CN1856200A

CN1856200A - 可切换工作频率的点灯器

Info

Publication number: CN1856200A
Application number: CNA2005100712613A
Authority: CN
Inventors: 黄崇荣
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-01

Abstract

一种可切换工作频率的点灯器，用以驱动灯管。点灯器包括电压转换器、反馈电路、控制单元以及频率切换器。电压转换器根据控制信号将直流输入电压转为第二交流电压。灯管被第二交流电压驱动，并产生反馈电流。反馈电路将反馈电流转为反馈电压。控制单元包括共振电路及控制组件。共振电路具有特定电阻值与电容值，控制单元并据以产生第一工作频率。控制组件在预定时间之内，根据第一工作频率与反馈电压产生控制信号。频率切换器在经过预定时间之后，改变共振电路的特定电阻值与电容值至少其一，以使控制单元产生第二工作频率，控制组件根据第二工作频率与反馈电压输出控制信号。

Description

可切换工作频率的点灯器

技术领域

本发明涉及一种点灯器，且特别涉及一种可切换工作频率的点灯器。

背景技术

随着数字时代的来临与计算机网络的普及，显示器的平面化与薄型化已是必然的趋势。点灯器是平面显示器中驱动灯管的关键零组件，它决定了灯管的可靠度与稳定度，其性能将直接影响平面显示器的显像品质。由于市场需求，显示器面版尺寸越来越大，所需灯管尺寸越长，灯管的工作频率对点灯效果的影响也越大，所以如何选择一个适合的工作频率，便成为越来越受关注的焦点。

请参照图1，图1绘示传统点灯器的方块图。传统点灯器100包括功率组件112、变压器114、反馈电路130以及控制单元140。功率组件112用以自直流电源500接收一直流输入电压并根据一控制信号将直流输入电压转换为一第一交流电压后输出。变压器114用以接收第一交流电压并将第一交流电压转换为一第二交流电压后输出至灯管600。灯管600被第二交流电压驱动，并产生一反馈电流。反馈电路130用以接收反馈电流，并根据反馈电流输出一反馈电压。控制单元140包括共振电路142与控制组件144。共振电路142包括一共振电容Ct与一共振电阻Rt，控制单元140藉由共振电阻Rt与共振电容Ct可产生一工作频率。控制组件144用以接收反馈电压，并根据工作频率与反馈电压产生控制信号，以控制功率组件112输出至灯管600的交流电压。

灯管600在不同的工作阶段下，其所需的工作频率亦不相同。举例来说，当点灯器100点亮灯管600后初期的一段短暂时间内，灯管600内的气体与金属元素激发过程仍未稳定，而在低温环境下尤甚，此时灯管600需要较低的工作频率，例如在45KHZ的工作频率下驱动灯管600，灯管600能有较佳的工作表现。而经过前述的短暂时间后，灯管600此时处于一稳态情况下，灯管600内的气体与金属元素激发过程已趋于稳定，此时灯管600需要比前述的45KHZ更高的工作频率驱动灯管600，例如需以50KHZ的工作频率驱动灯管600，灯管600方能有较佳的工作表现。

然而，传统点灯器100仅能以相同的一种工作频率驱动灯管600。传统点灯器100的设计者仅能由适合灯管点亮初期情况下的工作频率或适合稳态下的工作频率二者之中，选择其一做为最终工作频率。若选择适合稳态下的工作频率，则在灯管600点亮初期的一段时间内，灯管600将因阻抗匹配问题而产生震荡，使交流电压的波形不稳，而造成明暗闪烁的不稳定期。若选择适合于灯管点亮初期情况下的工作频率，虽然在灯管600点亮初期的一段时间内，灯管600可具有正常的工作表现，但经过该短暂时间之后，灯管600将因工作频率的不适当，而产生交流电压的正半周与负半周的波形不对称、波形失真或复数灯管间电流大小不平均等等问题，进而造成亮度不足、亮度不均匀或寿命减短等问题。特别是当灯管600的尺寸规格越大时，上述情形将更为严重。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种可切换工作频率的点灯器。在灯管点亮后一段尚未稳定的短暂期间内，提供适合灯管在该短暂期间内工作的第一工作频率。并在灯管进入稳定后的稳态下，提供适合灯管在稳态下工作的第二工作频率。使得点灯器能在上述两种不同的状态下，依据灯管适合的工作频率进行点亮灯管的工作，使灯管能有最佳的表现。

