專利名稱：快速溫?zé)狳c燈裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點燈裝置及方法，特別是一種可使其所驅(qū)動的發(fā)光負(fù)載快速地達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光所需的溫度的點燈裝置及方法。
背景技術(shù)：
冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)，主要是于玻璃管內(nèi)壁涂有一層熒光體，并封入少量非活性氣體及微量的水銀于熒光燈內(nèi)部，當(dāng)管內(nèi)電極放電時，電子沖擊此水銀原子而激發(fā)輻射出紫外光，紫外光激發(fā)涂布管壁的熒光體而產(chǎn)生相等色溫的可見光。由于冷陰極熒光燈其燈管細(xì)小，燈管表面亮度高，且使用壽命長，因此目前已廣泛應(yīng)用于液晶屏幕的背光燈源、自動化辦公室設(shè)備(例如掃描儀、多功能事務(wù)機)、照明(例如指示燈具、光觸媒照明)等。
然而，冷陰極熒光燈于啟動及工作時均需要相當(dāng)高的輸入電壓(約數(shù)百伏特)，而此種高電壓的電源均由其驅(qū)動裝置或點燈器所提供，因此驅(qū)動裝置(或點燈器)的輸出電源質(zhì)量便決定冷陰極熒光燈的亮度質(zhì)量及穩(wěn)定度。
一般而言，光學(xué)式掃描儀上的冷陰極熒光燈在輸入電源后，需要一段時間才能正常操作，是因為開機后冷陰極熒光燈亮度持續(xù)增加直到亮度穩(wěn)定之后才可正常操作，此段時間稱為暖機時間，若于暖機時間過程中就操作掃描時，會因燈管亮度尚未穩(wěn)定且亮度持續(xù)增加中，而造成掃描的影像亮度不均勻及質(zhì)量不佳。這也是為何目前許多掃描儀開機后需等候約三分鐘的溫?zé)釙r間的主要原因，然而若是于寒帶國家或較低溫環(huán)境下使用時，此溫?zé)釙r間則需更長，使用者可能因此而誤以為機器故障，進(jìn)而增加維修的困擾。
于是，便陸續(xù)發(fā)明出許多用以快速溫?zé)崂潢帢O熒光燈的方法，像是利用于冷陰極熒光燈管外加金屬電極，來達(dá)到快速溫?zé)崂潢帢O熒光燈。此種方法是利用纏繞于燈管外的金屬電極的熱度，強迫燈管溫度上升已達(dá)到快速溫?zé)岬哪康?。不過，由于須于燈管外加裝金屬電極，因此必須于制程上多加一步驟；其次，增加金屬電極也會增加額外的費用，包括材料設(shè)備費用與耗電成本；其中，更嚴(yán)重的問題在于，位于燈管外的金屬電極會造成光線的阻隔，進(jìn)而造成冷陰極熒光燈的亮度不均勻，而影響掃描的質(zhì)量。
另外，于美國專利第5907742號中則采用雙輸入電壓的控制方法。意即，于溫?zé)釙r間給予較高的輸入電壓(約12伏特)，以提早達(dá)到工作的溫度，而于溫?zé)釙r間過后，則給予較低的輸入電壓(約8伏特)來維持正常運作。然而，為達(dá)到兩種不同輸入電壓，其采用脈寬調(diào)變控制電路來控制輸入電壓，此電路模式于電路設(shè)計上較為復(fù)雜。并且，此項專利所使用的點燈器內(nèi)建的頻率振蕩器，振蕩頻率在不同電壓及溫度下會在大約35～45KHz之間飄移不定，如此一來，將會有發(fā)光不穩(wěn)定的情況發(fā)生，進(jìn)而會影響到掃描質(zhì)量。
此外，另一種快速溫?zé)岬姆椒▌t采用一光傳感器以檢測冷陰極熒光燈的實際發(fā)光亮度來控制輸入電源，以提早達(dá)到工作所需亮度，如美國專利第6294883B1號。也就是利用光傳感器檢測燈管的實際發(fā)光輸出，再通過兩個整合器根據(jù)冷陰極熒光燈的實際發(fā)光輸出與要求發(fā)光輸出的差異而自動控制供應(yīng)的電源量。雖然此方法能有效的降低溫?zé)釙r間，但由于其是通過控制電源量以達(dá)到快速溫?zé)岬哪康模虼肆罾潢帢O熒光燈于溫?zé)釙r間需承受較高的電流量以達(dá)到快速溫?zé)?，此易?dǎo)致該冷陰極熒光燈的壽命降低；其中，又因其是通過檢測光量而控制電源量，因此環(huán)境的光甚至圖稿本身即會影響光傳感器檢測到的光量，進(jìn)而導(dǎo)致冷陰極熒光燈溫?zé)釙r間不足或過熱，因而影響掃描質(zhì)量。
所以，對于如何使冷陰極熒光燈能于不影響使用壽命下快速達(dá)到溫?zé)幔帜芊€(wěn)定地發(fā)出光源，遂成為一極重要的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種快速溫?zé)狳c燈裝置及方法，借以解決先前技術(shù)所揭示的點燈器無法使發(fā)光負(fù)載快速達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光所需的溫度的問題。
