TW474119B - Electronic ballast for a discharge-lamp with dielectric prevented discharge, operation method for said discharge-lamp as well as lighting system with said discharge-lamp - Google Patents

Electronic ballast for a discharge-lamp with dielectric prevented discharge, operation method for said discharge-lamp as well as lighting system with said discharge-lamp Download PDF

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TW474119B
TW474119B TW088114602A TW88114602A TW474119B TW 474119 B TW474119 B TW 474119B TW 088114602 A TW088114602 A TW 088114602A TW 88114602 A TW88114602 A TW 88114602A TW 474119 B TW474119 B TW 474119B
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discharge
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Klaus Wammes
Lothar Hitzschke
Frank Vollkommer
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Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474119 Α7 Β7 五、發明說明(f ) 本發明係關於一種放電燈具用之操作方法以及相對應 之電子式平穩器。此種操作方法及平穩器是和一種指定 之放電燈具型式有關,其中使用所謂介電阻障式放電來 產生光。爲了產生此種放電作用,則在至少一個放電電 極和此放電燈具之放電介質之間須存在一種介電層。此 處不詳細說明此種介電阻障式放電用之放電燈具之技 術,這可參考先前技墊。 在這领域中技術上發展目前主要是與上述之放電燈具 有關。一種例外是早期之有關一些操作方法之專利文 件,其是以脈波式之有效功率耦合至放電燈具中。此處 可參考W0 94/23442,其所揭示之內容在此作爲參考。 該文件中所述之操作方法是下述本發明所依據之基礎。 本發明所從事者是使上述先前技藝中所述之操作方式 轉換成電子技術上特別有利之操作方法,本發明亦涉及 相關之電子式平穩器。在此種操作方法和平穩器之硏究 發展過程中,通常在盡可能有利之整體考慮下力求滿足 各種不同之品質準則(c r i t e r i ο η )。首先,電子式平穩器應 盡可能有效率地來操作,以便與燈具之效率一起使照明 系統(其由放電燈具與平穩器所構成)達到一種良好之總 效率。 第二個觀點是有關電子式平穩器之由相對應之操作方 法所可達成之緊密而輕巧之構造方式,其亦適用於在狹 窄之空間比例或重量限制中所需之構成方式。這在介電 阻障式放電用之放電燈具中特別令人感興趣之應用領域 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----------------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7__ 五、發明說明(> ) 中扮演一種重要之角色。平面式螢幕或影印燈用之背景 照明系統是一種例子,本說明書仍將繼續對此進行討論。 最後,就大量製造所需之成本、壽命、故障之發生率 而言可達成一種經濟上之優點。 本發明所要達成之技術上之間題是:由W0 94/23442 中所述之技術原理開始,在使用一種電子式平穩器之情 況下提供一種特別有利之操作方法以及提供一種由此方 法所設計之照明系統和電子式平穩器。 依據本發明而設置一種放電燈具用之操作方法,在使 用電子式平穩器之情況下此種放電燈具在至少一個電極 和放電介質之間具有一種介電層,而此電子式平穩器包 括:一種供應功率用之主電路(或稱一次電路),一種包 含此放電燈具之副電路(或稱二次電路)以及一種使主電 路和副電路相連接之變壓器。在此種方法中,電壓脈波 由主電路經由變壓器而傳送至副電路中,此種電壓脈波 會在放電燈具L中造成一種外電壓UJ其可引起一種點 燃作用)且在放電燈具中造成一種內部之反極性。此種方 法之特徵是;藉由此處所用之電子式平穩器可使此種電 荷(其可在放電燈具上造成外電壓)由放電燈具中引出, 且以此種方式可使放電燈具由於仍保存之內部反極性而 造成一種反燃現象。 此外,本發明亦涉及一種照明系統,其具有一種放電 燈具及電子式平穩者,其是設計用於本發明之操作方法 〇 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
474119 A7 _B7_ 五、發明說明(々) 最後,本發明亦涉及一種適用於此操作方法之平穩器 的特殊構造形式,即,通量(flux)轉換器之形式。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 各種不同之申請專利範圍附屬項因此和本發明之較佳 構造有關。 依據本發明而設計一種操作方法以用於上述技藝之放 電燈具中,其中使用一種平穩器。平穩器是用於本發明 之此一目的中,其中較佳是一種電子式平穩器,其包括: 主電路,功率供應至此主電路(其方式在此不詳述);副 電路,燈具連接在副電路中。主電路和副電路經由一種 變壓器而耦合,功率可由主電路經由變壓器而耦合至副 電路中。 現在使電壓脈波經由一變壓器而耦合至副電路中,這 樣可在放電燈具中造成一種外部電壓。就本發明所依據 之原理而言,放電燈具本身之與此原理有關之特性是很 重要的。已證實的是;在此處所考慮之具有介電阻障式 放電作用之此種放電燈具會在放電燈具中造成一種反極 化現象以作爲對外部電壓之介電反應且是一種由於外部 電壓所造成之放電現象之結果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在達到上述之點燃電壓之後會在放電介質中形成一些 放電現象,就像其已在上述有關操作方法之參考文件中 所描述者一樣。電荷載體隨後移動至電極中之一之介電 層處且逐漸增加地聚積在介電層上。於是產生一種相對 於外部電場之內部反極化現象,此種反極化現象會增強 直至放電介質中不再存在總電場時爲止,使電流不會流 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 β 可 基效合明、、4 化燃是 燈燃性上 現此能著高 電 是 之擾整發上在極點而 電點特具角燃於不隨之 然 別 明干亦本成便反之, 放種燃燈之點生極·.大 Ϊ 特 發種此計造以之次壓 :一點在要則發電白較 件。這 本一因設 d 纟部二電 出生之或重,即··明有 物件,。