專利名稱：高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的有關(guān)于一種高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，尤指一種低成本、高效率、實(shí)用、穩(wěn)定且安全性高的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，可運(yùn)用于高強(qiáng)度氣體放電燈的控制電路，藉由頻率轉(zhuǎn)換電路，以一具單獨(dú)設(shè)定工作頻率的頻率控制IC積體電路去控制單一的功率晶體，使其能合乎低頻點(diǎn)火與運(yùn)轉(zhuǎn)操作的設(shè)計(jì)，用來(lái)取代過(guò)去各式的全橋式或半橋式頻率轉(zhuǎn)換電路，使過(guò)去應(yīng)用較多的功率晶體及其相對(duì)應(yīng)于功率晶體的較復(fù)雜的控制回路得以簡(jiǎn)化成只應(yīng)用單一功率晶體及單一IC積缽電路，根據(jù)功率是電流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R，的計(jì)算情況下，單一的功率晶體相對(duì)于全橋式四顆晶體的運(yùn)作，不僅可減低溫升，降低溫升對(duì)元件壽命的影響，且降低了對(duì)發(fā)熱元件的依賴，更可節(jié)省約75％的的開關(guān)損失，并簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)回路不再需要兩組的驅(qū)動(dòng)回路與浮接式幫浦，以大幅降低成本與故障率，真正達(dá)到綠色節(jié)能的觀念與理想境界，而本發(fā)明不但不會(huì)因?yàn)槌杀窘档驮斐晒ぷ餍氏陆?，相反的更因?yàn)榫咝实念l率控制IC控制單一的功率晶體而使得工作效率提升，驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度氣體放電燈變得更加合理化、低故障、具實(shí)用性與高效率。
背景技術(shù)：
科技的快速發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，有效的提升了人類的生活水平，高強(qiáng)度氣體放電燈的提供與運(yùn)用，提高了照明的技術(shù)與光效，對(duì)于人類生活的價(jià)值更為重要，而為了提升效率與增進(jìn)照明品質(zhì)及節(jié)約能源，驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的安定器已逐漸由傳統(tǒng)式轉(zhuǎn)成電子式，而電子式安定器用來(lái)驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度氣體放電燈，也已經(jīng)發(fā)展出數(shù)種不同的方式。
常見高強(qiáng)度氣體放電燈的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其頻率轉(zhuǎn)換電路，如圖1所示，是為全橋式控制，乃利用一全橋控制回路3’去控制四顆功率晶體31以達(dá)成頻率轉(zhuǎn)換的工作，然，以此全橋控制回路3’輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載的波形，如圖2所示，卻存在著往上往下的高壓突波，在整個(gè)電路系統(tǒng)中，形成了干擾與高壓尖端放電，不僅加重了防制干擾的成本而且具有潛在性漏電的危險(xiǎn)，再者，全橋式需四顆功率晶體、相當(dāng)于四個(gè)阻抗R，根據(jù)功率是電流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R，的計(jì)算情況下，回路上多了阻抗R等于多了損耗，不免有較多的發(fā)熱元件，較高的成本與效率的損失及信賴性的降低。
是以，相關(guān)同業(yè)的前輩提出以半橋式二顆晶體驅(qū)動(dòng)的方式，而為了從全橋式轉(zhuǎn)換成半橋式，在功率控制電路級(jí)必需比全橋式多用一顆降壓功率晶體及一顆超快速二極體，才能使負(fù)載順利工作而不致于熄火或閃爍，所用的功率元件還是一樣多，這表示成本沒有比較省外，效率也因過(guò)多的功率元件的熱損失而降低，而半橋式的輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載的波形與全橋式一樣，仍有干擾與高壓尖端放電等問(wèn)題。
