專利名稱：放電燈的驅(qū)動電路與其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種放電燈的驅(qū)動電路，且特別是有關(guān)于一種不使用脈沖信號驅(qū)動的放電燈的驅(qū)動電路方法。
背景技術(shù)：
用來提供光源的放電燈，例如螢光燈，大量的應(yīng)用于兩業(yè)、工業(yè)和消費市場上，此類放電燈的原理一般是燈體的外部電源，經(jīng)由電極將電能送入?yún)⑴c放電的氣體，而產(chǎn)生光電效應(yīng)發(fā)光；此種放電燈的最大問題是電極參與光電反應(yīng)而消耗，使得壽命不益延長。近期有另一種采用電極通過介電層將電能送入?yún)⑴c放電的氣體來產(chǎn)生光電效應(yīng)發(fā)光的放電燈的設(shè)計，可以大幅延長燈體使用壽命。但習(xí)知的介電層放電燈大都由脈沖電流信號來驅(qū)動其發(fā)光(例如美國專利第6,568,774號)，此種脈沖電流信號驅(qū)動的放電燈一般都有能量轉(zhuǎn)換效率較差的問題。
圖1繪示一種習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路圖。請參照圖1，習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路包括了一次側(cè)電路110和二次側(cè)電路120，此二者經(jīng)由變壓器130彼此互相耦接。在一次側(cè)電路110內(nèi)，電流源Q的兩端，分別耦接電容器Cp的兩端。另外，變壓器130的一次側(cè)W1的第一端耦接電容器Cp的第一端，而變壓器130的一次側(cè)W1的第二端則耦接NMOS晶體管NT的第一源/汲極端。此外，NMOS晶體管NT的閘極端耦接時脈信號產(chǎn)生器SE 112，而其第二源/汲極端則耦接電容器Cp的第二端。除此之外，二次側(cè)電路包括了放電燈L，其耦接在變壓器130的二次側(cè)W2上。一般來說，放電燈L具有填充介電質(zhì)的放電管和一些放電電極，而這些放電電極的至少一部分藉由介電質(zhì)層與介電質(zhì)互相隔開。
請繼續(xù)參照圖1，時脈信號產(chǎn)生器SE 112會產(chǎn)生時脈信號以決定NMOS晶體管NT導(dǎo)通(Turn-on)或是關(guān)閉(Turn-off)，因而導(dǎo)致一次側(cè)電路110產(chǎn)生一次側(cè)電流I1信號。依據(jù)一次側(cè)電流I1信號，變壓器130的二次側(cè)W2會感應(yīng)出脈沖形式的二次側(cè)電流I2信號，使得放電燈L的兩端會具有一個二次側(cè)電壓信號而驅(qū)動放電燈L發(fā)光。習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路有有以下缺點1、習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路以脈沖信號來驅(qū)動，因此電路復(fù)雜度高。
2、習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路是以脈沖信號來驅(qū)動放電燈，因此每一個脈沖信號必須有足夠的能量才能點亮放電燈，而導(dǎo)致每一個零件的成本提高。
3、脈沖信號必須有良好的波形整形，因此也提高了習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是在提供一種放電燈的驅(qū)動電路，可以用簡單的硬體結(jié)構(gòu)來使放電燈發(fā)光。
本發(fā)明的再一目的是提供一種放電燈的驅(qū)動方法，可以使放電燈產(chǎn)生良好的能量效率。
本發(fā)明的目的在提供一種放電燈的驅(qū)動電路，其中的放電燈具有第一電容器。本發(fā)明的驅(qū)動電路主要由直流電壓源、第二電容器、變壓器和開關(guān)電路所組成。其中第二電容器的第一端耦接直流電壓源，而其第二側(cè)則通過開關(guān)電路接地，而開關(guān)電路則依據(jù)一預(yù)設(shè)時脈信號來決定是否將第二電容器的第二端接地。此外，變壓器的第一側(cè)的兩端分別耦接第二電容器的第一端和第二端，而其第二側(cè)的兩端則分別耦接第一電容器的第一端和第二端。
在較佳的情況下，開關(guān)電路包括了NMOS晶體管。其中，第一源/汲極端耦接第二電容器的第二端，第二源/汲極端接地，而閘極端則接收預(yù)設(shè)時脈信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，電壓供應(yīng)電路更包括時脈產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生預(yù)設(shè)時脈信號至開關(guān)電路。
