TWI473534B - 燈管驅動裝置及其所應用的照明設備 - Google Patents

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Description

燈管驅動裝置及其所應用的照明設備
本發明是有關於一種交流負載驅動技術，且特別是有關於一種燈管驅動裝置及其所應用的照明設備。
目前市面上如燈管般的交流負載多以單高壓方式進行燈管點燈，這類型的驅動技術通常依據燈管中較為接近接地電位的電壓訊號來進行開路保護、過壓保護等電路保護措施(因為低壓訊號較為容易處理)，而這些電路保護措施在實際應用上亦皆必須具備。另一方面，由於以雙高壓方式進行燈管點燈的驅動技術較為新穎，而且燈管的兩端皆屬於高壓訊號，故而以往針對單高壓方式進行燈管點燈之驅動技術所設計的電路保護措施難以應用在以雙高壓方式進行燈管點燈的驅動技術中。由此，為了創新並突破目前已知的燈管驅動技術，如何研發出可應用於以雙高壓方式進行燈管點燈之驅動技術的電路保護措施，便是目前本發明相關領域中迫切且欲待解決的方向。
有鑒於此，本發明之一示範性實施例提供一種燈管驅動裝置，其包括：功率切換線路、LC共振槽、控制晶片，以及燈管開路與過壓檢測線路。其中，功率切換線路耦接於一直流輸入高壓與一接地電位之間，且其經配置以反應 於兩相位差180度的輸出訊號而切換並輸出所述直流輸入高壓與所述接地電位，藉以產生一方波訊號。LC共振槽耦接功率切換線路的輸出，且其經配置以接收並轉換所述方波訊號，藉以產生一弦波驅動訊號來驅動燈管。
控制晶片耦接功率切換線路的輸入，且操作在一直流運作電壓下。控制晶片經配置以提供所述兩相位差180度的輸出訊號來控制功率切換線路的運作。燈管開路與過壓檢測線路耦接控制晶片，並且跨接在燈管的兩端。燈管開路與過壓檢測線路經配置以：檢測燈管是否開路或過壓；以及於燈管的任一端開路或者燈管過壓時，發送代表燈管之任一端開路或者燈管過壓的一異常訊號給控制晶片。在此條件下，控制晶片更可以反應於所述異常訊號而停止提供所述兩相位差180度的輸出訊號。
於本發明的一示範性實施例中，燈管開路與過壓檢測線路更可以經配置以於燈管正常時，發送代表燈管為正常的一正常訊號給控制晶片，藉以使得控制晶片正常地提供所述兩相位差180度的輸出訊號來控制功率切換線路的運作。
於本發明的一示範性實施例中，燈管開路與過壓檢測線路包括：第一至第四電容、第一與第二二極體、第一與第二齊納二極體、NPN型雙載子接面電晶體，以及第一至第三電阻。第一電容的第一端耦接燈管之兩端中的第一端。第二電容的第一端耦接第一電容的第二端，而第二電容的第二端則耦接至所述接地電位。第一二極體的陰極耦 接第一電容的第二端，而第一二極體的陽極則耦接至所述接地電位。第一齊納二極體的陰極耦接第一電容的第二端。
第三電容的第一端耦接燈管之兩端中的第二端。第四電容的第一端耦接第三電容的第二端，而第四電容的第二端則耦接至所述接地電位。第二二極體的陰極耦接第三電容的第二端，而第二二極體的陽極則耦接至所述接地電位。第二齊納二極體的陰極耦接第三電容的第二端，而第二齊納二極體的陽極則耦接第一齊納二極體的陽極。
NPN型雙載子接面電晶體的基極耦接第一與第二齊納二極體的陽極，而NPN型雙載子接面電晶體的射極則用以發送所述正常訊號或所述異常訊號。第一電阻的第一端耦接至所述直流運作電壓，而第一電阻的第二端則耦接NPN型雙載子接面電晶體的集極。第二電阻的第一端耦接NPN型雙載子接面電晶體的射極，而第二電阻的第二端則耦接至所述接地電位。第三電阻跨接於NPN型雙載子接面電晶體的基極與射極之間。
於本發明的一示範性實施例中，燈管開路與過壓檢測線路更可以包括：第四與第五電阻。其中，第四電阻與第一齊納二極體並接，而第五電阻則與第二齊納二極體並接。
於本發明的一示範性實施例中，所述正常訊號與所述異常訊號皆可以為電壓訊號。在此條件下，當燈管的任一端開路或者燈管過壓時，所述異常訊號的準位大於內建在控制晶片的一參考準位；反之，當燈管正常時，所述正常訊號的準位小於所述參考準位。
於本發明的一示範性實施例中，LC共振槽包括：諧振電容與升壓式隔離型變壓器。其中，諧振電容的第一端用以接收所述方波訊號。升壓式隔離型變壓器具有一次側與二次側。升壓式隔離型變壓器之一次側的第一端耦接諧振電容的第二端，升壓式隔離型變壓器之一次側的第二端耦接至所述接地電位，升壓式隔離型變壓器之二次側的第一端耦接燈管的第一端，而升壓式隔離型變壓器之二次側的第二端則耦接燈管的第二端。