本發(fā)明所揭示的快速溫?zé)狳c燈裝置，是根據(jù)發(fā)光負(fù)載(即冷陰極熒光燈)的溫度而自動控制提供給發(fā)光負(fù)載的電源。也就是，由于當(dāng)提供一電壓給發(fā)光負(fù)載時，發(fā)光負(fù)載的溫度會改變，因此，可配合發(fā)光使用一檢測元件，此檢測元件會檢測發(fā)光負(fù)載的溫度，再通過檢測的溫度而提供一相應(yīng)于檢測溫度的電壓給發(fā)光負(fù)載，并且此電壓量為能使發(fā)光負(fù)載快速達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光的溫度的一適當(dāng)電壓量，于是，即可達(dá)到快速溫?zé)岚l(fā)光負(fù)載的目的。
因此，為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種快速溫?zé)狳c燈裝置，用以啟動一個以上的發(fā)光負(fù)載，包括有一電壓源，用以提供一輸入電壓；一檢測元件，用以檢測所述發(fā)光負(fù)載的溫度，并輸出相應(yīng)于該溫度的一反饋信號；一調(diào)壓元件，連接至檢測元件，根據(jù)該反饋信號而調(diào)整來自該電壓源的輸入電壓；以及一轉(zhuǎn)換器，用以將該調(diào)整后的輸入電壓轉(zhuǎn)換成一交流電壓后輸出，以驅(qū)動所述發(fā)光負(fù)載。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該檢測元件為一熱敏電阻。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該熱敏電阻可為一正溫度系數(shù)熱敏電阻或一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該熱敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)阻值是依據(jù)該發(fā)光負(fù)載穩(wěn)定發(fā)光時的溫度而決定。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該發(fā)光負(fù)載為冷陰極熒光燈。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電壓源與檢測元件之間選擇性地配置一用以濾波的電容。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中當(dāng)該輸入電壓大于相應(yīng)于該發(fā)光負(fù)載所需電壓的電壓時，該調(diào)壓元件調(diào)降該輸入電壓。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中當(dāng)該輸入電壓小于相應(yīng)于該發(fā)光負(fù)載所需電壓的電壓時，該調(diào)壓元件調(diào)升該輸入電壓。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該調(diào)壓元件為一微處理器。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該微處理器為一MC34063集成電路。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該微處理器為一MC3593集成電路。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該微處理器為具調(diào)壓功能的一八接腳集成電路。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該微處理器的第一接腳、第七接腳與第八接腳相互連接，并經(jīng)由一第四電阻與微處理器的第六接腳相連接；該微處理器的第二接腳連接至一電感用以濾波；該微處理器的第三接腳通過一電容連接至該第四接腳和該接地線；該微處理器的第五接腳經(jīng)由一第三電阻連接至該檢測元件；以及該微處理器的第六接腳連接至該電壓源。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電感為一鐵心式電感。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該轉(zhuǎn)換器為一推挽式轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該轉(zhuǎn)換器還包括一振蕩電路，用以根據(jù)該降壓后的輸入電壓而輸出一振蕩頻率；以及一變壓器，與該震蕩電路并聯(lián)，用以根據(jù)該震蕩頻率而輸出該交流電壓，以驅(qū)動該發(fā)光負(fù)載。