专利名称：荧光灯管的照明设备及其驱动方法
技术领域：
本发明是有关于一种照明设备，且特别是有关于一种具备有开路保护以及过压保护功能的荧光灯管的照明设备及其驱动方法。
背景技术：
荧光灯管具有工作温度低、发光效率高、使用寿命长、以及具有多种颜色等优点，因而广泛地应用在现今的照明设备中,例如室内照明、显示面板的背光模块等应用领域。电能转换电路又称为换流器(inverter)，通常用来驱动/点亮冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescenee Lamp ；CCFL)。换流器接收直流(direct current ；DC)输入电压，并提供交流(alternating current, AC)驱动电压给冷阴极突光灯。而以点亮荧光灯管的方法而言，目前可区分为两种方式以单高压方式进行点灯，或是以双高压方式进行点灯。单高压方式是指荧光灯管的一端接收由换流器所提供的驱动电压，而荧光灯管的另一端则电性连接至接地端，使得荧光灯管可由此而点亮。于适例中，上述的单高压方式也被称为一边高电压、一边低电压的点灯方式。然而，以单高压方式点灯会使照明设备在一定期间中操作于在正电压周期、且在另一期间中操作于负电压周期，如此将会使能源转换效率偏低，造成照明设备内功率元件的温度升高，因而影响了荧光灯管的使用寿命。相对而言，双高压式点灯的照明设备则是利用电子元件抬升荧光灯管两端的位准，以使换流器所产生的交流驱动电压只需震荡在单一电压电平即可，例如可将上述的交流驱动电压皆抬升至正电压电平。相较于单高压的电灯方式，双高压的点灯方式具有较佳的能源转换效率，并减缓功率元件的温度提升速度。目前市面上的荧光灯管多以单高压方式进行点灯，这类型点灯技术通常依据荧光灯管中较为接近接地电压的电压讯号来进行开路保护、过压保护等电路保护措施，是因低电压讯号较为容易处理，而这些电路保护措施在实际应用上亦皆必须具备。另一方面，由于以双高压方式进行点灯的驱动技术较为新颖，并且荧光灯管的两端皆属于高压讯号，以往的电路保护措施难以对这些高压讯号进行处理转换。由此，为了创新并突破目前已知的荧光灯管驱动技术，如何研发出可应用于双高压方式的电路保护措施，便是目前此种领域中迫切且欲待解决的方向。
发明内容
本发明提供一种荧光灯管的照明设备及其驱动方式，当其发生灯管开路、或是灯管的驱动电压超过额定的操作电压的时，便会立即地关闭换流器，以避免引发元件过热与燃烧的情况。本发明提出一种荧光灯管的照明设备，其包括有荧光灯管、交流/直流电压转换器、开路保护单元以及一驱动装置。交流/直流电压转换器接收一交流电压，并将此交流电压分别转换成第一直流电压与第二直流电压。开路保护单元耦接荧光灯管，其可侦测并判断此荧光灯管的两端开路情况，用以产生一开路保护讯号。驱动装置包括有换流器以及电源单元。耦接荧光灯管的换流器接收并操作在一电源电压下，并依据一触发讯号以利用双高压方式来点亮荧光灯管。电源单元则耦接至开路保护单元以及换流器，此电源单元可提供上述的电源电压，并依据开路保护单元所产生的开路保护讯号以决定是否通过停止提供电源电压而关闭换流器。在本发明的一实施例中，此荧光灯管的照明设备还包括有一过压保护单元，其耦接至开路保护单元及电源单元之间。此过压保护单元会在开路保护讯号的电平大于一操作电压时，产生并输出一过压保护讯号。由此，上述的电源单元则会依据上述的开路保护讯号及此过压保护讯号来决定是否停止提供电源电压，用以判断是否关闭换流器。在本发明的一实施例中，上述的电源单元包括有振荡单元、切换控制单元以及切换单元。振荡单元利用一第一直流电压进行充电，以产生充电电压以及触发讯号。切换控制单元利用充电电压进行充电，并依据充电电压以及开路保护讯号产生一供电讯号。切换单元则接收一第二直流电压，用以依据供电讯号而决定是否提供此第二直流电压以作为提供至换流器的电源电压。于部分实施例中，电源单元还包括有一稳压单元，此稳压单元可以将第二直流电压稳定于电源电压。 在本发明的一实施例中，振荡单元还可接收换流器的一换流讯号，并且当换流器开始运作后，换流器会将此换流讯号下拉至接地电压，以使振荡单元停止产生充电电压与触发讯号。由此，如果荧光灯管的两端并未开路时，开路保护单元便会持续地致能开路保护讯号，以使切换控制单元可利用开路保护讯号进行充电，以在振荡单元停止产生充电电压时，持续地产生供电讯号。另一方面，如果荧光灯管的两端开路时，开路保护单元便会将开路保护讯号禁能，以使切换控制单元停止产生供电讯号。以另一观点而言，本发明提供一种荧光灯管的驱动方法，其包括有下列步骤。