 一次線圈N4的另一端連接有第4 負載LD4(LED4a LED4e)。第4串聯電路，由第4全波整流器D41、D42和第4 一次線圈N4 和第4負載LD4構成。第1 一次線圈m和第1 二次線圈Sl相互磁耦合而構成第1平衡變壓器Tl。第2 一次線圈N2和第2 二次線圈S2相互磁耦合而構成第2平衡變壓器T2。第3 —次線圈N3 和第3 二次線圈S3相互磁耦合而構成第3平衡變壓器T3。第4 一次線圈N4和第4 二次線 圈S4相互磁耦合而構成第4平衡變壓器T4。各二次線圈S1、S2、S3、S4串聯連接而形成閉 環。并且，在實施例1中，第1負載LDl的阻抗和第2負載LD2的阻抗和第3負載LD3的阻 抗和第4負載LD4的阻抗互不相同。并且，本發明實施例1的電流均衡化裝置具有，對多個串聯電路的電流進行檢測的電流檢測器、將電流檢測器所檢測的電流檢測值和基準電壓進行比較的比較器、與比較 器的輸出對應地對交流電流進行控制的控制電路。在負載LD1、LD2、LD3、LD4和電源變壓器T的二次線圈Ns之間，附設有作為電流 檢測器的電阻Rs、二極管D7、D8。在負載0)1、0)2、0)3、0)4和電阻1^的連接點，連接有由 電阻Ris及電容器Cis構成的濾波電路的輸入端。在比較器及作為 控制電路的PFM電路Ia 的一方輸入端子連接有濾波電路的輸出端，在另一方的輸入端子連接有作為正電壓的基準 電壓Vref。電阻Rs，對流過負載LDl、LD2、LD3、LD4的電流進行整批檢查，將電流檢測值介由 濾波電路輸出到PFM電路la。PFM電路la，將電流檢測值和基準電壓Vref進行比較，并基 于其誤差輸出以使得流過負載的電流為固定的方式控制第1開關元件QH和第2開關元件 QL的接通關斷頻率。圖2是表示實施例1的電流均衡化裝置的動作波形。在圖2中，V(QH)是表示第 1開關元件QH的漏源間電壓，I (QH)是表示流過第1開關元件QH的漏極的電流，V(QL)是 表示第2開關元件QL的漏源間電壓，I(QL)是表示流過第2開關元件QL的漏極的電流， KD11-D41)是流過二極管 D11、D21、D31、D41 的電流，I (D12-D42)是流過二極管 D12、D22、 D32、D42 的電流，I (LEDla-e)是流過 LEDla Ie 的電流，I (LED2a_e)是流過 LED2a 2e 的電流，I (LED3a-e)是流過LED3a 3e的電流，I (LED4a_e)是流過LED4a 4e的電流。首先，在時刻t0，在第2開關元件QL關斷時，第1開關元件QH接通。由此，在電源 變壓器T的一次線圈Np的卷繞開始時為正電壓，在電源變壓器T的二次線圈Ns的卷繞開 始時也為正電壓。從而，在從時刻t0開始的期間ST1，在與二次線圈Ns連接的第1 第4串聯電 路，電流分別流過Ns — Dll — m —負載LDl — Rs — D8 — Ns的路徑、Ns — D21 — N2 — 負載 LD2 — Rs — D8 — Ns 的路徑、Ns — D31 — N3 —負載 LD3 — Rs — D8 — Ns 的路徑、 Ns — D41 — N4 —負載 LD4 — Rs — D8 — Ns 的路徑。此時，流過第1開關元件QH的電流I (QH)，在Vin (正 極)—QH(DH) — Lrl — Lp — Cri — Vin (負極)的路徑、Vin (正 極)一QH(DH) — Lrl — Lr2 — Np — Cri — Vin (負極)的路徑，從負值開始流動。并且， 通過電流共振電容器Cri和勵磁電感Lp和漏感Lrl的共振，電流I (QH)隨著時間增加。此 時，電流共振電容器Cri被充電。如此，在各串聯電路流過大小隨著時間變化的電流，即流過具有交流成分的電流 I (Dll)、I (D21)、I (D31)及 I (D41)。電流I (Dll)，流過第1 一次線圈m及第1 二次線圈Si。