无变压器的自振式电子镇流器的制作方法

专利名称：无变压器的自振式电子镇流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子镇流器，特别是涉及一种无变压器的自振式电子镇流器，其 反馈路径仅使用电感电容等两端组件配合灯管阻抗以提供反馈机制。
背景技术：
传统磁性绕线式镇流器的运作具有许多公知缺点，譬如低能量效率与高闪烁现 象。所以就发展出电子镇流器(electronic ballast)以克服上述缺点，但现有电子镇流器 通常使用两开关将直流信号转换为高频交流信号以起动与持续点亮放电灯管，而此两开关 则需要使用积体电路加以驱动，导致复杂的装置结构与高电路成本。其他起动放电灯管的 运作机制包含使用具辉光放电管起动器(glow bottle starter)的电阻式电子镇流器，但 仍无法显著降低结构复杂度与电路成本。所以，如何在不牺牲运作效能的前提下，提供具最 少组件的电子镇流器以降低结构复杂度与电路成本，已成为重要课题。

发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种无变压器的自振式电子镇流器，以解决上述 问题。依据本发明的实施例，其提供一种无变压器的自振式电子镇流器，用来起动与持 续点亮灯管。此种自振式电子镇流器包含有整流器电路、第一电感、第二电感、第一电容、第 二电容、第一电阻、第二电阻、第三电容、第三电阻、功率开关、以及第三电感。整流器电路包 含一对输入端以接收交流输入电压与一对输出端以输出直流电压，其中整流器电路的第一 输出端用来耦合灯管的第二节点。第一电感包含第一端与第二端，其中第一端耦合于第五 节点，第二端用来耦合灯管的第一节点。第二电感包含第一端与第二端，其中第一端耦合于 第五节点，第二端用来耦合灯管的第四节点。第一电容包含第一端与第二端，其中第一端耦 合于第五节点，第二端用来耦合第二节点。第二电容包含第一端与第二端，其中第一端耦合 于第六节点，第二端用来耦合灯管的第三节点。第一电阻包含第一端与第二端，其中第一端 耦合于第六节点，第二端用来耦合灯管的第三节点。第二电阻耦合于整流器电路的第二输 出端。第三电容与第三电阻串接于第六节点与整流器电路的第二输出端间。功率开关包含 输出端、接地端与控制端，其中输出端耦合于第五节点，接地端耦合于第二电阻。第三电感 耦合于第六节点与功率开关的控制端间。依据本发明的实施例，另提供一种具简化架构的光源系统，其包含有交流输入电 源、灯管与电子镇流器。交流输入电源用来产生交流输入电压。灯管包含第一灯丝与第二灯 丝，其中第一灯丝耦合于第一节点与第二节点间，第二灯丝耦合于第三节点与第四节点间。 电子镇流器耦合于交流输入电源与灯管，用来供电灯管。电子镇流器包含整流器电路、输入 电容、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电容、第三电阻、 功率开关、以及第三电感。整流器电路包含一对输入端以接收交流输入电压与一对输出端 以输出直流电压，其中整流器电路的第一输出端耦合于第二节点。输入电容耦合于整流器电路的输出端。第一电感耦合于第五节点与灯管的第一灯丝。第二电感耦合于第五节点与灯管的第二灯丝。第一电容耦合于第五节点与灯管的第一灯丝。第二电容耦合于第六节点 与灯管的第二灯丝。第一电阻耦合于第六节点与灯管的第二灯丝。第二电阻耦合于整流器 电路的第二输出端。第三电容与第三电阻串接于第六节点与整流器电路的第二输出端间。 功率开关包含输出端、接地端与控制端，其中输出端耦合于第五节点，接地端耦合于第二电 阻。第三电感耦合于第六节点与功率开关的控制端间。依据本发明的实施例，另提供一种具简化架构的自振式电子镇流器，用来起动与 持续点亮灯管。此种自振式电子镇流器包含有整流器电路、功率开关、偏压电路、分压器、以 及功率调节电路。整流器电路用来接收交流输入电压，整流器电路的一输出端用来耦合灯 管。功率开关耦合于整流器电路，用来提供弦波驱动信号以驱动灯管。偏压电路用来偏压 功率开关。分压器用来驱动功率开关。功率调节电路耦合于功率开关，用来限制供应至功 率开关的驱动功率。


