专利名称：放电灯照明器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及放电灯照明器件，它在保持任意数量放电管各自的管电流恒定时照明放电管。
保持管电流恒定的常规放电灯照明器件在日本实用新型申请公开No.5—80191中公开。在本公布中公开的放电灯照明器件中，在管电流检测电路处测得的管电流反馈到所设置的领先于照明电路的电压控制装置。操作电压控制装置，使得流过放电管的管电流恒定，而且照明电压供应照明电路。通常在管电流检测电路中，管电流流过电阻器，而电路在跨越电阻器两端输出产生的电压。这样的放电灯照明器件通常称为电流反馈型照明器件。在使用具有极小的直径和比较高的阻抗的冷阴极放电管作为光源的液晶背景光中，由于金属反射膜靠近放电管外围存在杂散光的效应使产生启动性能退化和特性曲线趋于起伏的缺点。在电流反馈型照明器件中，它提供一种照明状态，其中启动性能和特性曲线是稳定的，这些缺点趋于不再产生。
可是在上面描述的常规技术中，在放电管数任意变化的情况下，数值是流过多个放电管电流总和的电流流向管电流检测电路的电阻器。因此，当企图保持跨越电阻器两端的电压恒定时，产生流过每个放电管电流变化的缺点。进而，如果对每个放电管分别提供电流源，照明电路，管电流检测电路或类似部件，即使放电管数任意变化，各管的电流保持恒定，但照明器件变得大，复杂，而且更昂贵。
本发明的目的之一是以最低的成本和最小的尺寸提供一个电流反馈型放电灯照明器件，其中放电管数可任意变化，而且它趋于不受杂散光影响。
前面所说的目的可用下述方法实现，就是通过提供一个放电灯照明器件，它具有一个照明电路，其电流流向一个联接直流电源的放电管以便保持放电管的照明状态，还具有一个流向阻抗器件的电压控制电路，电流流过放电管而且控制供应照明电路的电压，因此流过阻抗器件的电流保持恒定，用一个流向阻抗器件的开关电路，它的全部或部分电流流过一个或多个放电管，开关电路根据放电管数改变阻抗器件的阻抗。这个目的也可这样实现，即用一个或多个照明电路构成的照明电路，而且流过阻抗器件的电流是流过联接到一个或多个照明电路的放电管的各个电流的全部或一部分。
上面描述的目的也可用这种方法实现，就是供应照明电路的电压是通过接收每个照明电路的反馈信号和改变阻抗器件的阻抗得以控制的。该目的也可这样实现，就是放电管数是由阻抗开关电路的断开/闭合检测的，开关电路由从每个照明电路输出的反馈信号输入来操作。
此外，该目的也可这样实现，就是阻抗器件是由联在一起的多个电阻器构成的，而且一种情况是，其中多个电阻器串联，一个开关元件和每个电阻器并联，另一种情况是，其中多个电阻器并联，一个开关元件和每个电阻器串联，而且通过断开/闭合与多个电阻器串联和并联的开关元件使开关电路改变阻抗器件的阻抗。用阻抗器件的阻抗也可实现该目的，一种情况是其中有一个放电管是该阻抗的N倍，另一种情况是其中存在N个放电管。
前面提到的目的也可这样实现，就是电压控制电路由斩波电路构成，斩波电路和直流电源串联，还有一个信号发生电路，它产生斩波电路的断开/闭合控制信号，电压控制电路由斩波电路的作业控制来控制供应照明电路的电压，并且操作以便保持流向阻抗器件的电流恒定，而且用信号发生电路的一个输出信号实现一个或多个斩波电路的断开/闭合控制。
用于管电流检测器件的阻抗切换用以下方法实现将多个电阻器串联，将比如说晶体管的开关并联到每个电阻器两端，以及根据检测的照明电路数目改变闭合的开关。
电流反馈型放电灯照明器件的基本上是用来控制输入给照明电路的电压，使得跨越管电流检测电路两端的电压不变。相应地，在本发明中，输入到照明电路的电压根据放电管数变换管电流检测电路的阻抗来控制的。
当存在一个放电管时给定管电流检测电路的阻抗为R，当存在N个放电管时管电流检测电路的阻抗为R/N。例如，在其中电流I流过放电管的情况中，当存在一个放电管时，跨越管电流检测电路两端的电压是I×R。当存在N个放电管时，流过各放电管的电流的总和流过管电流检测电路。因此，跨越管电流检测电路两端的电压是(N×I)×(R/N)，而且当存在一个放电管时，电压是I×R。相应地，通过根据照明电路数变换管电流检测电路的阻抗，可使均匀电流I流向放电管而不考虑放电管数。
照明电路的数目是按以下方式检测的。首先，各放电管在照明器件处照明，其中的每一个管将一个直流电源转换成一个交流电源，升高电压，并供应电流给一个放电管。这些电流反馈型照明器件控制输入电压，使得如上所述，跨越管电流检测电路两端的电压是均匀的。因此，从照明器件接收输入的反馈信号，并且计算载有反馈信号的信号导线数。这样，可以知道照明电路的数目。管电流检测器件阻抗的变换可以理解如下多个电阻器串联；例如，晶体管开关并联到各电阻器两端；而闭合的开关根据在灯数目检测电路处检测的放电管数改变。