電流I (D21)，流過第2 — 次線圈N2及第2 二次線圈S2。電流I (D31)，流過第3 —次線圈N3及第3 二次線圈S3。電 流I (D41)，流過第4 一次線圈N4及第4 二次線圈S4。并且，各一次線圈Ni、N2、N3、N4及 各二次線圈Si、S2、S3、S4產生與各電流對應的磁通。此時，第1 一次線圈附及第1 二次 線圈Sl構成第1平衡變壓器Tl。第2 —次線圈N2及第2 二次線圈S2構成第2平衡變壓 器T2。第3 —次線圈N3及第3 二次線圈S3構成第3平衡變壓器T3。第4 一次線圈N4及 第4 二次線圈S4構成第4平衡變壓器T4。因此，在各線圈產生的磁通，以使得磁通大小均 勻化的方式相互作用。從而，這些電流I (Dll)、I (D21)、I (D31)、I (D41)，即使在它們的大小不同的情形下也能均衡化成固定值，并供給到各負載LD1、LD2、LD3、LD4。這樣，雖然各負載 LD1、LD2、LD3、LD4的阻抗互相不同，但流過第1串聯電路的電流I (Dll)和第2串聯電路的 電流I(D21)和第3串聯電路的電流I(D31)和第4串聯電路的電流I (D41)彼此相同。并且，在實施例1中，因通過在線圈產生的電磁力使電流均衡化，主要產生基于線 圈電阻的損失。但是，該損失小于專利文獻1中的恒流電路的損失，從而可降低隨著均衡化 電流而產生的損失。并且，實施例1是表示各負載LD1、LD2、LD3、LD4將LED多個串聯連接而成的照明 裝置。為此，通過對各負載LD1、LD2、LD3、LD4供給經均衡化的電流，來使多個LED均勻發 光。其結果，可使得例如液晶顯示器(LCD)均勻發光。其次，在時刻tl，第1開關元件QH關斷，第2開關元件QL接通。由此，電流流過 Cri — DL(QL) — Lrl — Lp — Cri 的路徑和 Cri — Np — Lr2 — Lrl — QL(DL) — Cri 的路 徑。從而，電源變壓器T的一次線圈Np的卷繞開始時為負電壓，電源變壓器T的二次線圈 Ns的卷繞開始時也為負電壓。從而，在從時刻tl開始的期間ST2，連接至第1 第4串聯電路的二極管D12、 D22、D32、D42接通。并且，電流流過Ns — D12 — Nl —負載LDl — Rs — D7 — Ns的路徑、 Ns — D22 — N2 —負載 LD2 — Rs — D7 — Ns 的路徑、Ns — D32 — N3 —負載 LD3 — Rs — D7 — Ns 的路徑、Ns — D42 — N4 —負載LD4 — Rs — D7 — Ns的路徑。
該電流，在Cri — Np — Lr2 — Lrl — QL(DL) — Cri的路徑，經由電源變壓器T，供 給到電流共振電容器Cri。因此，通過電流共振電容器Cri和漏感Lrl和Lr2的共振而使得 電流流過。其結果，供給有正弦波狀的半波電流。如上所述，在各串聯電路流過隨著時間變 化大小的電流，即流過具有交流成分的電流I (D12)、I (D22)、I (D32)、I (D42)。并且，也如圖 2 所示，負載電流 I (LEDla-e)、I (LED2a_e)、I (LED3a_e)、I (LED4a_e)，形成與電流 I (Dll)、 I (D21)、I (D31)、I (D41)和電流 I (D12)、I (D22)、I (D32)、I (D42)大致相同的波形。從而，從電力供給裝置10的輸出供給到多個負載的電流，基于在一個以上負載串 聯連接的一個以上線圈產生的電磁力而均衡化。并且，因通過在一個以上線圈產生的電磁 力均衡化電流，可減少由于多個負載阻抗不同而引起的損失。從而，實施例1的電流均衡化 裝置，可實現減少伴隨均衡化流過不同阻抗的多個負載的電流所產生的損失、電力供給裝 置的高效化。并且，因為在電流均衡化裝置流過正弦波狀的電流，可實現低噪音化。