TWM280613U - Low frequency actuated electronic ballast - Google Patents

Description

M280613 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種電子鎮流器 觸發之電子鎮流器。 尤指一種適用於低頻

10 15 【先前技術】 般而a，在常怨下，高強度氣體放電燈（出〇)的兩 端電極是不導電的，而要將HID點亮的前提是需要一個高 壓啟動脈衝，其需達到穩定擊穿的話還需要2〇〜25千伏= 脈衝電壓，而鎮流器除了提供點火脈衝之外，仍必須提供 200-300伏特的輸出電壓以便於形成穩定的電弧，在產生電 弧：的升溫過程中’燈膽内高壓氙氣和由金屬函化物，水 銀蒸發形成的高壓混合氣體就可以發出近似於太陽光光譜 (5800K)的有用光。電弧—旦形成，鎮流器就必須限制電流 大小，否則電弧會引發極大電流，對燈管或其它零件都不

^ 者，如圖1所示，由於車用電源191是12伏特直流電 20 壓，所以鎮流器則必須將12伏特的直流電壓提升至所需要 的南電壓，而習知鎮流器的高電壓提升電路_般都是利用 脈寬調變而控制直流變壓器19〇產生點燈所需的8〇_2〇〇伏 特直流高壓，且於變壓器19〇並聯一高頻倍壓整流電路 192，可利用變壓器19〇次級上的高頻脈衝方波經過由 〇1’：〇1，〇2，€2所組成的倍壓整流電路192進行倍壓整流，進 而產生-個直流高壓給儲能電容194充電，在剛打開電源的 (¾ 5 M280613. 瞬間，由於變壓器19〇幾乎是處於空載狀態，電流負载报 小’所以倍壓整流的輸出電壓對儲能電容194充電，儲能電 谷兩*而甩壓很快的升到6〇〇伏特以上。由於在儲能電容194 的兩端並聯有一擊穿電壓為600伏特的氣體放電管193，所 =:旦電壓達到了氣體放電管193的擊穿電壓時，儲存在儲 “ ” 94中的黾此則通過咼壓變壓器1 %的初級線圈Ni 而產生個迅速5兆變的大電流脈衝，根據互感原理，在很 大區比的高壓變塵器195的次級端犯就能產生一個大約 ^伏特的高壓脈衝’以導通高強度氣體放電燈196,但此 白/技術疋應用交壓器次級上的中壓高頻脈衝來產生高壓 脈衝，所以整個倍麼整流電路的高頻響應要很好，因此整 個鎮流器的電路元件都需要使用高頻性能好的元件，除了 15 =高壓觸發可能造成電路耗損大之外，更因元件需高頻 性月匕而造成製造成本的上升，造成使用上之困擾。 【新型内容】 =料-種低頻觸發之電子鎮流器，係電性連接於 子鎮流器包括一…電:原衣置101，其中’該電 係電連接控制器12(卿…响 力至該電子鎮流器’·—第101 ’以控制其供應電 源裝置1G1，並包括—第4箱電路13,亦電連接至該電 元件n處理&I，—/逐器131、以及一低電平觸發 哭12、以及^ # P·刀別電連接至該電源供應控制 亥弟—升墨電路13之該低電平觸發元件132，並 20 M280613 當该電源供應控制器12控制供應該電力至該微處理器14 時，該微處理器14輸出一低頻脈衝宽度調變訊號（pWM)至 忒低電平觸發TL件丨32，並觸發其導通，促使該第一升壓電 路13之該第一變壓器131開始進行升壓轉換，進而輸出一低 頻直流中壓；一點燈驅動橋路丨5，係分別電連接至該第一 升壓電路13、以及該微處理器14，該點燈驅動橋路15係接 收該第一升壓電路13輸出之該低頻直流中壓，並進行定頻 處理（fixed freqUency pr〇cessing)後輸出一具有（with)特定 頻率（specific frequency)之低頻中壓脈衝方波；以及一電堡 10提升電路16，係包括一低頻倍壓整流電路161、一儲能電容 162、一氣體放電管163、以及一第二變壓器Μ*，其中，該 低頻倍壓整流電路161係電連接至該點燈驅動橋路Η，該第 一’交壓裔1 64係電連接至該高強度氣體放電燈丨〇2，該低頻 倍壓整流電路161係接收該點燈驅動橋路丨5輸出之該低頻 15中壓脈衝方波，並將其整流成一直流高壓，進而傳送至該 儲能電容162進行充電，並當該儲能電容162充電至一臨界 ，壓時，則該氣體放電管163擊穿放電，以驅動該第二^壓 器164進行升壓轉換，進而導通該高強度氣體放電燈1〇2。 因此，藉由本創作可利用低頻脈衝方波經倍壓整流後所產 2〇生的直流電壓給儲能電容進行充電，因此，除可簡化線路 叹什外，更可因低頻整流而減少電能損耗及提高工作效率 進而降低製造成本。 本創作更包括一低頻驅動控制器17其係電連接於該 微處理器14、與該點燈驅動橋路15之間，並控制該點燈驅 M280613 動t路1 5進行疋頻處理（fixed freqUenCy processing)後▲出 一具有（with)特定頻率（specific frequency)之低頻中壓脈衝 方波。