图1为本发明第一实施例的电子镇流器的电路示意图。图2为图1所示的电子镇流器的工作相关信号波形图，其中横轴为时间轴。图3为本发明第二实施例的电子镇流器的电路示意图。图4为本发明第三实施例的电子镇流器的电路示意图。图5为本发明第四实施例的电子镇流器的电路示意图。其中，附图标记说明如下100、300、400、600 光源系统101交流输入电源110、310、410、610 电子镇流器111、112、113、114 二极管115整流器电路117输入电容120第一电感125第二电感130第一电容131第五节点132热敏电阻140第二电容145第一电阻146第六节点150第三电容155,355功率开关160第四电容165 第二电阻170 第三电感
173第三电阻175第一二极管 180第四电阻181第一节点182第二节点183第三节点184第四节点185第二二极管190灯管191第一灯丝193第二灯丝385寄生二极管666NPN双极型晶体管667第五电容668主动限制器
具体实施例方式请参考图1，图1为本发明第一实施例的电子镇流器的电路示意图。如图1所示， 光源系统100包含交流输入电源101、灯管190、以及电子镇流器110。交流输入电源101 是用来产生交流输入电压。灯管190可以是具有第一灯丝191与第二灯丝193的放电灯管 (discharge lamp)。在一实施例中，灯管190为热阴极荧光灯管(hot-cathode fluorescent lamp;HCFL)。在另一实施例中，灯管190为冷阴极荧光灯管(cold-cathode fluorescent lamp ；CCFL)或外电极荧光灯管(external electrode fluorescent lamp ；EEFL) 第一灯 丝191耦合于第一节点181与第二节点182间，而第二灯丝193耦合于第三节点183与第 四节点184间。电子镇流器110耦合于交流输入电源101与灯管190，用来执行电能转换运 作以供电灯管190。电子镇流器110包含整流器电路115、输入电容117、第一电感120、第二电感125、 第三电感170、第一电容130、第二电容140、第三电容150、第一电阻145、第二电阻165、 第三电阻173、第四电阻180、第一二极管175、第二二极管185、具正温度系数(positive temperature coefficient ；PTC)的热敏电阻132、以及功率开关155。在优选实施例中，功 率开关155包含双极型晶体管(bipolar junction transistor ;BJT)。在另一实施例中， 若功率开关155包含场效应晶体管(field effect transistor ;FET)，则可省略第一二极 管175与第四电阻180，但如后续说明会另设置额外电容于此场效应晶体管的控制端与源 极端间。整流器电路115是用来将交流输入电压转换为直流电压。整流器电路115包含 一对输入端，用来接收交流输入电压。整流器电路115另包含一对输出端，用来输出直流 电压，此对输出端的第一输出端耦合于第二节点182。如图1所示，整流器电路115可以 是包含四个二极管111 114的全波桥式整流器电路。光源系统100另可包含电磁干扰 (electromagnetic interference)滤波器(未显示)，耦合于整流器电路115的输入端或输出端。输入电容117耦合于整流器电路115的输出端，用来储存整流器电路115所输出 的直流电压并执行滤波运作。第一电感120包含第一端与第二端，其中第一端耦合于第五节点131，第二端耦合 于第一节点181。第一电感120的电路功能主要是据以提供交流电流源。第二电感125耦 合于第五节点131与第四节点184。第一电容130包含第一端与第二端，其中第一端耦合 于第五节点131，第二端耦合于整流器电路115的第一输出端。第二电容140包含第一端 与第二端，其中第一端耦合于第六节点146，第二端耦合于第三节 点183。第一电阻145包 含第一端与第二端，其中第一端耦合于第六节点146，第二端耦合于第三节点183。