专利名称：可变化周期及交变灯管受直流电极性驱动的日光灯或照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变化周期及交变灯管受直流电极性驱动的日光灯或照明装置。
自日光灯发明以来，由于其为高效率的冷光源，具有节约能源的优点而广为应用，在市场上目前约有两种类型的日光灯，一为以交流电源驱动灯管的日光灯，一为以直流电源驱动的日光灯，前者占了大多数，在家庭、工厂及公共场所使用。此项方式廉价，但其随交流电源波形脉动的亮度变化虽有电感限流器的设置，但效果未尽完美，且形成功因低，有热损、噪音，而直流日光灯虽具有良好的照明稳定度，但其单侧的阴极损耗需以人工变换灯管方向，相当不便。
本发明提供一种可变极性直流日光灯或照明装置以提供高稳定的照明功能，以取代目前以交流为电源形成的亮度周期脉动伤害眼睛以及以固定直流电源形成灯管阴极单向耗损的缺点。
本发明的可变化周期及交变灯管受直流电极性驱动的日光灯或照明装置主要包括-直流电源供给装置为用以产生直流电源以驱动日光灯，此直流含有直接整流滤波或以提升频率的高频整流后的直流电源;
-极性交换开关为由机电式继电器或固态电路所构成，用以依极性信号设定装置的指令以切换直流电源极性使灯管两侧呈正接或反接;
-灯具为传统的日光灯管或其它气体灯管，灯管座，限流器，必要的辅助启动器及连接导线，灯壳等所构成;
-极性信号设定装置为一随机数产生装置，能在送电瞬间依电源瞬间极性或依电弧杂讯或本身时基脉冲(CLOCK)为信号形成一周期交变之间(HICH)或低(LOW)信号以驱动极性交换开关设定灯管两端的正负极性，本身时基脉冲可为定频或先以适当时间产生较高频率的交换极性供电型态供直接起动灯管以节省起动器，接着产生较低频的交换极性供电型态作为连续照明的供电，就长久而言，此项装置出现高(HICH)及低(LOW)的机率概略相等。
图1为可变化周期及交变灯管受电直流极性驱动的日光灯或照明装置的方块图。
图2为图1的各方块输出入点状态示意图。
图3为图1，图2的详细线路实施例。
下面结合附图详细描述本发明。
图1为本发明的方块图，图1中101为直流电源供给装置;102为极性交换开关;103为灯具;104为极性信号设定装置。
图2为本极性信号设定装置相关输出入示意图，图2中所示起动时灯管受电频率为5KHZ，起动后变为每180秒为变一次受电极性，上述起动频率及受电后交变频率皆为应用例，而受控于极性信号设定装置104;各人可适当选择起动频率及起动后的交变受电周期适用于不同灯具，以及适当修饰其受电波形或使频率间的交变为渐渐减低。
图3所示为依上述方块原理的电路实施例之一，其主要构成如下-直流电源供给装置为由一作为限流阻抗的降压电容C301串联桥式整流BR302的交流输入端，桥式整流BR302的直流输出端并联一整流电容C303以获得一低纹波的高压直流，以通往极性交换开关，进而输入负载灯具组;以及由一降压电阻R301与稳压齐纳二极管ZD301构成低压操控电源，而由齐纳二极管ZD301两端提供控制用电源至极性交换开关组;
-极性信号设定开关组为由一可控制的计时IC301NE555为主体，以产生可变周期的操控矩形波，当开关机时藉着IC301NE555作为矩形波产生的主要元件，以供驱动光耦合器OC301，IC301除匹配外围RC元件外，藉其中电阻R312及可变电阻VR311与电容C311的RC时间常数以选择启动高频的频率，电路中并联于电容C311两端为光敏电阻CDS311及调整用可变电阻VR312所构成，其中光敏电阻CDS311及调整可变电阻VR312所构成，其中光敏电阻CDS311为设置于能避免外来光线干扰而耦合于灯具发光元件，当灯具被启动则CDS311的电阻下降，由于CDS311与其所串联VR312的并联分流，使原R312，VR311及C311所构成的时间常数使灯具呈低频连续操作，使IC301的输出周期矩形波由高频渐渐降为低频，以操控极性交换开关组对负载的送电极性;而在关机时IC301因CDS311恢复高阻抗而恢复待机状态;此项极性信号设定开关组亦可由一微处理器以软件构成，依程式输出变频操控信号;
-极性交换开关为由两组NPN功率晶体Q301，Q302与两组PNP功率晶体管Q303，Q304分别相互串联后构成一桥式电路，其中Q301与Q303串联，Q302与Q304串联后，Q301与Q302的发射极接往电源负端，Q303与Q304的发射极接往电源正端，灯具负载则并联于Q301与Q303的发射极串接点及Q302与Q304的发射极串接点之间，偏压电阻R311及限流电阻R317为供操控Q301，限流电阻R313供操控Q302，R314为限流电阻，电阻R315及R316为呈交叉操控Q303及Q304，以使整个桥式电路为可对负载作正反极性送电，此桥式电路为接受外加晶体管Q305的操控，而Q305则接受前述极性信号开关的操控，当Q305为导通及开路时，前述桥式电路对负载呈交换极性的操控者。
藉着上述设计在送入交流电的瞬间对直流日光灯送入高频交变直流电源以起动灯管而后降低交变周期以继续使灯管受电，由于直流输入无亮度脉动，不伤人眼，以及由于具有自由信号设定装置，在长期累积使用中将使灯管两侧为正为负机率约略相等，以防止灯管单侧老化;可变频率及供电极性的装置亦可作为对整体性照明设备作可变极性的供电以构成一可变极性电源的照明系统，其所供电的灯具组除了藉纯直流电源或高频脉冲直流所驱动的日光灯具组，亦适含直流负载的其他照明设备如白热灯或水银灯或充气放电灯，弧光灯其他可适用直流不定极性电源的灯具负载。