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該振蕩電路包括有一第一晶體管及一第二晶體管相互串聯(lián)。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一和第二晶體管均為NPN形式。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該振蕩電路還包括有一電容與該第一晶體管與該第二晶體管相互并聯(lián)。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該變壓器的輸出端串聯(lián)一電容。
本發(fā)明所揭示的快速溫?zé)狳c燈裝置，包括有電壓源、調(diào)壓元件、檢測元件以及轉(zhuǎn)換器。在開機時，檢測元件立即檢測環(huán)境溫度，以決定使發(fā)光負(fù)載達(dá)穩(wěn)定發(fā)光所需的能量，并施加一反饋信號給調(diào)壓元件以立即提供發(fā)光負(fù)載一大能量；此外，于溫?zé)徇^程中，檢測元件同時自動檢測環(huán)境溫度，即發(fā)光負(fù)載上升的溫度，以決定發(fā)光負(fù)載達(dá)穩(wěn)定發(fā)光尚需的能量，并施加一反饋信號給調(diào)壓元件，于是調(diào)壓元件能夠發(fā)出信號來觸發(fā)變壓器以提供發(fā)光負(fù)載所須的能量，使得發(fā)光負(fù)載能立即溫?zé)?，以穩(wěn)定的發(fā)出光源。
其中，上述轉(zhuǎn)換器則包括了振蕩電路和變壓器。振蕩電路是由兩晶體管組成，其會將調(diào)壓元件所發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成一相應(yīng)的振蕩頻率，再通過變壓器轉(zhuǎn)換成—交流電壓，而輸出給發(fā)光負(fù)載以驅(qū)動發(fā)光負(fù)載。
此外，本發(fā)明還提供一種快速溫?zé)狳c燈裝置的方法，此點燈裝置用以啟動一個以上的發(fā)光負(fù)載，該方法包括下列步驟當(dāng)點燈裝置接收到啟動信號時，檢測發(fā)光負(fù)載的溫度；根據(jù)測得的溫度而輸出一電壓給發(fā)光負(fù)載，以使該發(fā)光負(fù)載的溫度上升，并且輸出的電壓具有能使發(fā)光負(fù)載達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光的電壓準(zhǔn)位；以及于溫?zé)徇^程中，檢測發(fā)光負(fù)載上升的溫度并根據(jù)測得的溫度自動調(diào)降輸出電壓的電壓準(zhǔn)位。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該發(fā)光負(fù)載為冷陰極熒光燈。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中通過一熱敏電阻來檢測發(fā)光負(fù)載的溫度，且該熱敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)阻值是根據(jù)該發(fā)光負(fù)載穩(wěn)定發(fā)光時的溫度而決定。
由于直接依據(jù)檢測得到的溫度而提供一適當(dāng)?shù)碾妷航o發(fā)光負(fù)載，并且此電壓能使發(fā)光負(fù)載快速達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光時溫度，因此，除了能達(dá)到快速溫?zé)岚l(fā)光負(fù)載的目的外，同樣能夠解決點燈裝置于瞬間中斷后需再度啟動時，其發(fā)光負(fù)載因為溫度快速下降所造成的光源不穩(wěn)定的情形。


圖1為冷陰極熒光燈其溫度同表面亮度的關(guān)系；圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的立即溫?zé)狳c燈裝置的等效電路圖；圖3為先前技術(shù)所揭示的點燈裝置于瞬間中斷時再度啟動的時間與亮度關(guān)系圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的點燈裝置于瞬間中斷時再度啟動的時間與亮度關(guān)系圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下C1 第一電容 C2第二電容C3 第三電容 C4第四電容C5 第五電容 D1二極管GND 接地線L1電感M1 第一發(fā)光負(fù)載 M2第二發(fā)光負(fù)載N1 接點 N2接點N3 接點 N4接點N5 接點 C1第一電容NB 反饋線圈 NP1 初級線圈NP2 初級線圈 NS次級線圈NTC 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻OUT1 輸出端OUT2 輸出端R1 第一電阻 R2第二電阻
