CN201230397Y - 电子镇流器以及利用该电子镇流器的照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种电子镇流器以及利用该电子镇流器的照明系统。该电子镇流器包含一全波整流器、一滤波器、一直流/交流转换器以及一变压器。该全波整流器用以将一交流电压转换为一脉波直流电压。该滤波器电连接至该全波整流器，并用以滤除该脉波直流电压中的一高频杂讯。该直流/交流转换器电连接至该全波整流器，并用以将该脉波直流电压转换成一高频脉冲电压。该变压器电连接至该直流/交流转换器，用以接收该高频脉冲电压，并将该高频脉冲电压转换为一高频弦波电压。

Description

电子镇流器以及利用该电子镇流器的照明系统

技术领域

本实用新型涉及照明系统相关，特别特别是涉及一种利用电子镇流器(electronic ballast)的照明系统。

背景技术

冷阴极管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)和热阴极管(HotCathode Fluorescent Lamp，HCFL)都属于萤光灯的一种。萤光灯主要是由玻璃管、电极、萤光粉及汞蒸气等所组成，其发光原理是利用汞蒸气气体放电时所发射的紫外线，激发管内壁萤光粉转换出可见光。冷阴极管与热阴极管的区别在于电极部分。电极具有白热灯丝的萤光灯的灯丝发热时引起发射热电子，因此被称为热阴极管。相对地，电极不具有灯丝的萤光灯被驱动时所发射的电子不是热电子，因此被称为冷阴极管。

冷阴极管的结构简单，且可以做成非常细的萤光灯管，所以一般常用来当作于显示器的背光源使用。此外，因为冷阴极管不含灯丝，故无灯丝烧断或摔断的问题，因此相较于热阴极管有较为可靠的使用性及寿命。

随着经济快速成长，科技不断发达，人民生活水准普遍提高，使得照明用电量与日遽增。然而在资源有限、新能源又开发不易的情况下，为应付日益增加的用电量，节约能源自然成了解决问题的途径之一。

一般的照明系统普遍采用热阴极管为光源。由于热阴极管的特性不适合搭配调光装置使用，因此采用热阴极管为光源的照明系统，其照射结果呈现单一光亮度，无法依照使用者的需求调整不同程度的亮度，因此对使用者来说较为不方便且浪费能源。

由于以冷阴极管为光源具有以下优点：(1)可根据不同使用场合需求弯曲灯管形状、(2)不需预热电极即可开启光源，以及(3)多次点灭灯管不会造成灯管寿命减短，以冷阴极管取代热阴极管作为照明系统的光源是相当合理的发展方向。

在多数采用冷阴极管为光源的显示器中，电源模块周期性地将电流提供给冷阴极管，每当冷阴极管接收到电源模块提供的电流，就会被点亮并在一小段时间内维持相当的亮度。藉由脉冲宽度调变(Pulse WidthModulation，PWM)改变提供电流的时间长度，即可调整冷阴极管的亮度。电源模块在固定周期之内提供电流的时间愈长，冷阴极管的亮度也就愈高。

目前可调整亮度的照明系统大多是利用三极交流开关(TRIode forAlternating Current，TRIAC)来控制光线亮度。然而，三极交流开关所输出的调整信号并不能直接用来控制冷阴极管的亮度。因此，如果要采用冷阴极管做为光源，又希望此光源的亮度为可调整的，现行照明系统中的电源模块和亮度调整机制都可能必须要经过大幅度的汰换，因此造成硬件成本的大幅上升。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电子镇流器。该电子镇流器用以提供足以点亮灯管的适当电压，并且在灯管点亮之后，设法稳定灯管的电流，避免电路元件产生过大的电流而烧毁灯管。更重要的是，根据本实用新型的电子镇流器可被设置于三极交流开关和冷阴极管之间，为这两个硬件提供彼此连接的机制。换句话说，藉由采用根据本实用新型的电子镇流器，使用者即可在无须大幅更换硬件元件的情况下实现可调整亮度的冷阴极管照明系统。

根据本实用新型的一具体实施例为一种电子镇流器，其中包含一全波整流器、一滤波器、一直流/交流转换器以及一变压器。该全波整流器用以将交流电压转换为脉波直流电压。该滤波器电连接至该全波整流器，用以滤除该脉波直流电压中的高频杂讯。该直流/交流转换器电连接至该全波整流器，用以将该脉波直流电压转换成高频脉冲电压。该变压器电连接至该直流/交流转换器，用以接收该高频脉冲电压，并将该高频脉冲电压转换为高频弦波电压。

