專利名稱：應(yīng)用于無汞平面燈的改善啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種無汞平面燈的驅(qū)動(dòng)方法，且特別是有關(guān)于一種具有快速啟動(dòng)、均勻點(diǎn)亮且具低啟動(dòng)電流的無汞平面燈啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上冷陰極平面熒光燈(Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp)使用弦波方式驅(qū)動(dòng)，如圖1所示。圖1為傳統(tǒng)上冷陰極平面熒光燈驅(qū)動(dòng)的電壓波形120及燈管電流波形110。由實(shí)際操作可知，因?yàn)橄也ǚ绞津?qū)動(dòng)波形會(huì)有相當(dāng)大的循環(huán)電流(Circulating current)流經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路及燈片，造成無謂的功率損失，這不僅降低燈片發(fā)光效率，并且加熱燈片，增加燈體的溫升。
而在啟動(dòng)方面，冷陰極平面熒光燈雖然可以不需要預(yù)熱即可啟動(dòng)，但是冷陰極平面熒光燈在調(diào)光(Dimming)的操作期間需周期性地啟動(dòng)與截止，因此，若無良好的啟動(dòng)程序必將造成燈管壽命大幅降低。而由于平面燈在未啟動(dòng)時(shí)，具有高阻抗，因此，需經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路使用共振方式，將燈體端電壓升至點(diǎn)燈電壓后啟動(dòng)熒光燈。然而，驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)時(shí)間處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，因共振造成高循環(huán)電流，容易使電路燒毀，故此種電路要有開路保護(hù)功能，以防范燈片未接或破裂情形。以往技術(shù)上，抑制高循環(huán)電流使用改變頻率方式(Variable frequency)來控制。然而單純使用改變頻率方式易使磁性元件諸如變壓器或儲(chǔ)能電感難以最佳化，甚至易使磁性元件鐵心飽和終至失效。在另一方面，由于平面燈尺寸為大面積的燈體，啟動(dòng)時(shí)不易將整面燈體快速、均勻同時(shí)地點(diǎn)亮，常會(huì)發(fā)生亮度不均勻的情況。
為了改善此問題，OSRAM公司所發(fā)表的改善方式為改變切換頻率配合脈動(dòng)式調(diào)光(Burst Mode Dimming)來達(dá)成無汞平面燈均勻點(diǎn)亮。如圖2是說明脈動(dòng)式調(diào)光的方式啟動(dòng)，如圖所示，經(jīng)由數(shù)次的脈動(dòng)式調(diào)光以達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn)亮的狀態(tài)。而取其中一小段310的實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大后，如標(biāo)號(hào)310A所示為脈動(dòng)式調(diào)光程序。而圖3是說明配合調(diào)整頻率，也就是標(biāo)號(hào)310所示的頻率改變時(shí)段以及標(biāo)號(hào)320所示正常頻率時(shí)段的不同，以便改善亮度不均勻的情況。然而，此方式具有高啟動(dòng)電流、易使磁性元件飽和，負(fù)載不能開路的缺失，在點(diǎn)亮?xí)r需一段時(shí)間將電壓由低電位藉由共振方式升至點(diǎn)燈電壓，故常無法精確、快速啟動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，可快速地啟動(dòng)且均勻地點(diǎn)亮。
本發(fā)明的目的是提供一種無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，可快速地啟動(dòng)點(diǎn)亮且具有低啟動(dòng)電流。
為達(dá)上述或是其他目的，本發(fā)明提出一種無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，包括提供一串電壓脈波據(jù)以驅(qū)動(dòng)無汞平面燈，以及在平面燈啟動(dòng)時(shí)，改變所驅(qū)動(dòng)電壓脈波的責(zé)任周期、切換頻率及/或操作電壓。將上述三種方式經(jīng)適當(dāng)組合，以達(dá)成快速啟動(dòng)、均勻點(diǎn)亮且低啟動(dòng)電流的目的。
而上述的無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其電壓脈波是將直流電壓源或交流電經(jīng)整流濾波后所提供的直流電壓源切成方波電壓，以形成據(jù)以驅(qū)動(dòng)平面燈的電壓脈波。