并且， 將通過作為全波整流器的二極管011、012、021、022、031、032、041、042全波整流的交流電 流，供給到各負載LD1、LD2、LD3、LD4。實施例2如圖3所示的實施例2的電流均衡化裝置，構成為可相對圖1所示的實施例1的 電流均衡化裝置設置平滑電容器Cl、C2、C3、C4，對各負載LD1、LD2、LD3、LD4供給平滑后的 電流。圖4是本發明實施例2的電流均衡化裝置的動作波形圖。如圖4所示，V(Cl)是 第1電容器Cl的兩端電壓，V(C2)是第2電容器C2的兩端電壓，V(C3)是第3電容器C3的 兩端電壓，V(C4)是第4電容器C4的兩端電壓。在各電容器C1、C2、C3、C4平滑化的電流被 供給到各負載。即，負載電流I (LEDla-e)、I (LED2a_e)、I (LED3a_e)、I (LED4a_e)成為將電 流 I (Dll)、I (D21)、I (D31)、I (D41)平滑后的電流。
從而，通過實施例2的電流均衡化裝置也可實現與實施例1的電流均衡化裝置相 同的效果。并且，因將平滑后的電流供給到負載，使得在負載流過的電流峰值降低。因此， 可減輕負載所受的負擔。其次，在圖5 圖7所示的實施例3 實施例5是表示，以在連接到電力供給裝置 10的串聯電路多個連接的情形下使得各線圈電流均衡化的方式磁耦合平衡變壓器的方法。實施例3在圖5所示的實施例3的電流均衡化裝置，二極管D41、D42和第4 二次線圈S4和 第1 一次線圈附和LEDla LEDle構成的第1負載LDl的串聯電路、二極管D11、D12和第 1 二次線圈Sl和第2 —次線圈N2和LED2a LED2e構成的第2負載LD2的串聯電路、二極 管D21、D22和第2 二次線圈S2和第3 —次線圈N3和LED3a LED3e構成的第3負載LD3 的串聯電路、二極管D31、D32和第3 二次線圈S3和第4 一次線圈N4和LED4a LED4e構 成的第4負載LD4的串聯電路，連接到電力供給裝置10的輸出。 第1 一次線圈m和第1 二次線圈Si，以將經二極管全波整流后的電流均衡化的方 式磁耦合，從而構成第1平衡變壓器Tl。同樣地，各1次線圈N2、N3、N4和各二次線圈S2、 S3、S4，以使得經二極管全波整流后的電流均衡化的方式磁耦合，構成第2、第3、第4平衡變 壓器 T2、T3、T4。S卩，各串聯電路具有串聯連接的兩個線圈，兩個線圈分別作為平衡變壓器的一次 線圈及二次線圈而電磁耦合。在實施例3的連接中，平衡變壓器Τ1、Τ2、Τ3、Τ4的一次線圈Ν1、Ν2、Ν3、Ν4和二次 線圈Si、S2、S3、S4，因其特性而使得流過一次線圈Ni、Ν2、Ν3、Ν4和二次線圈Si、S2、S3、S4 的電流相等。即，從電力供給裝置10供給的電流，均衡化后供給到負載LD1、負載LD2、負載 LD3、負載LD4。從而，在實施例3的電流均衡化裝置也可獲得與實施例1的電流均衡化裝置 相同的效果。并且，因在串聯電路連接兩個線圈，可使得作為平衡變壓器而使用的變壓器變 小，可使用相同的變壓器。并且，在實施例3中，也可刪除各平滑電容器C1、C2、C3、C4。實施例4如圖6所示的實施例4中，在電源變壓器T的二次線圈Ns的一端，連接有對交流 電流進行半波整流的二極管Dll的陽極和二極管D7的陰極。并且，在電源變壓器T的二次 線圈Ns的另一端，連接有對交流電流進行半波整流的二極管D12的陽極和二極管D8的陰 極。二極管D7、D8、D11、D12構成全波整流器。在二極管D11、D12的陰極連接有，二極管Dl和第1 一次線圈附和LEDla LEDle 構成的第1負載LDl的串聯電路、二極管D2和第3 —次線圈N3和第1 二次線圈Sl和 LED2a LED2e構成的第2負載LD2的串聯電路、二極管D3和第3 二次線圈S3和第2 —次 線圈N2和LED3a LED3e構成的第3負載LD3的串聯電路、二極管D4和第3 二次線圈S2 和LED4a LED4e構成的第4負載LD4的串聯電路。