於本發明的一示範性實施例中，所述兩相位差180度的輸出訊號包括一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號。在此條件下，功率切換線路包括：上臂N型場效應電晶體與下臂N型場效應電晶體。其中，上臂N型場效應電晶體的閘極用以接收所述第一脈寬調變訊號，上臂N型場效應電晶體的汲極用以接收所述直流輸入高壓，而上臂N型場效應電晶體的源極則用以輸出所述方波訊號。下臂N型場效應電晶體的閘極用以接收所述第二脈寬調變訊號，下臂N型場效應電晶體的汲極耦接上臂N型場效應電晶體的源極，而下臂N型場效應電晶體的源極則耦接至所述接地電位。
於本發明的一示範性實施例中，控制晶片更可經配置以反應於所述方波訊號而調整所述第一與第二脈寬調變訊號的責任週期，進而調節所述弦波驅動訊號。
於本發明的一示範性實施例中，所提之燈管驅動裝置更可以包括：交直流電源轉換線路，其耦接功率切換線路， 且經配置以接收一交流輸入電源，並對所述交流輸入電源進行轉換以提供所述直流輸入高壓。交直流電源轉換線路可以採用橋式整流器與濾波電容的組合來實施，但並不限制於此。
於本發明的一示範性實施例中，所提之燈管驅動裝置更可以包括：直流電壓調節線路，其經配置以接收所述直流輸入高壓，並對所述直流輸入高壓進行一穩壓處理，藉以產生控制晶片運作時所需的直流運作電壓。直流電壓調節線路可以採用與控制晶片運作時所需之直流運作電壓一致的齊納二極體/穩壓元件來實施，但並不限制於此。
本發明之另一示範性實施例提供一種照明設備，其包括：燈管，以及前述所提之用以負責驅動燈管的燈管驅動裝置。
基於上述可知，本發明係提供一種燈管驅動裝置及其所應用的照明設備。所提的燈管驅動裝置用以負責對燈管進行驅動，並且於燈管兩端之任一端開路或者燈管過壓時，停止對燈管的驅動，從而實現燈管開路與過壓保護/檢測的目的。換言之，所提的燈管驅動裝置係為以雙高壓方式進行燈管點燈的驅動技術，且其具備有燈管開路與過壓保護/檢測的功能。
應瞭解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本發明所欲主張之範圍。
現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之照明設備(illumination equipment)10的示意圖，而圖2繪示為圖1中負責驅動燈管(lamp)200之燈管驅動裝置(lamp driving apparatus)100的實施示意圖。請合併參照圖1與圖2，於本示範性實施例中，燈管200可以為任何類型的燈管(例如：螢光燈管、日光燈管、鹵素燈管…等，但並不限制於此，其他採用交流方式驅動的燈管都適用)，而且燈管200會反應於來自燈管驅動裝置100的弦波驅動訊號(sinusoidal driving signal)SIN而發光/產生光源。
燈管驅動裝置100係以雙高壓方式對燈管200進行驅動/點燈，且其包括：功率切換線路(power switching circuit)101、LC共振槽(LC resonator)103、控制晶片(control chip)105、燈管開路與過壓檢測線路(open lamp and over-voltage detection circuit)107、交直流電源轉換線路(AC-to-DC power conversion circuit)109，以及直流電壓調節線路(DC voltage regulation circuit)111。
交直流電源轉換線路109耦接功率切換線路101。而且，交直流電源轉換線路109經配置以接收交流輸入電源(AC input power)AC_IN(例如：市電，但並不限制於此)，並對所接收的交流輸入電源AC_IN進行轉換(即，交直流 轉換)以提供直流輸入高壓(DC input high-voltage)DC_HV。
