專利名稱：放電燈點燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能進(jìn)行穩(wěn)定放電工作和無級調(diào)光控制的熱陰極型放電燈 點燈裝置。
背景技術(shù)：
以前提供有如熒光燈這樣的能夠調(diào)光控制熱陰極型放電燈的放電燈 點燈裝置。在進(jìn)行調(diào)光時，隨著減小管電流(加深調(diào)光)而燈絲的溫度降 低，若進(jìn)一步減小管電流，就不能維持放電，產(chǎn)生移動條紋和閃爍。
例如在專利文獻(xiàn)1中作為一個示例示出了解決這種問題的現(xiàn)有裝置。
如圖13所示，由點燈用逆變電源1、點燈用DC—DC電源3、預(yù)熱用DC 一DC電源4、預(yù)熱燈絲用逆變電源2這四個電源構(gòu)成。使點燈用DC—DC 電源3的輸出電壓可變地進(jìn)行調(diào)光。通過將點燈用DC—DC電源3的輸出 電壓與預(yù)熱用DC—DC電源4的反饋電路5連接，使預(yù)熱用逆變電源2 的輸出電壓與調(diào)光成比例地可變，來進(jìn)行燈絲電流的控制。
專利文獻(xiàn)h日本特開平7—21147S號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2001—357994號公報
但是，在上述現(xiàn)有例中，控制放電燈管電流的電源和控制燈絲電流的 電源必須要分別設(shè)置，具有電路復(fù)雜化和零件個數(shù)增加從而成本增加的問 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決上述問題點，提供一個逆變電源結(jié)構(gòu)，且在調(diào)光時隨著管 電流的減少而使燈絲電流增加，從而在確保放電燈的穩(wěn)定放電工作的同 時，能進(jìn)行無級調(diào)光控制的熱陰極型放電燈點燈裝置。
用于解決問題的手段
1.為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案l的發(fā)明具有以R、 C的時間常數(shù)決定頻率的振蕩控制電路；與以該頻率進(jìn)行工作的半橋或全橋電路連接的
L一C串聯(lián)諧振電路；以及將熱陰極型放電管兩端的熱陰極(燈絲)的各 自的一端與諧振電容器并聯(lián)連接，并還將放電管兩端的燈絲的另一端與電 容器串聯(lián)來進(jìn)行點燈的電路，通過對決定振蕩控制電路的頻率的電容器使 用電壓可變電容(變?nèi)荻O管)，以DC調(diào)光控制電壓改變振蕩頻率，來 實現(xiàn)管電流的(無級調(diào)光)，在該裝置中，通過采用1個逆變電源結(jié)構(gòu)， 使熱陰極型放電燈的管電流與燈絲電流同時可變，隨著調(diào)光時管電流變 小，使燈絲電流增加，來防止燈絲的溫度降低，并能夠維持穩(wěn)定的放電， 與此同時，將決定振蕩控制電路的振蕩頻率的電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容 器(包括變?nèi)荻O管)，通過切換這些電容器，確保充足的預(yù)熱電流和點 燈工作穩(wěn)定。
根據(jù)該發(fā)明，通過采用與現(xiàn)有例的多個逆變電源結(jié)構(gòu)不同的、與半橋 或全橋電路連接了 L一C串聯(lián)諧振電路的1個逆變電源的結(jié)構(gòu)，隨著無級 調(diào)光和調(diào)光時管電流變小而使燈絲電流增加，從而能夠防止燈絲的溫度降 低，維持穩(wěn)定的放電。與此同時，能夠提供一種可任意地設(shè)定預(yù)熱電流， 并能夠?qū)崿F(xiàn)放電燈的高壽命化和穩(wěn)定點燈工作的熱陰極型放電燈點燈裝 置。
2. 技術(shù)方案2的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案l的說明中，通過以 比100 300Hz左右的頻率低的頻率，使電容器電容進(jìn)行接通斷開，并控 制該ON/OFF的時間比，來實現(xiàn)調(diào)光(PWM調(diào)光)。