第1 一次線圈m和第1 二次線圈Si，以使得經二極管D7、D8、Dll、D12全波整流 后的電流均衡化的方式磁耦合，從而形成第1平衡變壓器Tl。同樣地，各一次線圈N2、N3和 各二次線圈S2、S3，以使得經二極管D7、D8、D11、D12全波整流后的電流均衡化的方式磁耦 合，從而形成第2、第3平衡變壓器T2、T3。即，具備有一個線圈的串聯電路和有兩個線圈的串聯電路，各線圈作為平衡變壓器的一次及二次線圈而電磁耦合。在實施例4的連接中，在平衡變壓器T1、T2、T3的一次線圈m、N2、N3和二次線圈 Si、S2、S3，因其特性而流過相等的電流。因此，從電力供給裝置10供給的電流，均衡化后 供給到各負載LD1、LD2、LD3、LD4。從而，在實施例4的電流均衡化裝置也可獲得與實施例 1的電流均衡化裝置相同的效果。并且，實施例4的電流均衡化裝置，可刪除實施例1 3 的第4平衡變壓器T4。因此，可以低價實現電流均衡化裝置。并且，在實施例4中，也可以刪除平滑電容器Cl、C2、C3、C4，或者平滑電容器Cl、 C2、C3、C4和二極管Dl、D2、D3、D4。并且，如實施例4所示，可將多個二極管Dll D41及 D12 D42分別替換為一個二極管Dll及D12。實施例5
在圖7所示的實施例5中，在電源變壓器T的二次線圈Ns的兩端連接有對交流電 流進行全波整流的二極管D7、D8、Dll、D12。在二極管Dll、D12的陰極連接有，第3 —次線圈N3和第1 一次線圈附和二極管 Dl和LEDla LEDle構成的第1負載LDl的串聯電路、第3 —次線圈N3和第1 二次線圈 Sl和二極管D2和LED2a LED2e構成的第2負載LD2的串聯電路、第3 二次線圈S3和第 2 一次線圈N2和二極管D3和LED3a LED3e構成的第3負載LD3的串聯電路、第3 二次線 圈S3和第2 二次線圈S2和二極管D4和LED4a LED4e構成的第4負載LD4的串聯電路。 在第1 一次線圈W及第2 —次線圈N2和第1 二次線圈Sl及第2 二次線圈S2分別連接有 平滑電容器Cl、C2、C3、C4，可構成為將平滑后的電流供給到各負載LD1、LD2、LD3、LD4。在一次線圈m、N2、N3和二次線圈S1、S2、S3，以使得經二極管D7、D8、D11、D12全 波整流后的電流均衡化的方式磁耦合，分別形成平衡變壓器T1、T2、T3。在實施例5的連接 中，因其特性而使得在平衡變壓器Tl、Τ2、Τ3的一次線圈附、Ν2、N3和二次線圈Si、S2、S3 流過相等的電流。因此，從電力供給裝置10供給的電流，均衡化后供給到各負載LD1、LD2、 LD3、LD4。從而，在實施例5的電流均衡化裝置中也可獲得與實施例1的電流均衡化裝置相 同的效果。并且，可在實施例5中刪除實施例1 3的第4平衡變壓器T4。從而，可低價地 實現電流均衡化裝置。例如，在實施例5中，也可以刪除平滑電容器C1、C2、C3、C4，或平滑電容器C1、C2、 C3、C4 和二極管 Dl、D2、D3、D4。實施例6在如圖8所示的實施例6的電流均衡化裝置中，相對圖5所示的實施例3的電流 均衡化裝置，平滑電容器Cl、C2、C3、C4連接到平衡變壓器的一次線圈Ni、N2、N3、N4和電 源變壓器T的二次線圈Ns之間。并且，代替二極管D7和D8，將二極管D9和DlO和電阻Rs 的一端連接到電容器C1、C2、C3、C4和電源變壓器T的二次線圈Ns之間。其它構成實質上 與實施例3的電流均衡化裝置相同。通過實施例6的構成，也可以獲得與實施例1的電流均衡化裝置相同的效果。并且，在實施例6中，也可以刪除平滑電容器Cl、C2、C3、C4。并且，實施例6的電 力供給裝置10，可連接在實施例2 實施例5所示的多個串聯電路。