第三电 容150与第三电阻173串接于第六节点146与整流器电路115的第二输出端间。功率开关 155包含输出端、接地端与控制端，其中输出端耦合于第五节点131，接地端耦合于第二电 阻165，控制端耦合于第三电感170。功率开关155的电路组态是属于E类放大器(class E amplifier)，用来提供具高交流电压的弦波驱动信号以点亮灯管190。第二电阻165耦合 于功率开关155的接地端与整流器电路115的第二输出端。第三电感170耦合于第六节点 146与功率开关155的控制端间。电子镇流器110在起动阶段的工作频率主要是由第二电感125与第二电容140所 决定。第三电容150与第二电容140组合为分压器，用来对反馈至第三节点183的信号执 行分压运作以提供适合驱动功率开关155所需的信号，而藉由与第三电容150串接的第三 电阻173的阻尼作用，可据以降低此分压器电路运作的品质因数(quality factor)。电子 镇流器110的工作频率只有在持续点亮阶段才显著受第三电感170与第三电容150的影 响，第三电感170与第三电容150并用来匹配灯管190的阻抗以驱动功率开关155直到可 提供灯管190运作所需功率。第一二极管175与第四电阻180是串接于功率开关155的控 制端与整流器电路115的第二输出端间。第一二极管175是用来执行从整流器电路115的 第二输出端至功率开关155的控制端的单向电流导通运作。第二二极管185耦合于第五节 点131与整流器电路115的第二输出端，用来执行从整流器电路115的第二输出端至第五 节点131的单向电流导通运作。热敏电阻132是用来于起动阶段中，限制供应至功率开关 155的驱动功率。图1所示光源系统100的电路运作功能详述如下。第二电感125与第二电容140组合为用以起动灯管190的共振电路，当此共振电 路于起动阶段点亮灯管190时，流经第二电感125与第二电容140的电流另用以加热灯管 190的第二灯丝193，据以执行快速起动运作。此外，在起动阶段流经第一电感120的电流 则可用以加热灯管190的第一灯丝191，同理亦可据以执行快速起动运作。另一方面而言， 第二电感125、第三电感170、第二电容140与第三电容150配合灯管190的阻抗，可用来组 合为多个移相器以提供自振式电子镇流器所需的正反馈机制。当功率开关155由导通状态切换为截止状态时，流经功率开关155的电流ix转为 流向第一电容130。亦即，电流ix于功率开关155切换为截止状态时是为连续的，不会造 成瞬间电流变化状况。第二二极管185是用来当功率开关155操作于反向导通模式时，藉 由旁路电流id2以保护功率开关155，其中反向导通模式是对应于功率开关155的输出端为 顺向偏压，而接地端为逆向偏压的运作模式。第二电容140与第三电容150是用来对灯管 190的负载电压执行分压运作，使第三电容150的跨压降为适于驱动功率开关155的电压。 第三电阻173的阻尼作用可降低由第二电容140与第三电容150所组成电容式分压器的电路运作品质因数，用来使起动阶段与持续点亮阶段因灯管阻抗变化导致的相位差实质上相等。此外，第一二极管175可以是通用二极管，藉由其约为2微秒(micro second)的长电荷 储存时间(charge-storage time)，可据以在功率开关155的控制端进行零电压切换(zero voltage switching ；ZVS)运作。由于第一二极管175与第四电阻180可组合为切换瞬间 电压抑制器(switching-transient voltage suppressor)耦合于功率开关155的控制端， 所以第四电阻180另可用来设定适当的负偏压于功率开关155的控制端以调节对供应至功 率开关155的驱动功率。由上述可知，电子镇流器110可避免发生对灯管190的过载驱动 运作(尤其在起动阶段)，所以可显著延长灯管190的使用寿命。再者，电子镇流器110可 于起动阶段迅速加热灯管190的灯丝191，193以执行快速起动运作，因此可进一步延长灯 管190的使用寿命。