专利名称：灯具及其驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明有关一种灯具，且特别是有关一种应用冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)作为光源的灯具。
背景技术：
在现有的照明灯具技术中，应用荧光灯作为光源的灯具是已广为人们所知悉，并 被人们大量地应用在一般日常照明中。一般来说，现有的照明灯具是使用热阴极荧光灯 (Hot Cathode Fluorescent Lamp，HCFL)作为光源。然而一般而言，HCFL灯具有寿命短、尺 寸大、使用材料不环保、灯具发光效率差及产生的紫外光量高等缺点。因此，如何有效地设 计出可有效地提升前述缺点的荧光灯照明灯具为业界不断致力的方向之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种灯具及其驱动电路，该灯具寿命长、尺寸小、较为环保、 发光效率高且紫外光亮低。根据本发明的一方面，提出一种驱动电路，用以驱动第一 CCFL，驱动电路包括第一 电压转换器及高压变频转换器(Inverter)。第一电压转换器用以根据电源信号提供直流电 压信号。高压变频转换器包括第二电压转换器及第一变压器。第二电压转换器用以转换直 流电压信号产生交流电压信号。第一变压器，与第一 CCFL对应，第一变压器包括第一初级 端电路及第一次级端电路。第一初级端电路响应于交流电压信号具有第一输入电压信号。 相对于第一输入电压信号，第一次级端电路耦合产生第一输出电压信号驱动第一 CCFL。其 中第一初级端电路及第一次级端电路均属于一一次侧电路并接收相同的一接地电压信号。根据本发明的另一方面，提出一种灯具，包括第一 CCFL及驱动电路。驱动电路包 括第一电压转换器及高压变频转换器(Inverter)。第一电压转换器用以根据电源信号提 供直流电压信号。高压变频转换器包括第二电压转换器及第一变压器。第二电压转换器用 以转换直流电压信号产生交流电压信号。第一变压器，与第一 CCFL对应，第一变压器包括 第一初级端电路及第一次级端电路。第一初级端电路响应于交流电压信号具有第一输入电 压信号。相对于第一输入电压信号，第一次级端电路耦合产生第一输出电压信号驱动第一 CCFL。其中第一初级端电路及第一次级端电路均属于一一次侧电路并接收相同的一接地电 压信号。本发明的有益技术效果是应用冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)进行照明，灯具应用的灯管驱动电路为不需进行高低压绝缘的驱动电路，即本发明的 灯具利用仅具有一次侧电路结构的驱动电路来对CCFL进行驱动，这样，相较于传统灯具， 本发明的灯具的灯管寿命较长、灯具尺寸较小、使用材料较为环保、灯具发光效率较高及产 生的紫外光量较低。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例作 详细说明，其中图1绘示依照本发明实施例的灯具的方块图。
图2绘示图1的灯具的变压器的示意图。图3绘示依照本发明实施例的灯具的另一方块图。图4绘示依照本发明实施例的灯具的又一方块图。图5绘示依照本发明实施例的灯具的再一方块图。图6绘示依照图5的初级端电路及次级端电路的示意图。图7绘示依照本发明实施例的灯具的再一方块图。图8绘示依照图7的初级端电路及次级端电路的示意图。图9绘示依照本发明实施例的灯具的再一方块图。图10绘示依照图9的初级端电路及次级端电路的示意图。图11绘示本实施例的冷阴极荧光灯的发光频谱图。
具体实施例方式本实施例的灯具是利用仅具有一次侧电路结构的驱动电路来对冷阴极荧光灯 (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)进行驱动。请参照图1，其绘示依照本发明实施例的灯具的方块图。灯具1包括CCFL FL及驱 动电路14。举例来说，驱动电路14用以接收市电信号Sw。驱动电路14包括抗电磁波干扰 校正模块14a、电压转换器14b及高压变频转换器(Inverter) 16。抗电磁干扰模块14a用 以对市电信号Sw进行抗电磁波干扰校正，以提供抗电磁波干扰校正后的电源信号Sp。电压 转换器14b根据电源信号Sp提供直流电压信号Svdc。