專利名稱：用于燈的電源轉換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種電源轉換器，特別涉及一種可以產(chǎn)生兩種具有不同頻率的交流電壓提供燈電路使用的電源轉換器。
背景技術：
高壓燈(high voltage lamp)是日常生活中常見的一種光學元件，例如掃描器、傳真機中常會使用到高壓燈。高壓燈的特性的是在起動階段與正常發(fā)光階段時需要使用不同的功率，而通常高壓燈在起動階段需要使用的功率會大于正常發(fā)光階段需要使用的功率，若是只用正常發(fā)光階段需要使用的功率來對高壓燈做起動的操作，會產(chǎn)生功率不足的問題，而造成起動時間太長，降低了使用的便利性。
通常高壓燈使用的電源是交流電壓，假設欲保持一個燈電路(其具有一高壓燈)操作在正常發(fā)光狀態(tài)時，必須使用一操作交流電壓以提供該燈電路在正常發(fā)光狀態(tài)所需的功率。而為了在該燈電路在起動狀態(tài)時提供較高的功率，公知技術會使用與該操作交流電壓相比較具有較大幅值的一起動交流電壓來對該燈電路進行起動的操作(但該操作交流電壓與該起動交流電壓實質上具有相同的頻率)。由于交流電壓所能提供的功率會受這個交流電壓的幅值影響，當交流電壓的幅值越大，其所能提供的功率也就會越大，因此當該起動交流電壓與該操作交流電壓相比較具有具有較大幅值時，該起動交流電壓所能提供的功率也就會大于該操作交流電壓所能提供的功率。而使用該起動交流電壓即可達成快速起動的目的。
請參閱圖1，圖1是公知技術一電源轉換器120的功能方塊圖，電源裝置110提供第一直流電壓V1及第二直流電壓V2。電源轉換器(inverter)120包含有第一開關130、一振蕩電路150、一變壓器170。第一開關130可以選擇由第一直流電壓V1或是第二直流電壓V2作為振蕩電路150的輸入電壓；振蕩電路150可以接收直流電壓，并振蕩產(chǎn)生一具有頻率f的交流電壓以供輸出；變壓器170用于接收振蕩電路150輸出的交流電壓，改變幅值后輸入到燈電路190；燈電路190中具有一高壓燈195。
不論輸入振蕩電路150的直流電壓為第一直流電壓V1或是第二直流電壓V2，其經(jīng)振蕩所產(chǎn)生的交流電壓實質上具有的頻率f會是一個固定值(這個固定值會由振蕩電路150中的元件的參數(shù)值所決定)，變壓器170接收振蕩電路150輸出的交流電壓后并不會改變交流電壓的頻率，因此由變壓器170所輸出的交流電壓Vac的頻率仍然是頻率f。
假設輸入振蕩電路150的是第一直流電壓V1時，變壓器170所輸出的交流電壓Vac幅值為Vac1；假設輸入振蕩電路150的是第二直流電壓V2時，變壓器170所輸出的交流電壓Vac幅值為Vac2。而假設具有幅值Vac1及頻率f的交流電壓Vac是適合使燈電路190中燈195保持在正常發(fā)光狀態(tài)的交流電壓(亦即其所提供的功率是適當?shù)?，由前述可知，公知技術為了使起動時的交流電壓所提供的功率大于正常發(fā)光時的交流電壓所提供的頻率，幅值Vac2必須大于幅值Vac1，以具有幅值Vac2及頻率f的交流電壓Vac來對燈電路190進行起動的操作，才可以達到快速起動燈195的目的。
因此公知技術中，在欲對燈電路190中燈195進行起動的操作時，是使用第二直流電壓V2輸入振蕩電路150，而為了使此時交流電壓Vac的幅值Vac2大于幅值Vac1，第二直流電壓V2亦需大于第一直流電壓V1。而整個公知技術的操作方式則是在起動階段時，第一開關130將第二直流電壓V2輸入振蕩電路150，以使燈195可以快速起動；在起動的操作完成以后(通常在燈點亮程度到達80％左右即可視為起動操作完成)，第一開關130即被切換成將第一直流電壓V1輸入振蕩電路150，以保持燈195處于正常發(fā)光狀態(tài)。
