TW200920183A - Discharge lamp operating device - Google Patents

Description

200920183 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使複數個冷陰極放電燈（CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)、外部電極螢光燈或螢光燈等放 電燈點燈的放電燈點燈裝置’特別是關於能改善放電燈之 亮度梯度的技術。 【先前技術】 冷陰極放電燈，一般而言，係藉由變流器施加數1〇kHz 之頻率且數百V〜數千V之電壓進行點燈。又，亦有一種 稱為外部電極螢光燈（EEFL : External Electrode Fluorescent

Lamp)之螢光管。外部電極螢光燈與冷陰極放電燈其電極之 構造並不同，但此外則幾乎無不同，發光原理亦與冷陰極 放電燈相同。因此，用以使外部電極營光燈或冷陰極放電 燈點燈之變流器在原理上係相同。因&，以下使用冷陰極 放電燈（簡稱為放電燈）來說明。 圖1係表示此種變流器之構成圖。該變流器1〇，係由 父流電壓產生電路u與電⑽換電路12所構成。 父流電壓產生雷赵^ 1 1 , ^ . 々古〇 電路11係錢定頻率切換直流電源Vin 之直_而產生交流電壓。電壓 交流電壓產生電路u 係將來自 ^ 之交流電壓，轉換成所要之交流電 屢’並從第1輸出戚早芬楚 示别出如子及第2輸出端子輸出。 又’由於放電燈具有g雪 咸养算且右 、 特性，因此將電容器或電 饮器等具有正電阻特性 什肀聯於放電燈，以使其合 200920183 阻抗具有正電阻特性。將此時所連接之電容器稱為鎮流電 容器，將線圈稱為鎮流線圈。圖2係表示透過鎮流電容器 C1〜C4將放電燈i連接於變流器1〇之相關放電燈點燈裝 置之構成圖°同樣地’冑3係表示使用鎮流線圈作為鎮流 元件，透過鎮流線圈L將放電燈！連接於變流器1〇之相關 放電燈點燈裝置之構成例。

又，由於放電燈其長度愈長則點燈所需之電壓愈高， 因此變流器必須產生較高之電壓。其結果，必須使用耐壓 較馬之零件來構成變流器，而有變流器會變昂貴之問題。 為了解決此種問題，已開發右_ 有種如圖4所示之放電燈點 燈農置，其係使用可使用十 ▲ 使用耐壓較低之零件的變流器l〇a。 s亥放電燈點燈裝置，将於w Μ》μ i ”；構成變流器10a之電壓轉換電 路12a之變壓器Ta之-次镇 、 人繞組的中點設置中分接頭，以將 連接於、 與—二人繞組S2,並將中分接頭 逆接於接地（例如筐體箄）， v X ，）將—_人繞組s 1之一端（非接地端 子）連接於第1輪出媸辜^ 1 輸出端子、子，透過鎮流電容器Cl〜C4將第1 饰出知子連接於放電燈 -^ ,, ., AJi U之—端，將二次繞組S2之 鸲（非接地端子）連接於第2 C5〜C8將輸出端子，透過鎮流電容器 ^將第2輸出端子連接 成。 、放電燈1 a〜Id之另一端而構 該構成中， 流電堡V2輸出 之交流電壓V3 電髮V2係反相 繞組S1所輸出之交 變壓器Ta係將從