根據(jù)該發(fā)明，能夠提供一種通過并用技術(shù)方案l的DC控制調(diào)光，能 夠維持寬幅度調(diào)光范圍的確保、調(diào)光中的穩(wěn)定放電工作的熱陰極型放電燈 點燈裝置。
3. 技術(shù)方案3的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案2的說明中，通過檢 測從外部供給的電源電壓的上升部分，在該上升部分的幾毫秒的期間，減 小決定振蕩控制電路的振蕩頻率的電容器的電容，僅在該期間提高振蕩頻 率，抑制放電燈的管電壓的過沖電壓。
根據(jù)該發(fā)明，能夠提供一種通過用晶體管來開關(guān)電容器，能夠容易地 抑制技術(shù)方案1的L一C串聯(lián)諧振電路的上升部分中的管電壓和燈絲電流 的上升波形的過沖。4. 技術(shù)方案4的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案l的說明中，添加在 從預(yù)熱期間向放電燈的點燈工作的過渡期間使頻率緩慢變化的頻率平滑 電路，在防止不點燈的不良的同時減輕管電壓的過沖電壓。根據(jù)該發(fā)明， 通過使流到變?nèi)荻O管中的電流的上升波形平緩，就能夠在頻率從預(yù)熱頻 率轉(zhuǎn)變到點燈頻率的過程中，可靠地通過串聯(lián)LC諧振電路頻率一增益曲 線的峰值點后，轉(zhuǎn)變到點燈頻率，能夠提供一種在防止點燈的不良的同時 減輕管電壓的過沖電壓的熱陰極型放電燈點燈裝置。
5. 技術(shù)方案5的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案l的說明中，能夠同 時實現(xiàn)對調(diào)光進(jìn)行DC控制和PWM控制。
根據(jù)該發(fā)明，能夠提供一種具有在管電流大的區(qū)域的調(diào)光中進(jìn)行DC 控制調(diào)光，在管電流小的區(qū)域中進(jìn)行PWM調(diào)光，從而能夠兼顧調(diào)光的可 變范圍的確保和穩(wěn)定的放電工作的特征的放電燈點燈裝置。
6. 技術(shù)方案6的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1的說明中，具有對 熱陰極放電管的高壓側(cè)低壓側(cè)開路檢測保護(hù)、高壓側(cè)過電壓保護(hù)、管過電 流保護(hù)和高壓側(cè)漏電保護(hù)及其檢測信號后，使他激PWM振蕩控制IC的 工作停止的功能。根據(jù)該發(fā)明，能夠提供一種具有確保對于熱陰極型放電 管的燈絲斷線時的漏電、管電壓上升及管電流上升的安全性的特征的放電 燈點燈裝置。
7. 技術(shù)方案7的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案l的說明中，將串聯(lián) 諧振輸出電路的諧振電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容器，通過切換這些電容 器，使輸出電路的諧振頻率變化，通過使分別在預(yù)熱時、點燈時的串聯(lián)L 一C諧振電路頻率一增益曲線最優(yōu)化，使放電燈的預(yù)熱電流和管電流最優(yōu) 化，從而可靠地點燈。
根據(jù)該發(fā)明，通過切換諧振電容器，使預(yù)熱時和點燈時的串聯(lián)L一C 諧振電路頻率一增益曲線最優(yōu)化，能夠分別在預(yù)熱時和點燈時得到最佳的 增益，能夠得到大的預(yù)熱電流和管電流。此外，能夠提供一種熱陰極型放 電燈點燈裝置，通過在諧振電容器的切換之后改變振蕩電路的振蕩頻率進(jìn) 行點燈工作，從而能夠在剛要達(dá)到串聯(lián)L一C諧振電路頻率一增益曲線的 峰值頻率之前使熱陰極型放電燈點燈，同時，通過設(shè)定L-C諧振電路頻 率一增益曲線的峰值頻率與點燈時的頻率相同，能夠防止越過峰值而不點燈，能夠可靠地進(jìn)行點燈。