更清楚來說，交直流電源轉換線路109包括：橋式整流器(bridge rectifier)BR與濾波電容(filter capacitor)CF。其中，橋式整流器BR經配置以接收交流輸入電源AC_IN，並對所接收的交流輸入電源AC_IN進行(全波)整流以輸出直流輸入高壓DC_HV。另外，濾波電容CF耦接橋式整流器BR的輸出，並對直流輸入高壓DC_HV進行濾波，從而穩定直流輸入高壓DC_HV。在此值得一提的是，雖然本示範性實施例之交直流電源轉換線路109係採用全橋式整流架構為例來實施，但是交直流電源轉換線路109亦可採用半橋式整流架構來實施，一切端視實際設計/應用需求而論。
直流電壓調節線路111經配置以接收來自交直流電源轉換線路109的直流輸入高壓DC_HV，並對所接收的直流輸入高壓DC_HV進行一穩壓處理，藉以產生控制晶片105運作時所需的直流運作電壓IC_VCC(例如：10~15V，但並不限制於此)。
更清楚來說，直流電壓調節線路111包括：電阻串接網路(series resistor network)R_NET、調節電容(regulation capacitor)CR，以及調節齊納二極體(regulation Zener diode)ZDR。其中，電阻串接網路R_NET的第一端用以接收直流輸入高壓DC_HV，而電阻串接網路R_NET的第二端則用以輸出直流運作電壓IC_VCC至控制晶片105。 調節電容CR耦接於電阻串接網路R_NET的第二端與接地電位之間(ground potential)GND。調節齊納二極體ZDR的陰極(cathode)耦接電阻串接網路R_NET的第二端，而調節齊納二極體ZDR的陽極(anode)則耦接至接地電位GND。在此值得一提的是，雖然本示範性實施例之直流電壓調節線路111係採用調節齊納二極體ZDR為例來實施，但是直流電壓調節線路111亦可採用其他有別於調節齊納二極體ZDR的穩壓元件來實施，一切端視實際設計/應用需求而論。
功率切換線路101耦接於直流輸入高壓DC_HV與接地電位GND之間。而且，功率切換線路101經配置以反應於兩相位差180度的輸出訊號(例如：兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2))而切換並輸出直流輸入高壓DC_HV與接地電位GND，藉以產生方波訊號(square signal)SQ。
更清楚來說，功率切換線路101包括：上臂N型場效應電晶體(upper-arm N-type field-effect transistor)MU與下臂N型場效應電晶體(lower-arm N-type field-effect transistor)ML。其中，上臂N型場效應電晶體MU的閘極(gate)用以接收脈寬調變訊號PWM1，上臂N型場效應電晶體MU的汲極(drain)用以接收直流輸入高壓DC_HV，而上臂N型場效應電晶體MU的源極(source)則用以輸出方波訊號SQ。下臂N型場效應電晶體ML的閘極用以接收脈寬調變訊號PWM2，下臂N型場效應電晶 體ML的汲極耦接上臂N型場效應電晶體MU的源極，而下臂N型場效應電晶體ML的源極則耦接至接地電位GND。在此值得一提的是，雖然本示範性實施例之功率切換線路101係採用半橋式切換架構為例來實施，但是功率切換線路101亦可採用全橋式切換架構來實施，一切端視實際設計/應用需求而論。
LC共振槽103耦接功率切換線路101的輸出。而且，LC共振槽103經配置以接收並轉換來自功率切換線路101的方波訊號SQ，藉以產生弦波驅動訊號SIN來驅動燈管200。更清楚來說，LC共振槽103包括：諧振電容(resonance capacitor)C與升壓式隔離型變壓器(boost isolated transformer)T。其中，諧振電容C的第一端用以接收方波訊號SQ。升壓式隔離型變壓器T具有一次側(primary side)P與二次側(secondary side)S。升壓式隔離型變壓器T之一次側P的第一端耦接諧振電容C的第二端，升壓式隔離型變壓器T之一次側P的第二端耦接至接地電位GND，升壓式隔離型變壓器T之二次側S的第一端耦接燈管200的第一端，而升壓式隔離型變壓器T之二次側S的第二端則耦接燈管200的第二端。