根据本发明的目的，提出一种可切换工作频率的点灯器。点灯器与灯管电性连接。点灯器包括电压转换器、反馈电路、控制单元以及频率切换器。电压转换器用以接收直流输入电压，并根据控制信号将直流输入电压转为第二交流电压输出。灯管被第二交流电压驱动，并产生反馈电流。反馈电路接收反馈电流之后，根据反馈电流输出反馈电压。控制单元包括共振电路与控制组件。共振电路包括共振电容与共振电阻，控制单元根据共振电容与共振电阻产生第一工作频率。控制组件用以接收反馈电压，并在一预定时间之内，根据第一工作频率、参考电压与反馈电压产生控制信号。频率切换器与共振电路电性连接。在经过预定时间之后，频率切换器改变共振电路中的电阻值或电容值至少其一，以使控制单元产生第二工作频率。此时，控制组件根据第二工作频率、参考电压与反馈电压输出控制信号。

前述电压转换器可进一步包含功率组件与变压器。功率组件用以接收直流输入电压并根据控制信号将直流输入电压转换为第一交流电压后输出。变压器用以接收第一交流电压并将第一交流电压转换为第二交流电压后输出至灯管。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为传统点灯器的方块图。

图2绘示依照本发明的一种可切换工作频率的点灯器的方块图。

图3绘示依照本发明的第一实施例的一种可切换工作频率的点灯器的方块图。

图4绘示依照本发明的第二实施例的一种可切换工作频率的点灯器的方块图。

附图符号说明

100：传统点灯器；112、212：功率组件；

114、214：变压器；130、230：反馈电路；

140、240：控制单元；142、242：共振电路；

144、244：控制组件；

200：一种可切换工作频率的点灯器；

210：电压转换器；250：频率切换器；

500：直流电源；600：灯管；

700：处理器；800：充电回路；

Vs：充电电源；R2：充电电阻；

C2：充电电容；Rt：共振电阻；

Ct：共振电容；R1：并联电阻

具体实施方式

灯管的点亮方式需藉由点灯器将一直流输入电压转为一高频高压的交流电压以驱动灯管发光。在点亮的过程中，灯管内的气体与金属元素相互激发以产生所需的光线。而在不同的激发过程中，灯管所需的工作频率并不相同。举例来说，在灯管点亮后的初期，灯管内的气体与金属元素激发状态下的化学反应尚未稳定，在此短暂期间中，点灯器可能适合以45KHZ的工作频率驱动灯管。当经过一段时间过后，此时灯管内的气体与金属元素激发状态下的化学反应已趋于稳定，在此稳态下点灯器可能需要选择高于45KHZ的工作频率，例如以50KHZ来驱动灯管。因此当点灯器能根据灯管点亮后初期一段短暂期间内与灯管稳态工作时的不同需求，而对应产生适当的工作频率时，灯管将有更好的特性表现。

请参照图2，图2绘示依照本发明的一种可切换工作频率的点灯器的方块图。点灯器200与灯管600电性连接，灯管600由点亮初期至灯管600稳定需要一段短暂时间。点灯器200包括电压转换器210、反馈电路230、控制单元240以及频率切换器250。电压转换器210自直流电源500接收直流输入电压V1，并根据控制信号S6将直流输入电压V1转换为第二交流电压V3输出至灯管600。灯管600被第二交流电压V3驱动，并产生反馈电流I4。反馈电路230将反馈电流I4转换为反馈电压V5输出至控制单元240。

控制单元240包括共振电路242与控制组件244。共振电路242包括共振电容Ct与共振电阻Rt，控制单元240根据共振电容Ct与共振电阻Rt产生第一工作频率。控制组件244接收一参考电压(未在附图中显示)，在预定时间内，根据第一工作频率与反馈电压V5产生控制信号S6，以控制电压转换器210输出第二交流电压V3。控制组件244可以为一脉冲宽度调制器(pulsewidth modulator)。

在经过前述的预定时间后，点灯器200通过与共振电路242电性连接的频率切换器250，改变共振电路242中的阻抗值，使控制单元240产生第二工作频率，控制组件244根据第二工作频率、参考电压与反馈电压V5产生控制信号S6，以控制电压转换器210输出的第二交流电压V3。