8. 技術(shù)方案8的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1的說明中，將串聯(lián) 于放電燈燈絲的電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容器，通過接通斷開這些電容 器，調(diào)整預(yù)熱和點燈時的燈絲電流到恰當(dāng)值。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一 種能設(shè)定點燈工作時的燈絲電流為任意的恰當(dāng)值，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)光時的熱陰 極型放電燈的穩(wěn)定的放電維持和長壽命的特征的放電燈點燈裝置。
9. 技術(shù)方案9的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1 8的說明中，可以 在他激振蕩控制電路的半橋或者全橋式電路的后級并聯(lián)2個以上的串聯(lián) LC諧振電路。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種通過并聯(lián)多級串聯(lián)L一C諧振電路和放電 燈來容易地實現(xiàn)多燈放電燈裝置的放電燈點燈裝置。 發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，通過構(gòu)成為與現(xiàn)有例的多個逆變電源的構(gòu)成不同、且與 半橋或全橋電路連接了 L一C串聯(lián)諧振電路的1個逆變電源，并隨著在無 級調(diào)光及調(diào)光時管電流變小而使燈絲電流增加，具有能夠防止燈絲的溫度 降低、維持穩(wěn)定的放電的效果。
調(diào)光時，通過組合DC控制和PWM控制，具有能夠得到寬的調(diào)光范 圍的效果。
具有能夠任意地設(shè)定預(yù)熱電流，能夠?qū)崿F(xiàn)放電燈的高壽命化和穩(wěn)定的 點燈工作的效果。
通過在電源起動時從高的振蕩頻率開始，能夠抑制管電壓的過沖。此 外，添加在從預(yù)熱期間向放電燈的點燈工作過渡的期間，使頻率緩慢地變 化的頻率平滑電路，具有防止不點燈的問題和減輕管電壓的過沖電壓的效 果。
通過檢測熱陰極型放電管的燈絲斷線中的漏電電流、管電壓上升及管 電流上升，使他激PWM控制IC停止振蕩，從而具有提高安全性的效果。
通過切換諧振電容器，使預(yù)熱時和點燈時的串聯(lián)L一C諧振電路的頻 率一增益曲線最優(yōu)化，從而能夠分別在預(yù)熱時和點燈時得到恰當(dāng)?shù)脑鲆妫?能夠得到大的預(yù)熱電流和管電流。此外，因為可以設(shè)定串聯(lián)L一C諧振電 路的峰值頻率與點燈時的頻率接近，所以，通過在諧振電容器的切換之后改變振蕩電路的振蕩頻率進(jìn)行點燈工作，具有能夠在剛要達(dá)到串聯(lián)L一C 諧振電路頻率一增益曲線的峰值頻率之前，可靠地使熱陰極型放電燈進(jìn)行 點燈工作的效果。
通過將與熱陰極型放電燈的燈絲串聯(lián)的電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容 器，并接通斷開這些電容器來調(diào)整點燈時的燈絲電流到最佳值，從而具有 能夠維持調(diào)光時的放電燈的穩(wěn)定放電的效果。
通過在他激振蕩控制電路的半橋或者全橋式電路的后級并聯(lián)多級串 聯(lián)LC諧振電路，從而具有能夠提供一種容易地實現(xiàn)多燈放電燈裝置的效 果。


