一种介质阻挡放电灯系统以及其驱动方法技术方案

一种介质阻挡放电灯系统以及其驱动方法，包含驱动电路，用于接收直流输入电压与产生交流输出电压，包括变压器，具有一次侧线圈与二次侧线圈，介质阻挡放电灯，耦合于该二次侧线圈，以及间歇模式调光电路，包括第一开关，其中在该介质阻挡放电灯启动时，使该第一开关导通，以使该一次侧线圈与该第一开关形成导电通路，从而将第一驱动电压施加于该介质阻挡放电灯，并于该介质阻挡放电灯被该第一驱动电压击穿后，关断该第一开关，以使第二驱动电压施加于该介质阻挡放电灯。应用本发明专利技术，具有可通过降低启动时间以提高启动速度，亦即让介质阻挡放电灯在很短的时间内到达完全点亮状态，以及可以大为改善介质阻挡放电灯在低调光值时的闪烁问题等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种介质阻挡》丈电灯(Dielectric Barrier Discharge Lamp: DBDL)系统及其驱动方法。
技术介绍
FFL(—平面萤光灯，Flat Fluorescent Lamp )是一种新型光源。它具有 无汞，体薄，寿命长，发光一致性好，操作温度范围广等优点。主要应用在 背光系统，平面照明以及室外等各种悉劣环境中。从FFL的结构特点，它 属于介质阻挡放电灯范畴。在驱动过程中，因为绝缘层的存在，会有电荷累 积在绝缘层上形成相对于外部输入电压的反电位(壁电压Wall Voltage),以 阻止放电的继续进行。因此，只有不断改变外部输入电压的极性才能维持放 电的不断进行。基于上述情况，在驱动FFL的所有尝试中，半桥驱动电路在驱动FFL 方面是非常有效的。半桥驱动电路包含两个开关(SA与SB)，透过SA与SB 的互为开启与关闭，且持续切换以产生稳定的方波输出(如第一图所示)， 方波电压经过变压器的》丈大后，变成高压方波施加在FFL上，从而有效地 驱动FFL,其中Tdi匪ing是调光周期，T0N是Burst Mode (间歇模式)的开启 时间，而T0FF是Burst Mode的关闭时间。这种恒定方波对于FFL的稳态操作是非常理想的，但是它不能有效应 对诸如启动以及Burst Mode调光操作中的重复点亮问题。因为此时等离子 体中的电离程度比较低，并且没有稳定操作时在绝缘层上面形成的壁电压来 协助启动。由此产生的问题是启动比较困难和调光操作中的闪烁问题。尤其 当调光值比较低的情况下，灯光闪烁问题更加突出，这使得FFL的调光只 能做到大约20%左右。更低的调光值使Burst Mode的OFF时间变长。由于长的OFF时间使得等离子体内正负离子的复合比较完全，因而使得FFL的重复点亮问题变得 困难。在这种情况下，FFL通常需要5 6个驱动周期才能把灯完全点亮。由 于这种驱动情况下FFL存在不完全点亮的状态，从而FFL会发生闪烁现象， 并且灯的闪烁程度随着调光值的降低而增强。如第二图的实验所示Burst Mode的ON时间取固定值(大约260us), 而Burst Mode的OFF时间在34us 2.5ms内取值。从实验结果显示縮短 Burst Mode的OFF时间并不能加快调光操作中的重复启动。因此，降低调 光操作中的OFF时间并不能解决调光中的快速启动问题，即在任何调光值 的情况下，闪烁总是存在的，只是在调光值比较大的情况下人眼看不到而已。 即当未完全点亮的部分占总Burst Mode的ON时间的比重越大，则闪烁现象 对人眼越明显，反之则闪烁现象对人眼则不明显。根据以上所述，增加Burst Mode调光中的ON时间和降低调光中的重复启动到达完全点亮的时间，则 可以消除闪烁的发生。增加Burst Mode的ON时间在同样调光值的情况下会相应增加调光时间 周期，即调光频率会降低。因为在实际的操作中调光频率不可以太低，因而 这种方式具有很大的局限性，调光范围较小。需要一种利用Burst Mode调 光且能减小闪烁的方法。另外，在Burst Mode调光时，当Burst Mode的OFF时间到来时，如第 三图所示:在FFL绝缘板上的能量不能很好释放，会在变压器上产生比脉波 宽调变(PWM)驱动频率低的电压震荡波形，存储在FFL上的能量以震荡的 形式转化成热量散失。这个电压震荡对变压器产生很大的压力，尤其当调光 值比较高时(此时Burst Mode的OFF时间比较短)，电压震荡还没有消除 的情况下，当下一次驱动出现，将会对变压器造成更大的压力，并且会产生 磁偏现象。在本专利技术中，在每次Burst Mode的ON时间结束时，采用释放能 量的方法，让FFL产生自放电。