則爲,來最 Μ 內第部。指產具度演時時白而上 性物容成,視中義是 Μ 種種外象須可燈斜扮成値明述線 姆之電達始象法意(ΚΙΜ此此自現見都:緣都形壓可下曲 生 燈 歐f 它來開現方種壓 W 使。來化起象充邊場地電即由壓 種 # 其質性化作此電 P 後象全極楚現補是電速之述外電 一^聯電特極操以部 U 之現完反淸化須別之快小下別在 由電串介之反在。外 q 象燃非之之極仍特中常較由可此 質W可之上之合中之 Μ 現點並部上反處。具非壓果亦因 介員質層際部整理上 Η 燃一次內明之此關燈壓而結,及 電a介多實內其原具 _ 點另每自說部見有或電壓驗升以 放、一電或種種將用燈 W 次成且來了 內起目線部電實上度 此双放層此此上作電㈣一造燃是爲或整數引外部種之升 0& 是 — 種 了之將能之放)5第中反份中壓完之之當外此場上 於# 此之具不功器,象成向爲部件電 了數用··種。電壓 。 變用上燈:在穩法現造方稱一文部爲參時示此上隨電 具改利極電是是平方化壓反處少份外但它壓表於具追之 燈間是電放想而屬作極電在此至此之。其電這由燈地峭 此時於由由構,所操反部象象次在上象與成。會電佳陡 經隨 藉 本應在之之外現現每 具現是形色象放較更 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 _B7_ 五、發明說明(,) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 頻傅立葉(Fourier)成份,則特別是可改良此介電質之高 頻導電性以及因此使此種實際上存在於放電介質中之電 場放大。 其它之時間參數(例如介於各有效功率脈波之間的所 謂停機時間)扮演一種角色。此種停機時間若選得越長, 則在停機時間結束之後所殘留之剩餘離子越少,因此重 新點燃所需之電壓越高。 在本文件之其它描述中上述之關係不會成爲問題,因 爲其與本發明之原理不直接相關。但吾人須認知:除了 點燃和反點燃特性所需之純電壓値和燈具參數外,操作 方法之時間參數亦扮演重要之角色。 就時間上之順序和以下所使用之符號而言須說明第一 次點燃和反點燃如下:此種操作方法除了放電燈具起始 時之外當然是針對連續式之放電操作,使得又有一種〃 朝點燃方向〃(因此是第一次點燃)跟隨在反點燃之後。 在描述本發明時,只考慮一種重覆此種過程之基本單 元,其中爲了簡單起見〃第一次〃點燃是參考上述之外 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 法 指作放是 方 是操之要 作 統之別主 操 系明各言 種 之發對而 此 處本針式 ; 此據式方 的 ,依方用 要 統是之作 必 系其當之 是 明,適慮 必 照者以考 未 種成須所 象 一構此明 現。述所因發 述的描器器本 下性地穩穩就 , 期對 平平, 外週相和。整 此是亦具計調 。 。一一一 Η 明燈設來容 壓而發電而具電 電體本放法燈慮 部整 由方電考 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明U ) 本發明之點燃現象所具有之主要優點如下:首先,某 種大小之不可避免之在反極化現象中所達成之能量至少 大部份是藉由反燃而轉換成發光現象,因此可改良整個 能量之使用情形。即,此種反極化現象須以適當之方式 來形成,使其中所儲存之能量可經由變壓器而回流至主 電路中,但這當然會使總損耗增加,因爲回到主電路中 之能量成份又必須經由變壓器和副電路而到達放電燈具 中,以便可被利用。 此外,由已改良之能量使用情況以及特別是和反極化 現象分解成一種能量回流至主電路中之形式此種情況比 較時,平穩器之電路在放電燈具所設定之功率時可設計 成較小。這只是單純地由於:藉助於本發明中一種針對 較小功率而設計之主電路,則可對放電燈具供應相同之 功率,即,這是由於副電路上已改良之能量使用情況以 及不須或只須很小地在副電路上使未〃消耗〃之這些能 量再回流至主電路等此二種情況所造成。在此種能量使 用情況已改良之情況下,副電路亦能針對較小之功率來 設計。 最後,已證實的是:放電燈具本身中放電物理所需之 反燃現象是有利的,其中可使各種不同之化學物(s p e c i e S ) 和電荷載體之局部性分佈均勻化。因此,本發明此種操 作方式(其具有第一點燃現象及隨後之反點燃現象)不能 以下述方式來解釋;由於電子技術上之原因,反燃現象 在某種程度上是可忍受的;而是須解釋成:由放電介質 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
474119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明說明(7 ) 之物理上之外觀以及電子技術上之觀點而言,本發明依 據上述之參考文件而成爲此處所述之脈波式操作方式的 一種特別有利之實現方式。 由發明者之觀要而言,了解下述情況對於了解本發明 之效果是很有幫助的,此種情況是:在本發明所考慮之 放電燈具中與金屬比較時會產生較小之電荷載體濃度 (典型上是小許多個數量級),使外部電場只有在走完較 大之路徑時才可藉由此種由反電場所移動之電荷載體來 補償。由於此種和近似即時可屏蔽之金屬比較時是非常 大之路徑,因此會產生時間上之延遲,由此可證實:在 此處所考慮之脈波式操作方式之典型的脈波頻率範圍中 可達成一種重大之效果。 在本發明中因此是在第一次點燃和反燃之間的此段時 間中使副電路將外部電壓由放電燈具中導出,這特別是 可藉由副電路之一種盡可能未減緩之振盪現象來達成, 這將在下文中再說明,但在本發明中亦可藉由進入主電 路側來達成,例如,藉由一種相位修正之推動作用或藉 由一種耦合至適當位置之脈波,其可促使本發明中之電 荷移動至副電路。這可參考同一申請人於同一申請日所 申請之文件”Elektronisches VorschaltgerSt fiir Entladungslampe mit dielektrisch behinderten Entladungen,,(DE 198 39 336.9)中所揭示之內容。 依據本發明之特殊觀點,放電燈具中之反點燃現象除 了可改良能量使用情況之外亦可用於其它功能中。此種 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ——----------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474119 A7 B7 五、發明說明(J ) 所謂其它功能是指平穩器中變壓器之去磁作用。 首先須說明:在上述結構之平穩器中,其包括主電路 及一種經由變壓器而連接至主電路之副電路,在以脈波 方式使有效功率耦合至副電路時,在該文件中所述之第 一次點燃之後通常會在變壓器中殘留某種程度之剩磁。 在先前技藝中使用作多各種不同之可能方式來去除此種 剩磁,因此在持續操作時不會由於經常又形成之剩磁使 變壓器被驅動而直接至磁飽和狀態中。例如可使用此種 與變壓器之主側並聯之由去磁線圏與二極體所構成之電 路。US 4739 285顯示一種較昂貴之解決方式。由先前技 藝所構成之傳統平穩器基本上在每一情況下都具有以某 種方式構成之去磁電路。 依據本發明,現在使此種外部電壓或此種形成此種外 部電壓用之電荷由放電燈具中導出以形成上述之反燃相 關連的是,變壓器中之剩磁至少一大部份會同時被去 除。因此,依據正確之電路構成方式,先前技藝之去磁 電路可完全不需要或只針對極少之剩磁來設計。但特別 是亦可不必對每一去磁電路進行操作(但不一定必須如 此),此時副電路側會由於反燃現象而大量地消耗變壓器 中與剩磁相對應之能量,且可能仍殘存之少量能量能以 適當方式經由變壓器本身而回流至主電路,這在以下仍 將再說明。 最後,可確定的是:在本發明中剩磁在反燃之後絕對 不必回到零。一般而言,副電路在反燃之後不需要完全 -1 〇 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