另一方面而言，由于电子镇流器110可避免运作于过载驱动，所以也可 防止功率开关155承受过大的电压应力，亦即可保护功率开关155以延长其使用寿命。当电子镇流器110于起动阶段中刚开始被交流输入电源101驱动时，整流器电路 115所输出的直流电压是用来经由第一电阻145与第二电阻165以提供起动功率开关155 所需的直流偏压，其中第一电阻145即据以偏压功率开关155的控制端。请注意，流经第一 电感120的电流除了用来偏压外，也可如前所述用来加热第一灯丝191。当功率开关155 于起动阶段被适当偏压后，电子镇流器110即可执行振荡运作以产生交流驱动信号，此交 流驱动信号不但可加热灯丝191，193，也可依据电路的高品质因数运作，而于灯管190的 两端提供高电压降以点亮灯管190。由于现有技术所使用的半桥式变流器(half-bridge inverter)，需要设置触发与除能电路以于起动阶段适当地控制功率开关运作，而电子镇流 器110则不需设置触发与除能电路以控制功率开关155运作，所以本发明电子镇流器110 的成本可因简化电路结构而显著降低。当电子镇流器110在起动阶段振荡时，由于此时灯管190内部仍为高阻抗状态，所 以从第五节点131到第二电感125与第二电容140的连接处(即第二灯丝193)，可依据第 二电感125与第二电容140的电路运作而形成相反转机制。基于高能量效率的需求，如前 所述，第三电容150与第二电容140可用来组合为电容式分压器，据以分压第三节点183的 电压以提供驱动功率开关155所需的低电压。然而在此电容式分压器的运作中，在第六节 点146的振荡信号的相位会因第三电容150与第二电容140而略为超前。第三电感170与 第三电容150可组合为共振电路，其共振频率低于电子镇流器110的工作频率，用以在起动 阶段中延迟振荡信号的相位，进而补偿因电容式分压器的运作所导致的相位超前。此外，如 前所述，第一二极管175可利用其为通用二极管的长电荷储存时间(譬如约2微秒)，以执 行零电压切换运作于功率开关155的控制端。第二电阻165另可用来稳定功率开关155的 输入电阻，所以纵然操作温度变化或使用不同组件制造工艺，对应于功率开关155的控制 端的输入电阻为近乎固定，或仅有微小的电阻变化率。当电子镇流器110在持续点亮阶段中振荡时，由于此时灯管190内部已为低阻抗 状态，第二电感125与第二电容140的电路运作只会导致振荡信号的些许相位滞后，亦即 并没有形成相反转机制，而在第五节点131至第六节点146的反馈路径中，如前所述，仍会 因第二电容140与第三电容150的电路运作而使振荡信号的相位略为超前。由于第三电感 170、第三电容150与第二电容140可组合为共振电路，且其共振频率低于电子镇流器110 的工作频率，所以在灯管190内部为低阻抗状态下，第三电感170、第三电容150与第二电容140可用以在功率开关155的控制端补偿振荡信号的相位滞后不足。同理，在持续点亮 阶段中，第一二极管175仍可利用其为通用二极管的长电荷储存时间(譬如约2微秒)，以 执行零电压切换运作于功率开关155的控制端。
藉由利用灯管190的负电阻特性，馈入至灯管190的电功率变动可被抑制，亦即电 子镇流器Iio可进一步提供灯管功率调节功能。举例而言，当灯管190因过高的驱动电流 而导致过载功率时，灯管190的阻抗会降低(即低于正常负载功率时的灯管阻抗)，所以馈 入至灯管190两端的交流驱动信号的电压就会减小，因而降低馈入至功率开关155的控制 端的振荡信号电压，进而降低供应至灯管190的驱动功率。由于现有电子镇流器主要是利 用与灯管串接的线圈磁性饱和以提供负载电流调节机制，或利用低阻抗组件以限制功率开 关的控制端电压，而电子镇流器110的灯管供电机制因具有灯管功率调节功能，即能藉由 抑制交流输入电源101输入变动导致的灯管功率变动以提供更稳定的灯管供电，所以不需 设置现有技术所需的电压或电流调节机制。然而在起动阶段中，电子镇流器110的灯管功 率调节功能并没有作用以保护灯管190，所以就在第二节点182与第四节点184间特别设 置具正温度系数的热敏电阻132，用来限制对功率开关155的驱动以延长使用寿命。