综合上述，本发明揭示了一种直流日光灯或照明装置以高频周期交换以起动灯管及以较低频的周期交换灯管受电极性以继续点燃灯管的灯具装置，使得目前以交流电源所驱动日光灯的灯光周期闪烁现象得以消除，并同时消除传统直流日光灯管单侧电阴损耗的缺点，而使得照明品质提高，眼睛健康获得保障，创意新颖，功能确切，请依法予以核审为祈。
权利要求
1.一种可变化周期及交变灯管受直流电极性驱动的日光灯或照明装置主要为一种以可周期变化灯管受电频率及直流极性电源所驱动的日光灯或其他灯具组以高频起动低频继续点燃，其特征在于包括--直流电源供给装置为用以产生直流电源以驱动灯具，此直流含直流电源或由交流电源整流滤波的直流电源或以提升频率的高频整流后的直流电源；--极性交换开关为由机电式或固态元件所构成，用以依极性号设定装置的指令以交替切换直流电源极性与灯管两侧呈正接或反接；--灯具为传统的日光灯管或其他气体灯管，灯管座，限流器，必要的辅助启动器及连接导线，灯壳等所构成；--极性信号设定装置为一随机数产生装置，能在送电瞬间依电源瞬间极性或依电弧杂讯或本身时基脉冲为信号形成一不定的高或低信号以驱动极性交换开关设定为灯管两端的正负极性，本身时基脉冲可为定频或先以适当时间产生较高频率的交换极性供电型态供直接起动灯管以节省起动器，接着产生较低频的交换极性供电型作为连续照明的供电，就长久而言，此类装置出现高或低的机率概略相等；上述主要结构装置形成在送入交流电瞬间，自由极性信号设定装置产生的较高频率的起动暂态信号以起动灯管再以低周期的信号操控极性交换开关以将直流电源周期交变输入灯具组，在长期累积使用中使灯管两侧为正为负机率约略相等，在防止灯管单侧老化，以同时驱动直流日光灯，白热灯，水银灯或充气放电灯，弧光灯及其他可适用直流不定极性电源的灯具负载。
2.如权利要求1所述的可变化周期及交变灯管受直流电极性驱动的日光灯或照明装置，其特征在于其线路构成包括-直流电源供给装置为由一作为限流阻抗的降压电容C301串联桥式整流BR302的交流输入端，桥式整流BR302的直流输出端并联一整流电容C303以获得一低连波的高压直流，以通往极性交换开关，进而输入负载灯具组;以及由一降压电阻R301与稳压齐纳二极管ED301构成低压操控电源，而由齐纳二极管ED301两端提供控制用电源至极性交换开关组;-极性信号设定开关组为由一可控制的计时IC301 NE555为主体，以产生可变周期的操控矩形波，当开机时藉着IC301 NE555作为矩形波产生的主要元件，以供驱动光耦合器OC301，IC301除匹配外围RC元件外，藉其中电阻R312及可变电阻VR311与电容C311的RC时间常数以选择启动高频的频率，电路中并联于电容C311两端为光敏电阻CDS311及调整用可变电阻VR312所构成，其中光敏电阻CDS311为设置于能避免外来光线干扰而耦合于灯具发光之元件，当灯具被启动则CDS311之电阻下降，由于CDS311与其所串联VR312的并联分流，使原R312，VR311及C311所构成的时间常数使灯具呈低频连续操作，使IC301的输出周期矩形波由高频渐渐降为低频，以操控极性交换开关组对负载的送电极性;而在关机时IC301因CDS311恢复高阻抗而恢复待机状态;此项极性信号设定开关组亦可由一微处理器以软体构成，依程式输出变频操控信号者;-极性交换开关为由两组NPN功率晶体管Q301，Q302与两组PNP功率晶体管Q303，Q304分别相互串联后构成一桥式电路，其中Q301与Q303串联，Q302与Q304串联后Q301与Q302的发射极接往电源负端，Q302与Q304的发射极接点往电源正端，灯具负载则并联于Q301与Q303的发射极串接及Q302与Q304的发射极串联接点之间，偏压电阻R311及限流电阻R317为供操控Q301，限流电阻R313供操控Q302，R314为限流电阻，电阻R315及R316为呈交叉操控Q303及Q304，以使整个桥式电路为可对负载作正反极性送电，此桥式电路为接受外加晶体Q305的操控，而Q305则接受前述极性信号开关的操控，当Q305为导通及开路时，前述桥式电路对负载呈交换极性的操控。
3.如权利要求1所述的可变化周期及交变灯管受直流电极性驱动的日光灯或照明装置，其特征在于其高频起动低频周期极性交换的方式包括由高频起动后直接转为低频周期极性交换或由高频渐降为低频极性交换的方式。
全文摘要
本发明提供一种可变化周期及交变灯受直流电极性驱动的日光灯或照明装置以提供高稳定的照明功能，其包括直流电源供给装置为用以产生直流电源以驱动日光用灯；极性交换开关为由机电式或固态元件所构成，用以依极性信号设定装置的指令以交替切换直流电源极性与灯管两侧呈正接或反接者；灯具；极性信号设定装置为一随机数产生装置，能形成一不定的高或低信号以驱动极性交换开关设定灯管两端的正负极性。
文档编号H05B41/16GK1068927SQ9110517
公开日1993年2月10日 申请日期1991年7月25日 优先权日1991年7月25日
发明者杨泰和 申请人:杨泰和