輸出端子’將從二次繞組S2所輸出 '出至第2輪出端子。交流電壓V3對交流 。根據該構成，變壓器Ta之二次繞組SU 200920183 只要產生變流器輸出電壓之一半的電壓即可，而可使用耐 壓較低之變壓器。此外，電壓轉換電路12a有時亦以輸出反 相電壓之2個變壓器構成。 用以使放電燈點燈之放電燈點燈裝置中，一般而士， 於放電燈與構裝放電燈之筐體等之間存在有寄生電容，漏 電流會通過該寄生電容而流動。當放電燈變長所施加之電 壓變高時，漏電流亦會增大，而無法忽視其影響。放電燈 之亮度主要係取決於流至放電燈之電流值。流至放電燈2 電流係原來之放電電流與流過寄生電容之電流的合計。 圖5(b)係表示圖4所示之放電燈點燈裝置之漏電流之 分布圖。圖5(b)中，描繪成與虛線所示之寄生電容平行的 箭頭’係表示流過各寄生電容之電流，而箭頭之長度係表 示所流過之電流的大小。放電燈動作上之接地電位（gnd電 位）係在放電燈之中心附近，漏電流之大小係在放電燈之中 心附近的兩側呈對稱。 圖6係表示流至放電燈之電流的狀態，圖6(a)係表示電 流流往一方向，圖6(b)係表示電流流往相反方向之情形。 從放電燈管面通過寄生電容流至GND電位之漏電流亦有助 於放電燈之亮度。圖6中箭頭之數量係模擬電流量，相較 於中心附近’在放電燈之兩端電流量較多，且在兩端相等。 因此，放電燈之亮度，如圖5(a)所示，雖在放電燈之兩端較 高而在中心附近較低，但亮度梯度較小。 如以上所述’圖4所示之相關放電燈點燈裝置，在放 電燈之兩端並無亮度差，且放電燈之中心附近與兩端間之 200920183 儿度梯度較小，由於實用上大多不會造成太大之問題，因 此一般被廣泛使用。 【發明内容】 然而，上述圖4所示之相關放電燈點燈裝置中，對1 支放電燈須有2個鎮流電容器。特別是在大型液晶電視等， 所使用之放電燈之數量亦多，例如在使用2〇支放電燈之液 晶電視中，則須有40個鎮流電容器。 現在，將串聯於圖4所示之放電燈點燈裝置之各放電 燈之2個電容器中< ! 4固予以除去，而考量具有圖7所示 之構成的放電燈點燈裝置。 若使二次繞組S1之租數N2與二次繞組S2之阻數N3 相同時，從二次繞組S丨所輸出之交流電壓V2之電壓值的 絕對值，係與從二次繞組S2所輸出之交流電壓V3之電壓 值的絕對值相等。此種情況下，放電燈ta〜id兩端對接地 之電位則會不同。由於在鎮流電容器C1〜C4會產生電壓 降，因此連接有鎮流電容器C1〜C4側之放電燈13〜1(1的 電極附近對接地之電位較低，而另一侧之電極附近之電位 則較高。 圖8(b)係表示圖7所示之放電燈點燈裝置之漏電流分 布圖。因放電燈之電極附近對接地之電位的差異，導致來 自未連接鎮流電容器C1〜C4i電極附近的漏電流量，多於 來自另一側之電極附近的漏電流量。圖9係表示流至圖7 所示之放電燈點燈裝置之放電燈之電流的狀態，圖9(a)係表 200920183 示電流流往一方向，圖9(b)係表示電流流往相反方向之情 形。由於放電燈兩端附近之電流值不同，因此如圖8所示， 在放電燈兩端之亮度亦不同。亦即，會於放電燈產生亮度 梯度。該亮度梯度係放電燈愈長則愈顯著。 圖7所示之放電燈點燈裝置中，雖會於放電燈產生亮 度梯度，但卻有可刪除鎮流電容器之好處。因此，圖7所 示之放電燈點燈裝置雖適合於可容許某種程度亮度梯度之 用途，但並不適合於液晶電視或照明裝置等人直接觀看之 系統或可直接觀看之系統的用途。 本發明之課題在於提供一種低成本之放電燈點燈裝 置，其可整體緩和因放電燈之亮度梯度所造成之亮度不均。 為了解決該課題，根據本發明之第1技術，放電燈點 燈裝置’其特徵在於，具備：變流器，係輸入直流電壓而 轉換成交流電壓，並從第1輸出端子及第2輸出端子輸出； 第1鎮流元件，係一端子連接於變流器之第丨輸出端子； 第1放電燈，係連接於第丨鎮流元件之另一端子與變流器 之第2輸出端子之間；帛2鎮流元件，係一端子連接於變 流器之第2輸出端以及第2放電燈，係連接於第2鎮 流元件之另一端子與變流器之第丨輸出端子之間。 