這樣的解決方法并不是沒有問題存在，當使用大于正常操作時的電壓來起動燈195時，流經(jīng)燈195中的電流亦會比正常操作時的電流要來的大，正常操作時的電流不會對燈195的壽命有太大的影響，但是起動時較大的電流則容易減低燈195的壽命。尤其對于一個經(jīng)常被起動、關斷的高壓燈，高壓燈壽命的縮短更是一個嚴重的問題。
在一個如掃描器、傳真機的裝置中，高壓燈是一個重要的組成元件，當高壓燈損壞了，整個裝置常常就會變得無法使用，因此高壓燈的壽命顯得格外重要，因此，使用與正常操作時所使用的交流電壓相比較電壓具有更大幅值的交流電壓電壓對高壓燈進行起動的操作，而造成高壓燈壽命降低是公知技術面臨的主要問題。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的主要目的，在提供一種可產(chǎn)生兩種不同頻率的交流電壓的電源轉換器，使得燈在起動狀態(tài)與正常發(fā)光狀態(tài)時可以使用不同頻率的交流電壓，以解決公知技術面臨的問題。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于提供燈使用的交流電源的電源轉換器，電連接到一電源裝置及一個燈電路，可提供該燈電路兩種具有不同頻率的交流電壓，該電源轉換器包含有第一開關，用于傳送一直流電壓；第一振蕩電路，電連接到該第一開關，用于在接收到該第一開關傳送的直流電壓時，產(chǎn)生具有第一頻率的交流電壓；第二振蕩電路，電連接到該第一開關，用于在接收到該第一開關傳送的直流電壓時，產(chǎn)生具有第二頻率的交流電壓；以及一變壓器，電連接到該第一振蕩電路、該第二振蕩電路及該燈電路，用于將該第一振蕩電路或該第二振蕩電路輸出的交流電壓變壓成為第三交流電壓，并將該第三交流電壓傳送到該燈電路。
與公知技術相比較，本發(fā)明的電源轉換器可以產(chǎn)生兩種具有不同頻率的交流電壓，因為整個系統(tǒng)可以避免使用具有較高幅值的交流電壓來對燈進行起動的操作，故可以免除較高幅值的交流電壓造成高壓燈壽命降低的問題。


圖1為公知技術電源轉換器120的功能方塊圖。
圖2為本發(fā)明電源轉換器220的功能方塊圖。
圖3為圖2中電源轉換器220一實施例電路4為本發(fā)明電源轉換器420的功能方塊圖。
附圖符號說明110、210、410 電源裝置120、220、420 電源轉換器130、230、430 第一開關150 振蕩電路170、270、470 變壓器190、290、490 燈電路195、295、495 燈
231、431 電源輸入節(jié)點232、233、350、352、354、 節(jié)點356、358、360、362、364、366、368、432、433250、450 第一振蕩電路260、460 第二振蕩電路351、361 電容353、355、363、365 電阻357、359、367、369 晶體管371、372、373、374、375、 線圈組376、377435第二開關具體實施方式
請參閱圖2，圖2為本發(fā)明電源轉換器220的功能方塊圖。電源轉換器220電連接到一電源裝置210及一個燈電路290，其可提供燈電路290兩種具有不同頻率的交流電壓。電源轉換器220包含有第一開關230、第一振蕩電路250、第二振蕩電路260及一變壓器270。
第一開關230電連接到電源裝置210，以接收電源裝置輸出到一電源輸入節(jié)點231的一直流電壓Vdc。第一開關230用于決定將直流電壓Vdc傳送到第一振蕩電路250或第二振蕩電路260。第一振蕩電路250經(jīng)由節(jié)點232電連接到第一開關230，當?shù)谝婚_關230將電源輸入節(jié)點231上的直流電壓Vdc傳送到節(jié)點232時，第一振蕩電路250可接收直流電壓Vdc以產(chǎn)生具有第一頻率f1的交流電壓；第二振蕩電路260經(jīng)由節(jié)點233電連接到第一開關230，當?shù)谝婚_關230將電源輸入節(jié)點231上的直流電壓Vdc傳送到節(jié)點233時，第二振蕩電路260可接收直流電壓Vdc以產(chǎn)生具有第二頻率f2的交流電壓。
