专利名称：一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，特别是指应用于设置在一图像扫描装置中的一冷阴极荧光灯管的电源控制装置。
图像扫描器是一种快速发展的电脑外围设备，制造厂商都投入大量人力物力在改善其功能特性，其中图像扫描装置所运用的投射光源，大部分是以冷阴极灯管(Cold-Cathode Fluorescent Tube,CCFT)所完成，但由于冷阴极荧光灯管自点亮后至亮度稳定需经过一段时间(即所谓稳定时间)，一般依灯管特性大约为数分钟，请参见
图1所示的威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管在点亮后提供一固定强度的管电流(本例为6毫安(ma))下，其灯管所发出的光线辉度(Brightness)随导通时间变化的曲线示意图。所以用户从关机状态中启动图像扫描装置的电源后，需在一暖机状态(warm-up mode)中等待长达数分钟，(本例大约为2分钟)的稳定时间后，方可进入扫描状态(scanmode)执行扫描动作，如此将严重影响图像扫描装置的操作效率而延迟扫描速度，不能适应扫描时间日益缩短的要求，所以为了提高操作效率，台湾地区研制的“光学扫描器的冷阴极管多电源控制系统与方法”，是在图像扫描装置的关机状态与扫描状态等电源控制之外，再增加一个或多个待机状态(stand-bymode)的电源控制，如此便可相对缩减暖机所需的稳定时间且增加冷阴极荧光灯管的使用寿命。但是，上述技术手段仍是运用传统的暖机(warm-up)步骤-提供一固定强度的管电流以进行光源控制，并不能实际缩短暖机所需的稳定时间。
本实用新型的目的是提供一种可以解决上述种种现有技术手段缺陷的冷阴极荧光灯管的电源控制装置。
本实用新型是这样实现的其应用于设置在一图像扫描装置中的一冷阴极荧光灯管上，其包含下列元件一固定直流电压供应器，其用于提供一固定值的直流电压；一直流至交流电压变换器，电连接于该固定直流电压供应器，用于将该固定值的直流电压转换成一固定强度的交流电压输出；一切换控制电路，电连接于该直流至交流电压变换器与冷阴极荧光灯管，其接收该直流至交流电压变换器所输出的交流电压，并以改变其中负载电容值的方式来分别提供该冷阴极荧光灯管一第一强度的管电流及一第二强度的管电流，其中第一强度的管电流大于第二强度的管电流；以及一状态选择电路，电连接于该切换控制电路，其输出一切换信号用于在第一时间段控制该切换控制电路提供处于关机状态的冷阴极荧光灯管第一强度的管电流，并在第一时段结束后提供该冷阴极荧光灯管第二强度的管电流，使该冷阴极荧光灯管的辉度在第二时段后趋于稳定而处于一扫描状态。
其中该切换控制电路包含一单刀多掷开关，电连接于该状态选择电路与冷阴极荧光灯管，其会适应切换信号的触发而切换接点位置；若干个电容器，分别电连接于单刀多掷开关与该直流至交流电压变换器，这些电容器分别具有大小不一的电容值，其会适应单刀多掷开关接点位置的切换而使冷阴极荧光灯管回路上的负载电容值产生变化，进而分别提供该冷阴极荧光灯管第一强度的管电流及第二强度的管电流。
其中单刀多掷开关是一个继电器(relay)。
本实用新型的另一种实现方法是其应用于设置在一图像扫描装置中的一冷阴极荧光灯管上，其包含下列元件一固定直流电压供应器，其用于提供一固定值的直流电压；一直流至交流电压变换器，电连接于该固定直流电压供应器，用于将该固定值的直流电压转换成一固定强度的交流电压输出；一切换控制电路，电连接于该直流至交流电压变换器与冷阴极荧光灯管，其接收该直流至交流电压变换器所输出的交流电压，并以改变其中负载电容值的方式来分别提供该冷阴极荧光灯管一第一强度的管电流及一第二强度的管电流，其中第一强度的管电流大于第二强度的管电流；以及一状态选择电路，电连接于该切换控制电路，其输出一切换信号用于在第一时间段控制该切换控制电路提供处于待机状态(stand-by mode)的冷阴极荧光灯管第一强度的管电流，使冷阴极荧光灯管的辉度快速增加，并在第一时段结束后提供该冷阴极荧光灯管第二强度的管电流，使该冷阴极荧光灯管的辉度在第二时段后趋于稳定而处于一扫描状态。
其中切换控制电路包含一单刀多掷开关，电连接于该状态选择电路与冷阴极荧光灯管，其会适应切换信号的触发而切换接点位置；若干个电容器，分别电连接于单刀多掷开关与该直流至交流电压变换器，这些电容器分别具有大小不一的电容值，其会适应单刀多掷开关接点位置的切换而使冷阴极荧光灯管回路上的负载电容值产生变化，进而分别提供该冷阴极荧光灯管第一强度的管电流及第二强度的管电流。
其中单刀多掷开关是一个继电器。
本实用新型是一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，应用于设置在图像扫描装置中的冷阴极荧光灯管上，其包含下列元件一固定直流电压供应器、一直流至交流电压变换器，一切换控制电路以及一状态选择电路，其以改变负载电容值的方式来分别在第一时段控制该切换控制电路提供处于关机或待机状态的该冷阴极荧光灯管第一强度的管电流，使该冷阴极荧光灯管的辉度快速增加，并在第一时段结束后提供该冷阴极荧光灯管第二强度的管电流，使该荧光灯管的辉度在第二时段后趋于稳定而处于扫描状态。
