专利名称：发光元件的加热系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种加热系统及其方法，尤其是一种运用于发光元件的加热控制系统及加热控制方法。
背景技术：
照明设备在现代环境中是不可或缺的产品，在任何地方、任何时间几乎都会用到。而特别重要的是在一些平时并无输配电的地方，也就是荒郊野外，以及对于一些非依轨道移动的装置，如车辆、船舶等，这些地点及移动装置所会碰到的情况就是气温过低，而在气温过低时，电子元件的效能通常就会降低。
若发光元件为荧光灯，其原理是利用电子撞击气态金属，通常是水银，产生不可见光(通常是紫外光)，而不可见光在照射到荧光材料时，荧光材料发射出可见光。然而当遇到气温过低时，金属蒸气常会有凝结成液态或固态的现象，一旦相变成液态或固态，则电子即难以撞击到金属以发射出不可见光。简而言之，当气温过低时，荧光灯即无法工作。
为此，解决方法就是将荧光灯加热，而目前为业界所惯用的是在荧光灯管外缠绕电热丝，利用电热丝的热将凝结的金属气化，以便于电子撞击气态金属以产生不可见光。
然而，公知的加热设备相当简陋，仅以一开关作为控制加热与否的元件，因此使用公知加热设备的人必须以手动控制加热器，当加热器产生作用时，即已将荧光灯加热到金属气化而有光线射出时，使用者才关闭加热器电源。这样的一个操作模式非常不便，原因是当使用者在使用荧光灯加热设备时，必须时刻注意加热状态，直到观察到荧光灯已可发光时，才将电源关闭，也就是说使用者在该期间内必须盯着荧光灯看直到确认它可以工作，因而使用者不能分心去处理其它的事情。
再者，这种公知的加热装置还有一个相当重要的缺点，就是它不能自动控制，也就是仅能手动控制。而由于这个缺点，在经常性地使用加热装置时，加热装置亦会有反应过快或过慢的现象，如此就会使得使用者反应不及，或者忽视加热装置仍在加热中，反而使得加热时间过长、温度过高。这样，不是加热装置本身过热损坏，就是加了太多的热量在荧光灯上而烧坏荧光灯，这么一来，荧光灯不能被加热就无法发光，也造成不便，而且还有可能引发火灾，不可不谨慎对待。
因此，在发光元件的加热控制的领域中，极需要一种可以自动控制加热器关闭的控制系统，避免造成加热器本身或荧光灯的烧毁、或是火灾。
发明内容
为达到上述目的，本发明提供一种发光元件的加热控制系统，该系统包含一发光元件；一加热器，紧邻于该发光元件；一热感装置，用以感知该发光元件的温度，并与该加热器电连接，该热感装置内含一预设温度值；以及一计时器，与该加热器电连接，该计时器内含一预设时间值；其中，当遇到下列情况之一时，该加热器停止加热当该加热器的温度超过该预设温度值时，或者当该加热器的工作时间超过该预设时间值时。
如上所述的系统，其中还包含一电源，用以供给该发光元件及该加热器的电力。
如上所述的系统，其中该电源还包含一整流器，用以将该电源所提供的电力加以整流以提供给该发光元件及加热器稳定的电力。
如上所述的系统，其中该热感装置是一热敏电阻。
如上所述的系统，其中该发光元件是一荧光灯。
如上所述的系统，其中该加热器是一电阻加热器，并贴附于该发光元件上。
如上所述的系统，其中该加热器是一热辐射发射器，以发射热辐射的方式加热该发光元件。
为达到上述目的，本发明提供一种发光元件的加热控制方法，包含下列步骤。步骤(a)加热一发光元件；以及步骤(b)当发生下列条件之一时，进行步骤(c)；条件(b-1)该发光元件的温度超过一预设温度值；以及条件(b-2)该发光元件的加热时间超过一预设时间值；步骤(c)停止加热该发光元件。
较佳的是，其中该发光元件是被一加热器所加热，该加热器相邻于该发光元件。
较佳的是，其中该加热器是一电热式加热器。
较佳的是，其中该加热器选自电阻电热器及热辐射发射器中之一。
较佳的是，其中该发光元件是一荧光灯。