提供一电源电压至一换流器，以使换流器可依据一触发讯号并利用双高压方式点亮荧光灯管。侦测荧光灯管的两端开路情况以产生一开路保护讯号。以及，依据此开路保护讯号来决定是否关闭换流器。此外，荧光灯管的驱动方法的其余实施细节请参照上述说明，在此不加赘述。基于上述，本发明实施例的开路保护单元会在灯管正常运作时持续致能上述的开路保护讯号，让电源单元中的切换控制单元能由此持续地产生供电讯号，使换流器正常点亮荧光灯管。相对地，当灯管开路(通常会发生在灯管断裂或灯管异常)的时候，开路保护讯号便会随的禁能，供电讯号将会立即停止提供，用以实时关闭换流器。另一方面，如果换流器所输出的交流驱动电压高于额定的操作电压时，过压保护单元亦会产生一过压保护讯号而立即地关闭换流器。由此，当上述两种情况发生时，本发明实施例的照明设备可及时关闭换流器，使其无法继续抬升荧光灯管的驱动电压，用以避免可能引发的元件过热及燃烧等危险情况。
图I是依据本发明的一实施例的荧光灯管的照明设备的方块示意图。图2是依据本发明的一实施例的荧光灯管的照明设备的局部电路图。图3是依据本发明的一实施例的荧光灯管的照明设备的另一局部电路图。主要元件符号说明
100 :荧光灯管的照明设备110:荧光灯管120 :换流器122 :控制器124 :高压侧驱动器 126 :开关单元128 :谐振槽130:电源单元132 :交流/直流电压转换器134 :振荡单元136 :切换控制单元138 :切换单元139 :稳压单元140:开路保护单元150 :过压保护单元160:回授检测单元170:辅助电压产生器AC:交流电压CPV:充电电压DC_H:第一直流电压DC_L:第二直流电压DC_aux:辅助电压DV:交流驱动电压FB:回授讯号INS :换流讯号OLPS :开路保护讯号OVPS :过压保护讯号PLS:供电讯号PWMl、PWM2 :脉宽调变讯号TRS :触发讯号VCC 电源电压Rl R12:电阻Cl C9 :电容Dl D6:二极管DZl DZ4 :齐纳二极管LI 电感MPI、MNl MN2 :晶体管DBI :双向二极管T1、T11、T12 :变压器
SW1、SW2:开关A、B、C:节点
具体实施例方式为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。图I是依据本发明的一实施例的使用荧光灯管110的照明设备100的方块示意图。请参照图1，照明设备100可驱动一荧光灯管(fluorescent tube) 110以 供照明，因此照明设备100包括有荧光灯管110、交流/直流电压转换器132、开路保护单元140以及一驱动装置。此驱动装置则包括有换流器120以及电源单元130。于本实施例中，照明设备100可以还包括有过压保护单元150、回授检测单元160及辅助电压产生器170，以下将逐一说明这些元件结构及其操作方式。荧光灯管110可以例如是Tl、T3等规格的冷阴极荧光灯管，亦可以是其它规格的热阴极(hot-cathode)荧光灯管，因此只要是可利用双高压方式进行点灯/驱动的荧光灯管即属于本发明实施例所述的荧光灯管110。电源单元130则用以提供电源电压VCC。以电源单元130的细部结构而言，电源单元130包括有振荡单元134、切换控制单元136及切换单元138。此外，电源单元130亦包括有稳压单元139。以下说明交流/直流电压转换器132及电源单元130的制动方式。交流/直流电压转换器132接收交流电压AC，并将交流电压AC分别转换成第一直流电压DC_H与第二直流电压DC_L，其中第一直流电压DC_H的电平大于第二直流电压DC_L的电平，使得交流/直流电压转换器132可分别提供不同电平的电压至所需的电子元件。其中，交流/直流电压转换器132可利用桥式整流器、滤波电容等电子元件来达成，在此不再赘述。振荡单元134利用第一直流电压DC H进行充电，以产生充电电压CPV以及触发讯号TRS。切换控制单元136则利用充电电压CPV进行充电，并依据充电电压CPV以及开路保护讯号OLPS以产生供电讯号PLS。并且，切换单元138接收第二直流电压DC_L，并依据供电讯号PLS而决定是否提供第二直流电压DC_L以作为换流器120的电源电压VCC。稳压单元139则耦接于切换单元138及换流器120之间，用以将第二直流电压DC_L稳定于电源电压 VCC。请继续参照图1，换流器120可接收并且操作于电源电压VCC下，并依据触发讯号TRS产生一交流驱动电压DV，用以利用双高压方式点亮荧光灯管110。