另，因 对应于第一灯丝191与第二灯丝193的直流连续侦测均藉由对应馈入点与对应感测点而运 作，所以热敏电阻132的设置可避免对应于第一灯丝191与第二灯丝193的直流连续侦测 的两感测点因短路互相影响而降低侦测可靠度。请注意，当第一灯丝191烧毁时，由于整流器电路115所输出的直流电压无法馈入 至功率开关155的输出端以建立偏压，所以电子镇流器110会自动停止电路运作。同理，当 第二灯丝193烧毁时，则直流电压亦无法馈入至功率开关155的控制端以建立偏压，所以电 子镇流器110也会自动停止电路运作。此外，当第三电感170或第二电阻165发生开路事 件时，仍然无法对功率开关155建立偏压，因此电子镇流器110也会自动停止电路运作。换 句话说，当灯管190发生灯丝烧毁事件或电子镇流器110的部分组件发生开路事件时，电子 镇流器110会自动停止电路运作以保护电路，此为电子镇流器110的另一重要特点。图2为图1所示的电子镇流器110的工作相关信号波形图，其中横轴为时间轴。在 图2中，由上往下的信号分别为功率开关155的集射极电压降Vce与电流ix，亦即假设功率 开关155为双极型晶体管。请参考图2与图1，当功率开关155在时段Ton内导通时，集射 极电压降Vce大约保持在零电压，而电流ix则从一低电流l·以近乎线性方式递增至一高电 流IH，其中低电流込实际上为负电流。当功率开关155在时段Ton的子时段ATml内工作于反向导通模式时，电流ix为 负电流，且集极电流i。也为负电流，此时第二二极管185是用来旁路电流id2，也就是说，大 部分的电流ix流经第二二极管185，只有小部分的电流ix流经功率开关155，据以延缓功率 开关155的组件退化速度。当功率开关155在时段Ton的子时段Δ Tm2内工作于顺向导通 模式时，电流ix为正电流，且集极电流i。实质上等于电流ix。当功率开关155在时段Toff内截止时，集射极电压降Vce的电压变化波形大致形 成正半弦波，而电流ix则从高电流Ih递减至低电流l·。请注意，当功率开关155切换为截 止状态时，电流ix是从第一电感120流向第一电容130，即不流向功率开关155，换句话说， 藉由电流“转而流向第一电容130的运作，可避免发生电流瞬间变化的状况。在时段Toff 的子时段ΔΤπι3内，电流込为正电流使第一电容130工作于充电模式，集射极电压降Vce则藉由第一电容130的充电运作而升压至一高电压VH。在时段Toff的子时段ΔΤπι4内，电流込变为负电流使第一电容130工作于放电模式，集射极电压降Vce则藉由第一电容130的 放电运作而降压至约为零电压。请注意，功率开关155是在集射极电压降Vce约为零电压 时，执行截止/导通状态切换运作，亦即电子镇流器110可运作于零电压切换模式以保护功 率开关155。具周期性脉波的集射极电压降Vce回授至电子镇流器110的反馈路径，据以振荡 而产生弦波式交流驱动信号馈入至灯管190。此外，如前所述，藉由电子镇流器110的多个 电感与多个电容等两端组件所组合的多个移相器，再配合灯管190的阻抗，电子镇流器110 的振荡信号可被电路运作轻易地调整以切入自振所需的精确正反馈运作。请参考图3，图3为本发明第二实施例的电子镇流器的电路示意图。如图3所示， 光源系统300包含交流输入电源101、灯管190、以及电子镇流器310。电子镇流器310类 似于图1所示的电子镇流器110，主要差异在于省略第一二极管175、第二二极管185与第 四电阻180，并将功率开关155置换为功率开关355，此外另设置第四电容160耦合于功率 开关355的控制端与接地端(源极端)间。功率开关355包含场效应晶体管，如图3所示， 其输出端与接地端(源极端)间具有寄生二极管385。寄生二极管385是用来当功率开关 355工作于反向导通模式时，旁路电流id3以保护功率开关355，亦即提供被省略的第二二极 管185的电路运作功能。由于直流电流运作不会运作于整流器电路115的第二输出端与功 率开关355的控制端间，所以省略第一二极管175与第四电阻180并不会影响功率开关355 所需的直流偏压。