474119 A7 _B7_ 五、發明說明(9 ) 不具有能量。重要的只是須防止變壓器之飽和狀態。此 外,一種可能殘留在放電燈具上之電壓(在考慮所產生之 邊緣傾斜度時)當然不可到達上述之點燃電壓値。在此種 槪念下申請專利範圍各附屬項可解釋成:對變壓器之去 磁作用至少提供一種助益。 本發明中藉由放電燈具外部電壓之去除以及反燃而使 變壓器去磁時所具有之優點是:可完全不需要此種去磁 電路或可設計成較小。較佳情況是:本發明之平穩器不 具有特殊之去磁電路。此種電路因此不只有效率,而且簡 單且價廉物美。由於不需此種與傳統去磁電路有關之組 件,因此可達成一種可靠性。但本發明之主要優點是: 本發明之平穩器較傳統之平衡電路小很多且較輕。這可 應用在某些領域中,例如上述之影印燈或平面式螢幕背 景照明中,而大大地有利。 最後,若不存在上述之去磁電路,則藉由變壓器亦可 使主電路和副電路之間在電性上完全隔離,因爲去磁電 路可耦合此二個電路。由於安全上之原因此種隔離作用 是吾人所非常期望的。 ----------------------訂---------線—赢 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之, 體中 具式 之形 用路 法電 方之 作佳 操較 之種 述此 上在 般。 一 式 及方 涉作 亦操 明路 發電 本或 , 式 外形 此路 爲 視 霄 匕被 ^ \)/ 入後 輸之 在具 路燈 電電 副放 後 之 波 脈 壓 燈 於電 成放 形與 壓種 電此 部是 外於 在。 慢路 最電 :盪 振 一一311 種 燈電 電部 放外 由時 中象 盪現 振燃 磁反 電至 種直 一 關 在有 荷象 電現 之化 關極 有反 壓與 電此 部因 外且 之出 中排 具具 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7_ 五、發明說明(P ) 壓在足夠大之範圍中下降時爲止。此種振盪未必是一種 完全自由之振盪,但對此種具體之電路形式重要的是: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可以不必由外部來”觸發”此種反燃現象。 特別是一種通量(flux)轉換器適合用作平穩器,其中主 電路輸入此電壓脈波以便在經由變壓器之主電路電流和 副電路中所感應之電流之間形成直接之耦合。在通量轉 換器中在副電路中產生電壓時變壓器主電路中亦有相對 應之電流流動。放電燈具上之外部電壓之形成會有充電 時間上之延遲。 較佳情況是,在電壓脈波產生之後以及放電燈具點燃 之後此種副電路須隔離成一種振盪電路,因此特別是不 會大大地被變壓器之主電路中之其它感應電流所衰減。 可在主電路設置一種開關,其在適當之時間可中斷此變 壓器之電流,因此使副電路隔離成一種振盪電路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主電路中之此種開關是用來控制此種流經變壓器主電 路之電流,這是依據開關元件之槪念針對本發明之方法作 調整來進行控制,因此已有一種平穩器(其上未連接此種 放電燈具)所具有之特徵是本發明通量轉換器之主電路 中之開關元件。本發明並不是在其它傳統之電路構造中 只藉由適當地選取相對應之電性參數値而將傳統之平穩 器與相對應之放電燈具相組合。反之,其是表現在本發 明之開關元件中,g卩,表現在此種配置在主電路中之開 關中,其具有一種以本發明之方法爲特徵之控制元件。 ”在通量轉換器-平穩器中在足夠短之時間中電荷足夠 -1 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(d ) 完全地由放電燈具中流出是否可能”是與所要達成之振 盪頻率有關。本發明中此種頻率較佳是在100 KHz之範圍 中,因此可使電荷足夠快地流出。頻率至少是2 0 0 KHz 或3 0 0 Κ Η z時是特別有利的。 當然在本發明中不可確定:在上述脈波式操作方式之 基本方法中如何評估此種介於”點燃”和”反點燃”之間的 時間長短。這表示基本上有二種可替代之可能性。在其 中一種情況中此二個相關之脈波被視爲相同之有效功率 耦合,此二脈波依據本方法而相隔極短之時間間隔(其作 爲停機時間)。振盪頻率較上述之値還大。 但另一方面亦可使副電路很慢地振盪,這特別是在很 大之燈具電容(因此主要是在較大之燈具)時是重要的。 介於第一次點燃和反燃之間的時段稱爲停機時間,因此 典型上是在5微秒至1毫秒之範圍中。但時間上之延遲 是需要足夠大的,放電燈具中之內部反極化現象是外部 電壓去除之後再經過此段時間延遲之後才發生。 副電路之特徵頻率最大是33ΚΗζ,較佳是15ΚΗζ或 1 OKHz。 . 就上述可能性(即,經由變壓器本身使能量由副電路回 送至主電路)而言,重要的是在第一次點燃之後促使或禁 止主電路之電流流經變壓器。若此種電流允許在開關導 通狀態時流過,則這在與副電路之反振盪現象及電荷由 放電燈具流出等有關之情況下會造成一種與主電路之電 感性耦合現象,因此會造成能量之反饋。 -1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------------------訂---------線#· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474119 A7 _B7五、發明說明(^ ) 但明 ,發 的本 礙在 妨但 有 C 會少 不減 是 會 上中 理路 原電 在副 ^目在 而量 明能 發之 本用 對燃 饋反 反供 量可 能種 此 盡之 量器 能壓 之變 中經 路流 電使 副 , 在光 留生 殘産 使以 後象 之現 燃燃 占 占 1:·· 次反 一 成 第換 在轉 是地 佳多 較能 中可 由 量 bb ,旨 〇 斷 中 〇 刻少 立減 後或 之制 燃抑 點被 次可 一 此 第因 在路 是電 佳主 較至 流饋 電反 路路 電電 主 副 利一 有有 常具 非源 實能 證種 已此 ^一一口 率 而功 成能 構供 體路 具電 之主 上對 術源 技能 之種 器一 穩由 平 : 就是 的 大平 重由 個份 二成 有擾 具干 此頻 因古冋 ,了 容低 電降 億地 記大 為大 作中 以器 容電 電在 式是 層 一 多其 瓷 。 陶點 種 優 具内 容之 電小 式很 層有 多具 瓷器 陶容 種電 \uEfc ί 種 。此 中 , 源外 電此 主 〇 電果 供效 至波 散濾 雜通 向低 反謂 器所 穩有 供解 之電 當之 適用 成使 形所 中常 路通 電較 主命 器壽 壓之 變器 在容 地電 一p-umii 逹 種 快此 。 許 ,多 允外很 此此大 因。