R3第三電阻 R4第四電阻U1微處理器 VCC 電壓源具體實施方式
實際上，冷陰極熒光燈為一種對熱相當(dāng)敏感的元件，當(dāng)提供一大能量給冷陰極熒光燈時，其溫度與表面亮度會同時上升，并且兩者間會呈現(xiàn)一上升曲線。舉例來說，如圖1所示，可知當(dāng)燈管于50℃以下時，其溫度與表面亮度的關(guān)系成一上升曲線，而超過50℃時，亮度則轉(zhuǎn)折向下。換句話說，當(dāng)冷陰極熒光燈溫度于50℃時，其達(dá)到穩(wěn)定的發(fā)光亮度。因此可通過冷陰極熒光燈的溫度與表面亮度的關(guān)系，選擇一檢測元件與點燈裝置中的轉(zhuǎn)換器相互匹配。其中，檢測元件為一熱敏電阻，其可自動感應(yīng)環(huán)境及上升溫度而改變阻值，進(jìn)而控制提供給發(fā)光負(fù)載的電源，因而可使發(fā)光負(fù)載立即溫?zé)?，即使于瞬間中斷再啟動時，仍可立即溫?zé)岚l(fā)光負(fù)載以連續(xù)地穩(wěn)定發(fā)光。但事實上，不同的燈管管長與管徑其溫度與表面亮度的關(guān)系都會有所改變，也就是其達(dá)到穩(wěn)定的發(fā)光亮度的溫度會有所不同，甚至只是使用的燈管數(shù)量改變而燈管達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光的溫度也會因而改變，因此，可依據(jù)不同的燈管管長、管徑和數(shù)量來作實驗，以選擇適當(dāng)?shù)臋z測元件。換句話說，也就是依據(jù)不同的燈管管長、管徑和數(shù)量來作實驗，借以選擇一適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)阻值的熱敏電阻。另外，所謂的標(biāo)準(zhǔn)阻值指的是熱敏電阻于25℃下的阻值。
本發(fā)明所揭示的快速溫?zé)狳c燈裝置包括電壓源、檢測元件、調(diào)壓元件以及轉(zhuǎn)換器。如圖2所示，其中，上述電壓源適用以提供一輸入電壓。此外，可在電壓源VCC另外設(shè)計用以濾波的電容、突波保護電路，或者是控制點燈裝置啟動的開關(guān)等電路組件。而檢測元件為一阻抗元件，且此阻抗元件可檢測周遭溫度并根據(jù)周遭溫度而改變其阻值，例如一熱敏電阻。另外，配合檢測元件選擇一適當(dāng)?shù)恼{(diào)壓元件，而此調(diào)壓元件可為一微處理器，例如集成電路MC34063或集成電路MC3593等等效的八腳集成電路，用以根據(jù)檢測元件檢測得到的溫度而調(diào)整輸入電壓，即調(diào)升或調(diào)降電壓，然后輸出給轉(zhuǎn)換器。最后，上述轉(zhuǎn)換器為一晶體管轉(zhuǎn)換器且采用推挽式轉(zhuǎn)換器，其包括了振蕩電路和變壓器。而振蕩電路是由兩晶體管組成，其會根據(jù)調(diào)壓元件輸出的調(diào)整后的輸入電壓而提供一振蕩頻率，然后變壓器再根據(jù)此振蕩頻率而輸出一交流電壓給發(fā)光負(fù)載，以驅(qū)動發(fā)光負(fù)載。
參照圖2，上述點燈裝置有一電壓源VCC、接地線GND，以及輸出端OUT1、OUT2。
其中，電壓源VCC與接地線GND之間耦接一濾波元件，于此為第一電容C1。此第一電容C1主要用以消除紋波，其通過電壓源VCC而快速充電，且于再次充電前緩慢的放電，而此緩慢的放電速度將阻礙第一電容C1的電壓下降，因此造成輸入電壓具有一很平穩(wěn)的準(zhǔn)位。也就是電壓源VCC使第一電容C1充電后，第一電容C1可阻止輸入電壓的改變，因而使輸入電壓變得更平滑。
另外，于此調(diào)壓元件為一微處理器U1，且其可采用有八根接腳的集成電路，其接腳如圖所示。且電壓源VCC連接至微處理器U1的第六接腳6，因而當(dāng)輸入電壓較高，而點燈裝置中所需的電壓輸入較低時，則可利用此微處理器U1來調(diào)降輸入電壓。微處理器U1的第一接腳1、第七接腳7與第八接腳8相互連接，第二接腳2與接地線GND之間耦接一二極管D1，第三接腳3與接地線GND之間耦接第二電容C2，第四接腳4直接與接地線GND相接，第五接腳5與接地線GND之間耦接第二電阻R2，最后第六接腳6串聯(lián)第四電阻R4后與第八接腳8相接。來至電壓源VCC的輸入電壓通過微處理器U1的第六接腳輸入至微處理器U1，同時微處理器U1的第五接腳5接收一反饋信號，而此反饋信號相應(yīng)于點燈裝置需提供給發(fā)光負(fù)載的能量，然后，微處理器U1將接收的反饋信號與參考信號比較，而此參考信號已設(shè)定于微處理器內(nèi)并依不同類型的處理器而有不同的值，微處理器U1通過比較結(jié)果而調(diào)整輸入電壓，調(diào)整后的輸入電壓再經(jīng)由微處理器U1的第二接腳2輸出。并且耦接于微處理器U1的第二接腳2的二極管D1因其單向?qū)ǖ奶匦远纬梢浑妷合拗齐娐?，有電路保護的用途。