举例来说，驱动电路14还包括功率 因数转换器14c，功率因数转换器14c用以对电压转换器14b提供的直流电压信号Svdc进 行功率因数校正，并将功率因数校正后的直流电压信号S' vdc提供至高压变频转换器16。高压变频转换器16包括电压转换器16a、控制电路16b及变压器18。电压转换器 16a受控于控制电路16b提供的控制信号Set，来根据直流电压信号S' vdc转换得到交流 电压信号Svac。举例来说，电压转换电路16a为半桥电压转换器(Half Bridge)。变压器18与CCFL FL对应，变压器18包括初级端电路18a及次级端电路18b。初 级端电路18a响应于交流电压信号Svac具有输入电压信号(=交流电压信号Svac)。相对 于初级端电路18a上的输入电压信号，次级端电路18b耦合产生输出电压信号Svo以驱动 CCFL FL0举例来说，变压器18的电路结构如图2所示。其中初级端电路18a与次级端电路 18b上的工作电压属于相近的级距，而初级端电路18a及次级端电路18b之间仅具有基本电 路绝缘。换言之，初级端电路18a与次级端电路18b同属高低压隔绝的一次侧电路并接收 相同的接地电压信号。在一个例子中，驱动电路14'中还包括保护电路24d，用以对CCFL FL进行保护， 如图3所示。保护电路24d用以判断初级端电路18a上的输入电压信号是否满足判断条件。 举例来说，此判断条件为初级端电路18a上的输入电压信号的电平大于一预设电压电平的事件。当初级端电路18a上的输入电压信号满足此判断条件时，保护电路24d判断CCFL FL 操作异常，以触发终止操作事件Evt。驱动电路24中的高压变频转换器26响应于终止操作事件Evt为非致能，以非致 能变压器28提供的输出电压信号Svo及CCFL FL0举例来说，高压变频转换器26中的控制 电路26b是响应于终止操作事件Evt非致能控制信号Set。如此，通过非致能电压转换器 26a的操作以非致能交流电压信号Svac、初级端电路28a上的输入电压信号、输出电压信号 Svo 及 CCFL。在另一个例子中，驱动电路34中的保护电路34d是提供终止操作事件Evt至功率 因数转换器34c，功率因数转换器34c响应于终止操作事件Evt为非致能，如图4所示。如 此，通过非致能功率因数转换器34c来 非致能直流电压信号S' vdc、交流电压信号Svac、初 级端电路38a上的输入电压信号、输出电压信号Svo及CCFLFL。在本实施例中虽仅以高压变频转换器16包括一个变压器18来对一个CCFL FL 进行驱动的情形为例做说明，然而，本实施例的高压变频转换器16不局限于此。在另一个 例子中，高压变频转换器46'中包括多个变压器48_1、48_2、…、48_n，用以分别驱动CCFL FL1、FL2、…、FLn，如图5所示。η为大于1的自然数。在一个例子中，变压器48_1_48_η中的各初级端电路48_la、48_2a、".、48_na彼 此串联连接于节点NTl及NT2中，如图6所示。节点NTl接收交流电压信号Svac，节点NT2 接收接地电压信号。串联连接于节点NTl及NT2间的初级端电路48_la-48_na响应于交 流电压信号Svac的电平及接地电压信号的电平的电压差分别分压得到对应的输入电压 信号Svil、Svi2、…、Svin。在一个例子中，输入电压信号Svil-Svin分别为初级端电路 48_la-48_na两端的跨压。次级端48_lb_48_nb分别对应地耦合得到输出电压信号Svol、 Svo2、…、Svon，以驱动CCFL FLl_FLn。在一个例子中，输出电压信号Svol-Svon分别为次 级端电路48_lb-48_nb两端的跨压，而各CCFL FLl-FLn看到的输出电压信号Svol-Svon具 有相同的极性。在一个例子中，驱动电路44包括η个保护电路44d_l、44d_2、...、44d_n，用以分 别判断输入电压信号Svil-Svin是否满足判断条件。在一个例子中，保护电路44d_l-44d_ η看到的输入电压信号Svi I-Svin具有相同的极性，而其是以输入电压信号Svi I-Svin大 于一预设电压电平作为此判断条件。当各输入电压信号Svil-Svin满足此判断条件时，对 应的保护电路44d_l-44d_n判断CCFL FL操作异常，以触发对应的终止操作事件。