在此详细说明换流器120的细部结构，换流器120包括有控制器122、高压侧驱动器124、开关单元126及谐振槽128。控制器122操作在电源电压VCC下，并依据触发讯号TRS而产生第一脉宽调变讯号PWMl与第二脉宽调变讯号PWM2。高压侧驱动器124则耦接至控制器122，其用以调整第一脉宽调变讯号PWMl的电平。开关单元126则耦接至控制器122及高压侧驱动器124。此开关单元126接收第一直流电压DC_H，并使第一直流电压DC_H受控于第二脉宽调变讯号PWM2与调整后的第一脉宽调变讯号PWM1，用以产生换流讯号INS。随着开关单元126的导通状态的相互切换，得以控制由第一直流电压DC_H传送到谐振槽128的电力。由此，谐振槽128将产生相应的交流驱动电压DV，进而以双高压的驱动方式来点亮荧光灯管110。为了避免振荡单元134在换流器120的运作过程中会持续不断地产生触发讯号TRS,当换流器120开始运作后，开关单元126所产生的换流讯号INS将会随着第一脉宽调变讯号PWMl及第二脉宽调变讯号PWM2的相互切换而被下拉至接地电压，使得振荡单元134得以停止产生充电电压CPV与触发讯号TRS。于部分实施例中，在振荡单元134停止产生充电电压CPV之后，此时荧光灯管110已经点亮，并且此时将由开路保护讯号OLPS对切换控制单元136进行充电，用以持续地产生供电讯号PLS，让换流器120持续点亮荧光灯管110。然而，如果此时的荧光灯管110在实际上并未被点亮，或是荧光灯管110的两端处于开路状态的时候，这种开路情况通常会发生在灯管已受损断裂、灯管并未正确摆放或灯管发生异常等状况下，此时如果没有特定的电路保护措施来进行开路保护或过压保护等功能时，换流器120将会持续抬升交流驱动电压DV的电压电平。 由于以双高压方式点灯的照明设备100时常使驱动电压DV的电平高于300V以上，换句话说，荧光灯管Iio两端的驱动电压电平通常介于300V至3000V之间(于此仅为举例，本发明实施例不受限于此电压范围)。如此高电压的驱动方式十分容易导致照明设备100中的电子元件产生过热、甚至会因驱动电压DV过大而燃烧等不良情形，导致荧光灯管110以及照明设备100会因为过热而折损其使用年限。于此，本发明实施例利用图I的开路保护单元140以及过压保护单元150来达成开路保护及过压保护等功能。也就是说，图I的开路保护单元140可侦测并判断荧光灯管110的两端开路情况，用以产生开路保护讯号0LPS。过压保护单元150耦接至开路保护单元140及电源单元130，其在开路保护讯号OLPS的电平大于一额定的操作电压时，将会产生过压保护讯号0VPS。电源单元130中的切换控制单元136便会依据开路保护讯号OLPS及过压保护讯号OVPS来决定是否停止产生供电讯号PLS，用以控制切换单元138停止提供第二直流电压DC_L。因此，便可于荧光灯管110在实际上并未被点亮，或是荧光灯管110的两端处于开路状态的时候，荧光灯管110的照明设备100可立即关闭换流器120，用以避免照明设备100中的电子元件产生过热或燃烧等不良情形，进而延长了荧光灯管110以及照明设备100的使用期限。请继续参考图1，回授检测单元160可检测荧光灯管110，并依据检测结果以产生回授讯号FB。由此，控制器122可依据回授讯号FB调整第一脉宽调变讯号PWMl与第二脉宽调变讯号PWM2的工作周期或是频率，用以提升荧光灯管110的照明效率。此外，荧光灯管110的照明设备100可透过辅助电压产生器170来产生一辅助电压DC_aux，并将辅助电压DC_aux传送至切换单元138，以稳定照明设备100的操作性能。由此，稳压单元139还可利用辅助电压DC_aux来产生控制器122所需的工作电压VCC。概略说明之，辅助电压产生器170是响应于换流器120中的谐振槽128，用以产生辅助电压DC_aux。为了致使本领域通常知识者能更加了解本发明实施例，图2是依据本发明的一实施例的荧光灯管110的照明设备100的局部电路图，以下请参照图2来说明振荡单元134、切换控制单元136、切换单元138以及稳压单元139的电路架构。请参照图2，振荡单元134包括有电阻Rl R3、电阻R9、电容C3、二极管D3、双向二极管(bilateral diode)DBI 以及齐纳二极管(zener diode)DZ2。电阻 Rl 及 R9 的第一端接收第一直流电压DC_H，电阻Rl的第二端则用以提供充电电压CPV，且电阻R9的第二端耦接至一接地端。电容C3的第一端耦接至电阻Rl的第二端，而电容C3的第二端耦接至接地端。