CN101160008A - 荧光灯的闪烁防止设备及其控制方法 - Google Patents

荧光灯的闪烁防止设备及其控制方法 Download PDF

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CN101160008A CNA2007101466070A CN200710146607A CN101160008A CN 101160008 A CN101160008 A CN 101160008A CN A2007101466070 A CNA2007101466070 A CN A2007101466070A CN 200710146607 A CN200710146607 A CN 200710146607A CN 101160008 A CN101160008 A CN 101160008A
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Abstract

当电源开关被打开和/或关闭时，荧光灯控制电路减少和/或防止荧光灯突然闪烁。在过渡周期期间限制将直流电压供给到荧光灯的开关的切换操作，以延迟复位信号，从而可降低和/或防止不希望的荧光灯闪烁。

Description

荧光灯的闪烁防止设备及其控制方法
技术领域
本发明的各方面涉及一种减少和/或防止荧光灯闪烁的设备，更具体地讲，涉及一种用于减少和/或防止当打开和/或关闭开关时发生的荧光灯闪烁的设备。
背景技术
成像设备(例如打印机、多功能一体机和其它设备)包括用于扫描图像的CCD模块。这种CCD模块包括用于照明的荧光灯。
为了有效地驱动荧光灯，当最初供给电功率以使荧光灯变热时将24V直流电(DC)供给到荧光灯，在扫描过程中将18V DC供给到荧光灯，在待机状态期间将12V DC供给到荧光灯。
利用脉冲宽度调制(PWM)控制来根据荧光灯的驱动情况(如上面所列举的)调节将被供给到荧光灯的电压。
如图1A所示，“LOW”状态的被激活的PWM控制信号PWM_LAMP经过反相器In被供给到第一开关单元A2的晶体管Q1以导通晶体管Q1，从而场效应晶体管(以下，称为“FET”)Q2被导通，DC电压(例如24V)被供给到荧光灯L。因此，与供给到荧光灯的电压的幅度对应的PWM控制信号PWM_LAMP被输出，晶体管Q1和Q2被导通的时间发生改变，从而可调节经过平滑单元(smoothing unit)A1供给到荧光灯L的DC电压。标号R1、R2和R3表示电阻器，标号C1表示用于去除噪声的电容器，标号Be表示用于去除噪声的磁珠电感器(bead inductor)。
如图1B所示，当设置在成像设备中的电源开关S/W被打开时，供电单元1将交流电(AC)电压转换成多个直流电(DC)电压(例如24V的DC和5V的DC)，并且将转换的DC电压供给到控制器2。供给24V DC用来驱动荧光灯L，供给5V DC用来驱动成像设备的不同的各种组件。
如图1C所示，DC电压中的任何一个，例如通过供电单元1供给的5VDC，在过渡周期(transient period)T1消逝后被稳定，其它的DC电压，例如24V DC在另一个过渡周期T1+T2消逝后被稳定。
在过渡周期T1+T2消逝后，从复位产生电路(未显示)输出的复位信号被稳定，通过稳定的复位信号执行各个组件(未显示)的初始化。
在复位信号稳定之后，稳定的24V DC电压被供给到荧光灯L，从而使荧光灯L变热。
如图1A一1C所示，根据用于通过PWM控制来供给电压的现有技术，当成像设备的电源开关S/W被打开时，在产生复位信号以使成像设备的各种组件复位之后，成像设备的控制器2需要输出被激活的PWM控制信号以使荧光灯变热。然而，虽然电源开关S/W被打开，如果从成像设备的供电单元1输出的DC电压没有到达稳定状态(例如5V的DC)，但是控制器2还是会输出被激活的PWM控制信号PWM_LAMP，例如3V的DC(在当电源有斜度地增加(ramp up)的过渡周期T1过程中)，当DC电压被供给到荧光灯L时荧光灯L会闪烁。而且，当荧光灯L通过关闭电源开关而被关闭时，因为控制器会输出被激活的PWM控制信号PWM_LAMP而会使荧光灯闪烁。