圖1是示出本發(fā)明中的放電燈點燈裝置的實施例1的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出本發(fā)明中的放電燈點燈裝置的實施例2的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖3是示出本發(fā)明中的放電燈點燈裝置的實施例3的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖4是示出本發(fā)明中的放電燈點燈裝置的實施例4的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖5是本發(fā)明的實施例1中的串聯(lián)LC諧振電路頻率一增益曲線的說 明圖。
圖6是本發(fā)明的實施例1中的調(diào)光特性的說明圖。 圖7是本發(fā)明的實施例1中的電源時序的說明圖。 圖8是本發(fā)明的實施例1中的頻率平滑的說明圖。. 圖9是現(xiàn)有例中的點燈時的管電壓波形的說明圖。 圖IO是本發(fā)明的實施例1中的IC1頻率VSR2電阻值的說明圖。 圖ll是本發(fā)明的實施例1中的變?nèi)荻O管VC1電容VS反向電壓的 說明圖。
圖12是本發(fā)明的實施例2中的串聯(lián)LC諧振電路頻率一增益曲線的說 明圖。
圖13是示出現(xiàn)有的實施例的日本特開平7—211478 (專利文獻(xiàn)l)的 結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下，基于圖1、圖5 圖11說明本發(fā)明的實施方式1。圖1示出實
施方式l的電路結(jié)構(gòu)。與他激PWM控制IC1連接有振蕩控制電路3、半 橋式串聯(lián)諧振電路2及閂鎖保護(hù)電路6。振蕩控制電路3具有決定振蕩頻 率的電容器C8和調(diào)光用的變?nèi)荻O管VC1，與變?nèi)荻O管VC1的陽極連 接著用于進(jìn)行導(dǎo)通一截止的開關(guān)晶體管Q6。此外，與電容器C8的一端連 接著過沖(overshoot)降低電路10 (逆變器起動時的軟起動電路)。此外， 與晶體管Q6的基極連接著用于使頻率從預(yù)熱期間向點燈過渡時緩慢地轉(zhuǎn) 變的頻率平滑電路5。
半橋式串聯(lián)諧振電路2的結(jié)構(gòu)串聯(lián)有DC阻斷用的電容器Cl、諧振線 圈Ll及諧振電容器C2。其輸出與放電燈1高壓側(cè)的燈絲Fl連接。此外， 放電燈1低壓側(cè)的燈絲F2經(jīng)由過電流檢測電阻R3與地連接。放電燈1的 燈絲Fl、 F2的另一端與決定燈絲電流的電容器C3連接。與諧振電容器 C2的兩端連接著過電壓檢測電容器C4、 C5，其中點經(jīng)由二極管D3輸入 到保護(hù)電路檢測信號放大用的OP放大器IC4中。此外，電容器C6和電 阻R1，將燈絲F1、 F2斷線而產(chǎn)生了漏電電流時所產(chǎn)生的高頻噪聲成分進(jìn) 行微分檢測，并用二極管D2、電阻R19及電容器C17進(jìn)行積分，變換成 DC電壓，作為檢測信號而輸入到保護(hù)電路檢測信號放大用的OP放大器 IC4中。在諧振電容器C2的低壓側(cè)與地之間連接過電流檢測電阻R3，將 其兩端上產(chǎn)生的電壓作為過電流檢測信號，經(jīng)由二極管D1輸入到保護(hù)電 路檢測信號放大用的OP放大器IC4中。此外，在燈絲F2和電容器C3的 交點與半橋式電源之間連接著燈絲F2的斷線檢測用電阻R18，與燈絲F2 的交點，經(jīng)由二極管D4輸入到保護(hù)電路檢測信號放大用的OP放大器IC4 中。將保護(hù)電路檢測信號放大用的OP放大器IC4的輸出被輸入到閂鎖保 護(hù)電路6和保護(hù)電路屏蔽電路11的IC2中。