第一实施例

请参照图3，图3绘示依照本发明的第一实施例的一种可切换工作频率的点灯器的方块图。进一步来说，电压转换器210包括功率组件212与变压器214。功率组件212用以接收直流输入电压V1，并根据控制信号S6将直流输入电压V1转换为第一交流电压V2后输出。变压器214用以接收第一交流电压V2，并将第一交流电压V2升压为第二交流电压V3后输出至灯管600。灯管600被第二交流电压V3驱动，并产生反馈电流I4。反馈电路230将反馈电流I4转换为反馈电压V5输出至控制组件244。

控制组件244接收一参考电压(未在附图中显示)，并在一预定时间内，根据参考电压、反馈电压V5与第一工作频率输出控制信号S6，以控制功率组件212输出的第一交流电压V2。当经过一段预定时间之后，点灯器200通过频率切换器250改变共振电路242中的阻抗值，使控制单元240产生高于第一工作频率的第二工作频率。此时，控制组件244根据第二工作频率、参考电压与反馈电压V5产生控制信号S6，以控制功率组件212输出的第一交流电压V2。

用以使第一工作频率切换为第二工作频率的频率切换器250包括一电子开关Q1与一并联电阻R1，电子开关Q1可以为N型晶体管。电子开关Q1的控制端与一处理器700电性连接，处理器700负责对预定时间进行计时工作。点灯器200在预定时间内，电子开开Q1呈开路状态，共振电路242产生适合灯管600在预定时间下的第一工作频率。当经过一段预定时间之后，处理器700输出一导通信号导通电子开关Q1，使并联电阻R1与共振电阻Rt形成并联，进而改变共振电路242中的阻抗值，以使控制单元240产生适合灯管600在稳态下的第二工作频率。

第二实施例

请参照图4，图4绘示依照本发明的第二实施例的一种可切换工作频率的点灯器的方块图。预定时间的计时工作并不局限于第一实施例中所提的处理器700，根据本发明的精神可利用一充电回路800与电子开关Q1的控制端电性连接，亦可达到经过一段预定时间后，改变共振电路242中的阻抗的相同效果。充电回路800包括充电电阻R2与充电电容C2，充电电阻R2具第一端与第二端，充电电容C2具有第三端与第四端。充电电阻R2的第一端与一充电电源Vs电性连接，充电电阻R1的第二端与电子开关Q1的控制端及充电电容C2的第三端电性连接。充电电容C2的第四端与一接地端电性连接。藉由选择充电电阻R2的电阻值与充电电容C2的电容值，可控制预定时间的长短。

上述的点灯器200在一预定时间内，充电电源Vs经由充电电阻R2对充电电容C2进行充电。在充电期间内，充电电容两端的电压无法产生导通信号导通电子开关Q1。控制单元240根据共振电阻Rt与共振电容Ct产生第一工作频率。当经过一段预定时间之后，充电回路800完成充电，充电电容C2两端的电压产生一导通信号导通电子开关Q1，使并联电阻R1与共振电阻Rt形成并联，共振电路242根据共振电容Ct以及形成并联的共振电阻Rt与并联电阻R1，使得控制单元240产生第二工作频率。点灯器200得以依照灯管点亮后初期一段短暂期间内与灯管稳态工作时的不同需求，设计预定时间，并提供适当的第一工作频率与第二工作频率。

然本发明除上述的第一实施例与第二实施例外，处理器700与充电回路800可视其设计需求而置在点灯器200的内部或外部。再者，关于前述开关的型态，虽在实施例中是以电子开关做说明，然本发明中开关的型态并不限于电子开关，运用机构开关亦同样可达成本发明的功效。此外，欲切换不同频率而对共振电路所为的改变，亦不局限于只改变共振电阻Rt的电阻值，依照本发明的精神，亦可改变共振电容Ct的电容值，以达到改变工作频率的相同目的。

本发明上述实施例所揭露的一种可切换工作频率的点灯器，点灯器根据灯管处在点亮后初期一短暂期间内或稳态下，分别提供适合其工作状态的工作频率。此发明可改善传统点灯器在选择稳态的工作频率下，所造成的灯管点亮后初期明暗闪烁的不稳定期。亦可同时改善传统点灯器在选择适合灯管点亮后初期一短暂期间内的工作频率下，却在稳态下所造成的交流电压的正半周与负半周的波形不对称、波形失真以及灯管电流大小不平均等等问题。使得灯管无论在稳态或点亮后初期一短暂期间内都可以有很好的工作表现。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种可切换工作频率的点灯器，是与一灯管电性连接，该点灯器包括：

