TW512376B - Switching device - Google Patents

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512376 A7 B7 五、發明説明（q ) 發明係有關於在一具有反極性之連續周期之電壓下用於 操作一高壓放電燈之開關裝置，包含： -用於連接一電源供應電源之輸入端， -用於連接所要操作之燈之輸出端， -一開關模式電源供應及用於控制該開關模式電源供應之 控制裝置， -用於形成一與橫跨於燈之電壓相一致之燈信號之裝置。 本發明亦有關於包含有一適合用以操作一高壓放電燈之 開關裝置之投影設置。 在首段所提及之開關裝置可由WO 00/36882 (D98 161)獲 知。該已知開關裝置包含藉由一微處理器能以針對具有反 極性之連續周期之供給電壓之每一周期調整流通該燈之電 流波形之方式控制施加至該燈之電力之裝置。依據對應於 橫跨該燈之電壓之該燈信號調整流經該燈之電流波形。在 此一方式中點亮燈之閃爍及不穩定能實質的相互抵消。該 已知開關裝置特別適合使用於來操作一諸如一投影電視接 收器之一投影系統之高壓放電燈上。 然而，該已知開關裝置之缺點在於有過於複雜以及例如 對於在一長時間該燈之非對稱操作所造成無法對燈之故障 提供保護。 本發明之一目的係提供一對該缺陷反制之對策。可藉由 在首段所提及之開關裝置來完成上述目的，該開關裝置之 特徵為按照本發明包含有用以偵測高壓放電燈之流通直流 電流或橫跨直流電壓之裝置。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂

按照發明之開關裝置之優 *歡迎之長時期之非對稱;:::= 燈之非對稱操作乃依據該燈在-時間長度上 有=有-直流電壓及/或直流電流之事實而定，其中 这時間長度具有至少兩個連續週期之反極性 燈信號來實施該高壓放雷 古，、取灯精由—

L 4《一流通直泥電流或兩端DC 私，、〜。此具有可減少開關裝置之複雜度之優點。 號置之有優點之具體實施例中，燈信 H、時間·連續之偵測有關及實施偵測之裝置包括 用來比較連續電壓偵測之比較裝置。在此_方式中 電壓偵測之間之-電壓差可有利的被建立起來。 1 較佳地，該開關裝置具有一整流器，以及在該開關模式 電源供應之輸出與整流器之間形成燈信號。此具有一重要 之優點，亦即亦可偵測出來整流器之不適當之功能。一般 ，整流器開關之-不正常切換所造成之整流器之不正常功 能乃為該燈之直流電流或直流電壓操之重要原因。藉由一 熱偵測來監視整流器正常功能之可能率是不切實際的，以 事實為考慮時’用於一高壓放電燈之一切換電路中之整流 器常包含4個切換元件，此乃是因為此一熱偵測至少需2個 ^但較佳的為4個）熱偵測電路，此將導致非常複雜之程 在該開關裝置之一具有優點之具體實施例中，該偵測裝 置適合使用來執行-演算’其中在每一電壓偵測之後，依 據建立之電壓差與平均電壓間之比較之結果保持一計數暫 -5- 本紙張尺㈣财_冢標準(CNS) Α4規格(21Qχ觀免 3 五、發明説明（ 存器，在超過計數之暫存器中之臨界 該開關模式電壓供應切換至一1 f，產生用以將一 驚訝地，發現到有關連續之控制信號。 連續周期之每一周期中實、A ^ ^、彳中，在相反極性之 門Π护罢始枝士 實她一電壓偵測是足夠的。結果， 開關裝置維持有相對的簡單。 σ 的較多雜訊時，則在開關裝 ：二《燈信號含有相對 遽波器之滤波電路則屬有利 一類比低通 例如用於將反極性連續周期之每一; 個電壓之平均之數位遽波技術。 個或多 較佳地，取自反極性之至少4連續周期中之_移 平均來形成平均電壓。此具有 ^ 參考值之該平均電壓㈣每㈤優用來做為一 燈間之特性上之: = = =有關。結果，個別 對該開關裝置可靠性之功能並無明顯 <影響。 試驗中已發現如果建立之電壓差超過平均電壓之消， 則此電壓差被用來做為該燈之一流通直流電流或一橫跨直 流電壓產生（衡量。在此種情況中，該計數暫存器每次增 加個數可用以監視該燈之流通直流電流或橫跨直流電壓 <頻率。較佳地，如果建立之電壓差等於或小於平均電壓 5 0%時’暫存器之數目減少一個。此一方式，在通過之電 流或橫跨於燈之電壓中，可以一簡單之可靠之方式大致地 免除意外變動之影響。 發明之這些或其他方面，可由說明及以下參考之具體實 施例將獲得了解。 -6 本紙張尺度適用中國國豕標準(CMS) A4規格(210X297公釐） 512376