因此，藉由此低頻驅動控制器可控制點燈驅動橋路 能以固定頻率輸出低頻中壓脈衝，可增加其電路之穩定性。 5 此外，本創作微處理器更擷取下列群組至少其一 ··該 電源裝置101之電壓值、該低電平觸發元件132之電流值、 該高強度氣體放電燈102之電壓值、以及該高強度氣體放電 垃102之電流值，該微處理器14並當該電流值或電壓值變大 則相應縮短該低頻脈衝寛度調變訊號之低頻脈衝寛度。因 1〇此’微處理器則會依據監測到的工作電壓或電流增加時， 則為了避免低電平觸發元件或其相關元件之損毀，則可改 ’义其低頻脈衝宽度，以確保電子鎮流器可安全動作。 【實施方式】 15 有關本創作之一較佳實施例，請先參照圖2所示之電 路圖，亚一併參照圖3所示之操作環境示意圖，於本實施例 中，本創作之低頻觸發之電子鎮流器1〇其電性連接於一車 輛1上之高強度氣體放電燈102出1〇 lamp)、與一電源裝置 101 ’於本實施例中，電子鎮流器1〇組設於一汽車頭燈内， :〇 j 括··一電源供應控制器 12(P〇wer supply _tn)ller)、 第升壓電路13、一微處理器14、一點燈驅動橋路15、 1及-電壓提升電路16。於本實施例中電源供應控制器η 車乂^[土為才曰撥開關，其亦可選用如按盤等具相同功能之裝 置’此電源供應控制n12Tf連接至電·置⑻，以用來 5控制其供應電力至電子鎮流器，於本實施例中，電源裝置 M280613 101為一 12伏特電源裝置，其包括一電磁干擾濾波器 ll(EMIfilter)，其可電連接至電源裝置1(H，並對其所提供 之電力（electricity)執行渡波處理以防止電磁干擾。上述第 一升壓電路13,亦電連接至電源裝置1〇1，且此第一升壓電 5路13並包括一第一變壓器丨31、以及一低電平觸發元件 132，於本貫施例中，低電平觸發元件132為一 開關 為，因低電平觸發元件i 32僅需較低電位即可驅動，因此可 • 採用基本型NM〇S開關器即可，不需額外購置特殊 MOSFET，此外，微處理器14為一8位元（8bits)處理器，其 10可分別電連接至電源供應控制器12、以及第一升壓電路13 之該低電平觸發元件132,並當電源供應控制器12控制供應 忒弘力至彳政處理益14時，微處理器14則輸出一低頻脈衝寬 度調變訊號（PWM)至低電平觸發元件132，並觸發其導通， 促使該第一升壓電路13之該第一變壓器丨3丨擷取車用電源 15 12伏特開始進行升壓轉換，進而輸出一約80〜1〇〇伏特低頻 φ 直流中壓至點燈驅動橋路15，於本實施例中，微處理器14 更擷取下列群組至少其一：電源裝置丨〇丨之電壓值、低電平 觸發元件132之電流值、高強度氣體放電燈1〇2之電壓值、 以及高強度氣體放電燈102之電流值，如圖4所示，微處理 2〇器14並當電流值或電壓值變大則相應縮短該低頻脈衝寛度 調變訊號之低頻脈衝寬度PWM(佔空比），以達到能精確控 制高強度氣體放電燈1 02兩端的電壓及電流。 於本實施例中，點燈驅動橋路15其可分別電連接氣第 一升壓電路13、以及微處理器14,當點燈驅動橋路。接收 M280613 到第一升壓電路13輸出之低頻直流中壓時，並進行定頻處 理後輸出一工作頻率為400Hz之低頻中壓脈衝方波，此 外，於本實施例中，電子鎮流器1〇更包括一低頻驅動控制 器17其係電連接於微處理器14、與點燈驅動橋路15之間， 5 因點燈驅動橋路15是由4個NMOS開關器81，32,83,34所組 成，可透過此低頻驅動控制器17控制Nmos開關器的狀 態，以控制點燈驅動橋路15進行定頻處理後輸出4〇〇1^的 I 低頻中壓脈衝方波。 上述電壓提升電路16包括一低頻倍壓整流電路丨6}、 10 一儲能電容162、一氣體放電管163、以及一第二變壓器 164，其中，低頻倍壓整流電路161係電連接至點燈驅動橋 路1 5第一、交壓為164係電連接至高強度氣體放電燈1 ， 低頻倍壓整流電路161係接收點燈驅動橋路15輸出之低頻 中壓脈衝方波，並將其整流成一直流高壓，進而傳送至儲 15能電容I62進行充電，並當該儲能電容162充電至一臨界電 4日t則瘋i體放電管1 63擊穿放電，而儲存在儲能電容1 62 的電能會使得第二變壓器1 64之初級線圈產生一個迅速跳 變的大電流脈衝，根據互感原理，在很大匝比的第二變壓 态164次級線圈端就能產生一個大約26K伏特的高壓脈 20 衝，由於第二變壓器164的次級線圈是通過高強度氣體放電 k 102與點燈驅動橋路1 5之間，所以當次級線圈端產生26κ 伏特南壓脈衝時，高強度氣體放電燈i 〇2裡的氣體就會被放 電擊牙產生電弧’且此電弧會因為得到由點燈驅動電路i 5 所輸出的400Hz低頻中壓脈衝方波而繼續維持放電，因而