實施例7如圖9所示的實施例7的電流均衡化裝置，相對圖5所示的實施例3的電流均衡化裝置，作為代替電力供給裝置10而使用了中心抽頭型電源變壓器Ta的第2電力供給裝 置10a，并刪除二極管D7、D8。中心抽頭型電源變壓器Ta，具有一次線圈Np和第1 二次線圈Nsl和第2 二次線圈 Ns2,串聯連接的第1 二次線圈Nsl和第2 二次線圈Ns2的中點與接地GND連接。中心抽頭 型電源變壓器Ta的第1 二次線圈Nsl的一端與二極管D11、D21、D31、D41的陽極連接。中 心抽頭型電源變壓器Ta的第2 二次線圈Ns2的一端與二極管D12、D22、D32、D42的陽極連接。二極管Dll、D12的陰極，與第1 一次線圈附的一端連接。二極管D21、D22的陰 極，與第2 —次線圈N2的一端連接。二極管D31、D32的陰極，與第3 —次線圈N3的一端連 接。二極管D41、D42的陰極，與第4 一次線圈N4的一端連接。
通過如上構成，在第1開關元件QH接通時，在第1 第4串聯電路，電流流過 Nsl — Dll — m —負載LDl — Rs — GND (即，二次線圈Nsl和二次線圈Ns2的中點)的路徑、 Nsl — D21 — N2 —負載 LD2 — Rs — GND 的路徑、Nsl — D31 — N3 —負載 LD3 — Rs — GND 的路徑、Nsl — D41 — N4 —負載LD4 — Rs — GND的路徑。其次，在第2開關元件QL接通時，在第1 第4串聯電路，電流流過 Ns2 — D12 — Nl —負載 LDl — Rs — GND 的路徑、Ns2 — D22 — N2 —負載 LD2 — Rs — GND 的路 徑、Ns2 — D32 — N3 —負載 LD3 — Rs — GND 的路徑、Ns2 — D42 — N4 —負載 LD4 — Rs — GND
的路徑。從而，即使是實施例7的電流均衡化裝置，也可獲得與實施例1的電流均衡化裝置 相同的效果。并且，在實施例7中可刪除二極管D7、D8。由此，可低價地實現電流均衡化裝
置。 并且，在實施例7中，也可刪除平滑電容器Cl、C2、C3、C4。并且，實施例7的第2 電力供給裝置IOa可與實施例2 實施例5所示的多個串聯電路連接。實施例8圖10所示的實施例8的電流均衡化裝置，相對圖9所示的實施例7的電流均衡化 裝置的不同點在于，作為代替第2電流供給裝置10a，使用具有中心抽頭型電源變壓器Tb的 第3電力供給裝置10b，作為PFM電路1的基準電壓Vref而使用了負電壓。中心抽頭型電源變壓器Tb具有一次線圈Np和第1 二次線圈Nsl和第2 二次線圈 Ns2,串聯連接的第1 二次線圈Nsl和第2 二次線圈Ns2的中點連接到電容器C1、C2、C3、C4 的一端(非GND)和電阻Rs的一端和電阻Ris的一端。電阻Rs的另一端連接到GND和負 載LD1、LD2、LD3、LD4的一端。因為電阻Rs的一端和電阻Ris的一端的連接點的電壓為負 電壓，作為PFM電路1的基準電壓Vref使用了負電壓。在實施例8的構成中，也進行與圖9所示的實施例7的電流均衡化裝置大致相同 的動作、獲得相同的效果。并且，實施例8中也可刪除二極管D7、D8。由此，可低價地實現 電流均衡化裝置。并且，也可構成為，中心抽頭型電源變壓器Tb的第1 二次線圈Nsl和第2 二次線 圈Ns2的中點，與電容器C1、C2、C3、C4的一端(非GND)和電阻Rs的一端連接，電阻Rs的 另一端與GND和負載LD1、LD2、LD3、LD4的一端和電阻Ris的一端連接。在此情形下，基準 電壓Vref可使用正電壓。