一电压转换器，是用以接收一直流输入电压，并根据一控制信号将该直流输入电压转为一第二交流电压，以驱动该灯管，该灯管并产生一反馈电流；

一反馈电路，是用以接收该反馈电流，并根据该反馈电流输出一反馈电压；

一控制单元，包括一共振电路与一控制组件：

该共振电路，包括一共振电容与一共振电阻，该控制单元根据该共振电容与该共振电阻以产生一第一工作频率；及

该控制组件，是用以接收该反馈电压，并在一预定时间之内，根据该第一工作频率与该反馈电压产生该控制信号；以及

一频率切换器，是与该共振电路电性连接，并在经过该预定时间之后，改变该共振电路中的阻抗值，以使该控制单元产生一第二工作频率，该控制组件根据该第二工作频率与该反馈电压输出该控制信号。

2.如权利要求1所述的点灯器，其中，该频率切换器包括一开关与一并联电阻，该点灯器在经过该预定时间后，导通该开关以使该并联电阻与该共振电阻并联，使该控制单元产生该第二工作频率。

3.如权利要求2所述的点灯器，其中，该开关具有一控制端，该控制端电性连接一处理器，该处理器经过该预定时间后，输出一导通信号导通该开关，使该并联电阻与该共振电阻形成并联，并使该控制单元产生该第二工作频率。

4.如权利要求2所述的点灯器，其中，该开关具有一控制端，该控制端电性连接一充电回路，该充电回路经过该预定时间后，输出一导通信号导通该开关，使该并联电阻与该共振电阻形成并联，并使该控制单元产生该第二工作频率。

5.如权利要求4所述的点灯器，其中，该充电回路包括：

一充电电阻，具有一第一端与一第二端，该第一端与一充电电源电性连接，该第二端与该控制端电性连接；以及

一充电电容，具有一第三端与一第四端，该第三端与该控制端电性连接，该第四端与一接地端电性连接；

其中，该充电回路藉由该充电电阻与该充电电容在该预定时间内完成充电，以输出该导通信号。

6.如权利要求2所述的点灯器，其中，该开关是为一电子开关。

7.如权利要求1所述的点灯器，其中，该控制组件接收一参考电压，该控制组件在该预定时间内根据该参考电压、该反馈电压与该第一工作频率输出该控制信号，并在经过该预定时间后，根据该参考电压、该反馈电压以及该第二工作频率输出该控制信号。

8.如权利要求1所述的点灯器，其中，该控制组件是为一脉冲宽度调制器。

9.如权利要求1所述的点灯器，其中，该灯管是在该预定时间内适用于该第一工作频率。

10.如权利要求1所述的点灯器，其中，该灯管是在经过该预定时间后适用于该第二工作频率。

11.如权利要求1所述的点灯器，其中，该电压转换器包括：

一功率组件，是用以接收该直流输入电压并根据该控制信号将该直流输入电压转换为一第一交流电压后输出；以及

一变压器，是用以接收该第一交流电压并将该第一交流电压转换为该第二交流电压后输出至该灯管。

12.如权利要求11所述的点灯器，其中，该第二交流电压的电压值是大于该第一交流电压。

13.如权利要求1所述的点灯器，其中，该第二工作频率是大于该第一工作频率。

14.如权利要求1所述的点灯器，其中，该频率切换器包括一开关与一并联电容，该开关具有一控制端，该控制端电性连接至一处理器，该处理器在未达该预定时间前，输出一导通信号导通该开关，使该并联电容与该共振电容形成并联，以使该控制单元产生该第一工作频率，该处理器在经过该预定时间后，输出一截止信号截止该开关，以使该控制单元产生该第二工作频率。

15.如权利要求14所述的点灯器，其中，该开关是为一电子开关。

16.如权利要求1所述的点灯器，其中，该频率切换器是在经过该预定时间之后，改变该共振电路中该共振电阻的电阻值，以改变该共振电路的阻抗值，使该控制单元产生该第二工作频率。

17.如权利要求1所述的点灯器，其中，该频率切换器是在经过该预定时间之后，改变该共振电路中该共振电容的电容值，以改变该共振电路的阻抗值，使该控制单元产生该第二工作频率。