圖7示出本發(fā)明的電源時序的一例。若圖1的逆變器導(dǎo)通一截止信號 12變?yōu)?高電平"，則向圖1的電源REG7的輸出輸出14V和5V。他激 PWM控制IC1起動，向半橋式串聯(lián)諧振電路2輸出電壓。此時的輸出電 壓，利用他激PWM控制IC1的振蕩頻率和圖5中示出的串聯(lián)LC諧振電 路頻率一增益曲線來決定。此外，如圖10所示，利用電阻R2、電容器C8、 C12及變?nèi)荻O管VC1的合成電容來決定振蕩頻率。逆變器起動時，以由電阻R2和電容器C8所決定的頻率、例如以大約100kHz (圖5的S點) 進(jìn)行振蕩。接著，晶體管Q5導(dǎo)通，以由電阻R2和電容器C8及C12的合 成電容所決定的頻率、例如以大約80kHz (圖5的①點)進(jìn)行振蕩。該期 間是預(yù)熱期間，且向燈絲F1、 F2流過電流來加熱燈絲。以2兀fC3'V唯一 地決定燈絲電流。通過使其在逆變器起動時以高頻進(jìn)行起動，來抑制半橋 式串聯(lián)諧振電路2的輸出電壓，實現(xiàn)軟起動。此外，用決定預(yù)熱時間控制 電路12的復(fù)位ICIC13的輸出延遲時間的電容器C13來唯一地決定預(yù)熱時 間。
預(yù)熱期間一旦結(jié)束，圖1的預(yù)熱時間控制電路12的復(fù)位ICIC13的輸 出電壓A點就變?yōu)?V。該電壓經(jīng)由頻率平滑電路5被施加到晶體管Q6 的基極上，晶體管Q6導(dǎo)通。由此，就將變?nèi)荻O管VC1與地連接，并利 用電阻R2、電容器C8、 C12及變?nèi)荻O管VC1的合成電容來決定他激 PWM控制IC1的振蕩頻率。這時，振蕩頻率例如設(shè)為50kHz。從圖5的 串聯(lián)LC諧振電路頻率一增益曲線的①點開始，增益沿著曲線逐漸變高， 一旦到達(dá)②點的熱陰極型放電燈的放電開始電壓，就流過管電流。 一旦流 過管電流，管的阻抗就降低，因此最終在(D點進(jìn)行穩(wěn)定放電。IC13的輸出 A點的電壓因為被頻率平滑電路5的電容器CIO、 C9及電阻R16積分而 變得緩慢緩慢上升。由此，晶體管Q6的基極電流也緩慢上升。通過使流 到變?nèi)荻O管VC1中的電流波形平緩，振蕩頻率就從80kHz緩慢地過渡 到50kHz，使頻率變得平滑。圖8和圖9中示出該效果。圖8是有頻率平 滑電路時的波形，圖9是沒有頻率平滑電路時的波形。通過使頻率從SOkHz 緩慢地過渡到50kHz來平滑頻率的效果，是能夠進(jìn)行可靠地通過圖5的串 聯(lián)LC諧振電路頻率一增益曲線的熱陰極型放電燈的放電開始電壓②后過' 渡到③點的準(zhǔn)確的點燈工作。此外，也具有能夠減輕管電壓和管電流的過 沖的效果。
下面關(guān)于調(diào)光工作進(jìn)行敘述。圖1的調(diào)光DC控制信號13，向DC放 大電路9輸入例如0—3.3V，其輸出經(jīng)由二極管D8施加到變?nèi)荻O管VC1 的陰極側(cè)。圖11是示出變?nèi)荻O管VC1的陰極電壓和其電容變化的圖表。 具有若增大施加的DC電壓，電容值就降低的特性。S卩，通過改變施加到 變?nèi)荻O管VC1中的DC電壓，使他激PWM控制IC1的振蕩頻率可變。從而，若增大調(diào)光DC控制電壓，則在圖5的串聯(lián)LC諧振電路頻率一增
益曲線中，頻率從點燈時③點f=50kHz開始，沿著虛線箭頭變化到預(yù)熱 時①點f= 80kHz。這時，以2兀fC3'V來決定燈絲電流，因此，燈絲電流 隨著頻率的增加而增加。另一方面，通過L一C串聯(lián)諧振電路增益降低， 管電流與燈絲電流的增加相反地減少下去。
若增大調(diào)光DC控制電壓而過于減小了管電流，則成為不能維持額定 放電的微放電，有時容易產(chǎn)生閃爍或移動條紋而熄燈。作為其對策，如圖 6所示，在管電流是任意的設(shè)定值以下時，用100—300Hz的PWM調(diào)光信 號使管電流導(dǎo)通一截止，進(jìn)行調(diào)光范圍的擴(kuò)大和穩(wěn)定放電的維持?？梢杂?導(dǎo)通一截止圖1的變?nèi)荻O管VC1的晶體管Q6來控制該PWM調(diào)光。在 PWM調(diào)光信號是截止(OFF)時阻斷變?nèi)荻O管VC1，他激PWM控制 IC1的振蕩頻率成為圖5的①點f=80kHz，管電流被阻斷。圖7中示出PWM 調(diào)光信號與管電流的關(guān)系。