控制晶片105用以作為燈管驅動裝置100的控制核心(control core)。控制晶片105耦接功率切換線路101的輸入，且操作在由直流電壓調節線路111所產生的直流運作電壓IC_VCC下。控制晶片105經配置以提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)來控制功率切換 線路101的運作。甚至，控制晶片105更可經配置以反應於方波訊號SQ而調整脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)的責任週期(duty cycle)，進而調節(regulating)LC共振槽103所產生的弦波驅動訊號SIN。
燈管開路與過壓檢測線路107耦接控制晶片105，並且跨接在燈管200的兩端。燈管開路與過壓檢測線路107經配置以：檢測燈管200是否開路或過壓；以及於燈管200的任一端開路或者燈管200過壓時，發送代表燈管200之任一端開路或者燈管200過壓的異常訊號(abnormal signal)AS給控制晶片105。如此一來，控制晶片105將會反應於異常訊號AS而停止提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)。換言之，當燈管200的任一端開路或者燈管200過壓時，燈管驅動裝置100將停止驅動燈管200。顯然地，燈管驅動裝置100具備有燈管開路與過壓保護/檢測的功能/措施。
反之，燈管開路與過壓檢測線路107更可以經配置以於燈管200正常時，發送代表燈管200為正常的正常訊號(normal signal)NS給控制晶片105，藉以使得控制晶片105正常地提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)來控制功率切換線路101的運作。換言之，當燈管200正常時，燈管驅動裝置100可以正常地驅動燈管200。
於本示範性實施例中，燈管開路與過壓檢測線路107包括：電容C1~C4、二極體D1~D2、齊納二極體ZD1~ZD2、 NPN型雙載子接面電晶體(NPN-type bipolar junction transistor,NPN-type BJT)B1，以及電阻R1~R5。其中，電容C1的第一端耦接燈管200之兩端中的第一端。電容C2的第一端耦接電容C1的第二端，而電容C2的第二端則耦接至接地電位GND。二極體D1的陰極耦接電容C1的第二端，而二極體D1的陽極則耦接至接地電位GND。
電容C3的第一端耦接燈管200之兩端中的第二端。電容C4的第一端耦接電容C3的第二端，而電容C4的第二端則耦接至接地電位GND。二極體D2的陰極耦接C3電容的第二端，而二極體D2的陽極則耦接至接地電位GND。齊納二極體ZD1的陰極耦接電容C1的第二端，齊納二極體ZD2的陰極耦接電容C3的第二端，而齊納二極體ZD2的陽極則耦接齊納二極體ZD1的陽極。電阻R4會與齊納二極體ZD1並接，而電阻R5則會與齊納二極體ZD2並接。在此值得一提的是，電阻R4與R5為可選用的(optional)。
NPN型雙載子接面電晶體B1的基極(base)耦接齊納二極體(ZD1,ZD2)的陽極，而NPN型雙載子接面電晶體B1的射極(emitter)則用以發送正常訊號NS或異常訊號AS給控制晶片105。電阻R1的第一端耦接至直流運作電壓IC_VCC，而電阻R1的第二端則耦接NPN型雙載子接面電晶體B1的集極(collector)。電阻R2的第一端耦接NPN型雙載子接面電晶體B1的射極，而電阻R2的第二端則耦接至接地電位GND。電阻R3跨接於NPN型雙 載子接面電晶體B1的基極與射極之間。
於本示範性實施例中，正常訊號NS與異常訊號AS皆可以為電壓訊號(VNS ,VAS )。在此條件下，當燈管200的任一端開路或者燈管200過壓時，異常訊號AS的準位(VAS ，例如在NPN型雙載子接面電晶體B1導通(ON)且操作於飽和區時，VAS =(IC_VCC*R2)/(R1+R2)>5V，但並不限制於此)會大於內建在控制晶片105的參考準位Vref(例如：4V，但並不限制於此)；反之，當燈管200正常時，正常訊號NS的準位(VNS ，例如：在NPN型雙載子接面電晶體B1關閉(OFF)時，VNS <4V，但並不限制於此)會小於參考準位Vref(=4V)。