以下结合附图详细说明本实用新型。
图1是威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管在点亮后分别提供6毫安与12毫安的管电流下，其灯管所发出光线的辉度(Brightness)随导通时间变化的曲线示意图。
图2是威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管在点亮后提供两个固定强度的管电流(即6毫安的管电流)下，其灯管所发出光线的辉度(Brightness)随导通时间变化的曲线示意图。
图3是冷阴极荧光灯管所导通的管电流大小与其使用寿命相对值的曲线示意图。
图4是本实用新型较佳实施例装置的功能方框图。
图5是本实用新型较佳实施例装置的电路示意图。
图6是由直流至交流电压变换器41所输出至切换控制电路42的固定强度交流电流，其通过不同电容值的电容所呈现的不同电流大小的关系示意图。
图7是本实用新型较佳实施例装置运用于威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管上的电源控制暖机程序示意图。
图8是威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管在关机状态、扫描状态(Scan mode)、待机状态(stand-by mode)与闲置状态(idle mode)间的切换示意图。
参见图2所示的威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管在点亮后分别提供6毫安和12毫安的管电流下，其灯管所发出光线的辉度(Brightness)随导通时间变化的曲线示意图。该规格的冷阴极荧光灯管以6毫安的管电流进行暖机时，其辉度在约120秒后稳定于2000cd/m2(烛光/平方米)，而如以12毫安的管电流进行暖机时，其辉度在约60秒后稳定在4000cd/m2，由此可见，加大冷阴极荧光灯管导通的管电流可有效缩短暖机所需的稳定时间，且辉度稳定于一较高值。
但请参见图3所示的冷阴极荧光灯管所导通的管电流大小与其使用寿命相对值的曲线示意图。其明显表示当所导通的管电流越大时，将严重缩短其使用寿命，所以如何兼顾缩减暖机所需的稳定时间及不影响其使用寿命，申请人遂研制了本实用新型。
参见图4所示的本实用新型较佳实施例装置的功能方框图。该装置包含一固定直流电压供应器40、一直流至交流电压变换器(DC-AC inverter)、切换控制电路42与状态选择电路43。其中直流至交流电压变换器41将固定直流电压供应器40所输出的固定直流电压转换成一交流电源输出至切换控制电路42，而状态选择电路43接受使用者的触发或外界电路的控制而对切换控制电路42进行状态的选择与切换，以改变切换控制电路42输出至冷阴极荧光灯管44的管电流大小，藉此完成冷阴极荧光灯管的电源控制动作。
参见图5所示的本实用新型较佳实施例装置的电路示意图。其中切换控制电路42是由若干个电容大小不一的电容器与一个以继电器421所完成的单刀多掷的耐高压开关所构成。再参见图6所示的由直流至交流电压变换器41所输出至切换控制电路42的固定强度交流电流，其通过不同电容值的电容所呈现的不同电流大小的关系示意图。由此关系图可见，我们可以依此切换适当大于的电容来产生大小不同的管电流，完成冷阴极荧光灯管的电源控制动作。
参见图7所示的本实用新型较佳实施例装置运用于威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管上的电源控制暖机程序示意图。我们将处于关机状态的冷阴极荧灯管先提供一个第一强度(12ma，继电器421切换至C1=56pf处)的管电流以进入一快速暖机状态，而在进行第一时段(16.5秒)后切换至以第二强度(6ma，继电器421切换至C2=34.25pf处)的管电流来进行暖机程序，经实际实验后可知，如此作法将使该规格的冷阴极荧光灯管辉度在经过约2秒后便稳定在2000cd/m2(烛光/平方米)而进入一扫描状态(scan mode)，这样将可成功地将光源控制所需的稳定时间从常用的120秒缩短至18.5秒，即使以实际应用上的扫描品质稳定度来考核时，而将稳定时间稍微拉长为20秒，也比通常作法节省了100秒，彻底缩短实际暖机所需的稳定时间且不影响冷阴极荧光灯管的使用寿命。
另外，再请参见图8所示的威力盟公司生产的FL-41266(AE)冷阴极荧光灯管在关机状态、扫描状态(Scan mode)、待机状态(stand-by mode)与闲置状态(idle mode)间的切换示意图。
其中状态切换的程序控制为状态选择电路43所控制，而状态选择电路43可由图像扫描装置中都具有的微处理器所完成。而待机状态则指图像扫描装置经一特定时间T1未被使用后，便将冷阴极荧光灯管所导通的管电流切换至一较低值(本例为由6ma切换至4ma)，以增加冷阴极荧光灯管的使用寿命，而且便于使用者再次使用时能快速恢复至扫描状态。至于闲置状态则是指图像扫描装置又经一更长的特定时间T2未被使用后，便将冷阴极荧光灯管所导通的管电流切断，以节省系统耗电及增加灯管的使用寿命。本实用新型不但可以运用于关机状态或闲置状态切换至扫描状态的光源控制程序上(如图所示的S1、S2)，也可应用于由待机状态切换至扫描状态的过程中(如图所示的S3)，皆可有效缩短灯管暖机所需的等待时间，彻底改善现有技术的缺陷。