器 ,流容 阻電電 電電式 經燈 。 流電擇 種放選 此此之 制作佳 控操較 及及種 以器一 關 穩 是 開平中 之式明 中子發 路電本 電値在 主整動 由動驅 藉驅之 可來路 ,流電 述電主 所之種 上路此 D 置 女 霄 ο 主具 ---------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 亦件 式元 方關 動 開 驅之 的中 它路 其電 之副 具由 燈 ί錯 電是 放如 和例 器這 穩 , 平中 ♦, 圍 是範 的之 m? 月 説發 須本 但在 有 具 組 繞 次 二 之 器 壓 變 是 式 方 成 構 之 佳 較 它 其 〇 明 成發 達本 來 路 電 副 頭 中接 UL Β. 止 咅 取外 選之 中組 丨繞 次 二 此 Ρ,在 ( β 路位 電電 次考 二參 由之 0 地 中接 其非 ,為 頭作 接頭 間接 中間 燈副 電在 放 : 至是 電要 供主 而這 壓 〇 電性 之容 負相 或磁 正電 為進 位改 電及 考以 參性 此全 對安 t rill- 種ii 此改 由可 藉即 上具 釐 公 97 2 X 10 X2 /*v 格 規 A4 S)A N (c 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 474119 A7 B7 五、發明說明(4 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 會此去 脈是總。中有此陰相 具一極 用別 電 來 上。被 壓不否變其具。別質 燈另電 利特例放 式 本壓份 電此是改,常的區介 電至有 性可,使 方 基電部 中因壓號作通同可電 放換所 特此題或 性 言之一 路明電符操壓相言放 中變中 電因問, 極 而上有 電發部種來電是而與 其波其 放。之題 雙 性具而 副本外一式部常構便 ,脈, 之性成問 種 射燈緣 入。之行方外通結以 法壓具。中稱造 ^ 一 輻電邊 輸壓序進作之此極層 方電燈層具對所la以 磁放之 而電順而操生因電電 作個電電燈種性??1:慮 電於向 器部間式之產向之介 操一放介種一特之。考 及加反 壓外時方性所方具有 性由些有此示電成題,15 以施於 變種依種極波流燈具 極地一此是顯放造問言-1 性是由 由一種某單脈電電極 雙替用因點然之所積而 險都號 經成此以以壓時放陽 用交使上優仍稱質累法 危乎信 路造上或是電^就有 採號須其之時對電荷方 之幾擾 電上具號佳於 ^ : 只 可符然,法理非介電作 壓上干 主具燈符較由 ί 是中 亦之當極方原於至間操 電實之 由燈電之下中。點其 面壓。陽作燃由移空之 高事射 止電放同況具號優, 方電波作操反止漂之明 就種發 爲放:相情燈符之極 一部脈用性之防子化發 中一所 前在定有多電之法陽。另外壓合極明地離劣本 路生,。目會決具許放同方和離但之電適單發效,率就 電產外除 波在是在在相種極隔 上個都 本有如效 ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 產常。其一繞以經特 繞二交容記中電反憶電用楚 示 中通單,之主中流種 主此。電一向憶。記個使淸 揭 路這簡 }中個路種一 個,電憶另方記的個一可很 所 電。還組路二電此及 二的充記在自個要二於則是 處 副變術繞電此主動關。此利來個用各二需由應,言 此 在改技次主,在驅開一就有源一則出此不地對器而 。 種向子、一就即個別脈之則是電中號取和是替別容家 述 此方電稱此。二分時中,器流其符別可處交分電專 詳 中之之 ί 因一用可之向源容交在種分組此關器憶之 來 器流用組,之使關定方電電由用一可繞在開容記業 例 壓電所繞一中可開特流流憶地是另中主組之電至行 施 _ 變之時主之向如些種電交記替號之器個繞當憶電此 實16 意中變個中方例這一個在個交符中容二主適記供對 之· 注路改二向個這,,二用二式種期電之個由一源節 體 須電向有方二,成此於使用方一週憶中一藉每電細 具 處主方具流此流達因應器使之之半記器有可中流其 據 此之流可電用電來。對穩言期中之個壓但組其交, 依 , 用電是個使加關流別平而週期流二變,繞,由路 將 的所之別二只施開電分之向半週電此述置主電了電 下 佳波中特於言被之之組明方以半流由上設之供爲流 以 較脈路器應而地動組繞發流器之交。,時一來。整 明 是壓電壓對流替驅繞主本電容流而中流同唯器向之 發 作電副變別電交脈別之若之電電中體電器,容方當。本 操生較 分種組時各定 組個流器憶之容之電流適的 (资先閱氣背面之注意事項寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(β ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 單 化理序 序 電電 流具電來而外 簡 極原 時時放 之電燈放圖器 L 式 反 本 器 器 經 應 之 電。2 穩 具 圖 。之 基穩穩 流 對 具 放計第平 燈 。 路部 之-¥-¥中 相 燈 。設據和 電 圍 電內 器 器 器 式 圖 電 圖來依統。放 範 。效及 穩 換 換 方 1 放 路式將系的了 之 圖等壓-¥轉 轉 作。第 經 電方下明性除 明 路之電 器 量 量 操線與 流 之電以照定其 發 電具部 換 通 通 明曲之 中 用放路——決, 本 之燈外 轉 之 之 發量統 統 統式電法有中 是 統電之。量 明 明 本測系 系 系障效方具 S 亦 系放中解通 發 發 之之明 明。明阻等作不路 合 明之具圖之 本 本 不壓照 照線照電之操是電 組 照中燈之明 作 作 圖電一 之曲之介有之造副 之之圖電用發 操 操。6 部另 圖量明以具明構在 式明 1 放所本。上 上線 5,外明 8 測發是所發之接 方發第釋係釋1際。際曲第及發 第之本其上本 L 連 它本是解關解圖實線實量與以本 在壓示,理解具 L 其: 的 單 曲 測 流 電顯示原 了燈具 或下圖圖圖間圖簡圖量圖一圖電圖 圖部圖表在就電燈 徵如 123 之 4 之 5 測 6 另 7 之 8 。 9 外 ILL 〇 放電 特明第第第象第用第之第之第具第圖第及第以具述,放 之說 現所 用用燈 路以是燈描一一一一口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(4 ) 另含有此變壓器T之副繞組W2 路 具 電燈 主電 於放 立或 If器 W 壓 組變 繞此 主應 之供 T 來 器 Q 壓器 變應 供 率 功 由 是 其 中 率 功 之 用 彐系 開 之 速 快 一一5一 種 是 。 其制 , 控 中 其 支受 分或!二 外^件 之 此 1 元 W 制 控 組至 繞接 主連 和其 Q , 源ET 率SF 功 ο 於Μ 位率 是功 種 器路 容電 電聯 憶串 記之 成 構 4本 Τ 基 關, 開電 和充 1 所 W源 組率 繞功 主由 3 β 由 C 一一彐一一 種 b 於 聯 並 器 容 電 憶 β 記 開 據 依 可 且 Q 源 率 功1» 此W 於組 屬繞 上主 關 是 器 容 電 \1a11 種 此 至 壓 電 。 加器 施容 而電 態式 狀層 之多 瓷 陶 1 主 W經 組流 繞使 主, 經性 流特 種組 一 繞 生之 產 T 式器 方壓 統變 傳此 以計 中設 器須 換中 轉其 量 ’ 通流 在電 之 W 組 繞上 應 感 中關 V2開 W 若 組。 