變壓器270電連接到第一振蕩電路250、第二振蕩電路260及燈電路290，用于將第一振蕩電路250或第二振蕩電路260輸出的交流電壓變壓成為第三交流電壓Vac3后傳送到燈電路，以供燈電路290中燈295使用。
由于變壓器270并不會改變交流電壓的頻率，因此其所輸出的第三交流電壓Vac3頻率主要由第一振蕩電路250或第二振蕩電路260所決定。當開關231將電源輸入節(jié)點231上的直流電壓Vdc傳送到第一振蕩電路250時，變壓器270輸出的第三交流電壓Vac3的頻率會等于第一振蕩電路250輸出交流電壓的頻率，亦即第一頻率f1，假設此時第三交流電壓的幅值為第一幅值Vam1；當開關231將電源輸入節(jié)點231上的直流電壓Vdc傳送到第二振蕩電路260時，變壓器270輸出的第三交流電壓Vac的頻率則會等于第二振蕩電路260輸出交流電壓的頻率，亦即第二頻率f2，假設此時第三交流電壓的幅值為第二幅值Vam2。
燈電路290中除了燈295以外，還有一個等效的電容C3的存在，電容C3具有第一阻抗Z1，燈295具有第二阻抗Z2，當?shù)谌涣麟妷篤ac3輸出的功率為W1時，燈295無法得到所有的功率W1，燈295所得到的功率會是W1×cosθ，剩下的功率W1×sinθ則是被電容C3所取得。cosθ即為燈295的功率因數(shù)。而這個功率因數(shù)cosθ會如方程式1所示方程式1cosθ=|Z2|Z12+Z22]]>只要可以使這個功率因數(shù)cosθ的值越大，就可以使燈295從第三交流電壓Vac3中得到更多的功率。
我們知道電容C3具有的第一組抗Z1=12π·f·C]]>其中f是第三交流電壓Vac3的頻率，C則是電容C3的電容值。當?shù)谌涣麟妷篤ac3的頻率越大，第一阻抗Z1就會越小，方程式1就會得出越大的功率因數(shù)cosθ，此時燈295就可以從第三交流電壓Vac3中得到越多的功率。
因此只要確定第二頻率f2大于第一頻率f1(且第二幅值Vam2不小于第一幅值Vam1)，則使用具有第二頻率f2的第三交流電壓Vca3就可以提供燈295大于具有第一頻率f1的第三交流電壓Vca3所能提供給燈295的功率，因此提供具有第二頻率f2的第三交流電壓Vca3給燈電路290，燈295即可得到較大的功率，所以燈295即可被快速的起動。
由前述可知，此處若是適當安排第一振蕩電路250中各元件的值，以及第二振蕩電路260中各元件的值，使得第二振蕩電路260可以振蕩產(chǎn)生的交流電壓的第二頻率f2大于第一振蕩電路250可以振蕩產(chǎn)生的交流電壓的第一頻率f1。在起動燈295的階段時，開關230將電源輸入節(jié)點231上的直流電壓Vdc傳送到第二振蕩電路260；等到燈295開始進入正常發(fā)光的階段時，開關230則切換成將電源輸入節(jié)點231上的直流電壓Vdc傳送到第一振蕩電路250。如此燈295在起動時可以得到較大的功率，所以可以達到快速起動的目的。
請參閱圖3，圖3為圖2中電源轉換器220一實施例電路圖。其中第一振蕩電路250包含有一電容351，其第一端電連接到節(jié)點350，第二端電連接到一節(jié)點352；一電阻353，其第一端電連接到一節(jié)點354，第二端電連接到一節(jié)點356；一電阻355，其第一端電連接到節(jié)點354，第二端電連接到一節(jié)點358；一晶體管357，其第一端電連接到節(jié)點350，第二端電連接到節(jié)點356，第三端電連接到地；以及一晶體管359，其第一端電連接到節(jié)點352，第二端電連接到節(jié)點358，第三端電連接到地。