无变压器的自振式电子镇流器制造技术

一种无变压器的自振式电子镇流器，其包含有整流器电路、功率开关、偏压电路、分压器以及功率调节电路。整流器电路将交流输入电压转换为直流电压，据以经由偏压电路而提供功率开关所需的偏压。功率开关是用来提供弦波驱动信号以驱动灯管。分压器对经由灯管而反馈的信号执行分压处理，用以产生适合驱动功率开关的信号。功率调节电路用来限制供应至功率开关的驱动功率，进而调节对灯管的驱动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子镇流器，特别是涉及一种无变压器的自振式电子镇流器，其 反馈路径仅使用电感电容等两端组件配合灯管阻抗以提供反馈机制。
技术介绍
传统磁性绕线式镇流器的运作具有许多公知缺点，譬如低能量效率与高闪烁现 象。所以就发展出电子镇流器(electronic ballast)以克服上述缺点，但现有电子镇流器 通常使用两开关将直流信号转换为高频交流信号以起动与持续点亮放电灯管，而此两开关 则需要使用积体电路加以驱动，导致复杂的装置结构与高电路成本。其他起动放电灯管的 运作机制包含使用具辉光放电管起动器(glow bottle starter)的电阻式电子镇流器，但 仍无法显著降低结构复杂度与电路成本。所以，如何在不牺牲运作效能的前提下，提供具最 少组件的电子镇流器以降低结构复杂度与电路成本，已成为重要课题。
技术实现思路
因此本专利技术的主要目的在于提供一种无变压器的自振式电子镇流器，以解决上述 问题。依据本专利技术的实施例，其提供一种无变压器的自振式电子镇流器，用来起动与持 续点亮灯管。此种自振式电子镇流器包含有整流器电路、第一电感、第二电感、第一电容、第 二电容、第一电阻、第二电阻、第三电容、第三电阻、功率开关、以及第三电感。整流器电路包 含一对输入端以接收交流输入电压与一对输出端以输出直流电压，其中整流器电路的第一 输出端用来耦合灯管的第二节点。第一电感包含第一端与第二端，其中第一端耦合于第五 节点，第二端用来耦合灯管的第一节点。第二电感包含第一端与第二端，其中第一端耦合于 第五节点，第二端用来耦合灯管的第四节点。第一电容包含第一端与第二端，其中第一端耦 合于第五节点，第二端用来耦合第二节点。第二电容包含第一端与第二端，其中第一端耦合 于第六节点，第二端用来耦合灯管的第三节点。第一电阻包含第一端与第二端，其中第一端 耦合于第六节点，第二端用来耦合灯管的第三节点。第二电阻耦合于整流器电路的第二输 出端。第三电容与第三电阻串接于第六节点与整流器电路的第二输出端间。功率开关包含 输出端、接地端与控制端，其中输出端耦合于第五节点，接地端耦合于第二电阻。第三电感 耦合于第六节点与功率开关的控制端间。依据本专利技术的实施例，另提供一种具简化架构的光源系统，其包含有交流输入电 源、灯管与电子镇流器。交流输入电源用来产生交流输入电压。灯管包含第一灯丝与第二灯 丝，其中第一灯丝耦合于第一节点与第二节点间，第二灯丝耦合于第三节点与第四节点间。 电子镇流器耦合于交流输入电源与灯管，用来供电灯管。电子镇流器包含整流器电路、输入 电容、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电容、第三电阻、 功率开关、以及第三电感。整流器电路包含一对输入端以接收交流输入电压与一对输出端 以输出直流电压，其中整流器电路的第一输出端耦合于第二节点。输入电容耦合于整流器电路的输出端。第一电感耦合于第五节点与灯管的第一灯丝。第二电感耦合于第五节点与灯管的第二灯丝。第一电容耦合于第五节点与灯管的第一灯丝。第二电容耦合于第六节点 与灯管的第二灯丝。第一电阻耦合于第六节点与灯管的第二灯丝。第二电阻耦合于整流器 电路的第二输出端。第三电容与第三电阻串接于第六节点与整流器电路的第二输出端间。 功率开关包含输出端、接地端与控制端，其中输出端耦合于第五节点，接地端耦合于第二电 阻。第三电感耦合于第六节点与功率开关的控制端间。依据本专利技术的实施例，另提供一种具简化架构的自振式电子镇流器，用来起动与 持续点亮灯管。此种自振式电子镇流器包含有整流器电路、功率开关、偏压电路、分压器、以 及功率调节电路。整流器电路用来接收交流输入电压，整流器电路的一输出端用来耦合灯 管。功率开关耦合于整流器电路，用来提供弦波驱动信号以驱动灯管。偏压电路用来偏压 功率开关。分压器用来驱动功率开关。功率调节电路耦合于功率开关，用来限制供应至功 率开关的驱动功率。附图说明图1为本专利技术第一实施例的电子镇流器的电路示意图。图2为图1所示的电子镇流器的工作相关信号波形图，其中横轴为时间轴。图3为本专利技术第二实施例的电子镇流器的电路示意图。