二极管D3的阳极耦接至电阻Rl的第二端，且二极管D3的阴极接收换流器120中开关单元126所产生的换流讯号INS。双向二极管DBI的第一阳极耦接至电阻Rl的第二端，且电阻R2的第一端耦接至双向二极管DBI的第二阳极，且电阻R2的第二端用以提供触发讯号TRS。电阻R3的第一端耦接至电阻R2的第二端，且电阻R3的第二端耦接至接地端。齐纳二极管DZ2的阴极耦接至电阻R2的第二端，且齐纳二极管DZ2的阳极耦接至接地端。在电路操作中，假设换流器110尚未开始运作，换流讯号INS应为浮接，因此二极管D3是属于不导通的状态。此时，第一直流电压DC_H透过电阻Rl对电容C3进行充电，进 而产生充电电压CPV。当充电电压CPV大于双向二极管DBI的临界电压时，双向二极管DBI将导通。此时，电阻R2、R3与齐纳二极管DZ2所形成的电压调整电路将产生触发讯号TRS。另一方面，当换流器120因应控制器122的启动而开始运作时，开关单元126将随着相互切换而使其产生的换流讯号INS的电平将被下拉至接地电压。此时，二极管D3将处于导通的状态，进而导致节点A的电平也趋近于接地电压。因此，振荡单元134在换流器120起动后将停止产生充电电压CPV与触发讯号TRS。切换控制单元136包括有电阻R4 R6、电容C4 C5、二极管D4 D5以及N型晶体管丽I。二极管D4阳极用以接收充电电压CPV。二极管D5的阳极用以接收开路保护讯号0LPS，且二极管D5的阴极耦接至二极管D4的阴极。电阻R4的第一端耦接至二极管D4的阴极，且电阻R4的第二端用以提供供电讯号PLS。电容C4的第一端耦接至电阻R4的第二端，且电容C4的第二端耦接至接地端。电阻R5的第一端耦接至电阻R4的第二端，且电阻R5的第二端耦接至接地端。于本实施例中，N型晶体管丽I的漏极耦接至电阻R4的第二端。N型晶体管丽I的栅极则接收过压保护讯号0VPS，且N型晶体管MNl的源极耦接至接地端。电容C5及电阻R6的第一端皆耦接至N型晶体管MNl的栅极，并且电容C5及电阻R6的第二端皆耦接至接地端。由此，于电路操作中，假设开路保护讯号OLPS以及过压保护讯号OVPS皆尚未产生，因此切换控制单元136仅接收到来自振荡单元134的充电电压CPV。因此，二极管D4会依据充电电压CPV而导通，并使充电电压CPV透过电阻R4对电容C4进行充电，并且其充电的延迟时间取决于电阻R4与电容C4的RC效应。如此一来，调整单元130将可据以产生供电讯号PLS。再者，当换流器120起动后，并且荧光灯管110的两端并未开路时，开路保护单元140会持续地致能开路保护讯号0LPS，并且此已致能的开路保护讯号OLPS将会回传至二极管D5。因此，当振荡单元134停止产生充电电压CPV时，回传的开路保护讯号OLPS将导通二极管D5，用以透过电阻R4对电容C4进行充电。如此一来，即使振荡单元134停止产生充电电压CPV，调整单元136依旧可以在荧光灯管110的两端并未开路时持续地产生供电讯号PLS。此外，当开路保护讯号OLPS的电平大于额定的操作电压时，过压保护单元150将会致能过压保护讯号OVPS(例如，将过压保护讯号OVPS高于晶体管丽I导通电压电平)。由此，N型晶体管丽I的源极与漏极将会导通而导致供电讯号PLS的电平被下拉至接地电压，也就是将节点B的电平趋近于接地电压。如此一来，切换单元138将会由于没有供电讯号PLS的提供，因而停止传送第二直流电压DC L与辅助电压DC_aux。回到图2，切换单元138包括有电阻R7 R8、电容C6、P型晶体管MPl及N型晶体管丽2。P型晶体管MPl的源极接收第二直流电压DC_L，而P型晶体管MPl的源极亦耦接至电容C6的第一端及电阻R7的第一端。电容C6的第二端耦接至接地端，且电阻R7的第二端则耦接至P型晶体管MPl的栅极。P型晶体管MPl的漏极则可提供电源电压VCC。N型晶体管丽2的漏极耦接至P型晶体管MPl的栅极，且N型晶体管丽2的源极耦接至接地端。 此外，N型晶体管丽2的栅极接收供电讯号PLS。电阻R8的第一端耦接至P型晶体管MPl的源极，且电阻R8的第二端耦接至电容C6的第二端。由此，于电路操作中，N型晶体管MN2会依据供电讯号PLS而导通其源极与漏极两端，进而将P型晶体管MPl的栅极的电平下拉至接地电压。此时，P型晶体管MPl也将被导通，进而使第二直流电压DC_L或/与辅助电压DC_aux传送至稳压单元139。电容C6、电阻R7与电阻R8可用以调整P型晶体管MPl的导通速度。稳压单元139则包括有电容C7与齐纳二极管DZ3。