因此，如何解決此種常見全橋式或半橋式頻率轉(zhuǎn)換電路發(fā)熱，無(wú)法減低溫升、進(jìn)而減少元件壽命，需要多個(gè)的驅(qū)動(dòng)回路與浮接式幫浦、成本增加故障率更高又占有過(guò)大空間，無(wú)法符合綠色節(jié)能的理想，信賴性低、具漏電危險(xiǎn)無(wú)法有效提升工作效率、不具實(shí)用性等所造成的困擾，即是待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述常見技術(shù)所造成的缺憾，本發(fā)明針對(duì)常見技術(shù)的缺點(diǎn)發(fā)展出一高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，有效避開上述全橋式或半橋式頻率轉(zhuǎn)換電路的諸多缺點(diǎn)，根據(jù)功率是電流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R，的計(jì)算情況下，單一的功率晶體消耗的功率是P＝I2×Rdson，相對(duì)于全橋式四顆功率晶體的消耗功率是P＝I2×(Rdson1+Rdson2+Rdson3+Rdson4)，可以大幅減少對(duì)功率元件的依賴，更可節(jié)省約75％的的開關(guān)損失，并簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)回路不再需要兩組的驅(qū)動(dòng)回路與浮接式幫浦，以大幅降低成本與故障率，而使得工作效率提高，并減輕干擾，消除高壓尖端放電、具安全性；可有效降低成本與所占面積，達(dá)到低溫升、高效率、低成本的需求，增加元件壽命，真正達(dá)到綠色節(jié)能的觀念與理想境界，進(jìn)而具備安全、穩(wěn)定以及實(shí)用性強(qiáng)的高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，可適用于驅(qū)動(dòng)各式氣體放電燈。
為達(dá)到上述及其它目的，本發(fā)明一種高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，適用于高強(qiáng)度氣體放電燈的控制電路，該控制電路至少包括一高壓直流電力提供系統(tǒng)，該高壓直流電力提供系統(tǒng)將外部電源轉(zhuǎn)換成高壓直流電力以提供本控制電路運(yùn)作所需的電能；一功率控制電路，該功率控制電路將高壓直流電力轉(zhuǎn)換成高頻振蕩電力以降低電位；一頻率轉(zhuǎn)換電路，該頻率轉(zhuǎn)換電路是由一可單獨(dú)設(shè)定工作頻率的頻率控制IC積體電路去控制單一的功率晶體，將高頻電力轉(zhuǎn)換成低頻電力，使其能合乎負(fù)載必需工作于低頻電力的要求，以避免負(fù)載在高頻工作時(shí)，會(huì)造成音頻共振使點(diǎn)燈不穩(wěn)而產(chǎn)生閃爍與噪音，甚至于熄火；一點(diǎn)火穩(wěn)流電路，該點(diǎn)火穩(wěn)流電路藉由變壓器將低壓電力再經(jīng)由雙向觸發(fā)器觸發(fā)導(dǎo)通后，使輸出變壓器做大比例的升壓，而進(jìn)行點(diǎn)亮高強(qiáng)度氣體放電燈點(diǎn)燈的程序。
該高壓直流電力供應(yīng)系統(tǒng)是由一電磁干擾抑制電路、濾波電路、功因修正電路及其回授電路等所組成，該外部電源的電力經(jīng)該電磁干擾抑制電路而防制電磁波的干擾，若為交流電的電力提供，則可再經(jīng)由整流電路整流后，成為有漣波的正電壓型態(tài)，然后再經(jīng)該功因修正電路根據(jù)回授電路的訊息提供，將有漣波正電壓型態(tài)轉(zhuǎn)換成高壓直流電力，再經(jīng)濾波電路輸出。
該功率控制電路乃將高壓直流電力轉(zhuǎn)換成高頻振蕩電力，其目的在于藉高頻振蕩而達(dá)到降低電位，以符合負(fù)載在平常工作時(shí)所需的電壓。
另外，本發(fā)明藉由該頻率轉(zhuǎn)換電路，以一單獨(dú)可設(shè)定工作頻率的頻率控制IC積體電路去控制單一的功率晶體，其主要功用為將上述功率控制電路送來(lái)的高頻電力，利用此可單獨(dú)設(shè)定頻率的控制回路去切換成所設(shè)定的低頻頻率，因而形成了低頻載運(yùn)高頻的低頻載波，如此該功率晶體作低頻切換時(shí)，除了可以將高頻轉(zhuǎn)換成低頻之外，同時(shí)可驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火穩(wěn)流電路，不僅可以點(diǎn)亮高強(qiáng)度氣體放電燈，又可避免高強(qiáng)度氣體放電燈于高頻環(huán)境中工作而產(chǎn)生音頻共振。