根据本实用新型的电子镇流器除了可稳定提供灯管需要的电力之外，并且具有高功率因素、无频闪、低温低压迅速启动、高效率及高安全性等优点。

根据本实用新型的另一具体实施例为一种照明系统，其中包含一灯管、一调光装置以及一电子镇流器。该电子镇流器又包含一全波整流器、一滤波器、一直流/交流转换器以及一变压器。该调光装置电连接至该灯管，用以产生一调光信号，该调光信号与该灯管的亮度相关。该电子镇流器电连接于该灯管及该调光装置之间，用以接收该调光信号。电子镇流器的全波整流器可根据该调光信号将交流电压转换为脉波直流电压。该滤波器电连接至该全波整流器，用以滤除该脉波直流电压中的高频杂讯。该直流/交流转换器电连接至该全波整流器，用以将该脉波直流电压转换成高频脉冲电压。最后，该变压器电连接至该直流/交流转换器，用以接收该高频脉冲电压，将该高频脉冲电压转换为高频弦波电压，并将该高频弦波电压提供给该灯管。

相较于采用热阴极管为照明系统光源的已有技术，本实用新型点照明系统采用冷阴极管为光源，并且通过电子镇流器与调光装置连接。因此，使用者可藉由调光装置依需求调整光源的亮度，减少不必要的能源浪费。

关于本实用新型的优点与精神可以藉由以下的实用新型详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1A是根据本实用新型的一具体实施例中的电子镇流器的示意图。

图1B示出了驱动冷阴极管的高频弦波电压的一范例。

图1C是图1A中的电子镇流器进一步包含保护装置的示意图。

图2是根据本实用新型的另一具体实施例中的照明系统的示意图。

附图符号说明

1：电子镇流器             2：调光装置

100：全波整流器           110：滤波器

120：直流/交流转换器      130：变压器

140：保护装置             150：交流电源

160：灯管

具体实施方式

请参阅图1A，图1A是根据本实用新型的一具体实施例中的电子镇流器的示意图。电子镇流器1中包含一全波整流器100、一滤波器110、一直流/交流转换器120以及一变压器130。

交流电源150所提供的交流电压被输入电子镇流器1之后，被全波整流器100转换为一脉波直流电压。连接于全波整流器100和直流/交流转换器120之间的滤波器110用以滤除该脉波直流电压中的高频杂讯。实际上，滤波器110可为单一电容、LC滤波器或是由两个电容组成的π型滤波器。

接着，直流/交流转换器120将该脉波直流电压转换成一高频脉冲电压。变压器130自直流/交流转换器120接收该高频脉冲电压之后，将该高频脉冲电压升压转换成为一高频弦波电压。实际上，直流/交流转换器120可为半桥式转换器。于此实施例中，该高频弦波电压用来驱动一冷阴极管。冷阴极管被点亮以后，电子镇流器1会持续提供冷阴极管所需的电压/电流。

图1B示出了该高频弦波电压的一范例。在交流电源150所提供的交流电压被输入电子镇流器1后，经由内部电路转换，电子镇流器1的输出端产生如图1B所示的电压波形，并且藉由该高频弦波电压驱动灯管160发光。

实际上，变压器130可为一具有滤波功能的高漏感变压器。此高漏感变压器中的电感值与灯管160的特性相关，设计者可根据不同的灯管160采用相对应的电感元件。

如图1C所示，电子镇流器1可进一步包含一保护装置140。一旦该灯管160有异常情况，保护装置140即产生一警告信号，致使直流/交流转换器120采取相对应的一保护程序。举例来说，当灯管160内部气体外漏或损坏时，保护装置140即产生警告信号，通知直流/交流转换器120停止运作。等待使用者更换正常的灯管160并重新开关电源之后，电子镇流器1内的各元件才会重新被启动，藉此确保电路安全。

根据本实用新型的电子镇流器1除了可稳定提供灯管160需要的电力之外，并且具有高功率因素、无频闪、低温低压迅速启动、高效率及高安全性等优点。

根据本实用新型的另一具体实施例是一个照明系统。请参阅图2，图2为该照明系统的示意图。该照明系统包含一电子镇流器1、一调光装置2及一灯管160。其中，电子镇流器1电连接于灯管160及调光装置2之间。调光装置2接收交流电源150所提供的一交流电压，并根据一调光信号调整该交流电压，进而产生一调整后交流电压。该调光信号与灯管160亮度具有相关性。因此，当使用者欲调整灯管160的亮度，可藉由控制调光装置2改变由交流电源150传送至电子镇流器1的电量。

举例而言，调光装置2可以是被广泛使用于现行照明系统中的三极交流开关。三极交流开关的功用在于控制市电交流电压的正负半周的导通角。交流电压的导通角度愈大，通过三极交流开关的电量就愈多。三极交流开关完全导通时，通过此开关的电量最大。