下面，關(guān)于圖1異常檢測電路4的工作進(jìn)行說明。圖1的電容器C4、 C5和二極管D3是管的過電壓保護(hù)電路。用電容器C4、 C5分壓后的電壓， 將高壓側(cè)的管電壓經(jīng)由二極管D3輸入到電壓放大OP放大器IC4中。若 該電壓變?yōu)槟硞€閾值以上，則0P放大器IC4的輸出電壓就變?yōu)?4V，閂 鎖保護(hù)電路6的晶體管Q4導(dǎo)通。這時，通過將他激PWM控制IC1的CT 端子降低到地電位來停止振蕩工作。此外，晶體管Q4—旦導(dǎo)通，則晶體 管Q3導(dǎo)通并形成半導(dǎo)體開關(guān)元件電路，即使OP放大器IC4的輸出電壓 變?yōu)?V，也能維持他激PWM控制IC1的振蕩停止?fàn)顟B(tài)。
下面，關(guān)于燈絲F1、 F2的斷線保護(hù)工作進(jìn)行說明。在放電燈l低壓 側(cè)的燈絲F2的電容器C3煩lj,從電源200V電阻18被上拉利用電阻18向 電源200V上拉。燈絲F2與電容器C3的交點電壓等于200Vx (電阻R3 電阻值+燈絲F2電阻值)+電阻1118電阻值。電阻R18設(shè)定比(電阻R3 電阻值+燈絲F2電阻值)足夠大的值。將該燈絲F2的偏置電壓經(jīng)由二極 管D4輸入到OP放大器IC4中。若燈絲F2因為某種不良而變?yōu)楦唠娮杌?者斷線，則0P放大器IC4的輸入電壓就上升，如前所述，維持他激PWM 控制IC1的振蕩停止?fàn)顟B(tài)。另一方面，若高壓側(cè)的燈絲Fl變?yōu)楦唠娮杌?者斷線，則管電壓上升，且上述過電壓保護(hù)電路工作。如上所述，本發(fā)明的特征在于并用了電容器分壓方式的過電壓保護(hù)電路和低壓側(cè)燈絲F2的 偏置電壓檢測電路，由此，就能夠容易且高精度地檢測出高壓側(cè)和低壓側(cè)
的燈絲F1、 F2的斷線。
下面，關(guān)于過電流保護(hù)電路的工作進(jìn)行說明。電阻R3是過電流檢測 電阻，且流過管電流+燈絲電流。其兩端電壓經(jīng)由二極管D3輸入到OP 放大器IC4中。若放電燈1的管電流或者燈絲電流因為某種異常而增加， R3兩端電壓變?yōu)槟硞€閾值以上，則OP放大器IC4的輸出就變?yōu)?4V，且 上述閂鎖保護(hù)電路6工作，并維持他激PWM控制IC1的振蕩停止?fàn)顟B(tài)。
下面，關(guān)于漏電電流保護(hù)電路的工作進(jìn)行說明。用電容器C6和電阻 Rl，將放電燈1的燈絲F1、 F2的斷線漏電和因為高壓側(cè)圖案金屬箔斷線 等所產(chǎn)生的高頻的漏電噪聲成分進(jìn)行微分檢測，用電阻R19和C17進(jìn)行積 分，作為檢測電壓。若檢測電壓變?yōu)槟硞€閾值以上，0P放大器IC4的輸 出就變?yōu)?4V，上述閂鎖保護(hù)電路6進(jìn)行工作，維持他激PWM控制集成 電路IC1的振蕩停止?fàn)顟B(tài)。
以下，基于圖2和圖12說明本發(fā)明的實施方式2。圖2示出了實施方 式2的電路結(jié)構(gòu)。由切換用的諧振電容器C4、整流用二極管D1、導(dǎo)通一 截止電容器C4的開關(guān)用MOSFET—Q3、電阻R2和R4、 二極管D2及阻 流二極管D3構(gòu)成。在圖1的實施例1中添加了串聯(lián)諧振頻率切換電路3， 通過個別地設(shè)置最佳的L一C串聯(lián)諧振電路一增益曲線，就能夠在預(yù)熱工 作時和點燈工作時，.分別可靠地進(jìn)行預(yù)熱電流和管電流的最優(yōu)化及點燈工 作。作為一例，如圖12所示，預(yù)熱時設(shè)定L一C串聯(lián)諧振電路一增益曲線 的峰值頻率為f=60kHz (1)，點燈時設(shè)定峰值頻率約為f=50kHz (11)。 設(shè)實施例1中的峰值頻率大約是f=55kHz (III)。預(yù)熱時，MOSFET—Q3 的柵極電壓是0V， MOSFET—Q3是"截止"狀態(tài)，諧振電容器僅是C2， 成為I的L一C串聯(lián)諧振電路一增益曲線。在從預(yù)熱向點燈過渡的瞬間， MOSFET一Q3的柵極電壓變?yōu)?4V， MOSFET一Q3導(dǎo)通。