上述的管电流控制流程可用图5所示的电路所完成，藉其达到各状态切换时所需管电流的变化控制，实现快速暖机、延长使用寿命的功效。
权利要求1.一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，其特征在于其应用于设置在一图像扫描装置中的一冷阴极荧光灯管上，其包含下列元件一固定直流电压供应器，其用于提供一固定值的直流电压；一直流至交流电压变换器，电连接于该固定直流电压供应器，用于将该固定值的直流电压转换成一固定强度的交流电压输出；一切换控制电路，电连接于该直流至交流电压变换器与冷阴极荧光灯管，其接收该直流至交流电压变换器所输出的交流电压，并以改变其中负载电容值的方式来分别提供该冷阴极荧光灯管一第一强度的管电流及一第二强度的管电流，其中第一强度的管电流大于第二强度的管电流；以及一状态选择电路，电连接于该切换控制电路，其输出一切换信号用于在第一时间段控制该切换控制电路提供处于关机状态的冷阴极荧光灯管第一强度的管电流，并在第一时段结束后提供该冷阴极荧光灯管第二强度的管电流，使该冷阴极荧光灯管的辉度在第二时段后趋于稳定而处于一扫描状态。
2.如权利要求1所述的一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，其特征在于其中该切换控制电路包含一单刀多掷开关，电连接于该状态选择电路与冷阴极荧光灯管，其会适应切换信号的触发而切换接点位置；若干个电容器，分别电连接于单刀多掷开关与该直流至交流电压变换器，这些电容器分别具有大小不一的电容值，其会适应单刀多掷开关接点位置的切换而使冷阴极荧光灯管回路上的负载电容值产生变化，进而分别提供该冷阴极荧光灯管第一强度的管电流及第二强度的管电流。
3.如权利要求1所述的一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，其特征在于其中单刀多掷开关是一个继电器(relay)。
4.一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，其特征在于其应用于设置在一图像扫描装置中的一冷阴极荧光灯管上，其包含下列元件一固定直流电压供应器，其用于提供一固定值的直流电压；一直流至交流电压变换器，电连接于该固定直流电压供应器，用于将该固定值的直流电压转换成一固定强度的交流电压输出；一切换控制电路，电连接于该直流至交流电压变换器与冷阴极荧光灯管，其接收该直流至交流电压变换器所输出的交流电压，并以改变其中负载电容值的方式来分别提供该冷阴极荧光灯管一第一强度的管电流及一第二强度的管电流，其中第一强度的管电流大于第二强度的管电流；以及一状态选择电路，电连接于该切换控制电路，其输出一切换信号用于在第一时间段控制该切换控制电路提供处于待机状态(stand-by mode)的冷阴极荧光灯管第一强度的管电流，使冷阴极荧光灯管的辉度快速增加，并在第一时段结束后提供该冷阴极荧光灯管第二强度的管电流，使该冷阴极荧光灯管的辉度在第二时段后趋于稳定而处于一扫描状态。
5.如权利要求1所述的一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，其特征在于其中切换控制电路包含一单刀多掷开关，电连接于该状态选择电路与冷阴极荧光灯管，其会适应切换信号的触发而切换接点位置；若干个电容器，分别电连接于单刀多掷开关与该直流至交流电压变换器，这些电容器分别具有大小不一的电容值，其会适应单刀多掷开关接点位置的切换而使冷阴极荧光灯管回路上的负载电容值产生变化，进而分别提供该冷阴极荧光灯管第一强度的管电流及第二强度的管电流。
6.如权利要求1所述的一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置，其特征在于其中单刀多掷开关是一个继电器。
专利摘要一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置,是一种冷阴极荧光灯管的电源控制装置,应用于设置在图像扫描装置中的冷阴极荧光灯管上,其包含下列元件:一固定直流电压供应器、一直流至交流电压变换器,一切换控制电路以及一状态选择电路,其以改变负载电容值的方式来分别在第一时段控制该切换控制电路提供处于关机或待机状态的该冷阴极荧光灯管第一强度的管电流,使该冷阴极荧光灯管的辉度快速增加,并在第一时段结束后提供该冷阴极荧光灯管第二强度的管电流,使该荧光灯管的辉度在第二时段后趋于稳定而处于扫描状态。
文档编号H05B41/18GK2340145SQ9820435
公开日1999年9月22日 申请日期1998年5月7日 优先权日1998年5月7日
发明者林仲炳, 林清长 申请人:鸿友科技股份有限公司