电子镇流器310异于电子镇流器110的电路运作，主要在于功率开关355 的MOS电容可配合第四电容160以提供相位补偿机制，据以执行零电压切换运作，其他电路 运作同于电子镇流器110，所以不再赘述。请参考图4，图4为本发明第三实施例的电子镇流器的电路示意图。如图4所示， 光源系统400包含交流输入电源101、灯管190、以及电子镇流器410。由于电子镇流器410 是依据E类放大器运作而提供具高交流电压的弦波驱动信号以点亮灯管190，所以在实际 电路运作中，其交流电压摆幅可以很容易地达到所接收直流电压的四倍，而半桥式变流器 所输出交流信号的电压摆幅则仅限于所接收的线间直流电压大小。因此，在光源系统100 的另一电路耦合实施例中，第二电容140与第一电阻145均可如图4所示，耦合于第六节点 146与第四节点184间，因而省略对应于第二灯丝193的灯丝加热功能与自动停止电路运作 功能。至于第一电感120则可变更其耦合关系而直接耦合于第二节点182，如此就省略对应 于第一灯丝191的灯丝加热功能。亦即，第4图所示的灯管190可以是冷阴极荧光灯管或 外电极荧光灯管，而不具灯丝加热功能的电子镇流器410就仅以弦波驱动信号的交流电压 驱动而点亮灯管190。光源系统400与其各种等效实施例的耦合电路的功能运作，可依据上 述相关电路运作而同理类推，所以不再赘述。请参考图5，图5为本发明第四实施例的电子镇流器的电路示意图。如图5所示， 光源系统600包含交流输入电源101、灯管190、以及电子镇流器610。电子镇流器610类 似于图1所示的电子镇流器110，主要差异在于另包含由NPN双极型晶体管666、第四电阻 180与第五电容667所组成的主动限制器668，至于具正温度系数的热敏电阻132与第一二 极管175则被省略。主动限制器668耦合于功率开关155的控制端与接地端以及整流器电 路115的第二输出端。第四电阻180与第五电容667串接于功率开关155的控制端与接地端间。NPN双极型晶体管666用来在持续点亮阶段中，执行从整流器电路115的第二输出端至功率开关155的控制端与接地端的单向电流导通运作。另由于第二电阻165的压降限 于NPN双极型晶体管666的基集极接面电压，所以NPN双极型晶体管666可在起动阶段的 反向导通模式中，用来限制对功率开关155的驱动。此外，当有电流从整流器电路115的第 二输出端流向功率开关155的控制端时，第五电容667与第四电阻180可用来调整电荷储 存时间以抑制切换瞬间电压。综上所述，由于本发明电子镇流器可执行快速灯丝加热或避免发生过载驱动，所 以可显著延长灯管使用寿命。此外，用于光源系统的本发明电子镇流器所产生的振荡信号， 可被电路运作轻易地调整以切入自振所需的精确正反馈运作。本发明电子镇流器另利用通 用二极管的长电荷储存时间特性以执行零电压切换运作，据以保护功率开关。另一方面而 言，本发明电子镇流器并不需设置触发与除能电路以控制功率开关运作，因此可显著简化 电路结构以降低成本。至于灯管的负电阻特性则被本发明电子镇流器利用以抑制因交流输 入电源不稳定导致的灯管功率变动，亦即本发明电子镇流器可进一步提供灯管功率调节机 制，而在灯管功率调节机制运作前，另可限制对功率开关的驱动。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种无变压器的自振式电子镇流器，其包含有一整流器电路，包含一对输入端以接收一交流输入电压与一对输出端以输出一直流电压，其中该整流器电路的一第一输出端用来耦合一灯管的一第二节点；其特征在于一第一电感，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于一第五节点，该第二端用来耦合该灯管的一第一节点；一第二电感，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第五节点，该第二端用来耦合该灯管的一第四节点；一第一电容，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第五节点，该第二端用来耦合该第二节点；一第二电容，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于一第六节点，该第二端用来耦合该灯管的一第三节点；一第一电阻，包含一第一端与一第二端，其中该第一端耦合于该第六节点，该第二端用来耦合该灯管的第三节点；一第二电阻，耦合于该整流器电路的一第二输出端；一第三电容与一第三电阻，串接于该第六节点与该整流器电路的第二输出端间；一功率开关，包含一输出端、一接地端与一控制端，其中该输出端耦合于该第五节点，该接地端耦合于该第二电阻；以及一第三电感，耦合于该第六节点与该功率开关的控制端间。