并且，在實施例8中，也可以刪除平滑電容器Cl、C2、C3、C4。并且，實施例8的第 3電力供給裝置10b，可連接到實施例2 實施例5所示的多個串聯電路。實施例9如圖11所示的實施例9的電流均衡化裝置，為了不使得直流與平衡變壓器疊加， 在平衡變壓器復位后將第1開關元件QH關斷。如圖11所示的實施例9的電流均衡化裝置，與圖8所示的實施例6的電流均衡化 裝置實質上具有相同的功能。但是，在圖11的電路圖中，實施例6的平衡變壓器T1、T2、T3、 Τ4的記載，分為理想變壓器1^323333、143和勵磁電感1^1、1^2、1^3、1^4。在實施例9中， 主要說明了理想變壓器Tla、T2a、T3a、T4a的復位和第1開關元件QH的關斷控制。圖12是表示為了對本發明實施例9的電流均衡化裝置的平衡變壓器的復位動作 進行說明的動作波形。在圖12中，將從一次線圈Np供給到的電流在二次線圈Ns流過的期 間設為ST1、將理想變壓器Tla、T2a、T3a、T4a復位的期間設為ST2、將各理想變壓器的復位 結束而第1開關元件QH關斷的期間設為ST3。在期間ST1，第1開關元件QH接通，來自二次線圈Ns的電 流，在第 1 路徑為 Ns — Dll — S2 — Nl — Cl (LDl) — DlO — Ns,在 第 2 路徑為 Ns — D21 — S3 — N2 — C2 (LD2) — DlO — Ns。 在第 3 路 徑為 Ns — D31 — S4 — N3 — C3 (LD3) — DlO — Ns，在第 4 路徑為 Ns — D41 — Sl — N4 — C4 (LD4) — DlO — Ns。因此，流過第1 一次線圈Nl的電流與流過 第1 二次線圈Sl的電流相等，流過第2 —次線圈N2的電流與流過第2 二次線圈S2的電流 相等，流過第3 —次線圈N3的電流與流過第3 二次線圈S3的電流相等，流過第4 一次線圈 N4的電流與流過第4 二次線圈S4的電流相等。如此，從第1 第4路徑的電流相等。在期間ST2是儲存在理想變壓器Tla T4a的勵磁電感Ll L4的電流復位的期 間。在期間STl儲存在勵磁電感Ll L4的電流產生與構成各串聯電路的二極管Dm的順 方向相反的電壓。從而，在構成各串聯電路的二極管Dm被施加逆電壓。在復位期間ST2產生最大量逆電壓的條件為，Vcl即LEDla LEDle的順方向電 壓降的和為偏差的最大值，且其他Vc2、Vc3、Vc4，即LEDxa LEDxe (χ = 2 4)的順方向 電壓降的和為偏差的最小值時等。此時，復位期間ST2被施加逆電壓的二極管，僅為二極管 D11。假設，在復位期間ST2將第1開關元件QH關斷。于是，電源變壓器T的一次線圈 電壓在卷繞開始時為負電壓，電源變壓器T的二次線圈電壓在卷繞開始時也為負電壓。因 此，進一步在二極管Dll疊加有逆電壓。一方面，流過電感Ll (及L2、L3、L4)的電流成為零，經過理想變壓器Tla T4a的 復位期間結束的時刻t2之后，第1開關元件QH在時刻t3被關斷。由此，可將二極管Dll 的逆電壓控制為低。在并聯連接的負載數增加時，施加到構成各串聯電路的二極管的逆電壓增加。因此，需要高耐壓的二極管，增加了電流均衡化裝置的成本。從而，在實施例9的電流均衡化裝置中，控制復位期間ST2的第1開關元件QH和 第2開關元件QL的接通關斷，從而在平衡變壓器的復位結束后，使得將變壓器電壓反轉的 控制變得非常有效。通過這樣的控制，作為構成各串聯電路的二極管，可使用低耐壓的二極管。因此，可低價地實現電流均衡化裝置。并且，在平衡變壓器復位后將第1開關元件QH 關斷。由此，可防止直流疊加到平衡變壓器。并且，本發明的電流均衡化裝置，可適用于例如LED照明器具、IXD B/L模塊。LED照明器具，具有將來自商用交流電源的交流電變換為任意的交流電來供給交流電流的電力變換 裝置；和電流均衡化裝置，其對在多個串聯電路的每一個流過的電流和在一個以上LED負 載流過的電流，基于在一個以上線圈所產生的電磁力來進行均衡化，所述多個串聯電路是 將與所述電力變換裝置的輸出連接且對所述交流電流進行全波整流的全波整流器、所述一 個以上線圈、所述一個以上LED負載串聯連接而形成的。LCD B/L 模塊，具有 LCD 單元(cell)；禾口電流均衡化裝置，其對在多個串聯電路的每一個流過的電流和在一個以上LED負 載流過的電流，基于在一個以上線圈所產生的電磁力來進行均衡化，所述多個串聯電路是 將與電力變換裝置的輸出連接且對交流電流進行全波整流的全波整流器、所述一個以上線 圈、所述一個以上LED負載串聯連接而形成的，所述電力變換裝置用于將來自商用交流電 源的交流電變換為任意的交流電來供給所述交流電流。