现在将描述本发明的一个实施方式和相应的附图。
图1是一个说明本发明放电灯照明器件的一个实施方式的电路视图；图2是用来解释该实施方式的操作的视图。
在图1中显示的本发明的实施方式说明一种状态，其中，对每个放电管提供一个照明电路，两个放电管(两个照明电路)联接在一个放电灯照明器件处，该放电灯照明器件是这样构造的，使得多至3个的任意数目的照明电路可被联接到那里。在附图中用虚线表示的部分说明一种状态，其中联接了剩余的一个放电管和它的照明电路。
在附图中，参考数字1是直流电源，而2是由斩波晶体管6基极电阻7和二极管8形成的斩波电路。参考数字3是由扼流圈9电阻器10、基极电阻11、振荡晶体管12、13、谐振电容器14、变压器15、和镇流电容器16形成的放电管的照明电路。参考数字4是一个放电管，5是一个电源端子，17是控制信号它控制斩波电路2的操作，18是反馈信号线，反馈输入照明电路3的电压，19是管电流检测端子用来检测管电流，而26，29是反馈信号线。进而，参考数字31是斩波电路2的操作信号发生器，并且是由电压比较器34，一个参考斩波发生器35，一个误差放大器36，一个参考电压源37，和电阻器54，55形成的。参考数字32是管电流检测器，是由管电流检测电阻器41，42，43，晶体管45，46，47，二极管39，40，和一个电容器38形成的。阻抗变换信号发生器33是由电阻器48、49、50和晶体管51，52，53形成的。
其次将描述本实施方式的操作。首先，将描述其中用虚线表示的剩余的一个放电管未连接时的操作情况。直流电压通过供电端子5，20从直流电源1供应斩波电路2，21。在此例中，如上所述因为没有联接第三个放电管，供电端子27处在开路状态。斩波电路2，21根据从操作信号发生器31输入的操作信号斩断供应的直流电压。这些波形示于图2中。在图2中，(a)表示从操作信号发生器31输入的操作信号波形，而(b)显示斩波电路2，21输出的电压波形。照明电路3是所谓的推挽型电压谐振电路，它交替地使振荡晶体管12，13接通和断开，而且在变压器15的初级绕组中产生交流电压。谐振电流在变压器15的初级绕组和谐振电容器14之间流动，产生正弦波振荡。通过在变压器15处升高电压并通过镇流电容器16对放电管4加上高频高压，放电管4被照明，而且保持它的照明状态。如在图2(b)中显示的不连续电压波形输入到照明电路3，但由于扼流圈9的平滑效应，连续的管电流供应放电管4。图2(c)显示放电管4的管电流波形。和上述相同的操作也在照明电路22和放电管23上执行。
其次，将描述阻抗变换信号发生器33的操作。当图2(b)中所示的电压加到照明电路3时，电压从照明电路3通过电阻器10和反馈信号线18反馈，而且阻抗变换信号发生器33的晶体管53接通。同样，当图2(b)中显示的电压加到照明电路22上时，电压从照明电路22通过反馈信号线26反馈，而且晶体管52接通。可是，因为供电端子27和反馈信号线29没有接上，电压没有反馈，而且晶体管51没有接通。当阻抗变换信号发生器33的晶体管52，53接通时，基极电流流过电阻器49，50，且管电流检测器32的晶体管46，47接通。晶体管45保持截止状态。如果电阻器41，42，43的电阻值分别为R欧姆，当晶体管46，47接通时组合电阻变为R/2欧姆。
当I安培的电流分别流过放电管4，23时，共有2I安培的电流流过组合电阻R/2。因此，跨越管电流检测电阻器两端产生的电压是IR伏。因为管电流是交变电流，由二极管39，40整流的并由电容器38平滑的直流电压输入到操作信号发生器31。和在输入的直流电压和参考电压源37的电压Vref之间的差分电压成正比的一个电压，从误差放大器36输出并输入到电压比较器34。电压比较器34比较输入的电压和参考斩波发生器35的输出电压，并输出在图2(a)中显示的波形。在图2中，(c)显示参考斩波发生器35的输出电压波形和从误差放大器36输入到电压比较器34的直流电压波形(实线)。
例如，如果由于某种原因使管电流减少，刚管电流检测电阻器两端的电压降低，且输入到误差放大器36的电压也降低。因为误差放大器36是倒相放大器，所以，当输入到误差放大器36的电压降低时，其输出电压升高。图2(c)中的虚线是这时从误差放大器36输入到电压比较器34的直流电压波形。相应地，电压比较器34的输出电压波形变为像图2(d)中所示的那种波形。在图2(a)和图2(d)的波形中，斩波电路2，21的斩波晶体管接通，而电压是低的。如图2(d)中所示，当管电流减少时，电压为低的时间周期延长。因此，斩波电路2，21的斩波晶体管接通的时间延长。结果，加到照明电路3，22上的电压升高以致使管电流增加。上面描述的反馈起作用，因此输入到误差放大器36的电压和参考电压源37的电压Vref之间的差分电压基本上变成零。因此，管电流保持恒定。上面的描述也适用于其中由于某种原因使管电流增加的情况。