繞。 副 在 流 電 之 壓 電 燃 點 \1Η11 種 具導 燈所 電SE 放件 在元 接制 直控 匕 止由 因β S 路 電 副 在 存 保 式 形 磁 剩 之 Τ 器 壓 變 以 少 至 量 匕匕 則 , ο 通中 消組 來繞 路三 電第 磁之 去 T 之器 統壓T 傳變關 用由開 使是和 ’如 述例 所路 ^三口 電 導除 之去 中 ,_ 書磁組 明剩繞 說之此 本述與 如上及 除以 (請先閱讀背面之注意事項再_寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 W 組 繞 主 與 其 8 ptr 聯 串 之 成 構 所 則 路 電 磁 去。 種磁 此剩 由之 藉 T 。 器 成壓 構變 所此 體除 極去 二可 之時 接閉 連關 巨 2 丰 T 聯關 並開 路在 在壓述 存電下 間高以 之之可 S 在點 路存優 電上之 副路上 和電全 P 副安 路就它 電這 主。 在象 知現 得離 接隔 直性上 可電性 圖之全 1 全安 第完在 由種 ^三口 一 而 其 ο 利 有 爲 極 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(7 有 即 亘(( 2性 W動 組浮 繞之 副S : 路 成電 達副 式作 方用 中 --一巨1 種 地 接 非 三位 第電 卩考 S參 間} 頭 接 其 放 在 若 負 或L 正具 之燈 來電 而放 2 於 W加 組施 繞壓 副電 由應 加感 施之 上部 組全 極有 電會 各然 之仍 L 則 具 ’ 燈波 電脈 最 生 產 只 ^三口 而 位 。 電壓 頭電 接之 間關 中有 於全 對安 相與 中爲 路成 電而 副半 在一 然之 隹 匿 S 屢 , 電 上大 相 磁 電 進 改 地 大 大 可 亦。 ^三口 8 5 而 8 8 射 4 3 輻7 之19 路 E 電 D 副考 就參 術可 技這 述。 上性 容 述之 描 L 被具 式燈 方電 施放 實慮 之考 統細 系詳 明來 照 圖 之 3 示第 所和 圖 2 1 第 第據 之依 明先 發首 本, 在前 以 放時 至之 加流 施電 種路 一 電 生主 產器 T 壓 器變 壓與 變是 中壓 程電 過此 燃, 點壓 之電 述之 上上 在 L 。 具 性燈 特電 變 與 \15一 種 此 使 Τ , 彐杳 統開 系在 明分 照微 種流 此電 計之 設用 須作 此同 因共 。 比 比數 正匝 成之 分 Τ 微器 間壓
後 之 BMU 點 便 以 壓 電 β. 咅 外 之 大 夠 足 一一彐一 1 種 1 生 產 上 L 〇 具具 燈燈 電電 放放 在此 可燃 電是 中佳 其較 , 中 象係 現關 電種 放此 生在 產。 會層 中電 質介 介之 電上 放極 之電 L 至 具動 燈移 電會 ux fia 在載 荷 (請先閱讀背面之注意事項再網寫本頁) · i線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 移子 可離 步於 一 對 進相 是種 極此 電定動 中決移 間獨已 空單子 體可電 氣上當 其際。 在實 , 此 具因 燈且 電體 放載放 體荷之 氣電時 慮之出 考動發 性 特 態 動 電 電 介 之 上 極 陽 至 屏 外 地 此 大 中 强 路 WS 能 之 且 示 上 所 面 中 表。圖 之場 1 質電第 電之在 介生: 在產出 堵所指 子壓須 電電中 些部係 這外關 , 由種 時種此 上此在 層蔽 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 _B7_._ 五、發明說明(以) 部電壓通常有相同之極性,只要放電燈具L中之一個陽 極已確定時。如上所述、,但這並未將本發明限制於單極 性操作方法中;反之,在本發明之範圍中亦包括雙極性 操作方法和照明系統,其中外部電壓之極性會交替地變 化,各電極因此交替地操作成陽極和陰極。這仍將依據 第8和第9圖來詳述。 爲了再談及剛才所述之由外部電壓所產生之電場之 屏蔽作用,則須涉及此種由放電燈具L之各種不同之參 數(壓力以及放電大氣之組成份,電極之幾何形狀,放電 體積之大小…)所決定之時間延遲。屏蔽作用可使放電燈 具L中之放電現象減弱,雖然外部電壓較所需之點燃電 壓還大。 上述現象是第3圖中最簡單之圖解所可辨認者。該圖 之橫軸爲時間t而縱軸爲電壓U。實線是外部電壓U ,而 虛線是由外部電壓U ^和內部之反極化現象重疊所造成之 內部電壓U i,其即爲實際上充滿於放電介質之電場。 依據目前之情況,外部電壓由點a開始向負値快速地 上升,而內部電壓U ί由a開始逐漸與外部電壓U z遠離。在由 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至 b 種偏 之之在 部。 內離 過 此 極 b 反點 U漸 壓逐 電於 部由 外且 由向 U 反 壓會 電分 部微 。內間 漿使時 電此之 燃因壓 點,電 π 象部 .口現內 程化時 成 形 可 前 之 燃 點 漿 電 在 在 至 纟 直 U 小壓 變電 壓部 電外 部在 內中 使子 而例 象此 現在 化 。 極止 反爲 部時部 內値內 之 G 此 加sir 增達之 向 反 已 •Ϊ U 壓 電
時 占 i C 値 大 最 達 到 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五、發明說明) 爲了旻淸楚起見,外部電壓U ^之最大値表示成過份地 寬度。因此應可說明:在燈具中並無電場存在且不能維 持放電現象,而外部電壓U J乃具有很大之値,可能是最 大値。 在第2圖之等效電路中表示:放電燈具L由一種與時 間有關之歐姆電阻R (t)所具有之消耗元件特性(其可使 放電現象減弱)轉換成電容器之純電容性特性。這在第2 圖中可藉由模型式之開關之切換過程來預設,其在某 種程度上是由放電燈具L之點燃邏輯Z ^來控制。第2圖 中另二個電容器C1和C3是由極之電容以及介電層(其至 少施加於陽極)之電容。介電層可存在於陽極或陰極。 在未點燃之狀態中或已不再點燃時,放電燈具因此是 一種由各電容器所形成之串聯電路。 本發明之重點是:須決定此種由放電燈具L和平穩器 所構成之總系統(此處稱爲照明系統),使此種就內部反 極化現象之反應而言所產生之時間常數可用於所想要之 反燃現象中。由第3圖右半部可知:由於外部電壓U ^下 降,則隨後非直接減小之內部反極化現象會在相反方向 (即,第3圖中往正電壓之方向)中形成一種上升至較點 燃電壓極限値還大之位準處之內部電壓U ί。這顯示在點 d和e之間的內部電壓U ί之虛線的上升部份中。 在外部電壓U I下降之後,內部電壓(在此情況下外部電 壓U ^非常小)使內部反極化現象由點e又下降至點f。外 部電壓U ^非常小之點未必與內部電壓U /之最大値同時 -2 1 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