基於上述，當燈管200的第一端開路時，由於燈管200之第二端的電位會被大幅地提升，以至於NPN型雙載子接面電晶體B1會導通(ON)且操作在飽和區(saturation region)。在此條件下，燈管開路與過壓檢測線路107將會被啟動(activated)以發出關聯於燈管200開路的異常訊號AS(VAS >5V)給控制晶片105。一旦控制晶片105判斷出異常訊號AS的準位(VAS >5V)大於其內建的參考準位Vref(=4V)的話，則控制晶片105就會停止提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)，藉以使得燈管驅動裝置100停止驅動燈管200，從而實現燈管開路的保護目的。
相似地，當燈管200的第二端開路時，由於燈管200之第一端的電位會被大幅地提升，以至於NPN型雙載子接 面電晶體B1會導通(ON)且操作在飽和區。在此條件下，燈管開路與過壓檢測線路107將會被啟動以發出關聯於燈管200開路的異常訊號AS(VAS >5V)給控制晶片105。一旦控制晶片105判斷出異常訊號AS的準位(VAS >5V)大於其內建的參考準位Vref(=4V)的話，則控制晶片105就會停止提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)，藉以使得燈管驅動裝置100停止驅動燈管200，從而實現燈管開路的保護目的。
另一方面，當燈管200過壓時，例如：弦波驅動訊號SIN的峰對峰值(peak-to-peak value)大於一個預設容許值(predetermined tolerance value)時，則齊納二極體(ZD1,ZD2)會崩潰(break down)，以至於NPN型雙載子接面電晶體B1會導通(ON)且操作在飽和區。在此條件下，燈管開路與過壓檢測線路107將會被啟動以發出關聯於燈管200過壓的異常訊號AS(VAS >5V)給控制晶片105。一旦控制晶片105判斷出異常訊號AS的準位(VAS >5V)大於其內建的參考準位Vref(=4V)的話，則控制晶片105就會停止提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)，藉以使得燈管驅動裝置100停止驅動燈管200，從而實現燈管過壓的保護目的。
當然，當燈管200正常時，則NPN型雙載子接面電晶體B1會關閉(OFF)。在此條件下，燈管開路與過壓檢測線路107將會被關閉(inactivated)以發出關聯於燈管200為正常的正常訊號NS(VNS <4V)給控制晶片105。一 旦控制晶片105判斷出正常訊號NS的準位(VNS <4V)小於其內建的參考準位Vref(=4V)的話，則控制晶片105就會正常地提供兩相位差180度的脈寬調變訊號(PWM1,PWM2)來控制功率切換線路101的運作，藉以使得燈管驅動裝置100正常地驅動燈管200。
顯然地，根據上述示範性實施例所揭示/教示的內容可知，燈管驅動裝置100係為以雙高壓方式對燈管200進行點燈的驅動技術/架構，而且基於燈管開路與過壓檢測線路107的緣故，燈管驅動裝置100可以具備有燈管開路與過壓保護/檢測的功能/措施。在此值得一提的是，雖然上述示範性實施例勾勒出一種燈管開路與過壓檢測線路107的電路實施態樣，但是本發明並不限制於此。換言之，只要維持燈管開路與過壓檢測線路107的既有功能，燈管開路與過壓檢測線路107的電路實施態樣可以被適當地改變或者重新設計。
綜上所述，本發明係提供一種燈管驅動裝置及其所應用的照明設備。所提的燈管驅動裝置用以負責對燈管進行驅動，並且於燈管兩端之任一端開路或者燈管過壓時，停止對燈管的驅動，從而實現燈管開路與過壓保護/檢測的目的。換言之，所提的燈管驅動裝置係為以雙高壓方式進行燈管點燈的驅動技術，且其具備有燈管開路與過壓保護/檢測的功能。
另一方面，本發明所提供的燈管驅動裝置至少可以實現/達到以下幾點優點： 1、適用於不同功率的燈管；2、在更換不同燈管時，保護點設定方便且容易調適；以及3、過電壓及開路保護電壓不論大小功率燈管皆可以調整在安全使用的範圍。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
10‧‧‧照明設備
100‧‧‧燈管驅動裝置
200‧‧‧燈管
101‧‧‧功率切換線路
103‧‧‧LC共振槽
105‧‧‧控制晶片