如果图1中用虚线表示的第三个放电管连接，则3I安培的电流流过管电流检测电阻器。在这种情况下，因为晶体管51，45接通，管电流检测电阻器41，42，43的组合电阻是R/3欧姆，而跨越电流检测电阻器两端的电压是IR伏。结果，和上面描述的其中有两个放电管的情况一样，I安培电流流过每个放电管。相应地，电流反馈型放电灯照明电路可以实现为其中流过每个放电管的管电流可自动保持恒定，即使将放电管联接到任意数量的电路，电路数小于或等于预先设定的照明电路数。
在图1中所示的实施方式中，电路是这样构造的，以使得可联接多达三个放电管。可是，通过增加电源端子数，控制信号线数，反馈信号线数，管电流检测端子数，管电流检测器32中的管电流检测电阻器和晶体管数，阻抗转换信号发生器33中的晶体管和电阻数，本发明的结构可适用于任意数量的放电管。
根据本发明的放电灯照明器件具有一个照明电路和电压控制电路；照明电路使电流流向联接直流电源的放电管以便保持放电管的照明状态，电压控制电路使流经放电管的电流流向阻抗器件并且控制供应照明电路的电压，使得流过阻抗器件的电流保持恒定。放电灯照明器件配备一个开关电路，使流过一个或多个放电管的电流的全部或一部分电流流向一个阻抗器件，开关电路根据放电管数改变阻抗器件的阻抗。这样，即使放电管或照明电路数在一个预定范围内改变，电流反馈型放电灯照明器件可实现为其中每个放电管流过的管电流自动保持恒定，而且它趋于不受杂散光影响。进而，因为变压器数量根据放电管的数量改变，所以，即使只存在少数联接的放电管，不需要使用比所需要的更大的变压器，照明器件可以制成紧凑(小型)的而且价格不贵。
权利要求
1.一个放电灯照明器件，具有一个照明电路，它使电流流向与直流电源连接的放电管以便保持放电管的照明状态；以及一个电压控制电路，它使流经放电管的电流流向一个阻抗器件，并控制供应所述照明电路的电压，使得流过阻抗器件的电流保持恒定，所述放电灯照明器件的特征在于包括一个开关电路，使流过一个或多个放电管的电流的全部或部分电流流向一个阻抗器件，所述开关电路根据照明电路的数量改变阻抗器件的阻抗。
2.根据权利要求1的放电灯照明器件，其特征在于所述照明电路是一个或多个照明电路，而且流过阻抗器件的电流是流过与所述的一个或多个照明电路相连的放电管的各电流的全部或部分电流。
3.根据权利要求1的放电灯照明器件，其特征在于供应所述照明电路的电压通过从每个所述照明电路接收反馈信号并改变阻抗器件的阻抗得以控制。
4.根据权利要求1的放电灯照明器件，其特征在于照明电路数由所述阻抗变换电路的断开/闭合检测，所述阻抗变换电路根据从每个所述照明电路输入的反馈信号操作。
5.根据权利要求1至3中的任一项的放电灯照明器件，其特征在于阻抗器件由多个联接在一起的电阻器构成，而且在所述多个电阻器串联时，一个开关元件并联到每个所述电阻器上，在所述多个电阻器并联时，一个开关元件串联到每个所述电阻器上，并且所述开关电路通过断开/闭合与串联于和并联于所述多个电阻器之一的开关元件来改变阻抗器件的阻抗。
6.根据权利要求1，3，5中任何一项的放电灯照明器件，其特征在于在有一个放电管时阻抗器件的阻抗是在有N个放电管时阻抗器件的阻抗的N倍。
7.根据权利要求1的放电灯照明器件，其特征在于所述电压控制电路由一个斩波电路和一个信号发生电路构成，斩波电路串联到直流电源上，信号发生电路产生所述斩波电路的一个断开/闭合控制信号，所述电压控制电路通过所述斩波电路的作业控制来控制供应所述照明电路的电压，并且操作以便保持流向阻抗器件的电流恒定，而且用所述信号发生电路的一个输出信号产生一个或多个斩波电路的断开/闭合控制。
全文摘要
在一个趋于不受杂散光影响的电流反馈型放电灯照明器件中，对于多个联接在一起的放电灯保持每个灯的管电流恒定。提供一个阻抗变换信号发生器33，它检测联接在一起的放电管4，23等的数目，并根据管数变换管电流检测器32的阻抗。
文档编号H05B41/392GK1117256SQ9510737
公开日1996年2月21日 申请日期1995年6月19日 优先权日1994年8月3日
发明者川端贤治, 池田隆一, 杉野元洋, 冈田隆, 间宫丈滋 申请人:国际商业机器公司