这样，当不希望的荧光灯闪烁发生时，从荧光灯瞬时发射出亮光的闪烁，并且该闪烁不管荧光灯上有无覆盖物都会刺激到用户。而且，由于当荧光灯被打开较短时间时浪涌电流会瞬时流入荧光灯，所以电流变成缩短荧光灯寿命的因素。
发明内容
鉴于上述问题和其它问题而提出本发明的各方面，所述的其它问题包括一个或者多个DC电压被过早地和/或无意地供给到荧光灯L以及控制器在错误的时间输出被激活的PWM控制信号PWM_LAMP，本发明的一方面在于提供一种减少和/或防止荧光灯闪烁的设备，所述设备当电源开关被操作时限制开关将直流电压供给到荧光灯，并且本发明的一方面还提供优点。
根据本发明的一方面，一种荧光灯的闪烁防止设备包括：电源开关；供电单元，用于通过电源开关的操作供给直流电压；荧光灯，通过来自所述供电单元的直流电压被打开；开关，被切换以控制对荧光灯的直流电压的供给；第一开关单元，用于控制所述开关；第二开关单元，用于限制所述开关的操作，以防止当电源开关打开和关闭时荧光灯被打开。
所述闪烁防止设备还包括复位信号延迟单元，所述复位信号延迟单元用于使响应所述电源开关的操作而产生的被激活的复位信号延迟，在所述复位信号延迟单元将被激活的复位信号延迟的同时，第二开关单元将所述开关关闭。所述第二开关单元当所述复位信号没被激活时将所述开关关闭。所述第二开关单元包括：晶体管，具有连接到第一开关单元的集电极和接地的发射极；电容器，用于去除噪声并且被连接到所述晶体管的基极和发射极。
所述的闪烁防止设备还包括控制器，所述控制器用于将灯控制信号输出到第一开关单元以调节供给到荧光灯的直流电压，所述第一开关单元包括晶体管，第一开关单元的晶体管通过由控制器激活的灯控制信号被导通，第二开关单元的晶体管通过延迟的复位信号被导通，当第一开关单元的晶体管和第二开关单元的晶体管都被导通时，所述开关将直流电压供给到荧光灯。
所述复位信号延迟单元包括：第一电阻器，用于接收复位信号；第二电阻器，连接在第一电阻器和地之间。用于将复位信号延迟的延迟时间由第一电阻器、第二电阻器和与第二电阻器相关的寄生电容确定。所述复位信号延迟单元还包括逆向电流防止二极管。
根据本发明的另一方面，一种荧光灯的闪烁防止设备包括：电源开关；供电单元，用于接收交流电压并用于输出一个或者多个直流电压；复位信号发生器，用于接收来自供电单元的直流电压中的任何一个并且用于产生复位信号；复位信号延迟单元，用于使复位信号延迟；荧光灯，用于接收来自供电单元的另一个直流电压；开关，用于将所述另一个直流电压供给到荧光灯；限制器，即使当所述电源开关被打开并且所述开关被打开的条件满足时在复位信号被延迟的同时限制所述开关的操作。
所述开关包括连接在供电单元与荧光灯之间的场效应晶体管。所述限制器包括：第一晶体管，连接到场效应晶体管；第二晶体管，连接到第一晶体管的发射极。当第一晶体管和第二晶体管均被导通时场效应晶体管被导通。
当延迟的复位信号被激活时第二晶体管被导通，当延迟的复位信号没有被激活时第二晶体管被截止。
根据本发明的一方面，一种用于将电源供给到灯的设备包括：第一开关，用于将电源选择性地供给到灯；第二开关，用于选择性地打开第一开关；第三开关，用于选择性地打开第二开关，其中，仅当第三开关将第二开关打开时第一开关将电源供给到灯，以避免供给引起灯闪烁的电源。
根据本发明的一方面，一种控制将电源供给到灯的设备的方法包括以下步骤：选择性地打开第一开关以将电源供给到灯；选择性地打开第二开关以打开第一开关；选择性地打开第三开关以打开第二开关，其中，仅当第三开关打开第二开关时第一开关将电源供给到灯以避免供给引起灯闪烁的电源。