较佳的是，其中该加热器是用以加热该发光元件内的发光物质，使该发光物质呈现气态。
较佳的是，其中还包含一步骤(d)判断当该发光元件的温度降低到一预设低温值时，即进行步骤(a)。
较佳的是，其中该步骤(c)还包含一步骤(c-1)启动该发光元件。
为达到上述目的，本发明提供另一种用于加热发光元件的加热控制系统，该系统包含一加热器，用于加热一发光元件；以及一热感装置，用以感知该发光元件的温度，并与该加热器电连接；其中，当该热感装置感知到一预设温度值时，使该加热器停止加热。
为达到上述目的，本发明还提供一种用于加热发光元件的加热控制系统，该系统包含一加热器，用于加热一发光元件；以及一计时器，与该加热器电连接；其中，当该加热器的工作时间超过一预设时间值时，该计时器使该加热器停止加热。
图1为本发明加热方法步骤示意图；图2为本发明系统的实施例示意图；图3为本发明系统的另一实施例示意图；图4为本发明加热方法步骤的另一实施例示意图；以及图5为本发明加热方法步骤的又一实施例示意图。
其中，附图标记说明如下1、1’电源2 热感装置20、22、32 热感装置传输线21 第一控制线3 计时器 30 计时器传输线31 第二控制线4 加热器 40 加热器传输线
5发光元件 50 发光元件传输线 6热传递a步骤(a) b 步骤(b)b-1 条件(b-1)b-2 条件(b-2) c 步骤(c)c-1 步骤(c-1)d步骤(d)具体实施方式
请参阅图1，为本发明加热方法步骤示意图。本发明的控制方法包含下列步骤，首先是步骤(a)加热一发光元件。接着，在加热期间内注意下列条件(b-1)与(b-2)，若达到其中之一时，即进行步骤(c)，其中条件(b-1)为加热温度超过一预设温度值；以及条件(b-2)为加热时间超过一预设时间值。当以上的条件(b-1)以及(b-2)中有任何一个条件成立时，进行步骤(c)，即停止加热该发光元件。
以上述的条件(b-1)而言，通常只要将发光元件的温度升高到足以使气体工作，即被电子撞击时会产生不可见光的金属足以被气化即可。请参阅图4，为本发明加热方法步骤的另一实施例示意图，当然，上述的控制方法还可包含一步骤(d)，即判断该发光元件的温度降低到一预设低温值时，即进行步骤(a)，加热该发光元件，如此即可随时将发光元件保持在最高的发光效率的状态。
虽然温度才是将气体气化的直接条件，但是也需要足够的时间才能使发光元件的温度升高到足够的度数。因此，本发明设定有条件(b-2)，即加热时间超过一预设时间值，且当此条件成立时也将停止加热，从而可以对整个系统进行完整的保护。
请参阅图2，为本发明系统的实施例示意图。其中可见本发明包含热感装置2、计时器3、加热器4以及发光元件5，至于电源1是用以供应电力来源给上述各元件。电源1通过热感装置传输线20传递电力给热感装置2、通过计时器传输线30传递电力给计时器3、通过加热器传输线40传递电力给加热器4，以及通过发光元件传输线50传递电力给发光元件5。热感装置2可以感测到加热器4与发光元件5的温度，当二者任一的温度超过了预设温度值时，热感装置2就通过第一控制线21将加热器4关闭使之停止加热，用以保护加热器4或发光元件5以免被烧毁。计时器3用以计算加热器4的加热时间，当加热时间超过了预设时间值时，计时器3即通过第二控制线31将加热器4关闭使之停止加热，用以保护加热器4或发光元件5以免被烧毁。因而只要满足上述两个条件之一，即达到预设温度值或达到预设时间值，加热器4即停止动作。
请继续参阅图2，加热器4邻近于发光元件5，而加热的热传递6则可有传导、对流以及辐射这三种方式。若是以传导的方式加热，则加热器4可使用电热丝；若是以辐射的方式加热，则加热器4可以使用石英加热管；若是以对流的方式加热发光元件5，则加热器4即可利用既有的暖气设备将暖气导引到发光元件5上将之加热。由此可知，加热方式的选择是很多样化的。此外，为了提供给加热器4与发光元件5稳定的电流，电源1内还可增设一稳压器(图中未示出)。