这样不仅为FFL增加了光效，而且自放电结 束后还会在FFL上留有一定的壁电荷，为下一次启动提供了便利。综上所述，当前需要一种解决一介质阻挡放电灯(例如 一平面萤光灯) 实际运行中的调光过程中的灯光闪烁问题，以及间歇模式调光方式中重新点 亮的快速启动问题等的技术方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种介质阻挡放电灯系统以及其驱 动方法，藉由降低启动时间以提高启动速度，即让介质阻挡放电灯在很短的 时间内到达完全点亮状态，解决了 一介质阻挡放电灯实际运行中的调光过程 中的灯光闪烁问题，以及间歇模式调光方式中重新点亮的快速启动问题。为了解决上述问题，本专利技术提供一种介质阻挡放电灯系统，包含一驱动电路，用于接收一直流输入电压与输出一交流输出电压，包括 一变压器，具有一次侧线圈与二次侧线圈； 一介质阻挡放电灯，耦合于该二次侧线圏；以及 一间歇模式调光电路，包括 一第一开关，其中在该介质阻挡放电灯启动时，使该第一开关导通，以使该一次侧线 圈与该第一开关形成一导电通路，从而将一第一驱动电压施加于该介质阻挡 放电灯，并于该介质阻挡放电灯被该第一驱动电压击穿后，关断该第一开关， 以使一第二驱动电压施加于该介质阻挡放电灯。进一步地，上述系统还可包括，所述第一驱动电压高于所述第二驱动电 压，该第二驱动电压系为所述介质阻挡放电灯之一正常工作电压，所述第一 开关耦合于所述一次侧线圈，该一次侧线圈具有一第一端与一第二端，该第 一开关具有一第一端与一第二端，所述间歇模式调光电路更包括一具有一第 一端与一第二端之第二开关，而所述驱动电路系为一半桥驱动电路，且更 包括一第三开关，具有一第一端与一第二端，其中该第一端用于接收该直流 输入电压；一第四开关，具有一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第三开 关之该第二端，且该第二端接地；一第一电容，具有一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第三开 关之该第一端；以及一第二电容，具有一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第一电 容之该第二端，且该第二端接地。进一步地，上述系统还可包括，所述第四开关还具有一体二极体，该第 四开关之所述第一端耦合于所述一次侧线圈之所述第一端，所述第二开关之 所述第二端耦合于所述第一开关之所述第一端及所述第一线圏之所述第二端，所述第一电容之所述第二端耦合于该第二开关之所述第一端，所述导电 通路还包括经导通之所述第三开关，当所述介质阻挡放电灯被所述第一驱动 电压击穿后，除关断该第一开关外，亦同时关断该第三开关与导通该第二开 关，并使该第三与该第四开关交互导通与关断以产生所述交流输出电压，而 当一调光周期之一开启时间结束时，导通该第一开关与关断该第二至该第四 开关，使该一次侧线圏、该第一开关与该体二极体形成一放电回路，以释放该介质阻挡放电灯之一储存电能；或该第四开关还具有一体二极体，该第四开关之该第一端耦合于该一次侧 线圈之该第一端，所述间歇模式调光电路还包括一具有一第一端与一第二端 之第五开关，该第二开关之该第二端耦合于该第一开关之该第一端、该第五 开关之该第二端及该第一线圏之该第二端，而该第一电容之该第二端耦合于 该第二开关之该第一端，该导电通路还包括经导通之该第三开关，当该介质 阻挡放电灯被该第一驱动电压击穿后，除关断该第一与该第五开关外，亦同 时导通该第二开关，并使该第一与该第三开关以及该第四与该第五开关等两 组开关交互关断与导通以产生所述交流输出电压，而当一调光周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介质阻挡放电灯系统，其特征在于，包含：　一驱动电路，用于接收一直流输入电压与输出一交流输出电压，包括：　一变压器，具有一次侧线圈与二次侧线圈；　一介质阻挡放电灯，耦合于该二次侧线圈；以及　一间歇模式调光电路，包括：　一第一开关，　其中在该介质阻挡放电灯启动时，使该第一开关导通，以使该一次侧线圈与该第一开关形成一导电通路，从而将一第一驱动电压施加于该介质阻挡放电灯，并于该介质阻挡放电灯被该第一驱动电压击穿后，关断该第一开关，以使一第二驱动电压施加于该介质阻挡放电灯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秋凯，孟庆远，应建平，洪金泉，樊雨心，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]