諧振電容器為C2 十C4，成為H的L一C串聯(lián)諧振電路一增益曲線。他激PWM控制IC1的 振蕩頻率經(jīng)由圖1的頻率平滑電路5進(jìn)行切換，因此，比L一C串聯(lián)諧振 電路一增益曲線的切換延遲而進(jìn)行切換。預(yù)熱時，與實施例1的L一C串 聯(lián)諧振電路一增益曲線III相比可知，在圖12的①點f二80kHz中能取得很大的增益。若決定燈絲電流的電容器C3的電容相同，則能夠流過大的 燈絲電流。此外，若是相同的燈絲電流，則可以減小電容器C3的電容，
因此，能夠減小點燈時的燈絲電流。預(yù)熱一旦結(jié)束，L一C串聯(lián)諧振電路
一增益曲線就從i切換到n，沿著n曲線一邊平滑頻率一邊頻率降低，在
L一C串聯(lián)諧振電路一增益曲線的峰值之前的點燈開始電壓②點點燈，管
阻抗下降，在③點(峰值點)進(jìn)行穩(wěn)定放電。通過按照③點—④點—⑤點
的路徑改變頻率來進(jìn)行DC調(diào)光控制。
以下，基于圖3說明本發(fā)明的實施方式3。圖3示出實施方式3的電 路結(jié)構(gòu)。C4由具有燈絲電流切換用電容器、整流用二極管D1、導(dǎo)通一截 止電容器C4的開關(guān)用MOSFET—Q3、電阻R2、 R4及二極管D3構(gòu)成。在 MOSFET—Q3中對柵極施加燈絲控制信號。作為實施的一例，若設(shè)預(yù)熱時 是14V，點燈時是0V，則預(yù)熱時MOSFET^Q3"導(dǎo)通"，點燈時MOSFET一Q3 "截止"。這樣，就能夠減少點燈時的燈絲電流?？梢栽O(shè)預(yù)熱時燈絲電流為 2兀f (C3+C4) *V，點燈時為2兀fC3，V。反之，若設(shè)預(yù)熱時是0V，點燈時 是14V，則點燈時燈絲電流等于2兀f (C3+C4) 'V，能夠比預(yù)熱時增加燈 絲電流?？梢詫Ⅻc燈工作時的燈絲電流設(shè)定為任意的恰當(dāng)值，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào) 光時放電燈維持穩(wěn)定的放電和長壽命。
以下，基于圖4說明本發(fā)明的實施方式4。圖4示出實施方式4的電 路結(jié)構(gòu)。通過將串聯(lián)諧振電路1 N和放電燈1 N與實施例1中的半橋 或者全橋輸出2并聯(lián)，就能夠容易地實現(xiàn)多燈放電燈連接。
工業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明涉及的放電燈點燈裝置由于與低效率且高成本的冷 陰極管相比，能夠以低成本實現(xiàn)低成本且高效率的放電燈的穩(wěn)定驅(qū)動和調(diào) 光，因此，作為各種家電的照明裝置和LCD背光裝置十分有用。
權(quán)利要求
1、一種放電燈點燈裝置，具有以R、C的時間常數(shù)決定頻率的振蕩控制電路；與以該頻率進(jìn)行工作的半橋或全橋電路連接的L-C串聯(lián)諧振電路；以及將熱陰極型放電管兩端的熱陰極即燈絲的各自的一端與諧振電容器并聯(lián)連接，并還將放電管兩端的燈絲的另一端與電容器串聯(lián)來進(jìn)行點燈的電路，通過對決定振蕩控制電路的頻率的電容器使用電壓可變電容即變?nèi)荻O管，以DC調(diào)光控制電壓改變振蕩頻率，來實現(xiàn)管電流的無級調(diào)光，在該裝置中，通過采用1個逆變電源結(jié)構(gòu)，使熱陰極型放電燈的管電流與燈絲電流同時可變，隨著調(diào)光時管電流變小，使燈絲電流增加，來防止燈絲的溫度降低，并能夠維持穩(wěn)定的放電，與此同時，將決定振蕩控制電路的振蕩頻率的電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容器，其中包括變?nèi)荻O管，通過切換這些電容器，確保充足的預(yù)熱電流和點燈工作穩(wěn)定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，通過以與 