此外，在較佳的情況下，預(yù)設(shè)時脈信號是一個方波信號。并且此預(yù)設(shè)時脈信號的頻率在啟動及穩(wěn)定的時候，會有不同的數(shù)值以達到瞬間啟動的目的。
從另一觀點來看，本發(fā)明提供一種放電燈的驅(qū)動方法，其步驟敘述如下。首先，提供預(yù)設(shè)時脈信號和直流電壓，然后依據(jù)預(yù)設(shè)時脈信號和直流電壓而產(chǎn)生一次側(cè)電壓信號。接著，依據(jù)一次側(cè)電壓信號而振蕩出驅(qū)動電流信號，以驅(qū)動放電燈發(fā)光。
在較佳的情況下，產(chǎn)生驅(qū)動電流信號的步驟，更包括下列的步驟。在預(yù)設(shè)時脈信號禁能的周期內(nèi)，產(chǎn)生一次側(cè)電壓信號。依據(jù)一次側(cè)電壓信號而感應(yīng)出相對應(yīng)的二次側(cè)電壓信號，然后依據(jù)二次側(cè)電壓信號而產(chǎn)生相對應(yīng)的驅(qū)動電流信號。
此外，在預(yù)設(shè)時脈信號致能周期內(nèi)，一次側(cè)電壓信號會為0，因而導(dǎo)致驅(qū)動電流信號被禁能。
綜上所述，本發(fā)明的放電燈的驅(qū)動電路內(nèi)，變壓器的一次側(cè)與第二電容，以及變壓器的二次側(cè)與第一電容，是兩個LC諧振電路，因此本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)非常簡單。此外，本發(fā)明的驅(qū)動電流信號是由諧振電路所振蕩出來，并非脈沖信號的形式，因此不用作復(fù)雜的波形整形，就可以驅(qū)動放電燈發(fā)光。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1繪示一種習(xí)知的放電燈的驅(qū)動電路圖。
圖2繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種放電燈的驅(qū)動電路示意圖。
圖3繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種放電燈的驅(qū)動方法流程圖。
圖4繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種放電燈的驅(qū)動電路的信號時序圖。
110一次側(cè)電路 120二次側(cè)電路130、230變壓器 112、216時脈產(chǎn)生器210電壓供應(yīng)電路 212開關(guān)電路214NMOS晶體管 220放電燈S301、S303、S305放電燈的驅(qū)動方法步驟流程具體實施方式
圖2繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種放電燈的驅(qū)動電路示意圖。請參照圖2，在本發(fā)明的驅(qū)動電路是用來驅(qū)動具有第一電容器C1的放電燈220。而在本發(fā)明中，第二電容器C2的第一端，耦接用來供應(yīng)直流電壓的直流電壓源Vsource以及變壓器230的一次側(cè)W1的第一端。而第二電容器C2的第二端，則耦接變壓器230的一次側(cè)W1的第二端以及通過開關(guān)電路212接地，其中開關(guān)電路212是依據(jù)預(yù)設(shè)脈沖信號CLK來決定是否將第二電容器C2的第二端導(dǎo)通接地。在本實施例中，預(yù)設(shè)時脈信號CLK可以是方波信號。此外，變壓器230的二次側(cè)W2則分別耦接至放電燈220內(nèi)的第一電容器C1的兩端。
在本實施例中，開關(guān)電路212可以包括NMOS晶體管214，其第一源/汲極端耦接第二電容器C2的第二端，其第二源/汲極端接地，而其閘極端則耦接可以用來產(chǎn)生預(yù)設(shè)時脈信號CLK的時脈產(chǎn)生器SE 216。其中，預(yù)設(shè)時脈信號CLK的頻率在啟動及穩(wěn)定時，會有不同的數(shù)值來達到瞬間啟動的目的。
圖3繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種放電燈的驅(qū)動方法流程圖。請合并參照圖3，首先如步驟S301所述，可以由時脈產(chǎn)生器SE 216提供預(yù)設(shè)時脈信號CLK至開關(guān)電路212，以及由電壓源Vsource提供直流電壓。接著，電壓供應(yīng)電路210就會如步驟S303所述，依據(jù)預(yù)設(shè)時脈信號CLK和直流電壓而產(chǎn)生一次側(cè)電壓信號。然后變壓器230的二次側(cè)W2就會依據(jù)一次側(cè)電壓信號，而振蕩出不為脈沖信號的驅(qū)動電流信號，也就是步驟S305。