电容C7的第一端与齐纳二极管DZ3的阴极相互耦接，并同时接收来自切换单元138的电源电压VCC，而电容C7的第二端以及齐纳二极管DZ3的阳极皆耦接至接地端。因此在电路操作上，来自切换单元138的电压会对电容C7进行充电，且在电容C7上的电压压降将会通过齐纳二极管DZ3稳定于工作电压VCC的电平上。图3是依据本发明的一实施例的荧光灯管110的照明设备100的另一局部电路图，以下请参照图3用以说明换流器120中开关单元126及谐振槽128、开路保护单元140、过压保护单元150、回授检测单元160及辅助电压产生器170的电路架构。请参照图3，开关单元126包括电阻RlO Rll以及开关SWl SW2。于本实施例中，开关SWl SW2以N型晶体管作为举例。在开关单元126中，电阻RlO的第一端接收调整后的第一脉宽调变讯号PWM1，而电阻Rll的第一端亦接收第二脉宽调变讯号PWM2。电阻RlO及电阻Rll的第二端则分别耦接至开关SWl及开关SW2的控制端(例如，N型晶体管的栅极端)。开关SWl的第一端接收第一直流电压DC_H，而开关SWl的第二端与开关SW2的第一端皆耦接至谐振槽128。开关SW2的第二端则耦接至接地端。而在谐振槽128中，则包括有电容C8与变压器Tl。电容C8的第一端耦接至开关单元126，且变压器Tl具有一次侧Tll与二次侧T12。一次侧Tll耦接至电容C8的第二端与接地端之间，且二次侧T12则与荧光灯管110相互并联。在电路操作中，开关SWl透过电阻RlO接收调整后的第一脉宽调变讯号PWM1，而开关SW2则透过电阻Rll接收第二脉宽调变讯号PWM2。由此，开关SWl与开关SW2会依据调整后的第一脉宽调变讯号PWMl与第二脉宽调变讯号PWM2调整其导通状态，以控制由第一直流电压DC_H传送至谐振槽128的电力。谐振槽128则会透过电容CS与变压器Tl进行升压与滤波的操作，进而产生交流的驱动电压DV来点亮荧光灯管110。
值得注意的是，本实施例的开路保护单元140包括有电容Cl C2及二极管Dl D2。电容Cl的第一端耦接至荧光灯管110，而电容Cl的第二端则耦接至电容C2的第一端，且电容C2的第二端耦接至接地端。二极管Dl的阳极与其阴极则分别耦接至接地端与电容Cl的第二端。二极管D2的阳极耦接至电容Cl的第二端，而二极管D2的阴极则用以提供开路保护讯号0LPS。此外，过压保护单元150则包括齐纳二极管DZ1，其阳极用以接收开路保护讯号0LPS，且齐纳二极管DZl的阴极则用以提供过压保护讯号0VPS。其中，齐纳二极管DZl的崩溃电压等于额定的操作电压。也就是说，此处所指的额定的操作电压为过压保护讯号OVPS在正常操作下的电压电平上限值。于电路操作中，假设荧光灯管110的两端并未开路且换流器120起动后，因此经由电容Cl所接收到的荧光灯管110的交流驱动电压DV可利用电容Cl与电容C2的分压及电荷保存效应，配合二极管Dl的电压钳制，因而会在节点C上产生一适当电压，用以使开路保护讯号OLPS概略维持在适当电压的电平上。由此，请同时参照图2及图3，开路保护单元140便可持续地致能开路保护讯号0LPS，致使调整单元136持续地产生供电讯号PLS。然而，如果在换流器120起动后，荧光灯管110的两端突然开路时，将会导致荧光·灯管110的交流驱动电压DV突然抬升，连带将会使过压保护讯号OVPS的电压电平抬升。因此，于电路操作中，当过压保护讯号OVPS超过齐纳二极管DZl的崩溃电压时，表示交流驱动电压DV已经异常且超过预设的电压电平，因此过压保护单元150的齐纳二极管DZl将会崩溃而导通两端，让过压保护讯号OVPS的电压电平高过图2的N型晶体管MNl的导通电压而致使供电讯号PLS下拉至接地电压，用以停止提供第二直流电压DC_L以及辅助电压DC_aux至换流器120。此外，当荧光灯管110的两端突然开路时，也有可能会造成交流驱动电压DV突然由正电压电平突然转换为负电压电平的情况。如此一来，透过二极管Dl及二极管D2的电压钳制，开路保护讯号OLPS的电压电平将会下拉至约略等于接地电压(等同于将开路保护讯号OLPS禁能)。由此，回传的开路保护讯号OLPS的电平已无法对图2中切换控制单元136的电容C4进行充电，因此切换控制单元136便停止产生供电讯号PLS。请继续参照图3，回授检测单元160包括电容C9与齐纳二极管DZ4。电容C9的第一端电性连接荧光灯管110。齐纳二极管DZ4的阴极耦接至电容C9的第二端，且齐纳二极管DZ4的阳极电性连接至接地端。