而上述的無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法中，在啟動(dòng)時(shí)間改變電壓脈波的責(zé)任周期，其中改變?yōu)榧哟蠡蚩s小原有的責(zé)任周期。
而上述的無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法中，在啟動(dòng)時(shí)間改變電壓脈波的切換頻率，其中改變?yōu)樵黾踊驕p少原有的切換頻率。
而上述的無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法中，在啟動(dòng)時(shí)間改變電壓脈波的操作電壓值，其中改變?yōu)樵黾釉械牟僮麟妷骸?br> 而上述的無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法也適用于脈動(dòng)式調(diào)光(Burst modedimming)。在脈動(dòng)式調(diào)光的連續(xù)點(diǎn)滅的操作的啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，視為單獨(dú)啟動(dòng)，可對(duì)電壓脈波的責(zé)任周期、切換頻率及/或操作電壓三種方式經(jīng)適當(dāng)組合，以達(dá)成快速啟動(dòng)、均勻點(diǎn)亮且低啟動(dòng)電流的目的。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1是傳統(tǒng)冷陰極平面熒光燈驅(qū)動(dòng)的電壓波形及燈體電流波形示意圖。
圖2是說明脈動(dòng)式調(diào)光的驅(qū)動(dòng)波形示意圖。
圖3是說明脈動(dòng)式調(diào)光的驅(qū)動(dòng)配合調(diào)整頻率改善亮度不均勻的情況。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法的燈體電壓與燈體電流的電壓與電流波形示意圖。
圖5是說明本發(fā)明實(shí)施例的脈動(dòng)式調(diào)光驅(qū)動(dòng)方法。
120電壓波形 110燈體電流波形TStart啟動(dòng)時(shí)間Dp、Ds責(zé)任周期(Duty cycle)fp、fs切換頻率Vp、Vs操作電壓值Ip、Is燈體電流的值
具體實(shí)施例方式
為了讓使用外部電極方式的無汞平面燈(Mercury-free FlatFluorescent Lamp)均勻點(diǎn)亮，本發(fā)明使用一種新型啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，使得無汞平面燈得以快速、正常且均勻地啟動(dòng)點(diǎn)亮，而且可以減少平面燈的啟動(dòng)電流。本發(fā)明主要方式為電壓脈波驅(qū)動(dòng)取代弦波電壓方式，所施加于平面燈的燈體電壓形狀為脈波電壓，其電流形亦為脈波電流。
本發(fā)明所提出對(duì)于平面燈以快速、正常且均勻地點(diǎn)亮的方式將在底下詳細(xì)介紹。首先，必須利用功率元件或是其他任何熟習(xí)此技藝者的方式，將直流電源切成方波電壓。而后，利用傳統(tǒng)高頻變壓器、自耦變壓器或是耦合電感將方波電壓升到點(diǎn)燈電壓，以便供應(yīng)點(diǎn)燈時(shí)使用。在進(jìn)行點(diǎn)燈后，燈體電壓形狀為脈波電壓，其電流形狀亦為脈波電流。
本發(fā)明所提出的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，流經(jīng)燈體電流為脈沖式電流，只在燈體電壓上升或下降邊緣時(shí)有電流存在。而由于燈體電流為脈沖式電流，為了讓啟動(dòng)快速、均勻點(diǎn)亮，必須提供額外功率的方式促使平面燈均勻點(diǎn)亮，所使用的方法為改變功率元件處理時(shí)間。本發(fā)明所提出的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，對(duì)于提供額外功率的方式，可以是改變責(zé)任周期(Duty cycle)、改變切換頻率(Variable Switching Frequency)及/或改變操作電壓。本啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式是利用前述三種方式混合使用，達(dá)成快速啟動(dòng)、均勻點(diǎn)亮且低啟動(dòng)電流的目的。
本發(fā)明所提出在啟動(dòng)時(shí)間提供額外功率的方式，在實(shí)施例中，可使用改變操作電壓，將燈體電壓操作于高于點(diǎn)弧電壓有助于快速點(diǎn)燈。在另一選擇實(shí)施例中，可使用改變切換頻率以增加額外功率，讓平面燈正常點(diǎn)亮，另外，改變切換頻率亦具有擾動(dòng)電漿作用，可使平面燈啟動(dòng)點(diǎn)亮?xí)r更均勻。在又一選擇實(shí)施例中，使用改變責(zé)任周期，以減少平面燈所需的啟動(dòng)電流。