.- -線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(/) (請先閱讀背面之注意事項再^^本頁) 發生。重要的只是:外部電壓u t須快速地下降,且內部 之反極化現象須較慢地反應,使點燃電壓在相反方向中 可被另一標記所超過。 在第2圖所示之放電燈具L之等效電路中,第3圖中 由d至f之時間曲線表示此開關T ^又被點燃邏輯電路 所接通,但此處此種與時間有關之電阻R ( t )具有一種負 値。 第4圖就如第1圖中所示之照明系統一樣,外部電壓 U£依據本發明而下降。圖中之上部區域是顯示第1圖之 開關T e中之控制電壓ϋ 5ί,因此是控制元件S E之輸出信 號U ,其中此U 之高位準對應於開關T e之關閉狀態。 由於開關T e關閉,則通量轉換器在副繞組W 2中產生 一種感應電壓且因此在放電燈具L上產生外部電壓U ^。 這可大大地使第4圖之中間曲線上升至負値。同時下部 曲線中所示之燈具電流I I類似於第3圖中之內部電壓U i 而在負方向中上升。燈具電流h在時間點t 1之後的負尖 峰即爲第一點燃點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據本發明,開關T e藉由控制元件S E而在燈具電壓 U ^之最大負値之區域中或如第4圖所示在時間點t 2被接 通。於是流經變壓器T之主繞組W 1之主電路中之電流 被中斷而使副電路S被隔離。副電路S現在工作成振盪 電路,這是由變壓器T之副繞組W 2之電感以及一種總 電容(由第2圖中所示之放電燈具L之電容C1,C2和C3 以及副繞組W2之電容所構成)所組成。 -2 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(W ) 第4圖中燈具電壓U ^之在時間點t 2之後的曲線是放電 燈具L之與外部電壓ϋ ^電容性耦合之電荷(藉由副繞組 W 2)之一種與副電路S之自由振盪相對應之回流現象。外 部電壓U ^之下降對應於第3圖中之右半部。於是藉由放 電燈具L中殘留之內部反極化現象而產生一種內部電壓 U /,其會在反方向中造成此放電燈具L之反燃現象。這 顯示在第4圖燈具電流I ^之正尖峰(第二個尖峰)中。須 注意,雖然是一種單極性外部有效功率,但會自動造成 一種基本上是雙極性之有效功率而轉移至放電燈具中。 在反燃之後第4圖中所示之曲線藉由控制元件S Ε重新 接通此開關Τ 0而重新開始。本發明因此較佳是針對下述 情況:直到重新接通此開關T〆即,重新”第一次點燃”) 所經過之時間即爲此處所考慮之脈波式操作方式之停機 請 先- 閱 讀 背- 面 之 注 意 事 項 再
頁 訂 第 於 介 \1gl 一 種 此 地 對 相 合 親 率 功 之效 中有 圖之 4 同 第相 。 爲 短視 地可 。 能 ^三口 間可而 時盡式 應方 間作 時操 的式 間波 之脈 燃就 反波 和脈 燃燃 占占 黑黒 次個一二 η 上 中 Οί 圖 Τ 6 關 5 開 第此 由示 顯 其 中.( 其U , 壓 的電 要部 外 較之 是具 看燈 來, 線 曲 量 測 之 際 實 U 壓 電 制 控 之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 相 反 者. 中 W 圖 5流 4,電 3 之 第中 與路 是電 中主 圖之 6 器 第壓 在變 第 及以.位 IL單 流間 電時 具之 燈中 , 圖 是 圍 範 有 所 之 示 顯 所 秒 微 2 是 \-y 離 距 的 間 之 線 點 即 秒 微 - 盪 第振 在ο 中ve 其(0 , 過 理之 原減 本衰 基已 之種 中一 圖中 5 圍 第範 知的 得間 而之 圖燃 4 反 第和 由燃 可點 次 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7_五、發明說明(〆) 重疊於燈具之外部電壓U ^以及燈具電流h上。此種效應 是寄生性的,會不良地干擾本發明之原理,以處不再詳 述。 在反燃和下一個第一次點燃之間的停機時間中此燈具電 壓不是固定地位於零値,而會顯示一種殘留在副電路S 中之能量之輕微的殘留餘振盪現象,其頻率相對較小。 此種頻率因此在反燃範圍中與燈具外部電壓U ^之反振盪 頻率不同,因爲第2圖中此種(模型式)隨時間而變化之 電阻R (t)在停機時間之範圍中實際上是無限的,或此開 關T z在此段時間中是完全導通的(〇 n )。相對地此放電燈 具L在反燃範圍中具有一種導通相位。此外,其電容C2(t) 是會改變的。 燈具電流h和內部電壓U ί在時間曲線上之類似性顯 示:流經燈具之電流是由內部電壓或實際上充滿於內部 之電場所驅動。除了放電電阻之時間變化性以及放電本 身之點燃和熄減之在這些圖中未解決之過程之外,內部 電壓和燈具電流因此是直接有關係的。 在第6圖中在主繞組電流I 中在開關T e之接通相位 (即,電壓U 之高位準相位)之起始區域中除了”觸發”此 種第一次點燃所用之主脈波之外亦可辨認一種在相反側 之較小之第二脈波,此種效應是由於第一次點燃之後能 量回流至開關Τ 2之關閉狀態之殘留的時間相位中所造 成,即,由副電路鎭S經由變壓器Τ而傳送至主電路Ρ 中。此種能量回流即爲一種由放電燈具L所流出之電荷 -2 4 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 丹填合 --線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明說明(W ) 所造成之反感應現象,就像由信號U ^之已可辨認之下降 所看到者一樣。在主繞組之電流I ^達最大値之後其時間 微分反向,使主繞組W 1上之感應電壓改變極性。 此種效應基本上不會干擾本發明,但較佳是不應太明 顯。第6圖基本上只是爲了更易理解而繪出。 燈具外部電壓U ^之反振盪即爲已隔離之副電路S之自 由由振盪,但會被反燃現象大大地衰減。由反燃現象所 造成之衰減會使此種由於反振盪而傳送至變壓器T (依據 變壓器T之磁化槪念)之能量大大地衰減。此種效應即爲 本發明中藉由反燃現象所達成之變壓器T之去磁作用。 藉由此種消散(d i s s i p a t i v e )過程,則第一次點燃時某些不 可避免之儲存在放電燈具L之副電路S中之電容性能量 (包括變壓器之剩磁能量)會大大地減少,這樣就不需其 它之去磁電路。 第7圖是另一個與第5和第6圖不同之例子,其是本 發明之燈具外部電壓U 1和燈具電流h之可能的時間曲線 圖。爲了能夠顯示此種操作方法之數個週期,則在第7 圖之點線之間所選取之時間間距是5 /is e c (微秒)。第7圖 中之例子顯示了二個主要之特點。其中之一是可辨認此 電壓U ^之尖峰之非常平滑之結構。這表示:開關T e非常 接近此放電燈具外部電壓U ,之最大負値時會導通(on), 即,第4,5,6圖中在電壓曲線中較寬之肩部在反振盪 時會較狹窄地下降。原則上此開關T e甚至在到達U ^可能 之最大負値之前即已導通(on)。 -2 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) . -線· 474119 A7 B7 五、發明說明(4) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 燈具電流11中之第一次點燃和反燃之尖峰値較緊密地 相鄰且藉由較小電流之不可辨認之範圍而互相隔開。此 例子因此顯示:在本發明中雖然在原理上點燃和反點燃 互相隔離但在實際上此有效功率之耦合可非常接近一起 進行,因此就脈波式有效功率耦合而言可產生一種相同 之有效功率脈波。 