第二振蕩電路260則包含有一電容361，其第一端電連接到節(jié)點360，第二端電連接到一節(jié)點362；一電阻363，其第一端電連接到一節(jié)點364，第二端電連接到一節(jié)點366；一電阻365，其第一端電連接到節(jié)點364，第二端電連接到一節(jié)點368；一晶體管367，其第一端電連接到節(jié)點360，第二端電連接到節(jié)點366，第三端電連接到地；以及一晶體管369，其第一端電連接到節(jié)點362，第二端電連接到節(jié)點368，第三端電連接到地。此時必須適當配置第一振蕩電路250中各元件的值以及第二振蕩電路260中各元件的值，以使得第二振蕩電路260振蕩產(chǎn)生的交流電壓的第二頻率f2大于第一振蕩電路250振蕩產(chǎn)生的交流電壓的第一頻率f1。當然，這個實施例僅為舉例，實際上第一振蕩電路250及第二振蕩電路260內部組成的元件不一定要與本實施例一樣，只要其具有將直流電壓轉變?yōu)楣潭l率的交流電壓，且第二頻率f2大于第一頻率f1即可，實際的電路設計可由者設計者自行決定。
而在圖3中，用于本實施例的變壓器270包含有一線圈組371，其第一端電連接到節(jié)點350，第二端電連接到節(jié)點354；一線圈組372，其第一端電連接到節(jié)點354，第二端電連接到節(jié)點352；一線圈組373，其第一端電連接到節(jié)點356，第二端電連接到節(jié)點358；一線圈組375，其第一端電連接到節(jié)點360，第二端電連接到節(jié)點364；一線圈組376，其第一端電連接到節(jié)點364，第二端電連接到節(jié)點362；一線圈組377，其第一端電連接到節(jié)點366，第二端電連接到節(jié)點368；以及一線圈組374，其第一端電連接到該燈電路中第一端，其第二端電連接到該燈電路中第二端。如此本實施例中的變壓器270即可將第一振蕩電路250產(chǎn)生的交流電壓或第二振蕩電路260產(chǎn)生的交流電壓變壓成第三交流電壓Vac3并傳送到燈電路290。
當然，本發(fā)明亦可以使用具有不同值的直流電壓來驅動，請參閱圖4，圖4為本發(fā)明電源轉換器420的功能方塊圖。圖4與圖2不同之處在于，電源裝置410在此處可提供電源轉換器420兩種不同的直流電壓，電源轉換器420另包含有第二開關435，電連接到電源裝置410及電源輸入節(jié)點431，用于決定將電源裝置410提供的第一直流電壓V1或第二直流電壓V2輸入電源輸入節(jié)點431。開關435及開關430共同作用，即可決定是由第一直流電壓V1或第二直流電壓V2傳送到節(jié)點432供第一振蕩電路450使用，或傳送到節(jié)點433供第二振蕩電路460使用。請注意此處所述，電源裝置410提供電源轉換器420兩種不同的直流電壓僅為舉例，實際設計上亦可以使電源裝置410提供多種不同的直流電壓，開關435具有更多的切換狀態(tài)，以增加對燈電路490的控制能力。
前述的電源轉換器不僅可以使用于一掃描器以提供該掃描器中一高壓燈所需使用的交流電源，亦可以使用于一傳真機、或一多功能裝置之中。
與公知技術相比較，本發(fā)明的電源轉換器可以產(chǎn)生兩種具有不同頻率的交流電壓，因為整個系統(tǒng)可以避免使用具有較高幅值的交流電壓來對燈進行起動的操作，故可以免除較高振福的交流電壓造成高壓燈壽命降低的問題。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所進行的等效變化與修改，均應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種用于提供燈使用的交流電源的電源轉換器，電連接到一電源裝置及一個燈電路，可提供該燈電路兩種具有不同頻率的交流電壓，該電源轉換器包含有第一開關，用于傳送一直流電壓；第一振蕩電路，電連接到該第一開關，用于在接收到該第一開關傳送的直流電壓時，產(chǎn)生具有第一頻率的交流電壓；第二振蕩電路，電連接到該第一開關，用于在接收到該第一開關傳送的直流電壓時，產(chǎn)生具有第二頻率的交流電壓；以及一變壓器，電連接到該第一振蕩電路、該第二振蕩電路及該燈電路，用于將該第一振蕩電路或該第二振蕩電路輸出的交流電壓變壓成為第三交流電壓，并將該第三交流電壓傳送到該燈電路。