至于发光元件5，除了以车用而言为大宗的冷阴极荧光灯(cold cathodefluorescent lamp，CCFL)之外，也可运用其它类型的发光元件。通常而言，温度上升可以增加电子元件的效能。若电源是车上的电瓶，则需要一直流交流变换器(inverter，图中未示出)，将直流电变换为交流电以便冷阴极荧光灯使用。
请参阅图3，为本发明系统的另一实施例示意图。其中属于本发明的部分仅包含热感装置2、计时器3、加热器4。此外，加热器4也是被用来加热一发光元件5。
与图2实施例的不同之处在于，图3实施例的加热器4的电力来源是另外来自电源1’，该电源1’通过热感装置传输线20传递电力给热感装置2，通过计时器传输线30传递电力给计时器3，通过加热器传输线40传递电力给加热器4。也就是说，加热器4、计时器3与热感装置2的电源供应与发光元件5的电源供应是分开的，因而本发明并非一定要包含发光元件5。更进一步来说，本发明可以是一种套件，即用来解决现有发光元件无法被加热或是现有的加热方法的不足之处的一种套件。换句话说，本发明若以套件的型态出现，则仅包含热感装置2、计时器3以及加热器4，若自备电源则还包含一电源1’。
由上述内容以及图3的内容可以推知，本发明具有自动控制的功效，而此功效也可单独以包含一加热器4与一热感装置2两者的实施例达到，也就是此实施例可以是用来解决现有发光元件无法被加热或是现有的加热方法的不足之处的一种套件。或者，也可由包含一加热器4与一计时器3两者的实施例达到本发明的目的，也就是此实施例可以是用来解决现有发光元件无法被加热或是现有的加热方法的不足之处的一种套件。
在图3实施例的情况下，发光元件5则是依靠原有的电源1通过发光元件传输线50传递电力。热感装置2可以感测到加热器4与发光元件5的温度，当二者任一的温度超过了预设温度值时，热感装置2就通过第一控制线21将加热器4关闭使之停止加热，用以保护加热器4或发光元件5以免被烧毁。计时器3用以计算加热器4的加热时间，当加热时间超过了预设时间值时，计时器3即通过第二控制线31将加热器4关闭使之停止加热，用以保护加热器4或发光元件5以免被烧毁。因而只要满足上述两个条件之一，即“达到预设温度值”或“达到预设时间值”，加热器4即停止工作。
而在安装图3的实施例以运用在既有的发光元件5上时，加热的热传递6有传导、对流以及辐射这三种方式。依据加热器4的性质，若加热器4是传导式的，譬如电热丝，则将其缠绕在发光元件5上，并且让热感装置2与发光元件5及加热器4接触以感应两者的温度是否超过预设温度值。
若加热器4是辐射式的，譬如石英加热管，则将石英加热管的辐射(通常是红外线)发射方向朝向发光元件5即可，并且让热感装置2处于能够感应发光元件5及加热器4两者的温度的位置，以便探测两者是否超过预设温度值。
再者，若加热器4是对流式的，譬如说利用暖气机，则将加热器4设置在使其本身的热对流可以到达发光元件5的位置；而在利用暖气机的情形时，通常是另外牵设通风管(图中未示出)，使暖气得以吹送到发光元件5，并且热感装置2设置于能够感应发光元件5及加热器4两者的温度的位置，若此二者之一超过预设温度值，就将加热器4停止工作。
图3的计时器3的工作方式与图2的实施例并无不同，于此不再赘述。
请参阅图5，为本发明加热方法步骤的又一实施例示意图。在本发明的此种实施方式中，增加一步骤(c-1)，即启动发光元件5。此一步骤的目的在于，待发光元件5的温度升高到足以使其内部的金属气化时，才启动发光元件5的电源。如以图2的实施例而言，当热感装置2测知发光元件5的温度足够时(即达到预设温度值)，即通过热感装置传输线20(在图3中为信号线22)发送信号给电源1，使之通过发光元件传输线50开始对发光元件5供电，这样就不会因为发光元件5尚未完全预热就已供电而导致浪费电力，并且也可增加冷阴极荧光灯的启动器和稳定器的寿命。