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五、發明説明（4 圖式簡單說明： 圖1係顯示出按照發明之-開關裝置之圖解圖， 圖2係顯不出理論上操作之電壓之電壓圖， 圖3係顯不出在直流電流操作上一電壓圖， 圖4係顯TF使用按昭 1 ^ g 。 …圖1<開關裝置不出一演算之圖解 圖1係顯示出-為適合使用在一具有反極性 壓下作-鬲壓放電燈之開關裝置。其中K i，K2為用： 連接-電源供應源之輪人端，及L1，L2為用於連接欲被 操作之高壓放電燈LA之輸出端。I代表-開關模式電壓供 應，11代表一整流器及n J代表用於控制開關模式電力供 應及整流器之控制裝置。開關裝置尚包含用於形成一與橫 跨於該燈之電壓相-致之燈信號之裝置VD。帛關裝置亦 包含用於偵測該高壓放電燈一流通直流電流或一橫跨直流 電壓之裝置DCM。 用於形成該燈信號之裝置VD連接至一在該開關模式電 力供應與該整流器間之連接點L3上。結果，在該開關模 式電力供應之輸出上形成做為一電壓偵測之該燈信號。 按照以上所述之舉例之開關裝置之實用之具體實施例 中，此一開關裝置可適合使用來操作一由飛利浦製 UHP132W型之燈。整流器包含4個M〇SFET電晶體，其在 一規律之時週間隔中會成對導通及截止。在上述例子中， 整流器開關的切換產生在一固定頻率，例如9〇 Hz。替代 他，整流器之切換藉由一控制信號以便與一來自投影系統 之視頻信號成同步。開關模式電源供應為一具有切換元件 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 512376 A7 -------67 —_ 五、發明説明（c ) ' ' --^ 5 之降壓轉換器或步降轉換器，其中藉由來自該控制裝置之 一控制信號以高頻率方式使該切換元件導通及截止。在該 降壓轉換器或步降轉換器之前可有一升壓或步升轉換器。一連接 至點L3之電阻性電壓除法器形成裝置vd之部分，用以形成一 對應於橫跨該燈之電壓之燈信號。形成該燈信號以為該電 阻性電壓除法器之一分接頭上電壓之所述時序電壓偵測之 裝置VD之部分形成由飛利浦製型83747之可程式Ic 之部分。該可程式IC，如以下所述具有演算之功能，亦形 成用於偵測該放電燈之一流通直流電流或橫跨直流電壓之 裝置DCM。1C亦形成控制裝置in之部分。裝置DCM負 貴週期性地比較電壓偵測。 、 所使用之一計數暫存器I C中之R A Μ記憶體所構成在實 際範例中，開關模式電源供應一直至計數之暫存器值達到 7 5 0時被切換至一備用模式。在開關模式電力供應之備用 模式中，該控制裝置要確保開關模式電源供應之輸出電壓 低至無法維持該燈中之放電。 在圖2及圖3中，時間沿水平軸繪出及電壓沿垂直軸繪 出。在圖2所示之電壓圖中，vli顯示出如果非未產生燈 之非對稱操作時橫跨於該所連接之燈之電壓變動。在瞬時 tl，t2，t3，t4&t5，發生整流器之整流，使電壓能有反極 性之連續周期。因此，當在t 2與t 3間及14與t 5間之期間為 負極性之周期時，在t 1與t2間及t3與t4間之期間形成具有 一正極性之周期。由裝置VD之周期性之電壓偵測導致一 燈信號之形成，其中該燈信號具有一依S1之變動。 在圖3中，如果產生該燈之非對稱之操作時，vL2以一 -8 - 512376 A7 B7 五、發明説明（ ） 6 相似之方式形成橫跨於連接之燈之電壓變動，其中造成該 燈之一流通直泥電流或橫跨直流電壓。在此一情形，電壓 偵測之燈信號波形相當於S 2。 、 範例中所陳述之可程式〗C之演算係以圖解方式顯示於圖 4 °在燈被點燃及達成一安定發光後，以STArT表示之， 在瞬間t η操取電壓偵測，其結果以u 1 n表示。隨後，計算 出一自最後Uln至Ul(n-4)之4個結果之平均電壓U及計算出 ϋΐη與Ul(n-l)之間之電壓差。最後’比較裝置執行一比較 值CI，來決定在電壓Uv之差是否超過一平均電壓〇，例 如5 0 %之分數f。如果是，計數之暫存器τ值增加【。在下 一比較CII中，隨後決定計數之暫存器之内容是否已達到 一限制值G。如果是，開關模式電源供應被切換至一備用 模式S B Μ。如果不是，產生一後續之電壓偵測。如果比 較值CI顯示Uv較平均電壓ϋ之分數f為小或相等時，則計 數之暫存器T之内容被減1及繼續實施一後續之電壓偵 測。 八 於此處所說明之範例形成一投影系統（特別是一 L匚d才π· 影器）之部分。 & 圖式元件符號說明： I 開關模式電壓供應 II 整流器 III 控制開關 CI 比較值 CII 比較值 -9 -