2.如權利要求1所述的電源轉換器，其中該第一開關電連接到該電源裝置，以接收該電源裝置所提供的直流電壓。
3.如權利要求1所述的電源轉換器，其中該電源轉換器另包含有第二開關，電連接到該電源裝置及該第一開關，用于將電源裝置提供的第一直流電壓或第二直流電壓傳送到該第一開關以作為該直流電壓使用。
4.如權利要求1所述的電源轉換器，其中該第一振蕩電路包含有第一電容，其第一端電連接到第一節(jié)點，第二端電連接到第二節(jié)點；第一電阻，其第一端電連接到第三節(jié)點，第二端電連接到第四節(jié)點；第二電阻，其第一端電連接到該第三節(jié)點，第二端電連接到第五節(jié)點；第一晶體管，其第一端電連接到該第一節(jié)點，第二端電連接到該第四節(jié)點，第三端電連接到地；以及第二晶體管，其第一端電連接到該第二節(jié)點，第二端電連接到該第五節(jié)點，第三端電連接到地。
5.如權利要求4所述的電源轉換器，其中該變壓器包含有第一線圈組，其第一端電連接到該第一節(jié)點，第二端電連接到該第三節(jié)點；第二線圈組，其第一端電連接到該第三節(jié)點，第二端電連接到該第二節(jié)點；第三線圈組，其第一端電連接到該第五節(jié)點，第二端電連接到該第四節(jié)點；以及第七線圈組，其第一端電連接到該燈電路中第一端，其第二端電連接到該燈電路中第二端。
6.如權利要求1所述的電源轉換器，其中該第二振蕩電路包含有第二電容，其第一端電連接到第六節(jié)點，第二端電連接到第七節(jié)點；第三電阻，其第一端電連接到第八節(jié)點，第二端電連接到第九節(jié)點；第四電阻，其第一端電連接到該第八節(jié)點，第二端電連接到第十節(jié)點；第三晶體管，其第一端電連接到該第六節(jié)點，第二端電連接到該第九節(jié)點，第三端電連接到地；以及第四晶體管，其第一端電連接到該第七節(jié)點，第二端電連接到該第十節(jié)點，第三端電連接到地。
7.如權利要求6所述的電源轉換器，其中該變壓器包含有第四線圈組，其第一端電連接到該第六節(jié)點，第二端電連接到該第八節(jié)點；第五線圈組，其第一端電連接到該第八節(jié)點，第二端電連接到該第七節(jié)點；第六線圈組，其第一端電連接到該第十節(jié)點，第二端電連接到該第九節(jié)點；以及第七線圈組，其第一端電連接到該燈電路中第一端，其第二端電連接到該燈電路中第二端。
8.如權利要求1所述的電源轉換器，其中該電源轉換器使用于一掃描器、或一多功能裝置、或一傳真機中。
9.一種用于提供一燈使用的交流電源的方法，該方法包含有以下步驟在該燈處于起動狀態(tài)時，提供該燈一具有第一頻率與第一幅值的交流電壓；以及在該燈進入正常發(fā)光狀態(tài)時，提供該燈一具有第二頻率與第二幅值的交流電壓；其中該第一頻率大于該第二頻率。
全文摘要
一種用于提供燈使用的交流電源的電源轉換器，電連接到一電源裝置及一個燈電路，可提供該燈電路兩種具有不同頻率的交流電壓，該電源轉換器包含有第一開關，用于傳送一直流電壓；第一振蕩電路，電連接到該第一開關，用于產(chǎn)生具有第一頻率的交流電壓；第二振蕩電路，電連接到該第一開關，用于產(chǎn)生具有第二頻率的交流電壓；以及一變壓器，電連接到該第一振蕩電路、該第二振蕩電路及該燈電路，用于將該第一振蕩電路或該第二振蕩電路輸出的交流電壓變壓成為第三交流電壓，并將該第三交流電壓傳送到該燈電路。
文檔編號H05B37/00GK1571612SQ0317867
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月21日 優(yōu)先權日2003年7月21日
發(fā)明者沈功卓 申請人:致伸科技股份有限公司