2.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第一电感的主要电路功能是 据以提供一交流电流源。
3.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第二电容与该第三电容组合 为用来驱动该功率开关的一分压器。
4.如权利要求3所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第三电阻的阻尼作用可据以 降低对应于该分压器电路运作的品质因数，用来使起动阶段与持续点亮阶段因该灯管的阻 抗变化导致的相位差实质上相等。
5.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第二电感与该第二电容组合 为用来起动该灯管的一共振电路。
6.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第三电感与该第三电容组合 为一共振电路，该共振电路的一共振频率低于该自振式电子镇流器的一工作频率。
7.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第二电感、该第三电感、该第 二电容与该第三电容用来配合该灯管的阻抗以提供一正反馈机制。
8.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于当该灯管的一第一灯丝烧毁 时，会切断该整流器电路提供的一直流电源与该功率开关的输出端的电性连接，并停止该 灯管的发光运作。
9.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该灯管的一灯丝烧毁时，会切 断起动该功率开关所需的直流偏压的供应路径，并停止该灯管的发光运作。
10.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该功率开关包含一双极型晶体管。
11.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该自振式电子镇流器另包含有一第一二极管与一第四电阻，串接于该功率开关的控制端与该整流器电路的第二输出 端间，其中该第一二极管是用来执行从该整流器电路的第二输出端至该功率开关的控制端 的单向电流导通运作；一第二二极管，耦合于该第五节点与该整流器电路的第二输出端间，该第二二极管是 用来执行从该整流器电路的第二输出端至该第五节点的单向电流导通运作；以及一具正温度系数的热敏电阻，耦合于该第二节点与该第四节点间，该热敏电阻是用来 于起动阶段中限制对该功率开关的驱动。
12.如权利要求11所述的自振式电子镇流器，其特征在于该热敏电阻是用来避免该灯 管的两灯丝的直流连续侦测互相影响。
13.如权利要求11所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第一二极管用来使该功率 开关运作于一零电压切换模式。
14.如权利要求11所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第四电阻的电阻值可配合 该第一二极管的电荷储存时间以抑制切换瞬间电压。
15.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该功率开关包含一场效应晶 体管。