此外，于微處理器U1的第二接腳2連接一濾波元件的一端，而濾波元件的另一端連接至接點N5。于此，此濾波元件即為電感L1，并且于此電感L1為一鐵心式電感。一般而言，于提供一輸入電壓時會伴隨一輸入電流，而此電感L1可阻止電流的改變，因而使輸入電流變得更平滑，以達(dá)到濾波的作用。
于此，檢測元件為一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC，且其一端經(jīng)由第三電阻R3與微處理器U1第五接腳5相接，而另一端連接至接點N5并與接地線GND之間耦接第一電阻R1，并且于第一電阻R1與接地線GND之間有一接點N1。此熱敏電阻會感應(yīng)環(huán)境溫度，即發(fā)光負(fù)載的溫度，并隨著溫度上升而調(diào)降其阻值，并且提供一反饋信號給微處理器U1。因此，需根據(jù)發(fā)光負(fù)載穩(wěn)定發(fā)光的溫度選擇一適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)阻值的熱敏電阻，并配合熱敏電阻使用適當(dāng)類型的微處理器，否則，將無法達(dá)到立即溫?zé)岬募夹g(shù)功效。
在接點N1、N2、N3與N4之間連接有一振蕩電路，其是由第一晶體管Q1與第二晶體管Q2以及第三電容C3所組成。在接點N1～N5與輸出端OUT1、OUT2之間連接一變壓器，其是由一初級線圈、一次級線圈NS和一反饋線圈NB所組成，且初級線圈為一中間抽頭的初級線圈，于此為方便說明標(biāo)示為NP1和NP2。其中，第一晶體管Q1的基極經(jīng)接點N1與反饋線圈NB的一端相接，而反饋線圈NB的另一端則與第二晶體管Q2的基極相接。初級線圈NP1、NP2的共同輸入接點N5經(jīng)由電感L1連接至微處理器U1的第二接腳，電源可經(jīng)由接點N5輸入。第一晶體管Q1與第二晶體管Q2的發(fā)射極則共同連接至接地線GND。第一晶體管Q1的集電極則通過接點N2連接至初級線圈NP1的另一端，第二晶體管Q2的集電極則通過接點N3連接至初級線圈NP2的另一端，而初級線圈NP1、NP2與第三電容C3并聯(lián)于接點N2與接點N3。
第四電容C4連接至第一發(fā)光負(fù)載M1，而第五電容C5連接至第二發(fā)光負(fù)載M2，并且于次級線圈NS的輸出端OUT1與輸出端OUT2之間耦接相互并聯(lián)的第一發(fā)光負(fù)載M1與第二發(fā)光負(fù)載M2。此外，第一發(fā)光負(fù)載M1與第二發(fā)光負(fù)載M2可分別串聯(lián)第四電容C4與第五電容C5，借以穩(wěn)定提供給兩發(fā)光負(fù)載M1、M2的輸出電壓。
當(dāng)調(diào)整后的電壓自微處理器U1的第二接腳2輸出時，伴隨的輸入電流會流經(jīng)兩晶體管Q1、Q2，而這兩個晶體管在特性可能會稍有不同，因此，其中一個晶體管會導(dǎo)通較多。如果第一晶體管Q1導(dǎo)通較多時，輸入電流自接點N2經(jīng)初級線圈NP1流向接點N5，所以于電路中所上升的電流將會使磁場增大，并且于初級線圈NP2與反饋線圈NB上會有感應(yīng)電壓產(chǎn)生，而于初級線圈NP2靠近接點N3的一端與反饋線圈NB靠近接點N4的一端的電壓極性為負(fù)電位，且兩線圈的另一端的電壓極性為正電位。由于第二晶體管Q2的基極會趨于負(fù)電位，因此第二晶體管Q2會關(guān)閉；反之，第一晶體管Q1的基極會趨于正電位，因此第一晶體管Q1會達(dá)到飽和狀態(tài)。所以，第一晶體管Q1于“開”的狀態(tài)，而第二晶體管Q2于“關(guān)”的狀態(tài)。
