A7 A7 10 15 經 濟 部 丨智 :慧 ;財 產 :局 員 工 消 費 合 作 社 印 t 20 五、發明說明（1 ) 本發明係提供一種高壓放電燈控制裝置，特別是指一 種經由回饋調控啟動電壓，降低起始操作電壓、有效延長 燈泡使用壽命，並可高溫啟動者。 按’如第一圖所示之高亮度照明燈泡1具有一燈泡殼 5體10，殼體丨〇内所形成之容置空間12中充入金屬氧化物、 金屬鹵化物、氣體水銀、或鈉元素等，藉由在燈泡之兩電 極Π間施加高啟動電壓’將燈泡1中充入之物質離子化， 從而造成放電發光之光源。基於此類高壓放電燈之電子軌 域躍遷特性，使得釋放之光子頻率恰多在可見光範圍，紅 外光或紫外光範圍之輻射比率遠低於習用之白熾燈、曰光 燈。依照目前之技術水準，已可將此等燈泡作為手電筒、 照明燈、投影機等之光源’用途極為廣泛，以其優異的能 源轉換效率’勢將成為世界環保潮流下之新寵。 但由於施加於兩電極11間之數萬伏特高壓會激化金屬 電極中之分子而使其游離，且充入物質之離子態亦可能腐 钱電極之構成分子’因此電極在每次使用時漸遭侵蝕，隨 電極間距日漸增大’電極間之電容降低，在施加於兩端電 極間之啟動電壓固定條件下，所能積聚於電極上之電荷減 少、所形成之電場強度隨之下降，當間距擴大超過一臨限 值後，燈泡使用壽命終結。 衡諸目前所使用之高壓放電燈，供電迴路僅提供單一 啟動電壓’若欲藉由提高啟動電壓之方式延長使用壽命， 反而將因每次啟動時所激化之分子隨之增多，導致每次開 關動作之電極損耗同步提高，加速電極損耗，仍無法有效 第4頁 ΐΜϋ準（CNS)A4 規 --------------Μ.--------^---------線------------------- I i^p —J tit u n n If c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 448702 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（2 ) 延長使用壽命。 此外，由於剛關燈時，燈泡内仍處於高溫狀態，充入. 物質在此高溫下，仍有部分處於離子化狀態，此時之離子 濃度較低，不僅無法順利導通兩電極而發光，反將因異性 5相吸而充斥在已帶電之電極附近，造成反向電場、阻撓後 續之離子化與放電發光；是以，在甫關燈時，必需施加更 高之電壓方能重新啟動高壓放電燈，同樣地，受到習用高 壓放電燈啟動電壓固定之限制，對此問題亦無法解決。 有鑑於習知之高壓放電燈啟動電壓固定而造成使用之 10無效率、並且無法在而溫狀態下重新啟動，本發明人累積 多年經驗，積極研究，終有本發明『高壓放電燈控制裝置』 之產生。 本發明之目的係提供一種高壓放電燈之控制裝置，降 低啟動電壓之起始值，減少無謂損耗’有效延長高壓放電 15 燈之使用壽命。 本發明之另一目的係提供一種高壓放電燈控制裝置， 以使高溫啟動成為可能。 本發明之再一目的係提供一種高壓放電燈控制裝置， 便於使用者預知燈泡壽命將屆，從而可預作準備者。 20 本發明之主要特徵係將高壓放電燈之啟動電壓經由回 饋控制’使其自較低之起始值逐漸隨電極損耗或餘溫而升 高’確保啟動電壓恰符合啟動所需，不致過度損耗電極； 並因此可在燈泡之壽命將屆時預先提供指示β 爰是’為達到上述之目的，本發明之高壓放電燈控制 第5頁 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 裝--------訂---------線 <諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 "" ---i__________ 五、發明說明（3 ) 裝置，係用以控制一高壓放電燈燈泡之的啟動電壓者，該 控制裝置包括’ 一可調電壓源，用以供應該燈泡之啟動電 壓，一檢流襞置，用以感測流經該燈泡之電流量；以及一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 處理裝置，用以依照該檢流裝置量得之該電流量，調控該 5可調電壓源之輸出電壓者。 有關本發明為達上述㈣、特徵所採用的技術手段及 其功效，茲例舉較佳實施例並配合圖式說明如下： 第一圖係習用高壓放電燈之結構示意圖； 第二圖係本發明較佳實施例之電路方塊圖； 10 第三圖係本發明較佳實施例之運作流程圖； 第四圖係本發明較佳實施例之可調電壓電路示意圖： 第五A圖係電容器組在低電容值時，跨電容器組之電 壓隨時間變化示意圖； 第五B圖係電容器組在低電容值時，次級線圈輸出電 15 壓隨時間變化示意圖； 第六A圖係電容器組在高電容值時，跨電容器组之電 壓隨時間變化示意圖；以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第六B圖係電容器組在高電容值時，次級線圈輸出電 壓隨時間變化示意圖； 20 圖號元件對照表： 1、3...高壓放電燈泡 4…控制裝置 10…燈泡殼體 11…電極 12…容置空間 20、22、24 ' 25、26 ' 28...步驟 40…可調電壓源 42…檢流裝置 第6頁 木纸張尺度適用中國國家標準（C!sjS)A4规格（210 x四7公t ) 448 70 2 A7 五、發明說明（4 ) 44··.處理裝置 401…次級線圈 403…可變電容器 407、408…開關 5 10 15 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 20 400…初級線圈 402.·.