100 300Hz左右的振蕩頻率相比足夠低的低頻率，使電容器電容進(jìn)行接 通斷開，并控制其導(dǎo)通/截止的時間比，來實現(xiàn)調(diào)光(PWM調(diào)光)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，通過檢測 從外部供給的電源電壓的上升部分，在該上升部分的幾毫秒的期間，較小 地設(shè)定決定振蕩控制電路的振蕩頻率的電容器的電容，從而僅在該期間提 高振蕩頻率，抑制放電燈的管電壓的過沖電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，添加在從 預(yù)熱期間向放電燈的點燈工作的過渡期間使頻率緩慢變化的頻率平滑電 路，在防止點燈的不良的同時減輕管電壓的過沖電壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 2所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，能夠同 時實現(xiàn)對調(diào)光進(jìn)行DC控制和PWM控制。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，具有對 熱陰極放電燈的高壓側(cè)低壓側(cè)開路檢測保護(hù)、高壓側(cè)過電壓保護(hù)、管過電 流保護(hù)和高壓側(cè)漏電保護(hù)及對其檢測信號進(jìn)行放大判定后，使他激PWM 振蕩控制IC的工作停止的功能。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，將串聯(lián)諧振輸出電路的諧振電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容器，通過切換這些電容 器，使輸出電路的諧振頻率變化，通過使分別在預(yù)熱時、點燈時的串聯(lián) LC諧振電路頻率一增益曲線最優(yōu)化，使放電燈的預(yù)熱電流和管電流最優(yōu) 化，可靠地點燈。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，將串聯(lián) 于放電燈燈絲的電容器設(shè)為并聯(lián)的多個電容器，通過接通斷開這些電容 器，調(diào)整預(yù)熱和點燈時的燈絲電流到恰當(dāng)值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1 8所述的多燈放電燈點燈裝置，其特征在于，可 以在他激振蕩控制電路的橋式電路的后級并聯(lián)2個以上的串聯(lián)電流諧振電 路。
全文摘要
以前提供了能夠調(diào)光控制熱陰極型放電燈的放電燈點燈裝置。隨著減小管電流而燈絲的溫度降低，若進(jìn)一步減小管電流，則不能維持放電，產(chǎn)生移動條紋和閃爍。在現(xiàn)有實施例裝置中，由于需要控制熱陰極型放電燈管電流的電源和控制燈絲電流的電源，電路復(fù)雜且零件個數(shù)增加，因此存在成本增加的問題。本發(fā)明提供一種放電燈點燈裝置，具有以R、C的時間常數(shù)決定頻率的振蕩控制電路；與以該頻率進(jìn)行工作的半橋式電路連接的L-C串聯(lián)諧振電路；以及將熱陰極型放電管兩端的熱陰極燈絲的各自的一端與諧振電容器并聯(lián)，并還將熱陰極型放電管兩端的燈絲的另一端與電容器串聯(lián)來進(jìn)行點燈的電路，通過使用變?nèi)荻O管，以DC調(diào)光控制電壓，改變振蕩頻率，來實現(xiàn)管電流的無級調(diào)光。
文檔編號H05B41/392GK101617568SQ20078004155
公開日2009年12月30日 申請日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者小西啟文 申請人:田淵電機(jī)株式會社