107‧‧‧燈管開路與過壓檢測線路
109‧‧‧交直流電源轉換線路
111‧‧‧直流電壓調節線路
BR‧‧‧橋式整流器
CF‧‧‧濾波電容
R_NET‧‧‧電阻串接網路
CR‧‧‧調節電容
ZDR‧‧‧調節齊納二極體
MU‧‧‧上臂N型場效應電晶體
ML‧‧‧下臂N型場效應電晶體
C‧‧‧諧振電容
C1~C4‧‧‧電容
D1、D2‧‧‧二極體
ZD1、ZD2‧‧‧齊納二極體
R1~R5‧‧‧電阻
B1‧‧‧NPN型雙載子接面電晶體
T‧‧‧升壓式隔離型變壓器
P‧‧‧一次側
S‧‧‧二次側
AC_IN‧‧‧交流輸入電源
DC_HV‧‧‧直流輸入高壓
IC_VCC‧‧‧直流運作電壓
Vref‧‧‧參考電壓
VAS ‧‧‧異常訊號的準位
VNS ‧‧‧正常訊號的準位
AS‧‧‧異常訊號
NS‧‧‧正常訊號
SQ‧‧‧方波訊號
SIN‧‧‧弦波驅動訊號
PWM1、PWM2‧‧‧脈寬調變訊號
GND‧‧‧接地電位
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之照明設備(illumination equipment)10的示意圖。
圖2繪示為圖1中負責驅動燈管(lamp)200之燈管驅動裝置(lamp driving apparatus)100的實施示意圖。
10‧‧‧照明設備
100‧‧‧燈管驅動裝置
200‧‧‧燈管
101‧‧‧功率切換線路
103‧‧‧LC共振槽
105‧‧‧控制晶片
107‧‧‧燈管開路與過壓檢測線路
109‧‧‧交直流電源轉換線路
111‧‧‧直流電壓調節線路
BR‧‧‧橋式整流器
CF‧‧‧濾波電容
R_NET‧‧‧電阻串接網路
CR‧‧‧調節電容
ZDR‧‧‧調節齊納二極體
MU‧‧‧上臂N型場效應電晶體
ML‧‧‧下臂N型場效應電晶體
C‧‧‧諧振電容
C1~C4‧‧‧電容
D1、D2‧‧‧二極體
ZD1、ZD2‧‧‧齊納二極體
R1~R5‧‧‧電阻
B1‧‧‧NPN型雙載子接面電晶體
T‧‧‧升壓式隔離型變壓器
P‧‧‧一次側
S‧‧‧二次側
AC_IN‧‧‧交流輸入電源
DC_HV‧‧‧直流輸入高壓
IC_VCC‧‧‧直流運作電壓
Vref‧‧‧參考電壓
VAS ‧‧‧異常訊號的準位
VNS ‧‧‧正常訊號的準位
AS‧‧‧異常訊號
NS‧‧‧正常訊號
SQ‧‧‧方波訊號
SIN‧‧‧弦波驅動訊號
PWM1、PWM2‧‧‧脈寬調變訊號
GND‧‧‧接地電位

Claims (18)

  1. 一種燈管驅動裝置，包括：一功率切換線路，耦接於一直流輸入高壓與一接地電位之間，且其經配置以反應於兩相位差180度的輸出訊號而切換並輸出該直流輸入高壓與該接地電位，藉以產生一方波訊號；一LC共振槽，耦接該功率切換線路的輸出，且其經配置以接收並轉換該方波訊號，藉以產生一弦波驅動訊號來驅動一燈管；一控制晶片，耦接該功率切換線路的輸入，且操作在一直流運作電壓下，該控制晶片經配置以提供該些輸出訊號來控制該功率切換線路的運作；以及一燈管開路與過壓檢測線路，耦接該控制晶片，並且跨接在該燈管的兩端，該燈管開路與過壓檢測線路經配置以：檢測該燈管是否開路或過壓；以及於該燈管的任一端開路或者該燈管過壓時，發送代表該燈管之任一端開路或者該燈管過壓的一異常訊號給該控制晶片，其中，該控制晶片更反應於該異常訊號而停止提供該些輸出訊號，其中，該燈管開路與過壓檢測線路包括：一第一電容，其第一端耦接該燈管之兩端中的第一端；一第二電容，其第一端耦接該第一電容的第二端，而其第二端則耦接至該接地電位； 一第一二極體，其陰極耦接該第一電容的第二端，而其陽極則耦接至該接地電位；一第一齊納二極體，其陰極耦接該第一電容的第二端；一第三電容，其第一端耦接該燈管之兩端中的第二端；一第四電容，其第一端耦接該第三電容的第二端，而其第二端則耦接至該接地電位；一第二二極體，其陰極耦接該第三電容的第二端，而其陽極則耦接至該接地電位；一第二齊納二極體，其陰極耦接該第三電容的第二端，而其陽極則耦接該第一齊納二極體的陽極；一NPN型雙載子接面電晶體，其基極耦接該第一與該第二齊納二極體的陽極，而其射極則用以發送該正常訊號或該異常訊號；一第一電阻，其第一端耦接至該直流運作電壓，而其第二端則耦接該NPN型雙載子接面電晶體的集極；一第二電阻，其第一端耦接該NPN型雙載子接面電晶體的射極，而其第二端則耦接至該接地電位；以及一第三電阻，跨接於該NPN型雙載子接面電晶體的基極與射極之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之燈管驅動裝置，其中該燈管開路與過壓檢測線路更經配置以於該燈管正常時，發送代表該燈管為正常的一正常訊號給該控制晶片，藉以 使得該控制晶片正常地提供該些輸出訊號來控制該功率切換線路的運作。