在电路操作上，齐纳二极管DZ4用以限制电容C9的第二端的电压。此外，电容C9会接收来自荧光灯管110的电压，进而产生相应的回授讯号FB。另一方面，辅助电压产生器170则包括有电感LI、二极管D6与电阻R12。其中，电感LI会感应变压器Tl的一次侧Tll的电流，并据以产生感应电流。此外，二极管D6的阳极会接收感应电流，并传送至电阻R12的第一端。由此，辅助电压产生器170将可透过电阻R12的第二端产生相应的辅助电压DC_aux。综上所述，本发明实施例的开路保护单元会在灯管正常运作时持续致能上述的开路保护讯号，让电源单元中的切换控制单元能由此持续地产生供电讯号，使换流器正常点亮荧光灯管。相对地，当灯管开路(通常会发生在灯管断裂或灯管异常)的时候，开路保护讯号便会随的禁能，供电讯号将会立即停止提供，用以实时关闭换流器。另一方面，如果换流器所输出的交流驱动电压高于额定的操作电压时，过压保护单元亦会产生一过压保护讯号而立即地关闭换流器。由此，当上述两种情况发生时，本发明实施例的照明设备可及时关闭换流器，使其无法继续抬升荧光灯管的驱动电压，用以避免可能引发的元件过热及燃烧等危险情况。 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种荧光灯管的照明设备，其特征在于包括 一突光灯管； 一交流/直流电压转换器，用以接收一交流电压，并将该交流电压分别转换成一第一直流电压与一第二直流电压； 一开路保护单元，耦接该荧光灯管以侦测并判断该荧光灯管的两端开路情况以产生一开路保护讯号；以及一驱动装置，包括 一换流器，耦接该荧光灯管，用以接收一电源电压，并依据一触发讯号以利用双高压方式点亮该荧光灯管；以及 一电源单元，耦接该开路保护单元以及该换流器，用以提供该电源电压，并依据该开路保护讯号决定是否关闭该换流器。
2.如权利要求I所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，还包括 一过压保护单元，耦接至该开路保护单元及该电源单元，用以在该开路保护讯号的电平大于一额定操作电压时产生一过压保护讯号，其中该电源单元依据该开路保护讯号及该过压保护讯号以决定是否停止提供该电源电压至该换流器。
3.如权利要求2所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该过压保护单元包括 一第一齐纳二极管，其阳极接收该开路保护讯号，该第一齐纳二极管的阴极用以提供该过压保护讯号，且该第一齐纳二极管的崩溃跨压等于该额定操作电压。
4.如权利要求I所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该开路保护单元包括 一第一电容，其第一端耦接至该荧光灯管； 一第二电容，其第一端耦接至该第一电容的第二端，该第二电容的第二端耦接至一接地端； 一第一二极管，其阳极耦接至该接地端，该第一二极管的阴极耦接至该第一电容的第二端；以及 一第二二极管，其阳极耦接至该第一电容的第二端，该第二二极管的阴极用以提供该开路保护讯号。
5.如权利要求I所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该电源单元包括 一振荡单元，利用该第一直流电压进行充电，以产生一充电电压以及该触发讯号； 一切换控制单元，利用该充电电压进行充电，并依据该充电电压以及该开路保护讯号产生一供电讯号；以及 一切换单元，接收该第二直流电压，并依据该供电讯号而决定是否提供该第二直流电压以作为该电源电压而提供至该换流器。
6.如权利要求5所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该振荡单元接收该换流器的一换流讯号，且当该换流器开始运作后，该换流器将该换流讯号下拉至接地电压，以使该振荡单元停止产生该充电电压与该触发讯号。
7.如权利要求6所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于， 当该荧光灯管的两端并未开路时，该开路保护单元持续地致能该开路保护讯号，且该切换控制单元还利用该开路保护讯号进行充电，以在该振荡单元停止产生该充电电压时，持续地产生该供电讯号，并且，当该荧光灯管的两端开路时，该开路保护单元禁能该开路保护讯号，以使该切换控制单元停止产生该供电讯号。
8.如权利要求6所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该切换控制单元在该开路保护讯号的电平大于一额定操作电压时接收一过压保护讯号，以停止产生该供电讯号。