此些终 止操作事件被提供至控制电路46b，以通过对高压变频转换器46的控制来对CCFL FLl-FLn 进行保护。在本实施例中，虽仅以输入电压信号Svol-Svon分别为初级端电路48_la_48_na 两端的跨压，然，本实施例的变压器并不局限于此。在其它例子中，各输入电压Svol-Svon 亦可为对应的初级端电路48_la-48na的一端点相较于交流电压信号Svac间的跨压或对应 的初级端电路48_la-48_na的一端点相较于接地电压信号间的跨压。在本实施例中，虽仅以保护电路44d_l-44d_n看到的输入电压信号Svil-Svin具 有相同的极性的情形为例做说明，然而，本实施例的变压器并不局限于此。在其它例子中， 各保护电路44d_l-44d_n看到的输入电压信号Svi I-Svin亦可部份具有正极性而部份具有 负极性，而各保护电路44d_l-44d_n是以其看到的输入电压信号Svil-Svin的绝对值大小与预设电压绝对值大小来判断各CCFL FLl-FLn是否操作正常。在本实施例中，虽仅以各CCFL FLl-FLn看到的输出信号Svol-Svon具有相同的 极性的情形为例做说明，然而，本实施例的变压器并不局限于此。在其它例子中，各CCFL FLl-FLn看到的输出信号Svol-Svon的极性亦可部份具有正极性，而部份具有负极性。举 例来说，奇数序CCFL看到的输出信号具有正极性，而偶数序CCFL看到的输出信号具有负极 性。 在其它例子中，此些终止操作事件亦可被提供至功率因数转换器44c，以通过对功 率因数转换器44c的控制来对CCFL FLl-FLn进行保护。在本实施例中虽仅以变压器48_l_48n中的各初级端电路48_la、48_2a、…、48na 彼此串联连接于节点NTl及NT2中的情形为例做说明，然而，本实施例的变压器并不局限于 此。在一个例子中，变压器58_l-58_n中各初级端电路58_la-58_na彼此并联连接，如图7 及图8所示。保护电路54d_l-54d_n分别根据初级端电路58_la-58_na上的电压来提供对 应的操作事件。在另一个例子中，变压器68_l-68_n中各次级端电路68_lb_68_nb彼此并 联连接，如图9及图10所示保护电路64d_l-64d_n分别根据次级端电路68_lb_68_nb上的 电压来提供对应的操作事件。本实施例的一种灯具是应用CCFL来进行照明。一般来说，CCFL的规格如下使 用寿命约5万小时；灯管直径约2微米(Millimeter，mm)；发光光谱中波长小于330纳米 (nanometer,nm)的能量分布为零(0nm-330nm为紫外光波段)，如图11所示。如此，相较于 传统灯具的热阴极荧光灯(Hot Cathode Fluorescent Lamp，HCFL)约六千到一万小时的使 用寿命、八分之二英时到八分之八英时的直径及接近自然光的光谱分布，本实施例的灯具 具有灯管寿命较长、灯管尺寸较小、灯管荧光粉使用量较低、灯具尺寸较小、灯具发光效率 较佳及可抗紫外线的优点。另外，本实施例的灯具是利用仅具有一次侧电路结构的驱动电路来对CCFL进行 驱动。如此，本实施例的灯具更具有成本较低的优点。此外，本实施例的灯具是利用设置于初级侧的保护电路来对设置于次级侧的CCFL 进行保护。相较于次级侧，初级侧上具有较低的操作电压及较小的电路安全间距。如此，利 用将保护电路设置于初级侧的技术更可缩小CCFL的驱动电路的电路尺寸。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本 发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同 的改变或替换。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。
权利要求