根据本发明的一方面，一种控制用于将电源供给到灯的设备的方法，其中，在过渡周期期间限制用于将直流电压供给到灯的开关的切换操作以使复位信号延迟，从而降低和/或防止灯不希望的闪烁。
根据本发明的一方面，用于将电源供给到荧光灯的设备包括：电源开关；电源单元，用于将一个或者多个DC电压供给到荧光灯；控制器，用于激活荧光灯控制信号，其中，即使当在电源开关被打开和/或关闭时荧光灯控制信号不适当地和/或无意地被激活时，所述一个或者多个DC电压不会被供给到荧光灯。
本发明的其它方面和/或优点部分将在以下描述中阐述，部分将从描述中变得清楚，或者可通过本发明的实施了解到。
附图说明
通过下面参照附图对各个方面进行的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1A是示出现有技术的荧光灯控制电路的视图；
图1B是示出现有技术的供电单元和现有技术的用于控制荧光灯的控制器的电路图；
图1C是示出当电源开关打开时从供电单元输出的直流电压的曲线图；
图2A是示出根据本发明一方面的荧光灯的控制电路的视图；
图2B是示出根据本发明一方面的复位信号延迟单元和复位信号发生器的视图；
图2C是示出根据本发明的一方面当电源开关被打开并且荧光灯通过延迟的复位信号被打开时的时序图；
图2D是示出根据本发明的一方面在待机状态期间当荧光灯响应复位请求命令被延迟的复位信号打开时的时序图；
图2E是示出根据本发明的一方面当电源开关被关闭并且荧光灯保持关闭状态的时序图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各方面，其示例显示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的元件。以下将参照附图描述实施例以解释本发明的各方面。
本发明的各方面包括改进的荧光灯驱动电路。
图2A是示出根据本发明一方面的荧光灯L的控制电路200的视图。如图2A所示，控制电路200包括平滑电路A1、第一开关单元A2、第二开关单元A3、荧光灯驱动电路A4和反相器In。
如图2A所示，“LOW”状态的被激活的PWM控制信号PWM_LAMP被施加到荧光灯L的控制电路200。PWM控制信号PWM_LAMP经过反相器In被施加到第一开关单元A2的晶体管Q1以导通晶体管Q1。从而，场效应晶体管(以下，称为“FET”)Q2被导通，DC电压(或者电源)(例如24V)被供给到荧光灯L。此时，与供给到荧光灯L的电压的幅度对应的PWM控制信号PWM_LAMP被输出。因此，晶体管Q1和Q2被导通的时间发生改变，并且经过平滑电路A1供给到荧光灯L的DC电压可被调节。如图2A所示，标号R1、R2和R3表示电阻器，标号C1表示用于去除噪声的电容器，标号Be表示也用于去除噪声的磁珠电感器。
虽然没有显示出，但是控制电路200可连接到与图1B中示出的类似的控制器和供电单元，其中，当电源开关S/W(设置在成像设备中)被打开时，供电单元将交流电(AC)电压(或者电源)转换成一个或者多个直流电(DC)电压(或者电源)，例如24V DC、18V DC、12V DC和5V DC，并且将被转换的所述一个或者多个DC电压供给到控制器。24V DC、18V DC和12V DC被供给以驱动荧光灯L，5V DC被供给以驱动打印机不同的各种组件。在本发明的各方面中，用于荧光灯和/或各种组件的其它驱动电压都在本发明的范围内。在各方面中，由于FET和PWM_LAMP而使荧光灯L的平滑变化驱动电压也在本发明的范围内。
控制电路200可与图1C中所示的类似的方式被提供DC电压中的任意一个。例如，由供电单元供给的5V DC在过渡周期T1消逝后被稳定，另一个DC电压(例如24V DC)在另一个过渡周期T1+T2消逝之后也被稳定并且变得均匀。在过渡周期T1+T2之后，从复位产生电路(以下将显示)输出的复位信号被稳定，然后通过被稳定的复位信号来执行不同的各种组件(未显示)的初始化。在复位信号稳定之后，被稳定的24V DC电压被供给到荧光灯L以使荧光灯L变热。