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之燈管驅動裝置，其中該燈管開路與過壓檢測線路更包括：一第四電阻，其與該第一齊納二極體並接；以及一第五電阻，其與該第二齊納二極體並接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之燈管驅動裝置，其中：該正常訊號與該異常訊號皆為電壓訊號；當該燈管的任一端開路或者該燈管過壓時，該異常訊號的準位大於內建在該控制晶片的一參考準位；以及當該燈管正常時，該正常訊號的準位小於該參考準位。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之燈管驅動裝置，其中該LC共振槽包括：一諧振電容，其第一端用以接收該方波訊號；以及一升壓式隔離型變壓器，具有一一次側與一二次側，其中該一次側的第一端耦接該諧振電容的第二端，該一次側的第二端耦接至該接地電位，該二次側的第一端耦接該燈管的第一端，而該二次側的第二端則耦接該燈管的第二端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之燈管驅動裝置，其中該些輸出訊號包括一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號，而該功率切換線路包括：一上臂N型場效應電晶體，其閘極用以接收該第一脈 寬調變訊號，其汲極用以接收該直流輸入高壓，而其源極則用以輸出該方波訊號；以及一下臂N型場效應電晶體，其閘極用以接收該第二脈寬調變訊號，其汲極耦接該上臂N型場效應電晶體的源極，而其源極則耦接至該接地電位。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之燈管驅動裝置，其中該控制晶片更經配置以反應於該方波訊號而調整該第一與該第二脈寬調變訊號的責任週期，進而調節該弦波驅動訊號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之燈管驅動裝置，更包括：一交直流電源轉換線路，耦接該功率切換線路，且其經配置以接收一交流輸入電源，並對該交流輸入電源進行轉換以提供該直流輸入高壓。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之燈管驅動裝置，其中該交直流電源轉換線路包括：一橋式整流器，其經配置以接收該交流輸入電源，並對該交流輸入電源進行整流以輸出該直流輸入高壓；以及一濾波電容，耦接該橋式整流器的輸出，並對該直流輸入高壓進行濾波。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之燈管驅動裝置，更包括：一直流電壓調節線路，其經配置以接收該直流輸入高壓，並對該直流輸入高壓進行一穩壓處理，藉以產生該控 制晶片運作時所需的該直流運作電壓。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之燈管驅動裝置，其中該直流電壓調節線路包括：一電阻串接網路，其第一端用以接收該直流輸入高壓，而其第二端則用以輸出該直流運作電壓至該控制晶片；一調節電容，耦接於該電阻串接網路的第二端與該接地電位之間；以及一調節齊納二極體，其陰極耦接該電阻串接網路的第二端，而其陽極則耦接至該接地電位。