之對 根據本發明之第2技術，進—步在該放電燈點燈裝置 中’該第1鎮流元件與帛i放電燈之對係複數個鎮流元件 與對應於其之複數個放電燈之對，該第2鎮流元件與第2 電燈之對係複數個鎮流元件與對應於其之複數個放電燈 200920183 康本Ίχ明之第3技術，係在第1技術、或第2技術 中，该第1鎮流元件及該第2鎮流元件係分別由電容器所 構成。 +根據本發明之第4技術，係在第1技術或第2技術中， ^八"IL元件及该第2鎮流元件係分別由線圈所構成。 【實施方式】 實施你丨1 以下’參照圖式詳細說明本發明之實施形態。 圖1 〇係表不本發明之實施例1之放電燈點燈裝置之構 成的圖。該放電燈點燈裝置，具備：直流電源Vin、變流器 1〇a、鎮流電容器CU, C21、及放電燈la，放電燈2a。該放 電燈點燈裝置之變流器1〇a之構成，係與圖7所示之放電燈 點燈裝置之構成相同。鎮流電$ @ C1】係對應於本發明之 第1鎮流元件’鎮流電容器C21係對應於本發明之第2鎮 机儿件，放電燈丨a係對應於本發明之第丨放電燈，而放電 燈2a係對應於本發明之第2放電燈。 放電燈la —端子，係透過鎮流電容器C11連接於變流 器l〇a之第1輸出端子，另一端子則連接於變流器之第 2輸出端子。又，放電燈2a 一端子，係連接於變流器 之第1輸出端子，另一端子則透過鎮流電容器C21連接於 變流器10a之第2輸出端子。 實施例1之放電燈點燈裝置中，如以圖7所示之放電 燈點燈裝置所說明，由於因來自放電燈la及放電燈2&兩端 10 200920183 之接地的電位不同，導致 兩鳊之漏電流量不同，因此在放 電燈la及放電燈23八&丨^： l 电履2a分別產生亮度梯度。 亦即’放電燈連捸於指*恭— ，、逆接於鎮流電容器cu(設在變流 ^之第山1輪出端子側)之端部會變暗，而連接於第2輪： 私子：舄部則變亮。反之，放電燈以其連接於鎮流電容器 C21(設在變流器1〇a第 乐輪出鈿子側）之端部會變暗，而 連接於變流器l〇a之第1輪屮 ^ 乐1翰出鳊子的端部則變亮。因此，可 缓和放電燈點燈裝置整辦古 堂骽之冗度不均勻，而使亮度不均變 得不顯著。 乂上說明，根據本發明之實施例〖之放電燈點燈裝 置，由於以放電燈1a之亮度梯度與放電燈2a之亮度梯度呈 相反之方式配置來補償亮度梯度，因此可緩和整體之亮度 不均勻，而使亮度不均變得不顯著。因此，由於可採用會 產生圖7所示之亮度梯度的電路方式，因此相較於在相關 之放電燈兩側配備鎮流電容器的放電燈點燈裝置，即可將 鎮流電容器之數量減半。 此外’實施例1之放電燈點燈裝置中，雖分別使用鎮 流電容器Cll, C21，作為第1鎮流元件及第2鎮流元件， 但如圖11所示’亦可以分別使用鎮流線圈L11，L21，來取 代鎮流電容器C11，C21之方式予以變形。在實施例1之變 形例之放電燈點燈裝置的情況下，亦可獲得與實施例1相 同之作用及效果。 實施例2 圖12係表示本發明之實施例2之放電燈點燈裝置之構 200920183 成圖。該放電燈點燈裝置係具備複數個實施例1之放電燈 點燈裝置之鎮流電容器Cl 1與放電燈la之對，並具備複數 個鎮流電容器C21與放電燈2a之對。 具體而言’放電燈la, lb，lc 一端子，係分別透過鎮流 電容器C11，C12，C13連接於變流器l〇a之第1輸出端子， 另一端子則連接於變流器10 a之第2輸出端子。 又，放電燈2a，2b，2c —端子，係連接於變流器i〇a之 第1輸出端子，另一端子則透過鎮流電容器C21, C22, C23 分別連接於變流器10a之第2輸出端子。 又，放電燈1 a, lb, lc，2a, 2b，2c，係以使相鄰之放電燈 的亮度梯度呈相反，換言之，使鎮流電容器所連接之電極 交互呈相反的方式設置。 