一种驱动电路，用以驱动一第一冷阴极荧光灯，该驱动电路包括一第一电压转换器，用以根据一电源信号提供一直流电压信号；以及一高压变频转换器，包括一第二电压转换器，用以转换该直流电压信号产生一交流电压信号；及一第一变压器，与该第一冷阴极荧光灯对应，该第一变压器包括一第一初级端电路，响应于该交流电压信号具有一第一输入电压信号；及一第一次级端电路，相对于该第一输入电压信号，该第一次级端电路耦合产生一第一输出电压信号驱动该第一冷阴极荧光灯；其中，该第一初级端电路及该第一次级端电路均属于一一次侧电路并接收相同的一接地电压信号。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于还包括一保护电路，用以判断该第一输入电压信号是否满足一判断条件，当该第一输入电压 信号满足该判断条件时，该保护电路判断这些冷阴极荧光灯操作异常，以触发一终止操作 事件。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于该高压变频转换器响应于该终止操作 事件为非致能，以非致能该第一变压器提供的该第一输出电压信号。
4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于还包括一功率因数转换器，用以对该第一电压转换器提供的该直流电压信号进行功率因数校 正，并提供功率因数校正后的直流电压信号至该高压变频转换器；其中，该功率因数转换器响应于该终止操作事件为非致能，以非致能该直流电压信号、 该第一输入电压信号及该第一输出电压信号。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于还包括一保护电路，用以判断该第一输出电压信号是否满足一判断条件，当该第一输出电压 信号满足该判断条件时，该保护电路判断这些冷阴极荧光灯操作异常，以触发一终止操作 事件。
6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于还包括一抗电磁干扰模块，用以提供抗电磁波干扰校正后的该电源信号至该第一电压转换
7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于 该驱动电路还驱动一第二冷阴极荧光灯；该高压变频转换器还包括一第二变压器，该第二变压器包括 一第二初级端电路，属于该一次侧电路，该第二初级端电路响应于该交流电压信号具 有一第二输入电压信号；及一第二次级端电路，属于该一次侧电路，相对于该第二输入电压信号，该第二次级端电 路耦合产生一第二输出电压信号驱动该第二冷阴极荧光灯。
8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于该高压变频转换器还包括一第一节点及一第二节点，分别接收该交流电压信号及一接地电压信号，该第一及该 第二初级端电路彼此串联连接于该第一节点及该第二节点之间，该第一及该第二初级端电 路响应于该交流电压信号及该接地电压信号分别分压得到该第一及该第二输入电压信号。
9.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于该第一及该第二初级端电路彼此并联 连接。
10.一种灯具，包括 一第一冷阴极荧光灯； 一驱动电路，包括一第一电压转换器，用以根据一电源信号提供一直流电压信号；及 一高压变频转换器，包括一第二电压转换器，用以转换该直流电压信号产生一交流电压信号；及 一第一变压器，与该第一冷阴极荧光灯对应，该第一变压器包括 一第一初级端电路，响应于该交流电压信号具有一第一输入电压信号；及 一第一次级端电路，相对于该第一输入电压信号，该第一次级端电路耦合产生一第一 输出电压信号驱动该第一冷阴极荧光灯；其中，该第一初级端电路及该第一次级端电路均属于一一次侧电路并接收相同的一接 地电压信号。
全文摘要
本发明是一种灯具及其驱动电路，该灯具包括冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)及驱动电路。驱动电路包括第一电压转换器及高压变频转换器(Inverter)。第一电压转换器根据电源信号提供直流电压信号。高压变频转换器包括第二电压转换器及变压器。第二电压转换器转换直流电压信号产生交流电压信号。变压器，与CCFL对应，包括初级端电路及次级端电路。初级端电路响应于交流电压信号具有输入电压信号。相对于输入电压信号，次级端电路耦合产生输出电压信号驱动CCFL。其中初级端及次级端电路均属于一一次侧电路并接收相同的一接地电压信号。
文档编号H05B41/298GK101868108SQ200910135010
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者徐明何, 江怡诏 申请人:寰磁电子股份有限公司