16.如权利要求15述的自振式电子镇流器，其特征在于该自振式电子镇流器另包含有一第四电容，耦合于该功率开关的控制端与接地端间，据以执行零电压切换运作。
17.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该自振式电子镇流器另包含有一第一二极管，耦合于该第五节点与该整流器电路的第二输出端间，该第一二极管是 用来执行从该整流器电路的第二输出端至该第五节点的单向电流导通运作；一主动限制器，耦合于该功率开关的控制端与该整流器电路的第二输出端间；以及 一第四电容，耦合于该功率开关的控制端与接地端间，用来调整储存电荷量。
18.如权利要求17所述的自振式电子镇流器，其特征在于该主动限制器包含一 NPN双极型晶体管与一第四电阻，串接于该功率开关的控制端与该整流器电路的第 二输出端间。
19.如权利要求18所述的自振式电子镇流器，其特征在于该NPN双极型晶体管是用来 于持续点亮阶段的顺向导通模式中，执行从该整流器电路的第二输出端至该功率开关的控 制端的单向电流导通运作，并用来于起动阶段的反向导通模式中，限制从该功率开关的控 制端至该整流器电路的第二输出端的电流。
20.如权利要求18所述的自振式电子镇流器，其特征在于该第四电阻与该第四电容是 用来调整储存电荷时间以抑制切换瞬间电压。
21.如权利要求18所述的自振式电子镇流器，其特征在于该NPN双极型晶体管是用来 于起动阶段中限制对该功率开关的驱动。
22.如权利要求1所述的自振式电子镇流器，其特征在于该自振式电子镇流器另包含有一输入电容，耦合于该整流器电路的该对输出端。
23.一种光源系统，其包含有一交流输入电源，用来产生一交流输入电压；一灯管，包含一第一灯丝与一第二灯丝，其中该第一灯丝耦合于一第一节点与一第二 节点间，该第二灯丝耦合于一第三节点与一第四节点间； 其特征在于一电子镇流器，耦合于该交流输入电源与该灯管，用来供电该灯管，该电子镇流器包含一整流器电路，包含一对输入端以接收该交流输入电压与一对输出端以输出一直流电 压，其中该整流器电路的一第一输出端耦合于该第二节点； 一输入电容，耦合于该整流器电路的该对输出端； 一第一电感，耦合于一第五节点与该灯管的第一灯丝； 一第二电感，耦合于该第五节点与该灯管的第二灯丝； 一第一电容，耦合于该第五节点与该灯管的第一灯丝； 一第二电容，耦合于一第六节点与该灯管的第二灯丝； 一第一电阻，耦合于该第六节点与该灯管的第二灯丝； 一第二电阻，耦合于该整流器电路的一第二输出端；一第三电容与一第三电阻，串接于该第六节点与该整流器电路的第二输出端间； 一功率开关，包含一输出端、一接地端与一控制端，其中该输出端耦合于该第五节点， 该接地端耦合于该第二电阻；以及一第三电感，耦合于该第六节点与该功率开关的控制端间。
24.如权利要求23所述的光源系统，其特征在于该灯管的负电阻特性被用来稳定馈入 至该灯管的功率。
25.如权利要求23所述的光源系统，其特征在于该灯管是一热阴极荧光灯管、一冷阴 极荧光灯管或一外电极荧光灯管。
26.一种无变压器的自振式电子镇流器，其包含有一整流器电路，用来接收一交流输入电压，该整流器电路的一输出端用来耦合一灯管；其特征在于一功率开关，耦合于该整流器电路，用来提供一弦波驱动信号以驱动该灯管； 一偏压电路，用来偏压该功率开关； 一分压器，用来驱动该功率开关；以及一功率调节电路，耦合于该功率开关，用来限制供应至该功率开关的驱动功率。
全文摘要
一种无变压器的自振式电子镇流器，其包含有整流器电路、功率开关、偏压电路、分压器以及功率调节电路。整流器电路将交流输入电压转换为直流电压，据以经由偏压电路而提供功率开关所需的偏压。功率开关是用来提供弦波驱动信号以驱动灯管。分压器对经由灯管而反馈的信号执行分压处理，用以产生适合驱动功率开关的信号。功率调节电路用来限制供应至功率开关的驱动功率，进而调节对灯管的驱动。
文档编号H05B41/295GK101848592SQ20091017461
公开日2010年9月29日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年3月24日
发明者李声汉 申请人:李声汉