根據實施例2之放電燈點燈裝置，由於以使相鄰之放 電燈之亮度梯度呈相反之方式來設置複數個放電燈，因此 可緩和整體之亮度不均勻’而使亮度不均變得不顯著。因 此’由於可採用會產生圖7所示之亮度梯度的電路方式， 因此相較於在相關之放電燈兩側配備鎮流電容器的放電燈 點燈裝置，即可將鎮流電容器之數量減半。 將實施例2之放電燈點燈裝置使用作為液晶電視用背 光、監測器用背光或照明用面板等時，如圖13所示，係以 相鄰之放電燈之亮度梯度呈相反之方式來排列複數個放電 燈，並將由擴散板等構成之面板21設置於其上，使放電燈 線狀光轉換成面狀而形成面光源。此時，即使複數個放 '、刀別/、有冗度梯度，但由於藉由面板2 1可將亮度平均 12 200920183 化’因此可獲得面上之亮度無不均之良好面光源。 根據此構成，由於可採用會產生圖7所示之亮度梯度 的電路方式，因此相較於在相關之放電燈兩側配備鎮流電 容器的放電燈點燈裝置，即可將鎮流電容器之數量減半。 在使用愈多放電燈之系統，此構成所產生之效果則愈大。 例如，在驅動20支放電燈之系統的情況下，可將本來須4〇 個之鎮流電容器刪減至20個。 此外’上述實施例2之放電燈點燈裝置中，雖針對使 用6個放電燈之情形作說明，但在本發明之放電燈點燈裝 置中’放電燈之數量只要是2個以上則為任意之數量。 (變形例1) 又，實施例2之放電燈點燈裝置中，放電燈la，比，k，2a, 2b，2c雖以相鄰之放電燈之亮度梯度呈相反之方式設置，但 如圖14所示，亦可變形成將產生相同亮度梯度之放電燈集 中設置。變形例1之放電燈點燈裝置亦可獲得與實施例2 之放電燈點燈裝置相同之作用及效果。 將變形例1之放電燈點燈裝置使用作為液晶電視用背 光、監測器用背光或照明用面板等時，如圖15所示，亦可 將複數個放電燈以產生相同亮度梯度之放電燈集中排列， 並將由擴散板等構成之面板21設置於其上，使放電燈之線 狀光轉換成面狀而形成面光源的方式構成。 (變形例2) 又，實施例2之放電燈點燈裝置中，雖使用鎮流電容 器C11〜Cl3及C21〜C23作為鎮流元件，但如圖16所示， 13 200920183 亦可變形成分別使用鎮流線圈L11〜L13及L21〜L23，以 取代鎮流電容器Cl 1〜C13及C21〜C23。 在變形例2之放電燈點燈裝置的情況下，亦可獲得與 上述實施例2相同之作用及效果。 (變形例3) 此外，實施例2之變形例1之放電燈點燈裝置中，雖 使用鎮流電容器C11〜C13及C21〜C23作為鎮流元件，但 如圖17所示’亦可變形成分別使用鎮流線圈l 11〜L13及 L21〜L23，以取代鎮流電容器ci 1〜C13及C21〜C23。 在變形3之放電燈點燈裝置的情況下，亦可獲得與實 施例2之變形例1相同之作用及效果。 此外’實施例1、實施例2中雖使用變流器1 〇a，但變 流器並不限於此，亦可使用例如變流器1 〇。 根據本發明之第1技術，由於第1放電燈一端子係透 過第1鎮流元件連接於變流器之第1輸出端子，另一端子 則連接於變流器之第2輸出端子，又，第2放電燈一端子 係連接於變流器之第1輸出端子，另一端子則透過第2鎮 流元件連接於變流器之第2輪出端子，因此第1放電燈之 亮度梯度與第2放電燈之亮度梯度係相反。其結果，即可 整體緩和因放電燈之亮度梯度所造成之亮度不均。又，由 於相較於放電燈兩側配備鎮流電容器的相關放電燈點燈裝 置，可將鎮流電容器之數量減半，因此可低成本構成放電 燈點燈裝置。 