如图2A所示，当被激活的脉冲宽度调制(PWM)控制信号PWM_LAMP经反相器In被供给到第一开关单元A2的晶体管Q1上时，晶体管Q1被导通。因此，导通荧光灯驱动晶体管Q2的技术与图1A中的技术类似。
更具体地讲，根据本发明各方面的荧光灯驱动电路(荧光灯L的控制电路200)包括连接到第一开关单元A2的第二开关单元A3。第二开关单元A3包括晶体管Q3和电容器C2。第二开关单元A3限制第一开关单元A2的晶体管Q1的切换操作。晶体管Q3的集电极连接到第一开关单元A2的第一晶体管Q1的发射极，晶体管Q3的基极连接到电阻器R4，晶体管Q3的发射极连接到平滑电路A1。电容器C2具有连接到电阻器R4的第一端和连接到晶体管Q3的第二端。第二开关单元A3的电容器C2去除了噪声。在各方面中，第一开关单元A2和/或第二开关单元A3可接通/截止荧光灯驱动电路A4。
虽然被激活的PWM控制信号PWM_LAMP施加到第一开关单元A2，但是第一开关单元A2的晶体管Q1没有被单独地导通。为了导通第一开关单元A2的晶体管Q1，应该在第二开关单元A3的晶体管Q3被导通的同时施加被激活的PWM控制信号PWM_LAMP。通过经电阻器R4传递的延迟的复位信号Dy_RESET，第二开关单元A3的晶体管Q3能够导通/截止(即，打开和/或关闭)。
虽然图2A的非限制性方面显示了位于第一开关单元A2与平滑电路A1之间的第二开关单元A3，但是各种替换的布置也在本发明的范围内。例如，第二开关单元A3可位于荧光灯驱动电路A4与第一开关电路之间，可位于荧光灯驱动电路A4与平滑电路A1之间，或者位于荧光灯L与平滑电路A1之间。
以下，将参照图2B描述分别产生复位信号和使复位信号延迟的复位信号发生器10和复位信号延迟单元20。
如图2B所示，复位信号延迟单元20连接到复位信号发生器10的输出端。复位信号发生器10产生复位信号RESET并且将产生的复位信号RESET输出到RESET输入端和复位信号延迟单元20。复位信号延迟单元20将输出的复位信号RESET延迟预定时间段，并将延迟的复位信号Dy_RESET提供给第二开关单元A3(如图2A所示)。
如图2B所示，供电单元给复位信号发生器10供给至少一个驱动电压Vcc(例如，5V DC)，复位信号发生器10产生复位信号RESET。如图2C所示，在复位信号发生器10的操作期间，产生的复位信号RESET的电压在电源开关S/W打开之后增加(或者有斜度地增加)，然后一旦预定时间消逝就保持在均匀的值。如参照图1C所示，因为从供电单元输出的电压达到5V DC消耗过渡周期T1，所以复位信号RESET的电压在预定时间过程中改变。
为了在过渡周期T1之后将电压(或者电源)施加到荧光灯L，复位信号延迟单元20包括具有反向电流防止二极管D1和电阻器Ra和Rb的延迟电路。电阻器Ra与二极管D1串联，电阻器Rb的一端连接到电阻器Ra，而另一端接地。存在有与电阻器Rb相关的寄生电容Cb。如图2C所示，通过电阻器Ra、Rb和寄生电容Cb确定延迟时间td。一旦复位信号RESET被稳定，复位信号延迟单元20就将复位信号RESET的施加延迟时间td。
如图2B和图2C所示，复位信号延迟单元20使复位信号RESET延迟，并使其并作为延迟信号Dy_RESET被供给到第二开关单元A3。因此，虽然在复位信号RESET被延迟以产生延迟的复位信号Dy_RESET的同时，第一开关单元A2的晶体管Q1通过接收被激活的PWM控制信号PWM_LAMP被导通，但是因为延迟的复位信号Dy_RESET形式的复位信号的延迟施加而使第二开关单元A3的晶体管Q3仍然被截止(即，没有被导通)。因此，至少一个驱动电压没有被过早和/或无意地供给到荧光灯L，从而荧光灯不会闪烁。
