專利名稱：一種柔啟動的燈管限流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)一種柔啟動的燈管限流裝置，特別是有關(guān)一種具有為燈管的燈絲在燈管啟動前提供足夠預(yù)熱時間，以延長燈管壽命的電路結(jié)構(gòu)。
燈管限流裝置是目前熱門的研發(fā)產(chǎn)品，其高頻不閃爍、體小質(zhì)輕，高效率、省電等特性皆為傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器(balast)所不及。
但市面上的燈管限流裝置大都對燈管壽命有不利的影響。因目前使用的燈管大都為“熱陰極啟動型”的燈管，必須先將燈絲預(yù)熱再啟動燈管點(diǎn)亮，才不至使涂布在燈絲上的碳酸鹽化合物(如碳酸鋇)，因燈絲未先預(yù)熱就以高頻高壓強(qiáng)行啟動燈管點(diǎn)亮，使燈絲上的碳酸鹽化合物被打大量揮散至燈絲周圍管壁上，不但造成燈管兩端黑化影響照明，也使燈絲上活潑的碳酸鹽類因數(shù)量驟減，造成燈管在啟動過程沒有碳酸鹽類之助，不易游離釋出電離子，而使燈管提早老化。

圖1即為燈絲熱度和啟動燈管所須電壓的關(guān)系圖，由圖可知燈絲預(yù)熱越充分，所須電壓越低，因而對燈管的損害也越小。
一般燈管限流裝置的電路原理如圖2a所示，包括一整流電路11及交換電路12所組成的整流交換電路，整流電路11將外部交流電轉(zhuǎn)為一平穩(wěn)直流電壓，交換電路12將該平穩(wěn)直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻電壓供給一負(fù)載部分13，負(fù)載部分13包含有一和燈管131串接的電流儲存裝置L1及一和燈管131并接的電壓儲存裝置C1，另外包含一串接電容C2，其中L1、C1用來構(gòu)成一振蕩回路接受該高頻電壓予以振蕩升壓啟動燈管131，待燈管131啟動點(diǎn)亮后不再須要高壓，故L1會轉(zhuǎn)為和C2振蕩以維持燈管131持續(xù)發(fā)亮。通常L1為一電感，而C1、C2則各為電容并且C2的電容值遠(yuǎn)大于C1。C1、C2及L1所構(gòu)成的LC振蕩電路振蕩升壓以啟動燈管131。當(dāng)燈管131未點(diǎn)亮?xí)r，燈管131阻抗極高，L1和C1作LC振蕩產(chǎn)生一高頻高壓加于燈管131兩端，使燈管131內(nèi)電離子活化產(chǎn)生輝光放電而啟動點(diǎn)亮。當(dāng)燈管131點(diǎn)亮后燈管131阻抗下降，C1呈短路，L1轉(zhuǎn)和C2作LC振蕩，因C2的電容值遠(yuǎn)大于C1，故振蕩所產(chǎn)生的高壓遠(yuǎn)較前者為低，其雖不足以啟動燈管131但確足以使已啟動的燈管131持續(xù)放電發(fā)亮。圖2b即為一般燈管限流裝置燈管131啟動前后的兩端電壓，點(diǎn)A、B間為啟動期間，點(diǎn)B后為啟動后持續(xù)發(fā)亮，由圖可看出燈管131啟動時的高電壓。前述的一般燈管限流裝置在一通電(Turn on)即振蕩至高壓以強(qiáng)迫啟動燈管131而無考慮到燈絲預(yù)熱，往往使造成燈管131損壞。
基于燈絲預(yù)熱的考慮，便有如圖3設(shè)計的燈管限流裝置，在C2并聯(lián)一熱敏電阻(PTC)20來作一簡單預(yù)熱，利用熱敏電阻20在低溫為低電阻的特性使C2暫時短路，此時L1只能和C2作LC共振，如前所述其所產(chǎn)生的電壓不足啟動燈管，隨著電流流過燈絲及PTC，燈絲及熱敏電阻20皆被加熱，當(dāng)熱敏電阻20溫度上升阻值變大，L1將和C1振蕩以產(chǎn)升高壓而將燈管啟動。這效果雖較一般燈管限流裝置有改善，但燈絲被預(yù)熱仍然不足，仍會有大量碳酸鹽類揮發(fā)至管壁上，且熱敏電阻20本身會消耗功率，不但增加能量損耗也降低燈管限流裝置的效率。
另有一種設(shè)計如圖4所示，仍是在燈管限流裝置在通電(Turn on)后先使在電容C1短路，L1和C1無法共振，不同處只是在電容C1并接一延遲電路30以替代PTC，利用MOSFET Tr1的延遲關(guān)閉而獲得一燈管預(yù)熱時間以預(yù)熱燈絲，由于電容C1兩端系高頻高壓，故該電路須另加一整流器Db，以產(chǎn)生直流電源供后端電路使用。此方法雖能充足預(yù)熱燈絲且不造成過多功率損耗，但電路過于負(fù)雜且成本高，尤其在多燈管系統(tǒng)中必須每支燈管各別設(shè)置一套，極為不經(jīng)濟(jì)。