9.如权利要求5所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该振荡单元包括 一第一电阻，其第一端接收该第一直流电压，该第一电阻的第二端用以提供该充电电压； 一第九电阻，其第一端接收该第一直流电压，该第九电阻的第二端耦接至一接地端；一第三电容，其第一端耦接至该第一电阻的第二端，该第三电容的第二端耦接至该接地端； 一第三二极管，其阳极耦接至该第一电阻的第二端，该第三二极管的阴极接收该换流器的一换流讯号； 一双向二极管，其第一阳极耦接至该第一电阻的第二端； 一第二电阻，其第一端耦接至该双向二极管的第二阳极，该第二电阻的第二端用以提供该触发讯号； 一第三电阻，其第一端耦接至该第二电阻的第二端，该第三电阻的第二端耦接至该接地端；以及 一第二齐纳二极管，其阴极耦接至该第二电阻的第二端，该第二齐纳二极管的阳极耦接至该接地端。
10.如权利要求5所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该切换控制单元包括 一第四二极管，其阳极接收该充电电压； 一第五二极管，其阳极接收该开路保护讯号，该第五二极管的阴极耦接至该第四二极管的阴极； 一第四电阻，其第一端耦接至该第四二极管的阴极，该第四电阻的第二端用以提供该供电讯号； 一第四电容，其第一端耦接至该第四电阻的第二端，该第四电容的第二端耦接至一接地端；以及 一第五电阻，其第一端耦接该第四电阻的第二端，该第五电阻的第二端耦接至该接地端， 其中，该切换控制单元利用该充电电压或是该开路保护讯号持续地产生该供电讯号。
11.如权利要求10所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该切换控制单元还包括 一第一 N型晶体管，其漏极耦接至该第四电阻的第二端，该第一 N型晶体管的栅极接收一过压保护讯号，且该第一 N型晶体管的源极耦接至该接地端； 一第五电容，其第一端耦接至该第一 N型晶体管的栅极，且该第五电容的第二端耦接至该接地端；以及 一第六电阻，其第一端耦接至该第一 N型晶体管的栅极，且该第六电阻的第二端耦接至该接地端， 其中，当该过压保护讯号致能时，该供电讯号的电平被下拉至一接地电压，以使该切换单元停止传送该第二直流电压。
12.如权利要求5所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该切换单元包括 一第六电容，其第一端接收该第二直流电压，该第六电容的第二端耦接至一接地端； 一 P型晶体管，其源极接收该第二直流电压，该P型晶体管的漏极用以提供该电源电压； 一第七电阻，其第一端耦接至该P型晶体管的源极，该第七电阻的第二端耦接至该P型晶体管的栅极； 一第八电阻，其第一端耦接至该P型晶体管的源极，该第八电阻的第二端耦接至该第六电容的第二端；以及 一第二 N型晶体管，其漏极耦接至该P型晶体管的栅极，该第二 N型晶体管的栅极接收该供电讯号，该N型晶体管的源极耦接至该接地端，其中该N型晶体管依据该供电讯号而导通。
13.如权利要求5所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该电源单元还包括 一稳压单元，耦接至该切换单元以及该换流器之间，用以将该第二直流电压稳定于该电源电压。
14.如权利要求13所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该稳压单元包括 一第七电容，其第一端用以接收来自该切换单元的该第二直流电压，该第七电容的第二端耦接至一接地端；以及 一第三齐纳二极管，其阴极耦接该第七电容的第一端，该第三齐纳二极管的阳极耦接至该接地端。
15.如权利要求I所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该换流器包括 一控制器，其操作在该电源电压下，并依据该触发讯号而产生一第一脉宽调变讯号与一第二脉宽调变讯号； 一高压侧驱动器，耦接至该控制器，用以调整该第一脉宽调变讯号的电平； 一开关单元，耦接至该控制器及该高压侧驱动器，用以接收该第一直流电压，并受控于该第二脉宽调变讯号与调整后的该第一脉宽调变讯号；以及 一谐振槽，耦接至该开关单元，用以产生该驱动电压以点亮该荧光灯管。