  12. 一種照明設備，包括：一燈管，其經配置以反應於一弦波驅動訊號而發光；以及一燈管驅動裝置，包括：一功率切換線路，耦接於一直流輸入高壓與一接地電位之間，且其經配置以反應於兩相位差180度的輸出訊號而切換並輸出該直流輸入高壓與該接地電位，藉以產生一方波訊號；一LC共振槽，耦接該功率切換線路的輸出，且其經配置以接收並轉換該方波訊號，藉以產生該弦波驅動訊號來驅動該燈管；一控制晶片，耦接該功率切換線路的輸入，且操作在一直流運作電壓下，該控制晶片經配置以提供該些輸出訊號來控制該功率切換線路的運作；以及一燈管開路與過壓檢測線路，耦接該控制晶片， 並且跨接在該燈管的兩端，該燈管開路與過壓檢測線路經配置以：檢測該燈管是否開路或過壓；以及於該燈管的任一端開路或者該燈管過壓時，發送代表該燈管之任一端開路或者該燈管過壓的一異常訊號給該控制晶片，其中，該控制晶片更反應於該異常訊號而停止提供該些輸出訊號，其中，該燈管開路與過壓檢測線路包括：一第一電容，其第一端耦接該燈管之兩端中的第一端；一第二電容，其第一端耦接該第一電容的第二端，而其第二端則耦接至該接地電位；一第一二極體，其陰極耦接該第一電容的第二端，而其陽極則耦接至該接地電位；一第一齊納二極體，其陰極耦接該第一電容的第二端；一第三電容，其第一端耦接該燈管之兩端中的第二端；一第四電容，其第一端耦接該第三電容的第二端，而其第二端則耦接至該接地電位；一第二二極體，其陰極耦接該第三電容的第二端，而其陽極則耦接至該接地電位；一第二齊納二極體，其陰極耦接該第三電容的第二端，而其陽極則耦接該第一齊納二極體的陽極；一NPN型雙載子接面電晶體，其基極耦接該第 一與該第二齊納二極體的陽極，而其射極則用以發送該正常訊號或該異常訊號；一第一電阻，其第一端耦接至該直流運作電壓，而其第二端則耦接該NPN型雙載子接面電晶體的集極；一第二電阻，其第一端耦接該NPN型雙載子接面電晶體的射極，而其第二端則耦接至該接地電位；以及一第三電阻，跨接於該NPN型雙載子接面電晶體的基極與射極之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之照明設備，其中該燈管開路與過壓檢測線路更經配置以於燈管正常時，發送代表該燈管為正常的一正常訊號給該控制晶片，藉以使得該控制晶片正常地提供該些輸出訊號來控制該功率切換線路的運作。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之照明設備，其中該燈管開路與過壓檢測線路更包括：一第四電阻，其與該第一齊納二極體並接；以及一第五電阻，其與該第二齊納二極體並接。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之照明設備，其中：該正常訊號與該異常訊號皆為電壓訊號；當該燈管的任一端開路或者該燈管過壓時，該異常訊號的準位大於內建在該控制晶片的一參考準位；以及當該燈管正常時，該正常訊號的準位小於該參考準位。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之照明設備，其中該 LC共振槽包括：一諧振電容，其第一端用以接收該方波訊號；以及一升壓式隔離型變壓器，具有一一次側與一二次側，其中該一次側的第一端耦接該諧振電容的第二端，該一次側的第二端耦接至該接地電位，該二次側的第一端耦接該燈管的第一端，而該二次側的第二端則耦接該燈管的第二端。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之照明設備，其中該些輸出訊號包括一第一脈寬調變訊號與一第二脈寬調變訊號，而該功率切換線路包括：一上臂N型場效應電晶體，其閘極用以接收該第一脈寬調變訊號，其汲極用以接收該直流輸入高壓，而其源極則用以輸出該方波訊號；以及一下臂N型場效應電晶體，其閘極用以接收該第二脈寬調變訊號，其汲極耦接該上臂N型場效應電晶體的源極，而其源極則耦接至該接地電位，其中，該控制晶片更經配置以反應於該方波訊號而調整該第一與該第二脈寬調變訊號的責任週期，進而調節該弦波驅動訊號。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之照明設備，其中該燈管驅動裝置更包括：一交直流電源轉換線路，耦接該功率切換線路，且其經配置以接收一交流輸入電源，並對該交流輸入電源進行轉換以提供該直流輸入高壓；以及 一直流電壓調節線路，其經配置以接收該直流輸入高壓，並對該直流輸入高壓進行一穩壓處理，藉以產生該控制晶片運作時所需的該直流運作電壓。
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