10 M280613 形成穩定的放電電弧，且由於微處理器i4會不斷地檢測高 強度氣體放電燈1 〇2的雷# 菸+两、/士 / 且上W的迅/，丨L值及電壓值，所以可隨時根據偵 測結果而改變低頻脈衝寬度調變訊號，⑽㈣㈣㈣ 放電燈102維持穩定工作電流。 5 如上所述，本創作可利用低頻脈衝方波經倍壓整流後 所產生的直流電壓給儲能電容進行充電，以達到簡化線路 設計，更可因低頻整流而減少電能損耗及提高工作效率進 而降低製造成本，此外，亦可藉由低頻驅動控制器可控制 點燈驅動橋路能以固定頻率輸出低頻中壓脈衝，使得^強 10度氣體放電燈102能產生穩定的放電電弧，再者，微處理器 則冒依據監測到的高強度氣體放電燈丨〇2電壓或電流增加 時，則為了避免低電平觸發元件或其相關元件之損毀，^則 可改變其低頻脈衝寬度，以確保鎮流器可安全動作。 上述貫施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所

5主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述貫施例D 【圖式簡單說明】 圖1係習知鎮流器之功能方塊圖。 圖2係本創作一較佳實施例之功能方塊圖。 圖3係本創作一較佳實施例之操作環境示意圖。 圖4係本創作一較佳實施例之低頻脈衝寬度調變訊號變化 示意圖。 M280613 【主要元件符號說明】 11電磁干擾濾波器17低頻驅動控制器 1車輛 10電子鎮流器 131第一變壓器 5 15點燈驅動橋路 162儲能電容 191車用電源 184儲能電容 102高強度氣體放電燈 12電源供應控制器 132低電平觸發元件 16電壓提升電路 163氣體放電管 192高頻倍壓整流電路 195高壓變壓器 101電源裝置 13第一升壓電路 14微處理器 161低頻倍壓整流電路 164第二變壓器 190直流變壓器 193氣體放電管 196高強度氣體放電燈