本實(shí)用新型的目的即在于提供一種燈管限流裝置，使燈管在啟動前有足夠燈絲預(yù)熱時間，以達(dá)到柔啟動，延長燈管壽命且不造成多余功率損耗。
本實(shí)用新型的另一目的即在于提供一種燈管限流裝置，具有柔啟動的功能，其電路簡單，且在多燈管系統(tǒng)中只須設(shè)置一套。
本實(shí)用新型在于提供一種柔啟動的燈管限流裝置，其包括一整流交換電路，用以產(chǎn)升一高頻電壓；一負(fù)載部分，接受該高頻電壓予以振蕩升壓以啟動燈管，其包括一電流儲存裝置，系和燈管串接；一電壓儲存裝置，系和燈管并接；一定時開關(guān)；其中當(dāng)該電流儲存裝置及該電壓儲存裝置構(gòu)成一振蕩回路，該振蕩回路接受該高頻電壓予以振蕩升壓以啟動燈管；在燈管被啟動前，該定時開關(guān)會將該電流儲存裝置予以關(guān)閉一段時間使該振蕩升壓暫時不發(fā)生以作為燈管預(yù)熱時間。
下面將結(jié)合實(shí)施例參考附圖對本實(shí)用新型的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖簡要說明圖1為燈絲熱度和啟動燈管所須電壓的關(guān)系圖；圖2a為一般燈管限流裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2b為一般燈管限流裝置啟動前后的燈管兩端電壓圖；圖3為習(xí)知燈管限流裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4為習(xí)知另一種燈管限流裝置結(jié)構(gòu)圖；圖5為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實(shí)用新型中定時開關(guān)一實(shí)施例電路圖；圖7為本實(shí)用新型的電路圖；圖8為本實(shí)用新型應(yīng)用于兩管系統(tǒng)時的實(shí)測特性。
如前所述習(xí)知的預(yù)熱燈絲的做法皆是在燈管的并聯(lián)電容C1再并接一延遲電路或電阻，但因電容C1兩端有高頻高壓存在，因此所需的電路不是即復(fù)雜就是造成大功率損耗而影響燈管限流裝置特性。請參照圖5，本實(shí)用新型不同于習(xí)知作法，系于電感L1兩端并聯(lián)一定時開關(guān)S40，當(dāng)燈管限流裝置在通電(Turn on)后，定時開關(guān)S40會先導(dǎo)通一段時間以作為燈絲預(yù)熱時間，此時電感L1被短路而呈關(guān)閉狀態(tài)，于是LC振蕩暫時無法起振，于是電容C1和燈絲構(gòu)成一單純RC電路形成一低壓振蕩，電流在燈管流進(jìn)流出逐漸將燈絲加熱，待一段時間完成后，定時開關(guān)S40不導(dǎo)通，L1重新開放而恢復(fù)作用，于是L1和C1構(gòu)成LC振蕩升壓而將燈管啟動點(diǎn)亮，當(dāng)燈管點(diǎn)亮后阻抗下降，L1轉(zhuǎn)而和C2振蕩形成一較低電壓維持燈管發(fā)亮。由于電感L1兩端無高壓，故定時開關(guān)S40的設(shè)計可簡單化，在此實(shí)施例中可由一晶體管41及定時器42所組成，其中晶體管41的集極和射極系并聯(lián)于電感L1兩端，定時器42由基極控制晶體管41的開閉。二極管43是用來防止晶體管受振蕩電流的反向電流燒毀，雖然在此狀況下電感L1只有半波被關(guān)閉，但已達(dá)到抑制燈管啟動的效果。整個定時開關(guān)S40所須的電源可直接由整流電路11所產(chǎn)生穩(wěn)定直流電壓供應(yīng)VOUT，不需再另接整流器。
圖6為本實(shí)用新型中定時開關(guān)一實(shí)施例電路圖，直流電壓VOUT對R51、C52所構(gòu)成的RC電路充電，當(dāng)電容C52未充足時晶體管T53為不通，晶體管41為導(dǎo)通而將電感L1關(guān)閉。電容C52充足時晶體管T53為導(dǎo)通，晶體管41為不通而電感L1開放。調(diào)整R51、C52即可控制電感L1關(guān)閉的時間，亦即可控制預(yù)熱時間的長短。