圖4繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種放電燈的驅(qū)動電路的信號時序圖。請合并參照圖4，更詳細地來看本發(fā)明，在本實施例中，預(yù)設(shè)時脈信號CLK為方波信號，當其被致能(ON)時，開關(guān)電路212導(dǎo)通。相反地，若是預(yù)設(shè)時脈信號CLK被禁能(OFF)時，開關(guān)電路212則關(guān)閉。當預(yù)設(shè)時脈信號CLK被致能(ON)時，一次側(cè)電壓信號Vp接地，因此其電壓會幾乎等于0，此時，第二電容器C2開始逐漸充電，而依據(jù)變壓器的公式V1N1=VsN2]]>其中，N1和N2分別代表變壓器220的第一側(cè)W1和第二W2的線圈的匝數(shù)，而V1則是變壓器220的第一側(cè)W1的電壓。因此可以得到二次側(cè)電壓信號Vs的波形如圖4所示。此外，當開關(guān)電路212導(dǎo)通時，因為二次側(cè)電壓信號Vs的變化率為0，而依據(jù)以下的公式I2=1L2∫Vsdt---(1)]]>其中L2是變壓器220的第二側(cè)W2的電感值，因此可以得知，驅(qū)動電流信號I2會幾乎等于0，所以無法點亮放電燈220。
在本發(fā)明中，變壓器220的第二側(cè)W2和第二電容器C2形成一個LC諧振電路，因此，當預(yù)設(shè)時脈信號CLK被禁能時，會導(dǎo)致開關(guān)電路212關(guān)閉而呈現(xiàn)開路狀態(tài)，此時第二電容器C2開始放電，而使得變壓器220的第二側(cè)W2和第二電容器C2所形成的LC諧振電路開始振蕩，而形成如圖4中，在預(yù)設(shè)時脈信號CLK被禁能(OFF)的周期間，一次側(cè)電壓信號Vp的充放電波形。同時，依照上述變壓器的公式，也可以得到二次側(cè)電壓信號Vs的波形。詳細地來看，而在二次側(cè)電壓信號Vs的準位從最小值Vs_min上升到Vx的期間，由于其增加的速率非?？欤虼艘罁?jù)第(1)式，驅(qū)動電流信號I2的波形會是一個正半周的上升曲線，而當二次側(cè)電壓信號Vs的位準到達Vx時，驅(qū)動電流也上升到最大值I2_max。
請繼續(xù)參照圖2和圖4，當二次側(cè)電壓信號Vs的波形通過Vx之后，由于增加的速率開始減緩，因此驅(qū)動電流信號I2的波形會開始下降，直到二次側(cè)電壓信號Vs到達最大值Vs_max，此時依據(jù)第(1)式可知，驅(qū)動電流信號I2會幾乎等于0。而當二次側(cè)電壓信號Vs的波形通過最大值Vs_max之后，會急速的下降，而由于其斜率變?yōu)樨撝?，因此?qū)動電流信號I2的波形會朝負半周增加。同樣地，在二次側(cè)電壓信號Vs的波形降至Vx以下之后，由于降低的速率開始減緩，因此驅(qū)動電流信號I2的波形又開始上升，直到二次側(cè)電壓信號Vs降至最小值Vs_min。
以上實施例內(nèi)的預(yù)設(shè)時脈信號，可以是方波信號或是其他種類的信號，本發(fā)明并不加以限定。另外，熟習(xí)此技藝者可以調(diào)整預(yù)設(shè)時脈信號的頻率，以達到最佳的效率組合。
綜上所述，本發(fā)明至少包括以下優(yōu)點1.本發(fā)明是采用直流電壓源作主動電源，因此硬體電路架構(gòu)很簡單。
2.在本發(fā)明中，變壓器的一次側(cè)與第二電容器可以形成一個LC諧振電路，而變壓器的二次側(cè)與第一電容器又可以形成另一個LC諧振電路。因此本發(fā)明可以輕易的振蕩出驅(qū)動電流信號而不需要復(fù)雜的波形整形技術(shù)。
3.本發(fā)明經(jīng)由變壓器的一次側(cè)、第二電容器、變壓器的二次側(cè)、第一電容器和預(yù)設(shè)時脈信號的匹配，就可以產(chǎn)生良好的能量效率。
4.經(jīng)由調(diào)整預(yù)設(shè)時脈信號的致能和禁能的時間，就可以使本發(fā)明產(chǎn)生良好的能量效率。