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Claims (1)

1. M280613 八、申請專利範圍： 1 · 一種低頻觸發之+工μ、.A ^ ^ 之弘子鎮流裔，係電性連接於一高強度氣 體放電燈、一 ^ m ., 一 Μ % /原裝置，·其中，該電子鎮流器包括： -電源供應控制器，係電連接至該電源裝置，以控制 其供應電力至該電子鎮流器·， 一第一升 第一變壓器、 一微處理 及該第一升壓 控制器控制供 一低頻脈衝寬 導通’促使該 轉換，進而輸 一點燈驅 以及該微處理 輸出之該低頻 定頻率之低頻 15 壓電路’亦電連接至該電源裝置，並包括一 以及一低電平觸發元件； ^，係分別電連接至該電源供應控制器、以 ^路之該低電平觸發元件，並當該電源供應 應該電力至該微處理器時，該微處理器輸出 度調變訊號至該低電平觸發元件，並觸發其 第一升壓電路之該第一變壓器開始進行升壓 出一低頻直流中壓； 動橋路，係分別電連接至該第一升壓電路、 态，該點燈驅動橋路係接收該第一升壓電路 直流中壓，並進行定頻處理後輸出一具有特 中壓脈衝方波；以及 20 -電壓提升電路，係包括一低頻倍壓整流電路、—儲 能電容、-氣體放電管、以及一第二變壓器，#中，該低 頻倍壓整流電路係電連接至該點燈驅動橋路，該第二變壓 器係電連接至該高強度氣體放電燈，該低頻倍壓整流電路 係接收該點燈驅動橋路輸出之該低頻中壓脈衝方波，並將 其整流成一直流高壓，進而傳送至該儲能電容進行充電= 並當該儲能電纟充電至-臨界電壓日夺，貝“亥氣體放電管擊

   13 M280613 15 20 ! 以驅動該第二變壓器進行升壓轉換，$而導通該 阿強度氣體放電燈。 哭，2甘如中：專利乾圍第1項所述之低頻觸發之電子鎮流 :中錢源I置包括—電磁干«波器，係電連接 =電源裝置，並對其所提供之電力執行渡波處理以防止 笔磁干擾。 哭，3·如申請專利範圍第1項所述之低頻觸發之電子鎮流 :,更包括-低頻驅動控制器其係電連接於該微處理 =該點燈驅動橋路之間，並控制該點燈驅動橋路進行 疋題理後輸出-具有特定頻率之低财壓脈衝方波。 哭4 ·如申請專利範圍第！項所述之低頻觸發之電子鎖流 中’該微處理器更擷取下列群組至少其一：該電源 衣置之電壓值、該低電平觸發元件之電流值、該高強度氣 體，電燈之電壓值、以及該高強度氣體放電燈之電流值，、 處理g亚當該電流值或電壓值變大則相應縮短該低 脈衝寬度調變訊號之低頻脈衝寬度。 、 5·如申請專利範圍第"所述之低頻觸發之電子链、、衣 其中，該點燈驅動橋路之特定頻率係4〇〇Hz。、以 6.如申D月#利靶圍第i項所述之低頻觸發之電子鎮凊 其中，δ亥£品界電壓係6〇〇伏特。 7·如申明專利摩巳圍第i項戶斤述之低頻觸發之電子鎮淹 ”中°亥低電平觸發兀件係包括一 NM0S開關器。 8·如申明專利^圍第j項戶斤述之低頻觸發之電子鎮流 其中、亥電源供應控制器係包括一指撥開關。 器 器 哭 UVt 器 14 M280613 9·如申明專利乾圍第1項所述之低頻觸發之電子鎮流 為’其中’該微處理器係一8位元處理器。 ΐ〇·如申請專利範圍第丨項所述之低頻觸發之電子鎮流 杰’其中，該高強度氣體放電燈係組設於一汽車頭燈内。

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