圖7為本實(shí)用新型的電路圖。整流裝置10、第二電流儲存裝置L11、切換開關(guān)T1、第二電壓儲存裝置C11、第二電流方向限制裝置D11所組成整流電路11，其中第二電流儲存裝置L11、切換開關(guān)T1構(gòu)成一充電回路，第二電壓儲存裝置C11、第二電流方向限制裝置D11構(gòu)成一升壓回路。外部交流電經(jīng)整流裝置10整流后送至第二電流儲存裝置L11，當(dāng)T1導(dǎo)通時，該充電回路呈通路狀態(tài)，電流流過L11將其充磁儲存電能后經(jīng)T1而接地；當(dāng)T1不導(dǎo)通時，該充電回路呈斷路狀態(tài)，L11便將所儲存電流向升壓回路放出而對C11充電，D11限制電流方向，因此L11只能對C11作單向充電遂在A點(diǎn)得至一穩(wěn)定直流電壓VOUT。該直流電壓VOUT一面做為定時開關(guān)S40的電源，一面經(jīng)由晶體管T11、T12所組成交換裝置12轉(zhuǎn)換為高頻電壓供應(yīng)負(fù)載部分以啟動燈管。此時定時器42將先控制晶體管41先導(dǎo)通一段時間，使電流儲存裝置L1a、L1b短路而關(guān)閉，LC振蕩無法發(fā)生，燈管暫時不啟動，待燈絲預(yù)熱后定時器42控制晶體管41不導(dǎo)通，使電流儲存裝置L1a、11b開放，于是LC振蕩發(fā)生，燈管被啟動點(diǎn)亮。須注意的是在此多燈管系統(tǒng)中，該定時開關(guān)S40大部元件為共用，只有二極管43a、43b等須各別設(shè)置。
本實(shí)用新型中的定時開關(guān)S40可以有不同實(shí)施方式，其中該定時器42也可以是計數(shù)器等，而該晶體管41也可用DIAC、Relay或開關(guān)(switch)等替換，在某些情況如使用Relay或開關(guān)(switch)可用在高頻電流的元件，則二極管43可省去。當(dāng)然定時開關(guān)S40可以有不同實(shí)施方式也不限定由定時器42及晶體管41所組成。另外預(yù)熱時間長短系決定于定時開關(guān)42，一般要燈管須在1秒左右啟動，因此可以調(diào)整定時開關(guān)42在1秒左右即將電感L1開放。
本實(shí)用新型以簡單線路達(dá)成確能預(yù)熱燈管的效果，經(jīng)測試啟動超過一萬次仍不會造成燈管黑化，并且仍能保有優(yōu)良特性不會造成無謂的功率損耗，圖8即為本實(shí)用新型應(yīng)用于兩管系統(tǒng)時的實(shí)測特性。綜上所述，本實(shí)用新型整體電路簡潔實(shí)用，確能達(dá)到預(yù)熱燈管的效果，而未見于習(xí)知技術(shù)。
唯上所述，僅本實(shí)用新型的實(shí)施例，故凡應(yīng)用本實(shí)用新型的精神所為的均等變化，皆不脫離本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1．一種柔啟動的燈管限流裝置，包括一用以產(chǎn)升一高頻電壓的整流交換電路；一接受該高頻電壓予以振蕩升壓以啟動燈管的負(fù)載部分，其包括一電流儲存裝置，系和燈管串接；一電壓儲存裝置，系和燈管并接；其特征在于，一控制負(fù)載部分的定時開關(guān)與電流儲存裝置并聯(lián)；其中，在燈管被啟動前，該定時開關(guān)會將該電流儲存裝置予以關(guān)閉一段時間使該振蕩升壓暫時不發(fā)生以作為燈管預(yù)熱時間。
2．如權(quán)利要求1的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該定時開關(guān)包括一開關(guān)，系和該電流儲存裝置并接，當(dāng)該開關(guān)導(dǎo)通時構(gòu)成一旁通電路，而使該電流儲存裝置關(guān)閉；一定時器，控制該開關(guān)導(dǎo)通一段時間以作為燈管預(yù)熱時間。
3．如權(quán)利要求2的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該電流儲存裝置系串接于燈管接地側(cè)。
4．如權(quán)利要求3的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該開關(guān)為一晶體管。
5．如權(quán)利要求4的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該晶體管的集極和射極和該接電流儲存裝置并接。
