驱动灯的装置和驱动放电管的方法制造方法及图纸

一种驱动灯的装置，包括： ａ）一个包含多个开关的网络，其从直流电信号产生交流电信号，所述直流电信号连接该网络，该包含多个开关的网络的一部分周期性地断开和闭合来产生所述交流电信号，该部分的断开和闭合状态与该网络的另一部分的周期性的断开和关闭状态相反； ｂ）连接在所述网络和灯之间的储能电路，其过滤传递到灯的所述交流电信号；以及 ｃ）一个控制器，基于储能电路的谐振频率周期性地断开和闭合包含所述多个开关的网络各部分，这样，在所述直流电信号所提供的电压范围内，提供了最佳的电能值来驱动灯，所述控制器在触发灯的过程中提供一个较高的能量脉冲。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体地说，涉及通过用高能初始脉冲启动放电管来为驱动放电管有效地提供电能的方法和装置。用相对高频来驱动CCFL的方波交流信号驱动CCFL将使灯的使用寿命最长。然而，由于交流信号的方波会与邻近驱动CCFL的电路的其它电路产生严重干涉，所以通常采用如正弦交流信号这样逊于最佳形状的交流信号来驱动灯。大多数小的CCFL被用于电池供电系统中，例如笔记本电脑和个人数字助理。系统电池提供一个7伏特到20伏特范围，额定值大约12伏特的直流电压给直流交流转换器的输入端。转换相对较低的直流输入电压到较高的交流输出电压的常用技术是用电源开关来切断直流输入信号，滤出由斩波而产生的谐波信号，再输出相对清晰的正弦交流信号。变压器将交流信号的电压提升到一个更高的电压，例如从12伏特提升到1500伏特。所述的电源开关可以是双极型晶体管(BJT)或者场效应晶体管(MOSFET)。所述晶体管可以分散或者整合到与直交流转换器的控制电路相同的模块中。由于电阻会消耗能量以及降低电路的总效率，用于直流交流转换器的典型的谐波滤波器选用电感和电容元件来减少能量的损耗，每个所选择的元件应当具有高品质(Q)值。由电感元件和电容元件组成的二阶谐振滤波器在一个特殊频率储存能量，所以也被称作储能电路。包括CCFL的电子装置通常用于较大变化的环境条件下，.如大的温度变化。而且，在驱动电路和外部器件中的元件值的变化通常也会发生。因此，最有效触发CCFL所需的能量值也可能变化。本专利技术的驱动灯的装置，其技术方案如下一种驱动灯的装置，包括a)一个包含多个开关的网络，其从直流电信号产生交流电信号，所述直流电信号连接该网络，该包含多个开关的网络的一部分周期性地断开和闭合来产生所述交流电信号，该部分的断开和闭合状态与该网络的另一部分的周期性的断开和关闭状态相反；b)连接在所述网络和灯之间的储能电路，其过滤传递到灯的所述交流电信号；以及c)一个控制器，基于储能电路的谐振频率周期性地断开和闭合包含所述多个开关的网络各部分，这样，在所述直流电信号所提供的电压范围内，提供了最佳的电能值来驱动灯，所述控制器在触发灯的过程中提供一个较高的能量脉冲。一种驱动灯的装置，包括a)一个直交流转换器，将直流电信号转换成交流电信号；b)一个自激振荡电路，连接所述直交流转换器和灯之间，其过滤传递到灯的交流电信号；以及c)一个控制器，调整所述直交流转换器，这样交流电信号的频率就基于一自激振荡电路的谐振频率，该控制器在触发灯的过程中提供比常规运行较高的能量脉冲。本专利技术的驱动放电管的方法，其技术方案如下一种驱动放电管的方法，包括如下步骤a)将一直流电信号转换成一交流电信号；b)过滤该交流电信号到放电管；c)振荡所述直流电信号的转换，这样交流电信号具有一个基于负载的谐振频率的频率；以及d)在灯触发过程中提供比常规运行高的能量脉冲给所述灯。通过使用本专利技术的上述装置和方法，通过用高能初始脉冲启动放电管来为驱动放电管有效地提供电能。本专利技术揭示了触发如CCFL这样的放电管以及为如CCFL这样的放电管提供电能的方法和装置。根据本专利技术，装置提供给CCFL的能量的初始脉冲大于在CCFL触发后提供给CCFL的稳定状态的能量脉冲。在一个实施例中，可以通过加宽脉冲的时间来增大初始脉冲。在另一个实施例中，可以保持脉冲的宽度不变，通过增强脉冲的电压来增大初始脉冲。需要重点考虑的是，初始脉冲具有一个较高的能储量。