權利要求
電流均衡化裝置，具有用于輸出正弦波狀交流電流的電力供給裝置；和將與所述電力供給裝置的輸出連接且對所述電力供給裝置的所述交流電流進行全波整流的全波整流器、一個以上線圈、一個以上負載串聯連接而形成的多個串聯電路；其中，在所述多個串聯電路的每一個流過的電流，基于在所述一個以上線圈所產生的電磁力而被均衡化。
2.根據權利要求1所述的電流均衡化裝置，其中， 所述負載具有整流特性。
3.根據權利要求1所述的電流均衡化裝置，其中，將對所述交流電流進行平滑化后的電流，供給到所述負載。
4.根據權利要求1所述的電流均衡化裝置，其中，所述電力供給裝置，具有用于供給正弦波狀交流電流的串聯共振電路、電壓源、多個開關。
5.根據權利要求4所述的電流均衡化裝置，其中，所述電力供給裝置，將在供給到所述多個串聯電路的正弦波狀的半波電流為零、在所 述一個以上線圈的復位結束后對所述多個串聯電路供給電流的期間接通的所述開關元件 關斷。
6.根據權利要求1所述的電流均衡化裝置，其中，所述電力供給裝置，具有使二次線圈的中點保持固定電位的變壓器，所述變壓器的二 次線圈的中點與所述一個以上負載連接。
7.根據權利要求4所述的電流均衡化裝置，其中， 所述一個以上線圈構成變壓器，所述電力供給裝置，將在流過該變壓器的勵磁電感的電流成為零之后對所述多個串聯 電路供給電流的期間處于接通的所述開關元件關斷。
8.根據權利要求1所述的電流均衡化裝置，具有 用于檢測流過所述多個串聯電路的電流的電流檢測器；對由所述電流檢測器檢測到的電流檢測值和基準值進行比較的比較器；和 與所述比較器的輸出對應地控制所述交流電流的控制電路。
9.一種LED照明器具，具有將來自商用交流電源的交流電變換為任意的交流電來供給交流電流的電力變換裝置；和電流均衡化裝置，其對在多個串聯電路的每一個流過的電流和在一個以上LED負載流 過的電流，基于在一個以上線圈所產生的電磁力來進行均衡化，所述多個串聯電路是將與 所述電力變換裝置的輸出連接且對所述交流電流進行全波整流的全波整流器、所述一個以 上線圈、所述一個以上LED負載串聯連接而形成的。
10.一種LCD B/L模塊，具有 LCD單元；和電流均衡化裝置，其對在多個串聯電路的每一個流過的電流和在一個以上LED負載流 過的電流，基于在一個以上線圈所產生的電磁力來進行均衡化，所述多個串聯電路是將與電力變換裝置的輸出連接且對交流電流進行全波整流的全波整流器、所述一個以上線圈、 所述一個以上LED負載串聯連接而形成的，所述電力變換裝置用于將來自商用交流電源的交流電變換為任意的交流電來供給所述交流電流。
全文摘要
本發明提供電流均衡化裝置、LED照明器具、LCD B/L模塊。其中，電流均衡化裝置，具有用于輸出正弦波狀交流電流的電力供給裝置；和將與電力供給裝置的輸出連接且用于對電力供給機構的交流電流進行全波整流的全波整流器和一個以上線圈和一個以上負載串聯連接而形成的多個串聯電路。在多個串聯電路的每一個流過的電流基于在一個以上線圈所產生的電磁力而被均衡化。
文檔編號F21Y101/02GK101841953SQ20101013547
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月15日 優先權日2009年3月18日
發明者木村研吾, 麻生真司 申請人:三墾電氣株式會社