此外，如图2C所示，在延迟时间td消逝后，第二开关单元A3的晶体管Q3接收到延迟的复位信号Dy_RESET，然后晶体管Q3被导通，从而荧光灯驱动晶体管Q2也被导通。所以，驱动电压(例如稳定的24V DC电压)被供给到荧光灯L以使荧光灯L变热。
在使荧光灯L变热后，从复位信号发生器10输出的复位信号RESET通过被设置到“LOW”而被去激活。由此，第二开关单元A3的晶体管Q3被截止，DC电压没有供给到荧光灯L。
当为了扫描将18V DC电压供给到荧光灯L或者为了待机状态将12V DC电压供给到荧光灯L时，控制器将复位请求命令CPU_RESET输出到复位信号发生器10以激活(或者产生)复位信号RESET。复位信号发生器10根据复位请求命令CPU_RESET激活复位信号RESET。如图2D所示，复位信号延迟单元20将被激活(或者产生)的复位信号RESET再次延迟并将被延迟的复位信号Dy_RESET输出到第二开关单元A3，以使第二开关单元A3的晶体管Q3被导通。如果第一开关单元A2的晶体管Q1通过被激活的PWM控制信号PWM_LAMP被导通，则控制器将相应的DC电压供给到荧光灯L。
如图2E所示，在荧光灯L被关闭时，只要当电源开关S/W关闭和/或成像设备的操作完成，复位信号RESET就不被激活(或者停止产生)，即使控制器输出被激活的PWM控制信号，第二开关单元A3的晶体管Q3也不会导通。因此，作为结果，荧光灯L的闪烁被减少和/或被防止。
如上所述，根据本发明的各方面，虽然当电源开关打开或者关闭时荧光灯控制信号会被不适当地或者无意地激活(或者产生)并被输出，但是DC电压(或者电源)不会被供给到荧光灯，从而荧光灯不会闪烁(和/或闪光)。因此，用户能够减少和/或防止从荧光灯瞬时产生的亮光的刺激，并且减缓和/或防止荧光灯的寿命被缩短。
在各方面中，成像设备包括打印机、复印机、扫描仪、传真机或者它们的任意组合。此外，虽然显示用晶体管实现，例如用双极结晶体管和场效应晶体管，但是开关和电路可以由用于打开/关闭电源、电流和/或电压等的开关和/或开关装置来实现。
虽然已经显示和描述了本发明的一些方面，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些方面进行改变。

Claims (22)

1.一种荧光灯的闪烁防止设备，包括：
电源开关；
供电单元，用于通过电源开关的操作供给直流电压；
荧光灯，通过来自所述供电单元的直流电压被打开；
开关，被切换以控制对荧光灯的直流电压的供给；
第一开关单元，用于控制所述开关；
第二开关单元，用于限制所述开关的操作，以防止当电源开关打开和关闭时荧光灯被打开。
2.如权利要求1所述的荧光灯的闪烁防止设备，还包括复位信号延迟单元，所述复位信号延迟单元用于使响应所述电源开关的操作而产生的被激活的复位信号延迟，其中，在所述复位信号延迟单元将被激活的复位信号延迟的同时，第二开关单元将所述开关关闭。
3.如权利要求2所述的荧光灯的闪烁防止设备，其中，所述第二开关单元当所述复位信号没被激活时将所述开关关闭。
4.如权利要求1所述的荧光灯的闪烁防止设备，其中，所述第二开关单元包括：
晶体管，具有连接到第一开关单元的集电极和接地的发射极；
电容器，用于去除噪声并且被连接到所述晶体管的基极和发射极。
5.如权利要求4所述的荧光灯的闪烁防止设备，还包括控制器，所述控制器用于将灯控制信号输出到第一开关单元以调节供给到荧光灯的直流电压，其中，所述第一开关单元包括晶体管，第一开关单元的晶体管通过由控制器激活的灯控制信号被导通，第二开关单元的晶体管通过延迟的复位信号被导通，当第一开关单元的晶体管和第二开关单元的晶体管都被导通时，所述开关将直流电压供给到荧光灯。
6.如权利要求2所述的荧光灯的闪烁防止设备，其中，所述复位信号延迟单元包括：
第一电阻器，用于接收复位信号；
第二电阻器，连接在第一电阻器和地之间，其中，用于将复位信号延迟的延迟时间由第一电阻器、第二电阻器和与第二电阻器相关的寄生电容确定。