根据本实用新型，全波整流器100将通过调光装置2的交流电压(以下称为调整后交流电压)转换为一脉波直流电压。滤波器110用以滤除该脉波直流电压中的高频杂讯。直流/交流转换器120将该脉波直流电压转换成高频脉冲电压。变压器130则会将该高频脉冲电压转换为一高频弦波电压。最后，该高频弦波电压会被提供给灯管160，用以点亮灯管160并维持灯管160处于发亮的状态。保护装置140则可在灯管160有异常情况产生警告信号，致使直流/交流转换器120执行相对应的保护程序。

如上所述，使用者可藉由调光装置2改变由交流电源150传送至电子镇流器1的电量。通过调光装置2的电量愈大，被电子镇流器1转换并传送至灯管160的电量会随着提升，进而提高灯管160的亮度。相对地，若通过调光装置2的电量减少，灯管160的亮度就会降低。实际上，灯管160可为冷阴极管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)。

于此实施例中，电子镇流器1的输出端同样会产生类似于图1B所示的电压波形。如先前所述，三极交流开关本身所输出的调整信号并不能直接用来控制冷阴极管的亮度。相对地，根据本实用新型的电子镇流器1所输出的高频弦波电压则为可直接用以控制冷阴极管的亮度的信号。

通过调光装置2，使用者可根据自身的需求控制光源的亮度，增加照明系统的变化性。并且，本实用新型亦可针对不同环境用途及目的，调整照明效果。例如，建筑空间或艺术商品可藉由调整亮度大小呈现不同美感的视觉效果。此外，一般在会议开会时，使用单枪或投影机时必须将室内照明系统亮度调暗。使用者通过根据本实用新型的照明系统可自行调整光源亮度的大小，就实际上来说，相当具有实用性。

由于根据本实用新型的电子镇流器可被设置于三极交流开关和冷阴极管之间，为这两个硬件提供彼此连接的机制，使用者可在无须大幅更换硬件元件的情况下实现可调整亮度的冷阴极管照明系统。

此外，相较于采用热阴极管为照明系统光源的现有技术，本实用新型的照明系统是采用冷阴极管为光源，并且通过电子镇流器与调光装置连接。因此，使用者可藉由调光装置依需求调整光源的亮度，减少不必要的能源浪费。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型权利要求的范畴内。

Claims (12)

1.一种电子镇流器，其特征是，包含：

一全波整流器，用以将一交流电压转换为一脉波直流电压；

一滤波器，电连接至该全波整流器，用以滤除该脉波直流电压中的一高频杂讯；

一直流/交流转换器，电连接至该全波整流器，用以将该脉波直流电压转换成一高频脉冲电压；以及

一变压器，电连接至该直流/交流转换器，用以接收该高频脉冲电压，并将该高频脉冲电压转换为一高频弦波电压。

2.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征是，其中该滤波器为一电容、一LC滤波器或一π型滤波器。

3.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征是，其中该变压器为一高漏感变压器。

4.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征是，其中该直流/交流转换器为一半桥式转换器。

5.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征是，其中该变压器所产生的该高频弦波电压提供至一灯管，该电子镇流器进一步包含：

一保护装置，电连接于该灯管及该直流/交流转换器之间，一旦该灯管有异常情况，该保护装置即产生一警告信号，致使该直流/交流转换器执行相对应的一保护程序。

6.一种照明系统，其特征是，包含：

一灯管；

一调光装置，电连接至该灯管，用以接收一交流电压并根据一调光信号调整该交流电压，以产生一调整后交流电压，该调光信号是与该灯管的一亮度相关；以及

一电子镇流器，电连接于该灯管及该调光装置之间，包含：

一全波整流器，用以将该调整后交流电压转换为一脉波直流电压；

一滤波器，电连接至该全波整流器，用以滤除该脉波直流电压中的一高频杂讯；

一直流/交流转换器，电连接至该全波整流器，用以将该脉波直流电压转换成一高频脉冲电压；以及

一变压器，电连接至该直流/交流转换器，用以接收该高频脉冲电压，将该高频脉冲电压转换为一高频弦波电压，并将该高频弦波电压提供给该灯管。

7.如权利要求6所述的照明系统，其特征是，其中该滤波器为一电容、一LC滤波器或一π型滤波器。

8.如权利要求6所述的照明系统，其特征是，其中该变压器为一高漏感变压器。

9.如权利要求6所述的照明系统，其特征是，其中该直流/交流转换器为一半桥式转换器。

10.如权利要求6所述的照明系统，其特征是，其中该电子镇流器进一步包含：

一保护装置，电连接于该灯管及该直流/交流转换器之间，一旦该灯管有异常情况，该保护装置即产生一警告信号，致使该直流/交流转换器执行相对应的一保护程序。

11.如权利要求6所述的照明系统，其特征是，其中该灯管为一冷阴极射线管。

12.如权利要求6所述的照明系统，其特征是，其中该调光装置为一三极交流开关。

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