6．如權(quán)利要求2的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該電流儲存裝置為一電感。
7．如權(quán)利要求3的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該電壓儲存裝置為一電容。
8．如權(quán)利要求7的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該電感系串接于燈管接地側(cè)。
9．如權(quán)利要求8的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，開關(guān)為一晶體管。
10．如權(quán)利要求9的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該晶體管的集極和射極和該電感并接。
11．如權(quán)利要求10的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該電感及電容構(gòu)成一LC振蕩回路用以接受該高頻電壓予以振蕩升壓以啟動燈管；當(dāng)燈管被啟動前，該定時器控制該晶體管導(dǎo)通而將該電感予以短路一段時間使LC振蕩回路暫時無法振蕩升壓以作為燈管預(yù)熱時間，該燈管預(yù)熱時間完成后該定時器控制該晶體管不導(dǎo)通，LC振蕩回路開始振蕩升壓以啟動燈管。
12．如權(quán)利要求11的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該整流交換電路包括一整流電路，產(chǎn)生一穩(wěn)定直流電壓；一交換電路，將該穩(wěn)定直流電壓交換為高頻電壓。
13．如權(quán)利要求12的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該定時開關(guān)所須的電源系為該穩(wěn)定直流電壓。
14．如權(quán)利要求13的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該定時器包含一RC電路。
15．如權(quán)利要求12的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，該整流電路包含一充電回路，包含一第二電流儲存裝置及一切換開關(guān)；一升壓回路，包含一第二電壓儲存裝置及一第一電流方向限制裝置以限制電流只能流入該電壓儲存裝置而不回流，并于該第二電壓儲存輸入端得一直流電壓；一觸發(fā)裝置系連接于交換裝置，用以觸發(fā)該切換開關(guān)，使該切換開關(guān)作開閉振蕩；當(dāng)切換開關(guān)導(dǎo)通時，該充電回路呈通路狀態(tài)，該第二電流儲存裝置有電流流過，便會儲存電流，當(dāng)切換開關(guān)不導(dǎo)通時，該充電回路呈斷路狀態(tài)，該第二電流儲存裝置便將所儲存電流放出而對該第二電壓儲存裝置單向充電，該電壓儲存裝置受充電后電壓即上升。而得一直流電壓以供應(yīng)該負(fù)載部分。
16．如權(quán)利要求8的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，開關(guān)為一繼電器。
17．如權(quán)利要求8的柔啟動的燈管限流裝置，其特征在于，開關(guān)為二端交流開關(guān)。
專利摘要一種柔啟動的燈管限流裝置,其包括:一整流交換電路,用以產(chǎn)生一高頻電壓;一負(fù)載部分,接受該高頻電壓予以振蕩升壓以啟動燈管,該負(fù)載部分包括一電流儲存裝置,系和燈管串聯(lián);一電壓儲存裝置,系和燈管并接;一定時開關(guān),其中當(dāng)電流儲存裝置及該電壓儲存裝置構(gòu)成一振蕩回路,該振蕩回路接受該高強(qiáng)電壓以振蕩升壓啟動燈管;在燈管被啟動前,該定時開關(guān)會將該電流儲存裝置予以關(guān)閉一段時間使該振蕩升壓暫時不發(fā)生,以作為燈管預(yù)熱時間。
文檔編號H05B41/04GK2311912SQ97204670
公開日1999年3月24日 申請日期1997年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月4日
發(fā)明者陳志宏 申請人:創(chuàng)鴻科技股份有限公司