TW526681B - An electronic ballast - Google Patents

Description

五、發明說明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明係基於申請專利範圍第1項前文之電子鎭流器爲 基礎提出的。 相關技術說明 電子鎭流器理論上含有交流（AC)電壓產生器，這種AC 電壓產生器會提供震盪頻率實質上高於主電壓頻率的交流 (AC)電壓。透過適合的機制，該電子鎭流器必須起動已附 著其上的放電燈並使之進行操作。吾人能夠將具有電極燈 絲之放電燈的起動作業分割成預熱及點火作業。對預熱作 業而言，電流會流經各電極燈絲並將它們帶到允許發生後 續點火作業而只會在各電極燈絲上留下輕微損壞的溫度。 一旦點燃了該放電燈，則開始進行該放電燈的作業。在這 種狀態中，係經由各電極燈絲端子供應用於氣體放電燈的 電流。然後將流入某一電極燈絲端子的電流分成會流入該 氣體放電燈的部分電流以及會再次從相同電極燈絲的另一 端子流出的部分電流。未流入該氣體放電燈的部分電流會 依與該氣體放電燈相關的方式造成該電極燈絲的額外加熱 作用，因爲這個理由而稱這種電流爲輔助加熱電流。於具 有易碎電極燈絲的放電燈中，這種輔助加熱電流必須是很 低的以便達成極長的使用壽命。因此權宜之計是令各電極 燈絲於作業期間基本上承載有該放電燈的電流。較之用於 氣體放電燈的電流，該輔助加熱電流應該是很小的。 526681 五、發明說明（2) 先期技術 歐洲專利第EP0748 1 46(Krummel)號文件提出一種用於預 熱作業的加熱變壓器。該AC電壓產生器會將該預熱電流饋 入到其基礎線圏內。使每一個電極燈絲附著於該加熱變壓 器的二階線圈上。吾人能夠使用開關以中斷該加熱變壓器 之基礎線圈內的電流流動。這使吾人能夠於作業期間防止 任何輔助加熱電流出現流動，以致各電極燈絲基本上都承 載有該放電燈的電流。不過，這種解決方案需要一開關且 需要一用於發動該開關的系統。 發明之扼要說明 本發明的目的是提供一種如申請專利範圍第1項之電子 鎭流器，藉此吾人不再需要用於打開及關閉預熱作業的開 關，且因此成本比上述解決方案更低廉。 在具有如申請專利範圍第1項特性之電子鎭流器的例子 裡，這種目的係藉由申請專利範圍第1項之特徵部分而達 成的。特別有利的是其結構係給定如申請專利範圍的各附 屬項目。 根據本發明，該電子鎭流器含有一頻率選擇裝置，而只 在該電子鎭流器的震盪頻率落在由該頻率選擇裝置定出的 窄小頻率帶之內時容許對各電極燈絲施行預熱作業。較佳 的是該頻率選擇裝置係由含有電感L及電容器C之調頻電 路形成的。該電子鎭流器可能進行預熱作業的震盪頻率係 由該調頻電路的共振頻率給定如下： /res=l/(27T V(LC)) 526681 五、發明說明（3) 當然，該震盪頻率並不需要恰好吻合這個頻率。取代的 是，只要該電子鎭流器之預熱用震盪頻率落在該共振頻率 附近的窄小頻率帶之內就足夠了。實際上，吾人發現落在 該共振頻率附近的+/-10%頻率帶之內就足夠了。 根據本發明，該調頻電路的指示器可能係由該加熱變壓 器內基礎線圈之指示器形成的。也就是說，構成該加熱變 壓器之基礎線圈的指示器，會連同依串聯方式連接的串聯 共振電容器以及依並聯方式連接的並聯共振電容器一起形 成該調頻電路。理論上，吾人也可以將該調頻電路形成於 該加熱變壓器之二階線圈上。由於其阻抗較低的緣故’不 過這會產生構成高元件負載的高共振電流。 爲了形成足夠高的基礎電感，可以選擇具有鬆散耦合作 用的加熱變壓器。 由於該電子鎭流器的AC電壓產生器經常會傳遞出方波電 壓，故吾人也能夠藉由諧波激發該調頻電路。由於根據本 發明無意於燈管作業期間見到任何輔助電流的流動，該電 子鎭流器不必在共振頻率上以諧波激發該調頻電路。吾人 意圖以「操作頻率」一詞指稱該電子鎭流器於燈管作業期 間運作的震盪頻率。由於方波震盪只具有奇數諧波，故根 據本發明該調頻電路的建造方式是使其共振頻率落在或接 近該操作頻率的兩倍。若該調頻電路的共振頻率/res是落 在該操作頻率兩倍的+/-20%容忍度之內，則吾人仍舊可以 達成該發明槪念。 圖式簡單說明