图4为本专利技术第三实施例的电子镇流器的电路示意图。图5为本专利技术第四实施例的电子镇流器的电路示意图。其中，附图标记说明如下100、300、400、600 光源系统101交流输入电源110、310、410、610 电子镇流器111、112、113、114 二极管115整流器电路117输入电容120第一电感125第二电感130第一电容131第五节点132热敏电阻140第二电容145第一电阻146第六节点150第三电容155,355功率开关160第四电容165 第二电阻170 第三电感173第三电阻175第一二极管 180第四电阻181第一节点182第二节点183第三节点184第四节点185第二二极管190灯管191第一灯丝193第二灯丝385寄生二极管666NPN双极型晶体管667第五电容668主动限制器具体实施例方式请参考图1，图1为本专利技术第一实施例的电子镇流器的电路示意图。如图1所示， 光源系统100包含交流输入电源101、灯管190、以及电子镇流器110。交流输入电源101 是用来产生交流输入电压。灯管190可以是具有第一灯丝191与第二灯丝193的放电灯管 (discharge lamp)。在一实施例中，灯管190为热阴极荧光灯管(hot-cathode fluorescent lamp;HCFL)。在另一实施例中，灯管190为冷阴极荧光灯管(cold-cathode fluorescent lamp ；CCFL)或外电极荧光灯管(external electrode fluorescent lamp ；EEFL) 第一灯 丝191耦合于第一节点181与第二节点182间，而第二灯丝193耦合于第三节点183与第 四节点184间。电子镇流器110耦合于交流输入电源101与灯管190，用来执行电能转换运 作以供电灯管190。电子镇流器110包含整流器电路115、输入电容117、第一电感120、第二电感125、 第三电感170、第一电容130、第二电容140、第三电容150、第一电阻145、第二电阻165、 第三电阻173、第四电阻180、第一二极管175、第二二极管185、具正温度系数(positive temperature coefficient ；PTC)的热敏电阻132、以及功率开关155。在优选实施例中，功 率开关155包含双极型晶体管(bipolar junction transistor ;BJT)。在另一实施例中， 若功率开关155包含场效应晶体管(field effect transistor ;FET)，则可省略第一二极 管175与第四电阻180，但如后续说明会另设置额外电容于此场效应晶体管的控制端与源 极端间。整流器电路115是用来将交流输入电压转换为直流电压。整流器电路115包含 一对输入端，用来接收交流输入电压。整流器电路115另包含一对输出端，用来输出直流 电压，此对输出端的第一输出端耦合于第二节点182。如图1所示，整流器电路115可以 是包含四个二极管111 114的全波桥式整流器电路。光源系统100另可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无变压器的自振式电子镇流器，其包含有：　　一整流器电路，包含一对输入端以接收一交流输入电压与一对输出端以输出一直流电压，其中该整流器电路的一第一输出端用来耦合一灯管的一第二节点；　　其特征在于：　　一第一电感，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于一第五节点，该第二端用来耦合该灯管的一第一节点；　　一第二电感，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第五节点，该第二端用来耦合该灯管的一第四节点；　　一第一电容，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第五节点，该第二端用来耦合该第二节点；　　一第二电容，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于一第六节点，该第二端用来耦合该灯管的一第三节点；　　一第一电阻，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第六节点，该第二端用来耦合该灯管的第三节点；一第二电阻，耦合于该整流器电路的一第二输出端；　　一第三电容与一第三电阻，串接于该第六节点与该整流器电路的第二输出端间；　　一功率开关，包含一输出端、一接地端与一控制端，其中该输出端耦合于该第五节点，该接地端耦合于该第二电阻；以及　　一第三电感，耦合于该第六节点与该功率开关的控制端间。...