本發(fā)明所提出的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，亦適合使用于脈動(dòng)式調(diào)光(Burst modedimming)，可以減少平面燈調(diào)光時(shí)的閃爍(Flicker)現(xiàn)象，故極適合用于外部電極方式的無汞平面燈均勻點(diǎn)亮使用。
本發(fā)明所提出的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法實(shí)施例的燈體電壓與燈體電流的電壓與電流波形圖，如圖4所示。首先，提供具有方波電壓波形的燈體電壓，而其所產(chǎn)生的電流形狀亦為脈波電流。而在啟動(dòng)時(shí)間TStart，此實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方式可以利用改變責(zé)任周期(Duty cycle)、改變切換頻率(VariableSwitching Frequency)及/或改變操作電壓等三種方式混合使用。例如，將燈體電壓的正常責(zé)任周期(Duty cycle)Dp，更改為如啟動(dòng)時(shí)間TStart的較小的責(zé)任周期Ds，如此將可有效地減少平面燈所需的啟動(dòng)電流。此責(zé)任周期Ds可為正常責(zé)任周期Dp的5％～80％之間，可視設(shè)計(jì)上的需要而變更。另外，在一選擇實(shí)施例中，亦可在啟動(dòng)時(shí)間TStart時(shí)，將原有正常責(zé)任周期Dp更改為的較大的責(zé)任周期，而增加的幅度約5％～80％之間。
又例如在一實(shí)施例中可以將燈體電壓的改變切換頻率從原來正常的切換頻率fp更改為較高頻率的fs，而頻率增加，則可增加額外功率讓平面燈點(diǎn)亮，而且改變切換頻率可擾動(dòng)電漿使平面燈啟動(dòng)點(diǎn)亮?xí)r更均勻。原有的正常切換頻率fp約在40KHz～80KHz之間，而頻率的增加約可在增加5％～80％左右，當(dāng)然，增加的幅度可視設(shè)計(jì)上的需要而變更。另外，在一選擇實(shí)施例中，亦可在啟動(dòng)時(shí)間TStart時(shí)，將原來正常的切換頻率fp更改為較低的頻率，此亦可視設(shè)計(jì)上的需要而改變，而頻率減少的幅度約可在5％～80％左右。
而又例如在另一實(shí)施例中，可以改變燈體電壓的操作電壓值，例如圖示中，可將燈體電壓的操作電壓值從正常的Vp調(diào)整為啟動(dòng)時(shí)間較大的操作電壓值Vs。如此，則燈體電流的值，亦從原來的電流值Ip增加為較大的電流值Is。在一實(shí)施例中，增加的操作電壓約為原有的電壓值的150％～200％之間。
上述實(shí)施例的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，亦可運(yùn)用到脈動(dòng)式調(diào)光(Burst modedimming)的操作。脈動(dòng)式調(diào)光，或稱為數(shù)位調(diào)光(Digital dimming)的技術(shù)，此種方式是讓燈體電壓電流固定操作在一定范圍，再利用低頻調(diào)光(Lowfrequency dimming，LFD)控制脈波來調(diào)變燈管的開啟/關(guān)閉(ON/OFF)周期，亦即燈體的平均亮度和脈波信號(hào)的工作周期成反比，以達(dá)到控制平均亮度的作用，目前的技術(shù)約可達(dá)到400∶1或更高的調(diào)光控制，但是此種方式在操作期間需反復(fù)地啟動(dòng)、關(guān)閉燈管，亦即在每一周期的啟動(dòng)均會(huì)造成燈管高啟動(dòng)電壓及電流突波，事實(shí)上這種類似連續(xù)點(diǎn)滅的作法雖然可獲得較低的平均亮度，但是對(duì)于氣體放電燈的電極而言是相當(dāng)不利，因此，數(shù)位調(diào)光對(duì)燈體壽命應(yīng)有極負(fù)面的影響。雖然平面燈不必經(jīng)過預(yù)熱過程即可啟動(dòng)，但是為了避免此種調(diào)光模式所產(chǎn)生的啟動(dòng)高壓對(duì)燈體的持續(xù)耗損，仍可應(yīng)用傳統(tǒng)熒光燈燈預(yù)熱啟動(dòng)的觀念來改善。