當(dāng)反饋線圈NB所感應(yīng)的電動勢下降時，第一晶體管Q1的順向偏壓會減少，而使得第一晶體管Q1的集電極電流也會減少。因此，于初級線圈NP1的磁場會釋放出來，如此于次級線圈NS上就會感應(yīng)極性相反的電壓。由于第一晶體管Q1的基極電壓為正電位，因而第一晶體管Q1會關(guān)閉，同時第二晶體管Q2的基極為正的電壓，因此第二晶體管Q2會導(dǎo)通并趨于飽和狀態(tài)。所以，此時第二晶體管Q2于“開”的狀態(tài)，而第一晶體管Q1于“關(guān)”的狀態(tài)。而此種動作狀態(tài)會一再重復(fù)，因此于次級線圈NS會有兩個相反脈沖產(chǎn)生，并由變壓器的圈數(shù)比可將輸出電壓提高。且以上述電路操作描述，可知兩晶體管Q1、Q2會交互的導(dǎo)通并趨于飽和狀態(tài)，因此次級線圈NS會輸出一交流電壓。由于兩晶體管Q1、Q2是操作在最小功率損失的情況，因此整個電路的效率會相當(dāng)好。
換句話說，當(dāng)調(diào)整后的電壓輸入至第一晶體管Q1的基極時，接點N1與接地線GND之間的電壓差因電壓輸入而改變，于是形成第一晶體管Q1隨著輸入電壓的脈沖變化而作導(dǎo)通與關(guān)閉的狀態(tài)改變。由于第一晶體管Q1與第二晶體管Q2為對稱排列，且初級線圈NP1與初級線圈NP2為對稱排列，所以當(dāng)輸入電壓為高電壓準(zhǔn)位時，將會破壞此對稱性，于是讓接點N2與接點N3兩端的電壓不同，意即輸入電壓將會經(jīng)由初級線圈NP1、NP2與次級線圈NS轉(zhuǎn)換為交流電輸出；當(dāng)電壓輸入為低電壓準(zhǔn)位時(通常為零)，由于此對稱結(jié)構(gòu)，工作電壓即為零，此時輸出電壓為零。換句話說，電壓輸入至接點N1時，會使第一晶體管Q1與第二晶體管Q2成為一切換開關(guān)，讓輸入電壓能轉(zhuǎn)換經(jīng)過開關(guān)的工作電壓。于是，在經(jīng)過變壓器的轉(zhuǎn)換即可獲得輸出電壓。
以下說明本發(fā)明所揭示的點燈裝置的操作原理。在未加入微處理器與熱感元件之前，當(dāng)電源由輸入端供應(yīng)時，由第一晶體管Q1與第二晶體管Q2所組成的振蕩電路所輸出的振蕩頻率將由初級線圈NP1、NP2、NB與NS所組成的變壓器轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷狠敵?，此時，第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2才被啟動。在此電路架構(gòu)下，第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2需要較長的時間才會穩(wěn)定的發(fā)光。
加入微處理器U1與負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC之后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙l(fā)光負(fù)載M1、M2啟動時，可提供一大量的輸入電壓給發(fā)光負(fù)載，且此輸入電壓具有能使發(fā)光負(fù)載達(dá)到立即溫?zé)岬碾妷簻?zhǔn)位。在溫?zé)徇^程中，通過微處理器U1配合熱敏電阻NTC檢測上升溫度而調(diào)降輸入電壓。換句話說，即是當(dāng)溫度上升時，熱敏電阻NTC會檢測到上升溫度因而降低其阻值，并輸出一相應(yīng)于降低后的阻值的反饋信號給微處理器U1，接著微處理器U1再根據(jù)此反饋信號調(diào)降輸入電壓并輸出一調(diào)降后的輸入電壓，之后轉(zhuǎn)換器再根據(jù)此調(diào)降后的輸入電壓而提供一交流電壓給發(fā)光負(fù)載。如此一來，通過上述動作操作即可致使第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2立即到達(dá)穩(wěn)定的發(fā)光狀態(tài)。此外，當(dāng)電路瞬間中斷時，第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2將會關(guān)掉，由于第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2的特性，將會快速降溫。而當(dāng)電點燈裝置重新啟動發(fā)光負(fù)載時，第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2則必須重回之前的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在重新啟動時，不論發(fā)光負(fù)載溫度下降程度為何，仍可通過熱敏電阻NTC檢測其溫度，微處理器U1再根據(jù)熱敏電阻NTC檢測得到的溫度而提供一適當(dāng)?shù)拇罅枯斎腚妷?，進(jìn)而使第一和第二發(fā)光負(fù)載M1、M2立即達(dá)穩(wěn)定發(fā)光的狀態(tài)。