5.因為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，因此本發(fā)明的成本能夠有效地降低。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，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)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種放電燈的驅(qū)動電路，其中該放電燈具有一第一電容器，其特征在于該驅(qū)動電路包括一直流電壓源；一第二電容器，其第一端耦接該直流電壓源；一變壓器，其第一側(cè)的兩端分別耦接該第二電容器的第一端和第二端，而其第二側(cè)的兩端則分別耦接該第一電容器的第一端和第二端；以及一開關(guān)電路，將該第二電容器的第二端耦接接地，且該開關(guān)電路是依據(jù)一預(yù)設(shè)時脈信號來決定將該第二電容器的第二端接地與否。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈的驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的開關(guān)電路包括一NMOS晶體管，其第一源/汲極端耦接該第二電容器的第二端，其第二源/汲極端接地，而其閘極端則接收該預(yù)設(shè)時脈信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈的驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的電壓供應(yīng)電路更包括一時脈產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生該預(yù)設(shè)時脈信號至該開關(guān)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈的驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的預(yù)設(shè)時脈信號是一方波信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈的驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的預(yù)設(shè)時脈信號的頻率在啟動及穩(wěn)定時，會有不同的數(shù)值以達到瞬間啟動的目的。
6.一種放電燈的驅(qū)動方法，其特征在于其包括下列步驟提供一預(yù)設(shè)時脈信號和一直流電壓；依據(jù)該預(yù)設(shè)時脈信號和該直流電壓而，以LC振蕩的方式產(chǎn)生一一次側(cè)電壓信號；以及依據(jù)該一次側(cè)電壓信號而振蕩出一驅(qū)動電流信號，用以驅(qū)動該放電燈放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放電燈的驅(qū)動方法，其特征在于其中產(chǎn)生該驅(qū)動電流信號的步驟，更包括下列步驟在該預(yù)設(shè)時脈信號禁能周期內(nèi)，產(chǎn)生該一次側(cè)電壓信號；依據(jù)該一次側(cè)電壓信號而感應(yīng)出相對應(yīng)的一二次側(cè)電壓信號；以及依據(jù)該二次側(cè)電壓信號而產(chǎn)生相對應(yīng)的該驅(qū)動電流信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放電燈的驅(qū)動方法，其特征在于其中所述的預(yù)設(shè)時脈信號為一方波信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放電燈的驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的預(yù)設(shè)時脈信號的頻率在啟動及穩(wěn)定時，會有不同的數(shù)值以達到瞬間啟動的目的。
全文摘要
一種放電燈的驅(qū)動電路，用來驅(qū)動具有第一電容器特性的放電燈，本發(fā)明具有直流電壓源、第二電容器、變壓器和開關(guān)電路所組成。其中第二電容器的第一端耦接直流電壓源，而其第二端則通過開關(guān)電路接地，而開關(guān)電路則依據(jù)一預(yù)設(shè)時脈信號來決定是否將第二電容器的第二端接地。此外，變壓器的第一側(cè)的兩端分別耦接第二電容器的第一端和第二端，而其第二側(cè)的兩端則分別耦接第一電容器的兩端當變壓器的一次側(cè)因為預(yù)設(shè)時脈信號而振蕩出一次側(cè)電壓信號時，會使得變壓器的二次側(cè)產(chǎn)生驅(qū)動電流信號，以點亮放電燈。
文檔編號H05B41/288GK1925711SQ20051009381
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者蔡君徽, 柯玉榮 申請人:翰立光電股份有限公司, 達太電子有限公司