圖1是常見全橋式四顆晶體驅(qū)動(dòng)的頻率轉(zhuǎn)換電路圖。
圖2是常見驅(qū)動(dòng)頻率轉(zhuǎn)換電路輸出的負(fù)載波形圖。
圖3是本發(fā)明的電子電路圖。
圖4是本發(fā)明的方塊流程圖。
圖5是本發(fā)明輸出的負(fù)載波形圖。
具體實(shí)施例方式
首先請(qǐng)貴審查委員參閱如圖3、圖4所示，本案一種高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，控制電路包括一高壓直流電力提供系統(tǒng)1，是由一電磁干擾抑制電路10、整流電路11、濾波電路12、功因修正電路13及其回授電路14等所組成，外部電源A供應(yīng)電力，經(jīng)電磁干擾抑制電路10防制電磁波的干擾，若為交流電的電力提供，則再經(jīng)由整流電路11、整流后成為有漣波的正電壓型態(tài)，然后再以功因修正電路13，根據(jù)回授電路14的訊息提供，將有漣波的正電壓型態(tài)轉(zhuǎn)換成高壓直流電力，再經(jīng)濾波電路12輸出以提供本電路結(jié)構(gòu)運(yùn)作所需的電能；一功率控制電路2，是由控制電路提供一高速信號(hào)以使控制功率晶體20振蕩而推動(dòng)一電感器21，使該電感器21，在高頻反復(fù)工作時(shí)，不停的高速儲(chǔ)存與釋放能量而形成帶有電位的儲(chǔ)能槽，而高壓直流電力乃藉儲(chǔ)能槽的能量?jī)?chǔ)存與釋放時(shí)而分擔(dān)一部份電位，使高壓電力得以降低成低電位，因此本功率控制電路又稱為降壓控制電路；一頻率轉(zhuǎn)換電路3，是由一可單獨(dú)設(shè)定工作頻率的頻率控制IC積體電路30去控制單一的功率晶體31，能將高頻電力切換成單獨(dú)設(shè)定的低頻頻率，因而形成了低頻載運(yùn)高頻的低頻載波，因此高頻的成份將因低頻的存在而趨于不俱影響力，變成以低頻電力承擔(dān)了所有的工作，而將高頻電力轉(zhuǎn)換成低頻電力的目的乃為迎合燈體負(fù)載5必需于低頻環(huán)境下才能工作的條件，以避免負(fù)載高強(qiáng)度氣體放電燈在高頻工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生音頻共振而使點(diǎn)燈不穩(wěn)而造成閃爍與噪音，甚至于熄火的現(xiàn)象；一點(diǎn)火穩(wěn)流電路4，接收來(lái)自功率控制電路2輸出的低電位與頻率轉(zhuǎn)換電路3后的低頻電力之后分成兩回路，其中一回路i1，乃為受低頻脈波的電流經(jīng)二極體40與電阻41對(duì)電容器42充電，直到電位到達(dá)雙向觸發(fā)器43的崩潰電壓時(shí)，自行觸發(fā)導(dǎo)通，電容器42因而開始放電，其電流流經(jīng)輸出變壓器44，使一次側(cè)440受激磁，而致使其二次側(cè)441能瞬間激發(fā)出一系列達(dá)數(shù)千伏特的高壓脈波，藉以觸發(fā)燈體負(fù)載5，而燈體負(fù)載5一旦被高壓脈波觸發(fā)而產(chǎn)生尖端放電現(xiàn)象時(shí)，其燈體內(nèi)部的氣體形成雪崩放電作用而使燈體內(nèi)部?jī)蓚€(gè)電極間產(chǎn)生電弧而導(dǎo)通，緊接著由上述的兩回路中的另一回路i2，負(fù)責(zé)供應(yīng)后續(xù)的電能與維持負(fù)載電流的穩(wěn)定，使高強(qiáng)度氣體放電燈點(diǎn)燈不僅能順利點(diǎn)火并且能維持穩(wěn)定的工作。
接著，續(xù)請(qǐng)貴審查委員參閱如圖5搭配前圖所示；本發(fā)明所使用的IC積體電路并不為常見的UBA2030T、UBA2032T、UBA2033T等系列，而是采用一可設(shè)定工作頻率的頻率控制IC積體電路30藉以推動(dòng)單一的功率晶體31，本發(fā)明完全跳脫了過(guò)去的設(shè)計(jì)概念，以全新的思維研發(fā)出最新式的單晶式頻率轉(zhuǎn)換電路，不僅可減少熱損、降低零件成本、提高工作效率、增進(jìn)信賴性，同時(shí)其輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載的波形也不再有干擾與高壓尖端放電等問(wèn)題。