根據本發明之第2技術，由於分別具備複數個第丨鎮 14 200920183 流元件與第丨放電燈之對、及第2鎮流元件與第2放電燈 之對，因此可利用作為整體緩和因放電燈之亮度梯度所造 成之免度不均的面光源。 (美國指定） 有關於美國指定，本案係針對2007年8月27日提出 之曰本專利申請第2007- 220071號（2007年8月27曰申 請）’根據美國專利法第丨丨9條援用優先權之利益，並引 用其揭示内容。 【圖式簡單說明】 圖1係表示在相關之放電燈點燈裝置所使用之變流器 之構成圖。 圖2係表示使用相關之鎮流電容器之放電燈點燈裝置 之構成例圖。 ® 3係表示使用相關之鎮流線圈之放電燈點燈裝置之 構成例圖。 圖4係表示相關之其他放電燈點燈裝置之構成圖。 圖5 (a)，（b)係表示圖4所示之放電燈點燈裝置之漏電流 及亮度之分布圖。 圖6(a), (b)係表示圖4所示之放電燈點燈裝置中流至放 電燈之電流的狀態圖。 圖7係表不從圖4所示之相關之其他放電燈點燈裝置 刪除鎮流電容H之—部分之構成圖。 圖 8(a), (b)孫 | ^ ’、衣不圖7所示之放電燈點燈裝置之漏電流 15 200920183 及亮度之分布圖。 圖9(a)，（b)係表示圖7所示之放電燈點燈裝置中流至放 電燈之電流之狀態圖。 圖1 〇係表示本發明之實施例1之放電燈點燈裝置之構 成圖。 圖11係表示本發明之實施例1之放電燈點燈裝置之變 形例之構成圖。 圖12係表示本發明之實施例2之放電燈點燈裝置之構 成圖。 圖13係表示使用本發明之實施例2之放電燈點燈裝置 作為面光源時之構成圖。 圖14係表示本發明之實施例2之放電燈點燈裝置之第 1變形例之構成圖。 圖1 5係表示使用本發明之實施例2之第1變形例之放 電燈點燈裝置作為面光源時之構成圖。 圖1 6係表示本發明之實施例2之放電燈點燈裝置之第 2變形例之構成圖。 圖17係表示本發明之實施例2之放電燈點燈裝置之第 3變形例之構成圖。 【主要元件符號說明】 la’ 2a’ lb，2b，lc，2c 放電燈 10a 變流器 21 面板 16 200920183 鎮流電容器 鎮流線圈

Cll, C21，C12, C22, C13, C23 LI 1, L21, L12, L22, L13, L23 Vin 直流電源 17

Claims (1)

1. 200920183 十、申請專利範圍： 卜一種放電燈點燈裝置，其特徵在於，具備： 支、々丨L器，係輸入直流雷厭 ^ , 14壓而轉換成交流電壓，並從第1 輸出端子及第2輸出端子輪出； 端子第1鎮机7C件，係一端子連接於該變流器之第i輪出 ㈣第^電燈係連接於該第1鎮流元件之另—端子與 Μ變流器之第2輸出端子之間； 、 第2鎮流元件，将_ Α山·？Ur 保 &子連接於該變流器之第2輪出 知子；以及 第纟電燈，係連接於該第2鎮流元件之另-端子盘 该變流器之第1輸出端子之間。 、 如申明專利範圍第1項之放電燈點燈裝置，其中， ”机元件與第1放電燈之對係複數個鎮流元件與對 :於其之複數個放電燈之對，該第2鎮流元件與第2 對 糸複數個鎮流元件與對應於其之複數個放電燈之 ^ 如申請專利範圍第1項之放電燈點燈裝置，其中， ^第1鎮机7L件及該第2鎮流元件分別由電容器所構成。 如申晴專利範圍第2項之放電燈點燈裝置，其中， 古歹 1 名畜 /、机元件及該第2鎮流元件分別由電容器所構成。 5如申請專利範圍第1項之放電燈點燈裝置，其中， 言亥第 1 、流70件及該第2鎮流元件分別由線圈所構成。 6、如申請專利範圍第2項之放電燈點燈裝置，其中’ 18 200920183 該第1鎮流元件及該第2鎮流元件分別由線圈所構成。 十一、圖式= 如次頁。 /. 19