16.如权利要求15所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该开关单元包括 一第十电阻，其第一端接收调整后的该第一脉宽调变讯号； 一第i 电阻，其第一端接收该第二脉宽调变讯号； 一第一开关，其第一端接收该第一直流电压，该第一开关的控制端耦接至该第十电阻的第二端，该第一开关的第二端耦接至该谐振槽；以及 一第二开关，其第一端耦接该第一开关的第二端，该第二开关的控制端耦接该第十一电阻的第二端，该第二开关的第二端耦接至一接地端。
17.如权利要求15所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该谐振槽包括 一第八电容，其第一端耦接至该开关单元；以及 一变压器，具有一一次侧与一二次侧，其中该一次侧耦接至该第八电容的第二端与一接地端之间，且该二次侧与该荧光灯管相互并联。
18.如权利要求15所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，还包括 一回授检测单元，用以检测该荧光灯管，并依据检测结果产生一回授讯号，其中该控制器依据该回授讯号调整该第一脉宽调变讯号与该第二脉宽调变讯号。
19.如权利要求18所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该回授检测单元包括 一第九电容，其第一端耦接至该荧 光灯管，该第九电容的第二端用以提供该回授讯号；以及 一第四齐纳二极管，其阴极耦接至该第九电容的第二端，该第三齐纳二极管的阳极耦接至一接地端。
20.如权利要求15所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，还包括 一辅助电压产生器，依据该谐振槽而产生一辅助电压，其中该切换单元还接收该辅助电压，并依据该供电讯号而传送该辅助电压。
21.如权利要求20所述的荧光灯管的照明设备，其特征在于，该辅助电压产生器包括 一电感,感应该谐振槽中的电流,并据以产生一感应电流； 一第六二极管，其阳极接收该感应电流；以及 一第十二电阻，其第一端耦接至该第六二极管的阴极，该第十二电阻的第二端产生该辅助电压。
22.一种荧光灯管的驱动方法，包括下列步骤 提供一电源电压至一换流器，以使该换流器依据一触发讯号并利用双高压方式点亮该荧光灯管； 侦测该荧光灯管的两端开路情况以产生一开路保护讯号；以及 依据该开路保护讯号决定是否关闭该换流器。
23.如权利要求22所述的荧光灯管的驱动方法，其特征在于，还包括 接收一交流电压，并将该交流电压分别转换成一第一直流电压与一第二直流电压； 利用该第一直流电压进行充电，以产生一充电电压以及该触发讯号； 利用该充电电压进行充电，并依据该充电电压以及该开路保护讯号产生一供电讯号；以及 接收该第二直流电压，并依据该供电讯号而决定是否提供该第二直流电压以作为该电源电压而提供至该换流器。
24.如权利要求23所述的荧光灯管的驱动方法，其特征在于，依据该开路保护讯号决定是否关闭该换流器包括下列步骤 当该换流器开始运作后，该换流器将该换流讯号下拉至接地电压，以停止产生该充电电压与该触发讯号； 当该荧光灯管的两端并未开路时，持续地致能该开路保护讯号，以利用该开路保护讯号进行充电，并在停止产生该充电电压时，持续地产生该供电讯号；以及 当该荧光灯管的两端开路时，禁能该开路保护讯号，以停止产生该供电讯号。
25.如权利要求22所述的荧光灯管的驱动方法，其特征在于，还包括 该开路保护讯号的电平大于一额定操作电压时，产生一过压保护讯号；以及 当该过压保护讯号致能时，停止提供该电源电压至该换流器。
全文摘要
本发明是一种荧光灯管的照明设备及其驱动方法，荧光灯管的照明设备包括有荧光灯管、开路保护单元及驱动装置，驱动装置则包括换流器及电源单元，换流器接收一电源电压，并依据一触发讯号以利用双高压方式点亮荧光灯管。开路保护单元则可侦测并判断此荧光灯管的两端开路情况，用以产生开路保护讯号；换流器接收一电源电压，并依据一触发讯号以利用双高压方式点亮荧光灯管；耦接至开路保护单元以及换流器的电源单元用以提供电源电压，并依据此开路保护讯号来决定是否关闭换流器。由此，当荧光灯管发生开路或是荧光灯管的驱动电压大于额定的操作电压时，便会立即地关闭换流器，以避免元件过热与燃烧的情况。
文档编号H02H3/20GK102883514SQ20111019404
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者刘增群 申请人:硕颉科技股份有限公司