此一延迟供电的功能也可以通过计时器3来实现，即待加热持续到一预定时间之后，计时器3就通过计时器传输线30(在图3中为信号线32)发送信号给电源1，使之开始对发光元件5供电。
虽然本发明已经由上述优选实施例所揭示，然而其并非用来对本发明进行限定。在不脱离本发明的精神和范围内，本领域技术人员可任施匠思，做出各式各样的修饰与更动。本发明的专利保护范围以所附的权利要求书所涵盖的为准。
权利要求
1.一种用于加热发光元件的加热控制系统，包含一加热器，用于加热一发光元件；以及一热感装置，用以感知该发光元件的温度，并与该加热器电连接，其中，当该热感装置感知到一预设温度值时，使该加热器停止加热。
2.如权利要求1所述的系统，其中该预设温度值设定于该热感装置之内。
3.如权利要求1所述的系统，其中还包含一电源，用以供给该发光元件及该加热器的电力，该电源还包含一整流器，用以将该电源所提供的电力加以整流，以提供给该发光元件及该加热器稳定的电力。
4.如权利要求1所述的系统，其中该热感装置为一热敏电阻；及/或该发光元件为一荧光灯。
5.如权利要求1所述的系统，其中该加热器是一电阻加热器并贴附于该发光元件上；或者该加热器是一热辐射发射器，以发射热辐射的方式加热该发光元件。
6.一种发光元件的加热控制方法，其中包含下列步骤(a)加热一发光元件；(b)判断当下列条件之一发生时，进行步骤(c)(b-1)加热温度超过一预设温度值；或者(b-2)加热时间超过一预设时间值；(c)停止加热该发光元件。
7.如权利要求6所述的方法，其中该发光元件是被一加热器所加热，该加热器相邻于该发光元件；该加热器是一电热式加热器；及/或该加热器选自电阻电热器及热辐射发射器中之一。
8.如权利要求6所述的方法，其中该发光元件是一荧光灯；该加热器是用以加热该发光元件内的发光物质，使该发光物质呈现气态。
9.如权利要求6所述的方法，其中该步骤(c)还包含一步骤(c-1)，即启动该发光元件。
10.如权利要求6所述的方法，其中还包含一步骤(d)，判断当该发光元件的温度降低到一预设低温值时，即进行步骤(a)。
11.一种用于加热发光元件的加热控制系统，包含一加热器，用于加热一发光元件；以及一计时器，与该加热器电连接，其中，当该加热器的工作时间超过一预设时间值时，该计时器使该加热器停止加热。
12.一种发光元件的加热控制系统，包含一发光元件；一加热器，紧邻于该发光元件；一热感装置，用以感知该发光元件的温度，并与该加热器电连接，该热感装置内含一预设温度值；以及一计时器，与该加热器电连接，该计时器内含一预设时间值，其中，当遇到下列情况之一时，该加热器停止加热当该加热器的温度超过该预设温度值时，或者当该加热器的工作时间超过该预设时间值时。
全文摘要
一种发光元件的加热控制系统及加热控制方法，其中该加热控制系统包含一发光元件；一加热器，紧邻于该发光元件；一热感装置，用以感知该发光元件的温度，并与该加热器电连接，该热感装置内含一预设温度值；以及一计时器，与该加热器电连接，该计时器内含一预设时间值；其中，当遇到下列情况之一时，该加热器停止加热当该加热器的温度超过该预设温度值时，或者当该加热器的工作时间超过该预设时间值时。本发明提供的加热控制系统及加热控制方法可以自动控制加热器关闭，避免造成加热器本身或发光元件的烧毁、或是火灾。
文档编号F21V29/00GK1812668SQ20051000627
公开日2006年8月2日 申请日期2005年1月27日 优先权日2005年1月27日
发明者吉姆·S·包威, 陈昌鸿 申请人:吉姆·S·包威, 陈昌鸿