另一特點是此二個顯示在第7圖中之曲線之極類似正 弦波之基本振盪會有下降現象,此二個曲線之相移(p h a s e shift)相差ττ/2。因此,其與第5圖中所示之副電路S之 殘餘振盪相比時是一種在副電路S中廣泛之無效功率式 殘餘振盪,其中殘餘之能量(其由於反燃而允許”可剩餘”) 是在放電燈具L(作爲電容器)和副繞組W2(作爲電感)之 間振盪。第7圖應解釋成:只要此燈具之外部電壓之與 殘餘振盪有關之振幅或邊緣斜度不會在原來之停機時間 中造成不期望之點燃,則此種殘餘之振盪(雖然其是不利 的)是不會干擾本發明之基本原理的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第8圖是類似於第1圖之電路圖,但其是設計成可用 在雙極性操作方法中。極性交替變化之外部電壓脈波施 加至放電燈具L。變壓器T具有二個主繞組,其在第8 圖中是以相反之繞組方向來表示。每一主繞組在電性上 是與所屬之開關電晶體Te串聯,每一電晶體丁^都具有特 定之控制元件S E。此二個控制元件當然可視爲一種相同 控制元件之二種功能。在符號上只須使此二個主繞組不 同時被驅動而是交替地被驅動即可。藉由此二個主繞組 -2 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 ____Β7___ 五、發明說明(/ ) 之間繞組方向之不同,則變壓器Τ可在主繞組驅動時在 副電路S中分別產生相反極性之電壓脈波。此外,其功 能完全與先前之實施例(第1圖)相同。總之,在第1圖 之電路中,此種模組是由主繞組W 1,開關Τ 2以及控制 元件S Ε所構成,其中相反符號是由繞組方向來表示。 第9圖是燈具外部電壓U ^和燈具電流1^之實際上之測 量曲線,其在性質上非常類似第7圖之曲線。但燈具外 部電壓之點燃脈波,點燃和反燃時之燈具電流脈波都是 可辨認的,其是一種雙極性之操作方法。與第7圖之燈 具電流曲線不同的是此處之反燃脈波所具有之振幅較點 燃脈波者還大。但這基本上和雙極性操作方法無關。 本發明以所示之方式利用此種放電燈具L(其具有介電 阻障式電極)之特殊性質,以便利用一種特別簡易之電子 式平穩器(其具有優越之操作特性)。重要的是藉由控制 元件S E來控制此開關T e所顯示之特殊之切換特性。此 請 先 閱 讀 背 © 之 注 意 事 項 再 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特之發 及而 一可 換法本 積, 於言 切方有 體少 裝而 之作設 之較 安幕 數操種 有目。可螢 參了一 具數η其式 各除及 所件β,面 之此以 器組Ρ 積平 具因統 穩爲£#體就 燈明系 平因霄種這 及發明 之是ΐ一 。 値本照 明這在成中27 之。之 發,fj®造構 2 上的整。本多別中結 術要調器,很 m 構殼 技重已穩外小^率結外 子很之平之者U功在之 電是應之單藝之會盒 對亦對件簡技小造柴 地整相元構前較構火 當調及制結先成之於 適行涉控了較計小似 , 進亦之除亦設較類 外性外明量· 且 種 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(4) 提供一種極大之優點,其中此處所考慮之放電燈具是用 作背景照明系統。此種平面式螢幕之主要優點是其構造 較傳統之電子式輻射管者還小,但這亦只剩下較小之體 積可安裝一種背景照明系統。典型之能以非常平坦之方 式構成之此種平面式輻射器(其具有介電阻障式放電作 用)因此能非常有利地與本發明之平穩器一起使用。 除了可用作平面式螢幕中之照明系統以外,此處再舉 另一個例子。這可參考DE19718395.6,其所揭示之有關 此種結構之內容包括此處所述影印燈之特性及其應用可 能性。該文件中所述之影印燈利用以下之具體資料在本 發明之照明系統中通過試驗。在棒式影印燈(其長度是 30cm、外直徑是8mm、管壁是0.6mm)中此種介電阻障式 放電所需之電擊寬度是6.5mm。介電位障大約170μιη厚 且由玻璃焊劑所組成,T i Ο 2及發光物質沈積在玻璃焊劑 上,就像沈積在其餘之壁面上一樣。在開口區域中可省 下此種Ti02。在塡入160托(Torr)之氙(Xe)時利用本發明 之單極性電子式平穩器此燈具可產生1 1 W之平均功率, 電子式平穩器包括以下各組件:使用3個1 0 之陶瓷多 層式電容器以作爲此種以1 2 V直流電壓供電之源Q之記 憶電器Ce。開關Te是一種RFP70N80型式之電晶體。變 壓器是一種雙重式EFD15,N87,其具有四室式繞組體且 繞組此爲1 : 7 0。以上述方式則二次側是以中間接頭來操 作,這爲了簡單起見未顯示在第1圖中。其形成一種很 輕且緊密之電子式平穩器,其大小類似於火柴盒之體 -2 8 - (請先閱讀背面之注意事項再本頁)
訂: --線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 474119 A7 B7 五、發明說明(y) 積,就副電路之輻射及反向發散至主電源而言此種大小 之體積都顯示了一種非常良好之電磁相容性。 在此處所考慮之影印燈中其主要之優點是:電子式平 穩器在影印時可與影印燈本身用之保持元件一起操作, 因此可直接安裝在影印燈旁。由於導線長度大大地降低 且因此可使導線不能移動,則就安全性,持續性以及電 子式平穩器和影印燈之間的高壓導線之可靠性而言是大 大地有利的。因此亦可降低導線之電容,於是電子式平 穩器在與影印燈本身之較小電容組合時即可產生一種很 好之脈波形式。 由於不需安裝一種移動式高壓導,因此許多傳統上所 需之組件亦可省略,因此在製作一種影印機時可大大地 低安裝上之費用。 類似之優點亦適用於此種線性輻射器在其它方面之應 用,例如在傳真機、掃瞄機等等中之文件照明用。 本發明其它主要之應用領域是在平面式輻射器(其具 有介電阻障式放電作用)之供電領域中。此處可參考較早 之申請文件”Flachleuchtstofflampe fiir die Hintergrundb-eleuchtung und Flussigkristallanzeige-Vorichtung mit dieser Flachleuchtstofflampe”,其 Action No.是 197 11 890.9(1997年3月21日)。此文件所揭示之內容在此作 爲參考用。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先· 閱 讀 背· 面 之 注 意 事 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474119 A7 B7 五、發明說明(J ) 符號說明 L… 放 電 燈 具 T… 變 壓 器 W 1 … 主 繞 組 W2 … 副 繞 組 P… 主 電 路 S… 副 電 路 Q… 電 源 T L L, … 開 關