更需要指出的是，本专利技术的方法是关于一类转换器的描述。然而，该方法可以用于其它转换器。在一个实施例中，本专利技术是一个集成电路(IC)，其包括在一个全桥电路中排布的四个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETS)。该IC结合一个独立的输出网络将一个直流信号转换成一个交流信号，该交流信号具有足够能驱动例如放电灯这样负载的电压。该IC结合该负载的电容元件和电感元件，以直流电源提供的电压范围，在输出网络的谐振频率上驱动负载。全桥电路周期性地转换直流信号以产生交流信号。控制电路通过调制交流信号的每个半循环的脉宽调制(PWM)来调节传递到负载的电能。由于脉宽调制在正常运行过程中为均匀的交流信号作准备，交流信号中的偶次谐波频率也被消除。通过除去偶次谐波频率，以及通常在滤波器(负载)的谐振频率上运行，滤波器的设计负载Q值可以相当低，滤波器内的能耗也可以达到最低。同样，由于CCFL直接与升压器的次级线圈绕组并联连接，除了需要不次一秒钟的时间来触发灯内的电弧，变压器的次级线圈绕组通常在CCFL的运行电压处运行。另外在后面还将看到，相对于普通运行状态，在驱动负载的过程中，控制电路将选择性地增加供给负载的脉冲的宽度。现在请参阅附图说明图1A，标号100展示了一个集成电路(IC)104的功率控制实例，其中，IC 104连接负载，该负载包括一个储能电路108和例如CCFL的灯106。一个直流电源102，例如一个电池，连接在IC 104上。一个升压电容120a连接在一个BSTR端口和一个输出端口110a之间，该输出端口110a连到另一个标为输出右(OUTR)端口。相似地，另一个升压电容120b连接在一个BSTL端口和一个输出端口110b之间，该输出端口110b连到另一个标为输出左(OUTL)端口。所述的升压电容120a和120b是能量存储器，其提供能量源来运行IC 104内的部份电路，该电路能够在高于其余电路的运行电压之上浮动。电感116的一端连接输出端口110a，另一端连接电容118的一端以及升压器114的初级线圈绕组的一端。电容118的另一端连接升压器114的初级线圈绕组的另一端以及输出端口110b。升压器114的次级线圈绕组的一端连接灯端口112a，其另一端连接灯端口112b。一个电抗性的输出网络或者储能电路108由连接在输出端口110a、110b以及升压器114的初级线圈绕组之间的元件构成。该储能电路是一个二阶谐振滤波器，其在特定频率储存电能，在需要时释放该能量来使传递到灯106的交流信号的正弦形状变平滑。该储能电路也被称作自激振荡电路。在图1B中，标号100’展示了一个集成电路(IC)104’的电流控制实例，其中，IC 104’连接一个包括储能电路108和灯106的负载。该示意图除了还包括附加的电流传感，其它基本近似于图1A的示意。次级线圈绕组的第二端直接接地。另一个灯端口112b连接二极管107的阳极以及二极管105的阴极。二极管107的阴极连接感应电阻109的一端以及IC 104’的VSENSE端口。二极管105的阳极连接感应电阻109的另一端并接地。这样一来，IC 104’监控感应电阻109的电压以使得流入灯106的电流量可以估计出来并用来控制启动灯的电能值。另外，可以设想，本专利技术所述功率控制和电流控制实施例，例如IC 104和IC 104’，可以与许多不同的储能电路的实施例一起使用。在图2A中，图1A和图1B中所示的储能电路108与IC 104连接。该储能电路108当作一个滤波器运行，所述滤波器连接升压器114的初级线圈绕组。在图2B中，示出了储能电路108’的另一个实施例。升压器114的初级线圈绕组的一端连接输出端口110a，初级线圈绕组的另一端连接另一个输出端口110b。电感116’的一端连接升压器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·乔塞弗·克里斯迪，蒂莫西·J·如斯特，詹姆士·C·莫耶，
申请(专利权)人：美商茂力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：