526681 五、發明說明（4) 以下將參照數個解釋用實施例對本發明作詳盡的解釋。 第1圖係用以顯示一種根據本發明附有燈管以及並聯共 振電容器的電子鎭流器。 第2圖係用以顯示另一種根據本發明具有並聯共振電容 器的解釋用實施例。 第3圖係用以顯示另一種根據本發明具有並聯共振電容 器的解釋用實施例。 第4圖係用以顯示另一種根據本發明具有串聯共振電容 器的解釋用實施例。 較佳實施例的詳細說明 以下係將電容器表爲C，將電感器表爲L並將變壓器線 圈表爲T，且於各例中跟隨有一數目。 第1圖代表的是一種附有放電燈LP的電子鎭流器。該 AC電壓產生器G會在輸出端A上送出相對於接地電位Μ 的AC電壓。該AC電壓的頻率實質上是高於其主頻率。 在該輸出端A與接地電位Μ之間存在有由耦合電容器C11 、燈管反應器L11及點火電容器C12構成的串聯電路，該 點火電容器C12的某一端子係連結於該接地電位Μ上。使 用C11以移除由該AC電壓產生器G所供應之AC電壓上 所存在的直流（DC)成份。使用L11以便使該放電燈LP符合 該AC電壓產生器G。基本上係使用C11以產生用於點燃該 放電燈LP的點火電壓。吾人能夠將C11連同L11 一起使用 以便使該放電燈LP符合該AC電壓產生器G。該放電燈LP 分別係以每一側邊上的一個電極燈絲端子與C12作並聯連 526681 五、發明說明（5) 在該輸出端A與接地電位Μ之間存在有由根據本發明之 梯形電容器C13及調頻電路構成的串聯電路。該調頻電路 的組成係一種由並聯共振電容器C14及加熱變壓器之基礎 線圈Τ11構成的並聯連接。使用該梯形電容器C13以便使 該調頻電路耦合於該AC電壓產生器G上。吾人也能夠使 用C13以便切換放開該AC電壓產生器G內所含的開關。 由C14及Τ11構成的調頻電路具有能夠由上述公式計算出 的共振頻率/res。其中係使用該加熱變壓器之基礎線圈Τ11 上的有效基礎電感當作公式中所標示的電感器L。吾人能 夠根據本發明將該加熱變壓器設計成具有鬆散的耦合作用 以便使該基礎電感器達成足夠高的數値。對每一個電極燈 絲而言，該加熱變壓器都具有連接其上的二階線圈T12和 T13。根據本發明該共振頻率/resl的建造方式是使之接近 該操作頻率的兩倍。在該操作頻率上，因此較之C13的阻 抗，該調頻電路的阻抗具有很低的數値。因此只將很小的 電壓加到該基礎線圈T1I上，且只將小得可忽略的輔助加熱 電流饋入到各電極燈絲上。對頂熱作業而言，根據本發明 該AC電壓產生器G會送出其頻率接近該共振頻率/res 1的 電壓。因此會有極高的電流在該加熱變壓器之基礎線圈T11 內流動且會被傳送到用於預熱作業的二階線圈T12和T13上。 於第2和第3圖中，省略了第1圖中的梯形電容器C13。 吾人也可以選擇性地將梯形電容器連接在該輸出端A與第 2和3圖的接地電位Μ之間以便用於前述切換放開作業。 五、發明說明（6) 由於第2和3圖中個別調頻電路T21/C23及T31/C33不會接 收來自該AC電壓產生器G的方波電流，取代的是歸因於 個別的燈管反應器L21及L31，它們只會接收幾乎呈正弦波 的電流，故該調頻電路T21/C23及T31/C33的共振頻率不需 要接近該操作頻率的兩倍。 在第1圖與第2圖之間的另一差異是第2圖中由T21及 C23構成的調頻電路係與該耦合電容器作串聯連接。此外 ，與第1圖相關的評語也對應地適用於此。 