高壓崩溃元件 404、405、406...電容器 409...電阻器 為說明起見’如第二圖所示’本發明之高壓放電燈控 制裝置4，係用以控制一高壓放電燈燈泡3之的啟動電壓 者’其中，控制裝置4包括用以供應該燈泡啟動電壓之一 可調電壓源40 ;用以感測流經該燈泡3電流量之一檢流裝 置42 ;以及用以依照該檢流裝置42量得之電流量，調控該 可調電壓源40輸出電壓之一處理裝置44。 如第三圖所示’在本實施例中，可調電壓源4〇包括具 有一初級線圈400及一次級線圈401之一感應線圈組、一高 壓崩潰元件（在此以雙向開關SiDAC為例）402及一組可變 電容器403。其中該初級線圈4〇〇及次級線圈401具有預設 之阻數比，藉以提高被感應出之電壓。為說明起見，該組 可變電容器403係以三個相互並聯之電容器404、405、406 為例，且各該電容器均以其一端接地，而電容器4〇5、406 之接地側更分別串接有一開關407、408。電容器404、405、 406之另一端則依序串接該初級線圈4〇0及高壓崩潰元件 402 ’在該等電容器404、405、406與高壓崩溃元件402間， 連接至一直流電源（圖未示）之輸出端，在本實施例中，該 直流電源係由圊式中次級線圈4〇 1下端經電阻器409輸入初 級線圈側。次級線圈401之輸出電壓則被輸入該高壓放電 燈燈泡3作為啟動電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公:¾ ) C請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁)
Μ--------t---------^ I A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印贺 五、發明說明（5 ) 如第四圖所示，在啟動步驟20時，開關407、408均處 於預設之開路狀態，電容器404受到直流電壓源之輸入， 不斷積聚電荷，跨電容器404兩端之電壓如第五A圖所示 逐步升高’直到累積之電壓達到高壓崩潰元件402之崩潰 5 電壓（本例中係250伏特），此時電容器404上積聚之電荷瞬 間釋放、流經初級線圈400及高壓崩潰元件402形成一暫態 電流’跨電容器404兩端之電壓迅速下降：流經初級線圈400 中之電流進一步感應次級線圈40 1，造成次級線圈401如第 五B圖所示之短暫脈衝輸出，並被輸至高壓放電燈3作為 啟動電壓。由於次級線圈401側被感應之輸出電壓高低亦 非一蹴可幾’而是在一短暫時間内逐漸上升，此時，藉由 設定電容器404之電容值’使初級線圈側之rc常數較小， 電容器404上之累積電荷將於一短時間内迅速釋放，次級 線圈401上之感應電壓尚未達依照線圈匝數比應有之理論 值（亦即最高啟動電壓值），流經初級線圈4〇〇之電流已告 終止，造成啟動電壓被顯著降低。 至步驟22，以檢流裝置42檢測是否有明顯之電流流經 高壓放電燈3,藉此確認高壓放電燈3是否已導通，若已導 通，則％結束此點燈流程；反之，表示上述啟動電壓不夠 高、無法造成高壓放電燈3之導通放電發光，則進入步驟 24，以處理裝置44查驗是否電壓已達到預設上限，當電壓 已經達到預設上限時，代表燈泡3之使用壽命將屆，於是 在步驟26預先提醒使用者及早更換，以免臨時張惶失措。 此預π上限可為依照初級線圈400與次級線圈〗匝數比所 第S頁 10 15 20 大297公釐） I I — — — —— — — · ---I 1 訂.1 — I I I I I I (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 448702 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 ____B7__ 五、發明說明（6 ) 得到感應輸出電壓之理論值，或該理論值之一預定比例， 例如90%。 另方面，若在步驟24時發現啟動電壓猶未達到預設上 限，則可由處理器44選擇控制開關407、408導通，逐步將 5 電容器405、406並聯進入，藉以增高整組可變電容器組403 之電容值，從而延長初級線圈400側電路之RC常數，此時 將如第六A圖所示，電容器組403之充、放電時間增長， 次級線圈401所被感應出之脈衝輸出電壓值隨之增高，亦 即提高高壓放電燈3之啟動電壓。 10 综上所述’本發明之『高壓放電燈控制裝置』，確能 藉上揭方法’顯著降低高壓放電燈所需之起始啟動電壓， 有效減少電極之侵蝕、延長燈泡之使用壽命。此外，即便 在剛關閉之高溫狀態，亦可藉由本發明揭露之技術，增高 啟動電壓，達成習周技術所不能之高溫啟動功效，藉此， 15 高壓放電燈可被應用於諸如車輛之方向燈、煞車燈等閃光 燈源’明顯擴展高壓放電燈之應用領域。加以，經由量測 啟動電壓是否已至預警電壓值，可在燈泡報銷前及時提醒 使用者’更增高壓放電燈在應用上之便利，充分達到預期 目的與功效’且申請前未見於刊物亦未公開使用，符合發 20 明專利之新穎、進步等要件。 惟，上揭圖式及說明’僅為供瞭解本發明之實施例而 已’並非為限定本發明之實施；凡熟悉該項技藝人仕，依 本發明特徵範疇所作之其他等效變化或修飾，皆應涵蓋在 以下本案之申請專利範圍内。 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ挪公楚） II —--1 裝 - ------訂---------線、 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)