而本發(fā)明所提出的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，則可單獨(dú)或混合使用改變責(zé)任周、改變切換頻率及/或改變操作電壓的方式，達(dá)成快速啟動(dòng)、均勻點(diǎn)亮且低啟動(dòng)電流的目的，對(duì)于脈動(dòng)式調(diào)光的連續(xù)點(diǎn)滅的操作方法更能顯示本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。而上述實(shí)施例的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，則可如圖5所示，在每次連續(xù)點(diǎn)滅的啟動(dòng)時(shí)間操作過程中，如圖所示的510、520與530等等，會(huì)根據(jù)本發(fā)明所提出的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行啟動(dòng)程序。例如如圖5上方所示，將燈體電壓的操作電壓值從正常的Vp調(diào)整為較大的點(diǎn)燈電壓，也就是正常電壓值Vp加上電壓差值ΔV，燈體電流的值也相對(duì)地加大，如此將有助于快速點(diǎn)燈。在一實(shí)施例中，電壓差值ΔV可為原有的正常電壓值Vp的150％～200％之間。
除了在啟動(dòng)時(shí)間改變操作電壓值外，如圖4所示，亦可改變燈體電壓的責(zé)任周期，如此可有效地減少平面燈所需的啟動(dòng)電流，例如改變責(zé)任周期Ds為正常責(zé)任周期Dp的5％～95％之間。另外，又如圖4所示，可以改變切換頻率，頻率的變動(dòng)可增加額外功率讓平面燈點(diǎn)亮，而且頻率的變動(dòng)可擾動(dòng)電漿使平面燈啟動(dòng)點(diǎn)亮?xí)r更均勻，例如從原來的正常切換頻率增加約20％左右。當(dāng)然，上述的調(diào)整皆可視設(shè)計(jì)上的需要而變更。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，包括提供一電壓脈波據(jù)以驅(qū)動(dòng)該平面燈；以及在一啟動(dòng)時(shí)間，改變?cè)撾妷好}波的責(zé)任周期、改變切換頻率及/或改變操作電壓三種方法擇一或一預(yù)定的組合，藉以啟動(dòng)該平面燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，更包括；提供一直流電流源；以及將該直流電流源所提供的直流電源切成方波電壓，以形成據(jù)以驅(qū)動(dòng)該平面燈的該電壓脈波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中在該啟動(dòng)時(shí)間改變?cè)撁}波電壓的責(zé)任周期為加大或縮小原有的責(zé)任周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中加大或縮小原有的責(zé)任周期幅度為該原有的責(zé)任周期的5％～95％之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中在該啟動(dòng)時(shí)間改變?cè)撾妷好}波的切換頻率為增加或減少原有的切換頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中增加或減少上述原有的切換頻率的幅度為增加5％～80％之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中在該啟動(dòng)時(shí)間改變?cè)撁}波電壓的操作電壓值為增加原有的操作電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中增加上述原有的操作電壓為增加該操作電壓150％～200％之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其中該啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法適用于脈動(dòng)式調(diào)光(Burst mode dimming)，在該脈動(dòng)式調(diào)光的連續(xù)點(diǎn)滅的操作的啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)該脈波電壓的責(zé)任周期、改變切換頻率及/或改變操作電壓。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種無汞平面燈的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，包括提供一串電壓脈波據(jù)以驅(qū)動(dòng)無汞平面燈，以及在平面燈啟動(dòng)時(shí)，改變所驅(qū)動(dòng)電壓脈波的責(zé)任周期、切換頻率及/或操作電壓。將上述三種方式經(jīng)適當(dāng)組合，以達(dá)成快速啟動(dòng)、均勻點(diǎn)亮且低啟動(dòng)電流的目的。
文檔編號(hào)H05B37/00GK1980510SQ200510130370
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者蔡君徽, 洪金泉, 蕭昌鈞, 樊雨心 申請(qǐng)人:翰立光電股份有限公司