Ce…記憶電容器 U厂··外部電壓 u r··內部電壓 C1C2C3…電容 Z L···點燃邏輯電路 SE···控制元件 1 I··燈具電流 I W1···主繞組電流 21先閱tf.背面之注意事項寫本頁) · -線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 474119 補充 六、申請專利範圍 第88114602號「具有介電阻障式放電之放電燈具用之電子 式平穩器,此放電燈具用之操作方法以及具有此放電燈具 之照明系統」專利案 (90年11月修正) Λ申請專利範圍: 1 . 一種放電燈具(L )用之操作方法,此放電燈具(L )在至少 一個電極和放電介質之間具有一層介電層且使用一種平 穩器,平穩器包括:一供應功率之主電路(Ρ ),一含有此 放電燈具(L )之副電路(S )以及一種連接主電路(Ρ )和副 電路(S )所用之變壓器Τ, 瓚請委員萌示.年月 曰所提之 修正本有無變更實質内容是否准予修正。 在本方法中電壓脈波曲主電路(Ρ )經由變壓器(Τ )而輸 入至副電路(S )中,此種電壓脈波會在放電燈具(L )上造 成一種外部電壓(UL)(其可引起一種點燃現象)且在放電 燈具(L )中造成一種內部反極化現象,本方法之特徵爲: 藉由平穩器可將此種在放電燈具(L)上造成外部電壓 (UL)之電荷由放電燈具.(L)中排出且以此種方式可使放 電燈具(L)藉由殘留之內部反極化現象而形成一種反燃 現象。 2 .如申請專利範圍第1項之操作方法,其中藉由反燃現象 可使電子式平穩器之變壓器(T )去磁。 3 .如申請專利範圍第1或第2項之操作方法,其中副電路 (S )在電壓脈波輸入之後會發生振盪現象,電荷藉此振盪 現象可再由放電燈具(L)中排出,直至反極化現象造成反 474119 六、申請專利範圍 燃現象爲止。 4 ·如申請專利範圍第3項之操作方法,其中電壓脈波依據 通量轉換器原理而由主電路(P )輸入至副電路(S )。 5 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中副電路(S )在點 燃之後藉由外部電壓(UL )而隔離成振盪電路。 6 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中副電路(S )之振 盪頻率須夠大,使點燃現象是由外部電壓(Ul )所造成且 反燃現象可造成脈波式有效功率耦合方法所用之相同之 有效功率脈波。 7 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中副電路(S )之振 盪頻率須夠小,使由外部電壓(Ul )所造成之點燃以及反 燃之間的時段可作爲脈波式有效功率耦合方法中之停機 時間。 8 .如申請專利範圍第4項之操作方法,其中在由外部電壓 (UL )造成點燃之後流經變壓器(T )之主電路電流(I w!)須 及早中斷,使能量基本上不會由副電路(S )反饋至主電路 (P)中。 9 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中主電路(p )是由 電源(Q )來供應功率,電源(Q )具有一種陶瓷多層式電容 器(Cq)以作爲記憶電容器。 1 0 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中電子式平穩器 是由主電路(P )中之開關(TQ )所驅動。 1 1 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中在副電路(s )中 474119 六、申請專利範圍 使用變壓器(τ)之中間接頭作爲參考電位。 1 2 ·如申請專利範圍第4項之操作方法,其中須設計此種平 穩器,以谭在放電燈具(L )上施加外部電壓(UL ),此種外 部電壓(UL )由一個脈波至另一個脈波交替地變換符號。 1 3 ·如申請專利範圍第J2項之操作方法,其中變壓器(T )中 之主電路電流(I w!)之方向由一個脈波至另一個脈波交 替地變換。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之操作方法,其中變壓器具有二 個主電路繞組(W1 ),其分別對應於二個電流方向中之一 〇 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之操作方法,其中主電路具有二 個開關(TQ),其分別使電流流經二個主繞組(W1 )中之一 〇 1 6 .如申請專利範圍第1 3項之操作方法,其中主電路是由交 流電源所供電,此種交流電源以半周期方式交替地對二 個記憶電容器充電,每一記憶電容器分別對應於二個電 流方向中之一。 1 7 . —種具有放電燈具(L )之照明系統,此放電燈具(L )在至 少一個電極和放電介質之間具有介電層;此照明系統亦 具有一種平穩器,此種平穩器包含:一個供應功率用之 主電路(P ); —個副電路(S ),放電燈具(L )連接於副電路 (S )中;一個變壓器(T ),其將主電路(P )與副電路(S )相 連接, 474119 六、申請專利範圍 此種平穩器須設計成使電壓脈波由主電路(p)經由變 壓器(T )而輸入至副電路(S ),且此平穩器須與放電燈具 (L )共同作用,使電壓脈波在放電燈具(L )上造成一種外 部電壓(UL )(其可產生一種點燃現象)且在放電燈具(L ) 中造成一種內部反極化現象,其特徵爲: 須設計此種照明系統,使此種在放電燈具(L )上造成外 部電壓(UL )之電荷由放電燈具(L )中排出,且放電燈具(L ) 中之反燃現象藉助於此種殘留在放電燈具(L)中之內部 反極化現象而產生。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項之照明系統,其中藉由反燃而使 平穩器中之變壓器去磁。 1 9 .如申請專利範圍第1 7或第1 8項之照明系統,其中副電 路(S)之特徵頻率最高是ΙΟΟΚΗζ。 20 .如申請專利範圍第1 7或第1 8項之照明系統,其中副電 路(S)之特徵頻率最少是33KHz。 2 1 · —種放電燈具(L )用之平穩器,此種放電燈具在至少一個 電極和放電介質之間具有一種介電層,而平穩器則包含 :一個供應功率用之主電路(P ),一個放電燈具(L )用之 副電路(S )以及一個變壓器(T ),變壓器使主電路(P )與副 電路(S )互相連接; 平穩器是一種通量轉換器,其使電壓脈波由主電路(p) 經由變壓器(T)而輸入至副電路(s )中,以便在放電燈具 (L )上產生一種外部電壓(u )(其可產生一種點燃現象)以 474119 六、申請專利範圍 及產生一種內部反極化現象,其特徵爲: 此種平穩器在主電路(P )中具有一種開關元件(TQ , SE ) ,其設計成在點燃之後使流經變壓器(T)之主電路電流 (I W!)中斷以便使副電路(S )隔離而允許副電路(S )中振 盪現象,使此種在放電燈具(L )上造成外部電壓(UL)之電 荷被排出且藉由放電燈具(L)中之內部反極化現象而造 成一種反燃現象。 22.如申請專利範圍第21項之平穩器,其中主電路(P)是由 電源(Q)供應功率,電源(Q)具有一種陶瓷多層式電容器 (C Q )以作爲記憶電容器。 23 ·如申請專利範圍第2 1或第22項之平穩器,其中變壓器 (T )在副電路側具有一種中間接頭。 2 4 ·如申請專利範圍第2 1項之平穩器,其係依申請專利範圍 第2,6或7項中之方法所設計。 2 5 ·如申請專利範圍第1 7項之照明系統,其具有申請專利範 圍第21至24項中任一項之平穩器。
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