7.如权利要求6所述的荧光灯的闪烁防止设备，其中，所述复位信号延迟单元还包括逆向电流防止二极管。
8.一种荧光灯的闪烁防止设备，包括：
电源开关；
供电单元，用于接收交流电压并用于输出一个或者多个直流电压；
复位信号发生器，用于接收来自供电单元的直流电压中的任何一个，并且用于产生复位信号；
复位信号延迟单元，用于使复位信号延迟；
荧光灯，用于接收来自供电单元的另一个直流电压；
开关，用于将所述另一个直流电压供给到荧光灯；
限制器，即使当所述电源开关被打开并且所述开关被打开的条件满足时在复位信号被延迟的同时限制所述开关的操作。
9.如权利要求8所述的荧光灯的闪烁防止设备，其中，所述开关包括连接在供电单元与荧光灯之间的场效应晶体管，所述限制器包括：
第一晶体管，连接到场效应晶体管；
第二晶体管，连接到第一晶体管的发射极，其中，当第一晶体管和第二晶体管均被导通时场效应晶体管被导通。
10.如权利要求9所述的荧光灯的闪烁防止设备，其中，当延迟的复位信号被激活时第二晶体管被导通，当延迟的复位信号没有被激活时第二晶体管被截止。
11.一种用于将电源供给到灯的设备，包括：
第一开关，用于将电源选择性地供给到灯；
第二开关，用于选择性地打开第一开关；
第三开关，用于选择性地打开第二开关，其中，仅当第三开关将第二开关打开时第一开关将电源供给到灯，以避免供给引起灯闪烁的电源。
12.如权利要求11所述的设备，还包括：
复位信号发生器，用于产生复位信号；
复位信号延迟单元，用于延迟产生的复位信号，并用于供给延迟的复位信号以打开第三开关。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述复位信号有斜度地增加到稳定的电平，并且在复位信号有斜度的增加后延迟信号被供给。
14.如权利要求12所述的设备，其中，所述复位信号延迟单元包括：
第一电阻器，具有连接到复位信号发生器的第一端和连接到第三开关的第二端；
第二电阻器，具有连接到第一电阻器的第二端的第一端以及接地的第二端。
15.如权利要求14所述的设备，其中，所述复位信号延迟单元基于第一电阻器的电阻、第二电阻器的电阻以及第二电阻器的寄生电容将复位信号延迟延迟时间。
16.如权利要求12所述的设备，还包括控制器，所述控制器用于将脉冲宽度调制信号供给到第二开关以控制供给到灯的功率的量，并且用于将CPU RESET信号供给到复位信号发生器。
17.如权利要求16所述的设备，其中，通过打开设备和接收CPU RESET信号中的至少一种操作来产生所述复位信号。
18.一种控制将电源供给到灯的设备的方法，所述方法包括以下步骤：
选择性地打开第一开关以将电源供给到灯；
选择性地打开第二开关以打开第一开关；
选择性地打开第三开关以打开第二开关，其中，仅当第三开关打开第二开关时第一开关将电源供给到灯以避免供给引起灯闪烁的电源。
19.如权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：
产生复位信号并使产生的复位信号延迟；
供给延迟的复位信号以打开第三开关。
20.如权利要求19所述的方法，还包括以下步骤：
将复位信号有斜度地增加到稳定的电平；
在复位信号有斜度地增加后供给延迟的复位信号。
21.一种控制将电源供给到灯的设备的方法，其中，在过渡周期期间限制用于将直流电压供给到灯的开关的切换操作以使复位信号延迟，从而降低和/或防止不希望的灯闪烁。
22.一种用于将电源供给到荧光灯的设备，包括：
电源开关；
电源单元，用于将一个或者多个直流电压供给到荧光灯；
控制器，用于激活荧光灯控制信号，其中，即使当在电源开关被打开和/或关闭时荧光灯控制信号不适当地和/或无意地被激活时，所述一个或者多个直流电压不会被供给到荧光灯。
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