512376 A7 B7 五、發明説明（7 ) DCM 直接電流偵測裝置 K 1 輸入端 K2 輸入端 L A 放電燈 L 1 輸出端 L2 輸出端 L3 連接點 S 1 燈信號 S2 燈信號 VD 形成一燈信號之裝置 VL 1 燈之電壓變動 VL2 燈之電壓變動 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. 512376 A8 B8 C8 -------D8 六、申請專利範圍 1· 一種用於在一具有相反極性連續周期之電壓下操作一高 壓放電燈之開關裝置，包含： 同 -用於連接一電源供應源之輸入端， -用於連接被操作之該燈之輸出端， --開關模式電源供應及料控制該開關模式電源供 之控制裝置， _形成一相應於橫跨該燈之電壓之燈信號之裝置。 其特徵在於該開關裝置包括偵測該高壓放電燈之一流通 直流電流或一橫跨直流電壓。 2.如申請專利範圍第i項之開關裝置，其特徵為該高壓放 電燈之一流通直流電流或—橫跨直流電壓之偵測係藉由 燈信號來產生。 3·如申請專利範圍第丨項之開關裝置，其特徵為該燈信號 之形成與時序之電壓偵測有關，及用於執行該偵測之裝 置包括用於比較連續電壓偵測之比較裝置。 4·如申請專利範圍第丨項之開關裝置，其特徵為該比較裝 置為適合於使用來在連續電壓偵測之間建立一電壓差。 5·如申請專利範圍第2項之開關裝置，其特徵為該開關裝 置八有正流器及該燈信號之形成係發生在開關模式電 力供應之輸出與該整流器之間。 6·如申請專利範圍第4項之開關裝置，其特徵為該偵測裝 置適口使用來實行一演算法則，其中在每一電壓偵測 後依據建互之電壓差與一平均之電壓間之一比值之一 結果為基礎保有一計數暫存器值及，在超過計數暫存器 -11 - 512376 A B c D 用於册開關模式電源供應切換至 六、申請專利範圍 < 一臨界值時，產生 一備用模式之控制信號 7·如申請專利範圍第1項之開關裝置，其特徵為該連續電 壓偵測係藉由在一相反極性之連續周期之每一周期中一 電壓彳貞測來產生。 8. 如申請專利範圍第7項之開關裝置，其特徵為該平均電 壓係自反極性之最後4個連續周期中之電壓偵測之移動 平均所形成。 9. 如申請專利範圍第6項之開關裝置，其特徵為如果建立 之電壓差超過平均電壓之50%時，計數暫存器值被増加 一個。 10. 如申請專利範圍第6項之開關裝置，其特徵為如果建立 足电壓差較平均電壓之5 0 %為相等或較小時，計數暫存 器值被減低一個。 11· 一種投影設備，其具有如申請專利範圍第i、2、3、 4 5、6、7、8、9或1 0項之開關装置，該開關裝置係 適合用以在一電壓上操作一高壓放電燈，其中該開關裝 置包括： 輸入端，用以連接一電源供應源； 輸出端，用以連接該所要操作之燈； 扑一開關模式電源供應及控制裝置，其用以控制該開關 模式電源供應； 用以形成一對應於橫跨該燈之電壓之燈信號之裝置， 其特徵在於該開關裝置包括用以相該高壓放電燈之一

   -12- 51237( 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍 流通直流電流或一橫跨直流電壓之裝置。 12. 如申請專利範圍第8項之開關裝置，其特徵為如果建立 之電壓差超過平均電壓之5 0 %時，計數暫存器值被增加 一個。 13. 如申請專利範圍第8項之開關裝置，其特徵為如果建立 之電壓差較平均電壓之5 0 %為相等或較小時，計數暫存 器值被減低一個。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)