在第2圖與第3圖之間的差異是第3圖中由T31及C33 構成的調頻電路係與該耦合電容器作串聯連接。此外，與 第1圖相關的評語也適用於第3圖。 於第4圖中，不同於第1到3圖，根據本發明的調頻電 路並非建造成並聯的調頻電路，取代的是將之建造成串聯 的調頻電路。這種調頻電路係由具有串聯共振電容器C43 及加熱變壓器之基礎線圈T41之串聯連接形成的。在該操 作頻率上，因此較之C43的阻抗，該T41上基礎電感的阻 抗具有很低的數値。因此只將很小的電壓加到該基礎線圈 T41上，且只將小得可忽略的輔助加熱電流饋入到各電極 燈絲上。依其他觀點，與第1圖相關的評語也對應地適用 於此。 吾人無法給出某一解釋用實施例超越另一解釋用實施例 的任何特定優點。 每一個解釋用實施例都配備有一個燈管。不過，吾人也 能夠藉由使用熟悉習知設計的人所熟知的技術將本發明用 526681 五、發明說明（7) 在具有許多燈管的應用上。 符號之說明 A 輸出端 C 電容器 G 交流電壓產生器 L 電感 LP 放電燈 Μ 接地電位 Τ 電晶體

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種電子鎭流器，係用於預熱作業、點火作業，並用於 操作放電燈，其中所附放電燈的各電極燈絲基本上承載 有作業期間的氣體放電電流，其特徵爲該電子鎭流器含 有一頻率選擇裝置，而只在該電子鎭流器的震盪頻率落 在由該頻率選擇裝置定出的窄小頻率帶之內時容許對 各電極燈絲施行預熱作業。 2. 如申請專利範圍第1項之電子鎭流器，其中該頻率選擇 裝置係含有加熱變壓器（T11/T12/T13，T21/T22/T23，T31 /Τ32/Τ33，Τ41/Τ42/Τ43)。 3. 如申請專利範圍第2項之電子鎭流器，其中爲該加熱變 壓器（Τ11/Τ12/Τ13，Τ21/Τ22/Τ23，Τ31/Τ32/Τ33，Τ41/Τ42 /Τ43)係設計成具有鬆散的耦合作用。 4. 如申請專利範圍第2項之電子鎭流器，其中依與該加熱 變壓器之基礎線圈（Τ41)串聯的方式連接有一串聯共振 電容器（C43)。 5·如申請專利範圍第4項之電子鎭流器，其中該串聯共振 電容器（C43)連同該加熱變壓器之基礎電感具有接近兩 倍該震盪頻率數値的共振頻率，其中該電子鎭流器會 於所附放電燈（LP)的作業期間發生震盪。 6.如申請專利範圍第2項之電子鎭流器，其中依與該加熱 變壓器之基礎線圈（Τ11，Τ21，Τ3 1)並聯的方式連接有一並 聯共振電容器（C14，C23,C33)。 7·如申請專利範圍第6項之電子鎭流器，其中該並聯共振 電容器（014,023{33)連同該加熱變壓器之基礎電感具 -10 - 526681 六、申請專利範圍 有接近兩倍該震盪頻率數値的共振頻率，其中該電 子鎭流器會於所附放電燈（LP)的作業期間發生震盪。 8. 如申請專利範圍第6項之電子鎭流器，其中該加熱變壓 器之基礎線圈（T31)係與一點火電容器（C32)作串聯連接。 9. 如申請專利範圍第6項之電子鎭流器，其中該加熱變壓 器之基礎線圏（ΤΙ 1)係與一梯形電容器（C13)作串聯連接。 10. 如申請專利範圍第6項之電子鎭流器，其中該加熱變 壓器之基礎線圈（T21)係與一梯形電容器（C21)作串聯連 接。 11. 一種用於對具有電子鎭流器放電燈施行預熱、點火並 進行操作的方法，其特徵爲： 爲了預熱作用，該電子鎭流器會於落在該電子鎭流器 之頻率選擇裝置允許預熱作用之頻率帶內的震盪頻率 上運作； 爲了點火作用，該電子鎭流器會在放電燈內所產生電 壓能夠引致該放電燈之點火作用的震盪頻率上運作； 爲了操作該電燈，該電子鎭流器會於落在該電子鎭流 器之頻率選擇裝置能夠抑制輔助加熱電流之頻率帶內 的震盪頻率上運作。 -11 -