本發(fā)明所揭示的快速溫?zé)狳c燈裝置及方法，以冷陰極熒光燈管作為應(yīng)用于本發(fā)明的發(fā)光負(fù)載，以驗證本發(fā)明確實可以達(dá)到立即溫?zé)峒斑B續(xù)特性的技術(shù)功效。
應(yīng)用本發(fā)明所揭示的點燈裝置，可以大幅的縮短達(dá)到穩(wěn)定的時間。在采用標(biāo)準(zhǔn)阻值10K的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻配合MC34063的集成電路以及采用標(biāo)準(zhǔn)阻值47K的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻配合MC3593的集成電路的條件下，均可以快速的開始啟動掃瞄裝置，不必浪費時間等待光源達(dá)到穩(wěn)定。
在接續(xù)性的表現(xiàn)上，請參考圖3與圖4，圖3為先前技術(shù)所揭示的點燈裝置于瞬間中斷時再度啟動的時間與亮度關(guān)系圖，而圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的點燈裝置于瞬間中斷時再度啟動的時間與亮度關(guān)系圖。將圖3與圖4相比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)突然中斷時，亮度快速的下降，而再度啟動，于發(fā)光負(fù)載穩(wěn)定發(fā)光后，本發(fā)明所揭示的點燈裝置瞬間中斷的連續(xù)性較先前技術(shù)所揭示的佳。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護范圍須視本說明書所附的權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種快速溫?zé)狳c燈裝置，用以啟動一個以上的發(fā)光負(fù)載，包括有一電壓源，用以提供一輸入電壓；一檢測元件，用以檢測所述發(fā)光負(fù)載的溫度，并輸出相應(yīng)于該溫度的一反饋信號；一調(diào)壓元件，連接至檢測元件，根據(jù)該反饋信號而調(diào)整來自該電壓源的輸入電壓；以及一轉(zhuǎn)換器，用以將該調(diào)整后的輸入電壓轉(zhuǎn)換成一交流電壓后輸出，以驅(qū)動所述發(fā)光負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該檢測元件為一熱敏電阻。
3.如權(quán)利要求2所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該熱敏電阻可為一正溫度系數(shù)熱敏電阻或一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
4.如權(quán)利要求2所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該熱敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)阻值是依據(jù)該發(fā)光負(fù)載穩(wěn)定發(fā)光時的溫度而決定。
5.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該發(fā)光負(fù)載為冷陰極熒光燈。
6.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該電壓源與檢測元件之間選擇性地配置一用以濾波的電容。
7.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于當(dāng)該輸入電壓大于相應(yīng)于該發(fā)光負(fù)載所需電壓的電壓時，該調(diào)壓元件調(diào)降該輸入電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于當(dāng)該輸入電壓小于相應(yīng)于該發(fā)光負(fù)載所需電壓的電壓時，該調(diào)壓元件調(diào)升該輸入電壓。
9.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該調(diào)壓元件為一微處理器。
10.如權(quán)利要求9所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該微處理器為一MC34063集成電路。
11.如權(quán)利要求9所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該微處理器為一MC3593集成電路。