【技术特征摘要】
US 2009-3-24 61/163,031;US 2009-7-10 12/500,611一种无变压器的自振式电子镇流器，其包含有一整流器电路，包含一对输入端以接收一交流输入电压与一对输出端以输出一直流电压，其中该整流器电路的一第一输出端用来耦合一灯管的一第二节点；其特征在于一第一电感，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于一第五节点，该第二端用来耦合该灯管的一第一节点；一第二电感，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第五节点，该第二端用来耦合该灯管的一第四节点；一第一电容，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第五节点，该第二端用来耦合该第二节点；一第二电容，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于一第六节点，该第二端用来耦合该灯管的一第三节点；一第一电阻，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第六节点，该第二端用来耦合该灯管的第三节点；一第二电阻，耦合于该整流器电路的一第二输出端；一第三电容与一第三电阻，串接于该第六节点与该整流器电路的第二输出端间；一功率开关，包含一输出端、一接地端与一控制端，其中该输出端耦合于该第五节点，该接地端耦合于该第二电阻；以及一第三电感，耦合于该第六节点与该功率开关的控制端间。2.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第一电感的主要电路功能是 据以提供一交流电流源。3.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第二电容与该第三电容组合 为用来驱动该功率开关的一分压器。4.如权利要求3所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第三电阻的阻尼作用可据以 降低对应于该分压器电路运作的品质因数，用来使起动阶段与持续点亮阶段因该灯管的阻 抗变化导致的相位差实质上相等。5.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第二电感与该第二电容组合 为用来起动该灯管的一共振电路。6.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第三电感与该第三电容组合 为一共振电路，该共振电路的一共振频率低于该自振式电子镇流器的一工作频率。7.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第二电感、该第三电感、该第 二电容与该第三电容用来配合该灯管的阻抗以提供一正反馈机制。8.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于当该灯管的一第一灯丝烧毁 时，会切断该整流器电路提供的一直流电源与该功率开关的输出端的电性连接，并停止该 灯管的发光运作。9.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该灯管的一灯丝烧毁时，会切 断起动该功率开关所需的直流偏压的供应路径，并停止该灯管的发光运作。10.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该功率开关包含一双极型晶体管。11.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该自振式电子镇流器另包含有一第一二极管与一第四电阻，串接于该功率开关的控制端与该整流器电路的第二输出 端间，其中该第一二极管是用来执行从该整流器电路的第二输出端至该功率开关的控制端 的单向电流导通运作；一第二二极管，耦合于该第五节点与该整流器电路的第二输出端间，该第二二极管是 用来执行从该整流器电路的第二输出端至该第五节点的单向电流导通运作；以及一具正温度系数的热敏电阻，耦合于该第二节点与该第四节点间，该热敏电阻是用来 于起动阶段中限制对该功率开关的驱动。12.如权利要求11所述的自振式电子镇流器，其特征在于该热敏电阻是用来避免该灯 管的两灯丝的直流连续侦测互相影响。13.如权利要求11所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第一二极管用来使该功率 开关运作于一零电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李声汉，
申请(专利权)人：李声汉，
类型：发明
国别省市：US[美国]