如此全新的單晶式頻率轉(zhuǎn)換電路，可以讓電子式安定器，不再局限于對(duì)全橋式或半橋式頻率轉(zhuǎn)換電路的需求，也擺脫對(duì)會(huì)產(chǎn)生熱能的功率元件的過(guò)度依賴，如此不僅可減低溫升，降低溫升對(duì)元件壽命的影響，也藉此一新電路而解決了干擾與高壓尖端放電等問(wèn)題，且根據(jù)功率是電流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R的計(jì)算情況下，單一的功率晶體消耗的功率是P＝I2×Rdson，相對(duì)于全橋式四顆功率晶體的消耗功率是P＝I2×(Rdson1+Rdson2+Rdson3+Rdson4)，更可節(jié)省約75％的的開關(guān)損失，并簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)回路不再需要兩組的驅(qū)動(dòng)回路與浮接式幫浦，以大幅降低成本與故障率，真正達(dá)到綠色節(jié)能的觀念與理想境界，同時(shí)因其溫升問(wèn)題能有效的減輕，所以本發(fā)明不但不會(huì)因?yàn)槌杀窘档驮斐晒ぷ餍氏陆担喾吹母驗(yàn)榫咝实念l率控制IC控制單一的功率晶體而使得工作效率提升，使驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度氣體放電燈變得更加合理化、低故障、具實(shí)用性與高效率的理念，因此往更高功率更大瓦數(shù)的產(chǎn)品去開發(fā)，也就不再是遙不可及了。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，及其部分運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本發(fā)明的界定。任何熟知此項(xiàng)技藝的人士均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如后述的申請(qǐng)專利范圍所列。
權(quán)利要求
1.一種高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于包括一高壓直流電力提供系統(tǒng)，將高壓直流電力輸出以提供本控制電路運(yùn)作所需的電能；一功率控制電路，是由一組控制回路提供一高頻信號(hào)以控制一只功率晶體，使該功率晶體推動(dòng)一電感器，使該電感器，在高頻反復(fù)工作時(shí)，不停的高速儲(chǔ)存與釋放能量而形成帶有電位的儲(chǔ)能槽，所以高壓直流電力乃藉儲(chǔ)能槽的能量?jī)?chǔ)存與釋放時(shí)而分擔(dān)一部份電位，使高壓電力得以降低成低電位；一頻率轉(zhuǎn)換電路，是由一可單獨(dú)設(shè)定工作頻率的頻率控制IC積體電路去控制單一的功率晶體，將功率控制電路輸出的高頻電力轉(zhuǎn)換成符合負(fù)載所需的低頻電力；一點(diǎn)火穩(wěn)流電路，接收功率控制電路輸出的低電位與頻率轉(zhuǎn)換電路后的低頻電力，經(jīng)由電容器的充放電動(dòng)作而使雙向觸發(fā)器崩潰而導(dǎo)通，及變壓器提升電壓而達(dá)到點(diǎn)火效果，同時(shí)藉變壓器二次側(cè)線圈與負(fù)載串聯(lián)的安排而使低頻電力能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
全文摘要
一種高效氣體放電燈的單晶驅(qū)動(dòng)裝置，包括有高壓直流電力提供系統(tǒng)及功率控制電路、頻率轉(zhuǎn)換電路，點(diǎn)火穩(wěn)流電路，該高壓直流電力提供系統(tǒng)將外部供應(yīng)電源轉(zhuǎn)換成高壓直流電力，該功率控制電路將高壓直流電力轉(zhuǎn)換成為低電壓且為高頻的電力，該頻率轉(zhuǎn)換電路是藉由一可單獨(dú)設(shè)定工作頻率的頻率控制IC來(lái)加以控制一具單一的功率晶體，將高頻電力轉(zhuǎn)為低頻，并驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火穩(wěn)流電路。
文檔編號(hào)H05B41/282GK1886022SQ20051008200
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者呂聯(lián)富 申請(qǐng)人:高儀電子股份有限公司, 呂聯(lián)富