12.如權(quán)利要求9所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該微處理器為具調(diào)壓功能的一八接腳集成電路。
13.如權(quán)利要求9所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該微處理器的第一接腳、第七接腳與第八接腳相互連接，并經(jīng)由一第四電阻與微處理器的第六接腳相連接；該微處理器的第二接腳連接至一電感用以濾波；該微處理器的第三接腳通過一電容連接至該第四接腳和該接地線；該微處理器的第五接腳經(jīng)由一第三電阻連接至該檢測元件；以及該微處理器的第六接腳連接至該電壓源。
14.如權(quán)利要求13所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該電感為一鐵心式電感。
15.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該轉(zhuǎn)換器為一推挽式轉(zhuǎn)換器。
16.如權(quán)利要求1所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該轉(zhuǎn)換器還包括一振蕩電路，用以根據(jù)該降壓后的輸入電壓而輸出一振蕩頻率；以及一變壓器，與該震蕩電路并聯(lián)，用以根據(jù)該震蕩頻率而輸出該交流電壓，以驅(qū)動該發(fā)光負(fù)載。
17.如權(quán)利要求16所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該振蕩電路包括有一第一晶體管及一第二晶體管相互串聯(lián)。
18.如權(quán)利要求17所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該第一和第二晶體管均為NPN形式。
19.如權(quán)利要求17所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該振蕩電路還包括有一電容與該第一晶體管與該第二晶體管相互并聯(lián)。
20.如權(quán)利要求17所述的快速溫?zé)狳c燈裝置，其特征在于該變壓器的輸出端串聯(lián)一電容。
21.一種快速溫?zé)狳c燈裝置的方法，該點燈裝置用以啟動一個以上的發(fā)光負(fù)載，該方法包括下列步驟接收到一啟動信號時，檢測該發(fā)光負(fù)載的溫度；根據(jù)測得的溫度而輸出一電壓給該發(fā)光負(fù)載，以使該發(fā)光負(fù)載的溫度上升，其中該電壓具有能使該發(fā)光負(fù)載達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光的電壓準(zhǔn)位；以及于溫?zé)徇^程中，檢測該發(fā)光負(fù)載上升的溫度并根據(jù)測得的溫度自動調(diào)降該電壓的電壓準(zhǔn)位。
22.如權(quán)利要求21所述的快速溫?zé)狳c燈裝置的方法，其特征在于該發(fā)光負(fù)載為冷陰極熒光燈。
23.如權(quán)利要求21所述的快速溫?zé)狳c燈裝置的方法，其特征在于通過一熱敏電阻來檢測發(fā)光負(fù)載的溫度，且該熱敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)阻值是根據(jù)該發(fā)光負(fù)載穩(wěn)定發(fā)光時的溫度而決定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速溫?zé)狳c燈裝置及方法，用以解決先前技術(shù)所揭示的點燈器無法使發(fā)光負(fù)載達(dá)到立即溫?zé)岬膯栴}，以及瞬間中斷再度啟動時因為溫度快速下降所造成的光源不穩(wěn)定的情形。此點燈裝置包括電壓源、檢測元件、調(diào)壓元件、轉(zhuǎn)換器，在啟動發(fā)光負(fù)載時，點燈裝置可通過檢測元件檢測發(fā)光負(fù)載的溫度而提供適當(dāng)大能量給發(fā)光負(fù)載，并于溫?zé)徇^程中，通過檢測元件檢測發(fā)光負(fù)載的上升溫度，使調(diào)壓元件可根據(jù)檢測得到的溫度調(diào)整點燈裝置提供給發(fā)光負(fù)載的能量，因而使發(fā)光負(fù)載能快速地達(dá)到穩(wěn)定發(fā)光所需的溫度，以穩(wěn)定地發(fā)出光源。
文檔編號H05B41/295GK1767714SQ20041008802
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者張慶崇 申請人:光寶科技股份有限公司