专利名称：高效气体放电灯的单晶驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明的有关于一种高效气体放电灯的单晶驱动装置，尤指一种低成本、高效率、实用、稳定且安全性高的单晶驱动装置，可运用于高强度气体放电灯的控制电路，藉由频率转换电路，以一具单独设定工作频率的频率控制IC积体电路去控制单一的功率晶体，使其能合乎低频点火与运转操作的设计，用来取代过去各式的全桥式或半桥式频率转换电路，使过去应用较多的功率晶体及其相对应于功率晶体的较复杂的控制回路得以简化成只应用单一功率晶体及单一IC积钵电路，根据功率是电流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R，的计算情况下，单一的功率晶体相对于全桥式四颗晶体的运作，不仅可减低温升，降低温升对元件寿命的影响，且降低了对发热元件的依赖，更可节省约75％的的开关损失，并简化驱动回路不再需要两组的驱动回路与浮接式帮浦，以大幅降低成本与故障率，真正达到绿色节能的观念与理想境界，而本发明不但不会因为成本降低造成工作效率下降，相反的更因为具效率的频率控制IC控制单一的功率晶体而使得工作效率提升，驱动高强度气体放电灯变得更加合理化、低故障、具实用性与高效率。
背景技术：
科技的快速发展，技术的进步，有效的提升了人类的生活水平，高强度气体放电灯的提供与运用，提高了照明的技术与光效，对于人类生活的价值更为重要，而为了提升效率与增进照明品质及节约能源，驱动气体放电灯的安定器已逐渐由传统式转成电子式，而电子式安定器用来驱动高强度气体放电灯，也已经发展出数种不同的方式。
常见高强度气体放电灯的驱动控制系统，其频率转换电路，如图1所示，是为全桥式控制，乃利用一全桥控制回路3’去控制四颗功率晶体31以达成频率转换的工作，然，以此全桥控制回路3’输出驱动负载的波形，如图2所示，却存在着往上往下的高压突波，在整个电路系统中，形成了干扰与高压尖端放电，不仅加重了防制干扰的成本而且具有潜在性漏电的危险，再者，全桥式需四颗功率晶体、相当于四个阻抗R，根据功率是电流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R，的计算情况下，回路上多了阻抗R等于多了损耗，不免有较多的发热元件，较高的成本与效率的损失及信赖性的降低。
是以，相关同业的前辈提出以半桥式二颗晶体驱动的方式，而为了从全桥式转换成半桥式，在功率控制电路级必需比全桥式多用一颗降压功率晶体及一颗超快速二极体，才能使负载顺利工作而不致于熄火或闪烁，所用的功率元件还是一样多，这表示成本没有比较省外，效率也因过多的功率元件的热损失而降低，而半桥式的输出驱动负载的波形与全桥式一样，仍有干扰与高压尖端放电等问题。
因此，如何解决此种常见全桥式或半桥式频率转换电路发热，无法减低温升、进而减少元件寿命，需要多个的驱动回路与浮接式帮浦、成本增加故障率更高又占有过大空间，无法符合绿色节能的理想，信赖性低、具漏电危险无法有效提升工作效率、不具实用性等所造成的困扰，即是待解决的问题。
发明内容
鉴于上述常见技术所造成的缺憾，本发明针对常见技术的缺点发展出一高效气体放电灯的单晶驱动装置，有效避开上述全桥式或半桥式频率转换电路的诸多缺点，根据功率是电流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R，的计算情况下，单一的功率晶体消耗的功率是P＝I2×Rdson，相对于全桥式四颗功率晶体的消耗功率是P＝I2×(Rdson1+Rdson2+Rdson3+Rdson4)，可以大幅减少对功率元件的依赖，更可节省约75％的的开关损失，并简化驱动回路不再需要两组的驱动回路与浮接式帮浦，以大幅降低成本与故障率，而使得工作效率提高，并减轻干扰，消除高压尖端放电、具安全性；可有效降低成本与所占面积，达到低温升、高效率、低成本的需求，增加元件寿命，真正达到绿色节能的观念与理想境界，进而具备安全、稳定以及实用性强的高效气体放电灯的单晶驱动装置，可适用于驱动各式气体放电灯。
为达到上述及其它目的，本发明一种高效气体放电灯的单晶驱动装置，适用于高强度气体放电灯的控制电路，该控制电路至少包括一高压直流电力提供系统，该高压直流电力提供系统将外部电源转换成高压直流电力以提供本控制电路运作所需的电能；一功率控制电路，该功率控制电路将高压直流电力转换成高频振荡电力以降低电位；一频率转换电路，该频率转换电路是由一可单独设定工作频率的频率控制IC积体电路去控制单一的功率晶体，将高频电力转换成低频电力，使其能合乎负载必需工作于低频电力的要求，以避免负载在高频工作时，会造成音频共振使点灯不稳而产生闪烁与噪音，甚至于熄火；一点火稳流电路，该点火稳流电路藉由变压器将低压电力再经由双向触发器触发导通后，使输出变压器做大比例的升压，而进行点亮高强度气体放电灯点灯的程序。
该高压直流电力供应系统是由一电磁干扰抑制电路、滤波电路、功因修正电路及其回授电路等所组成，该外部电源的电力经该电磁干扰抑制电路而防制电磁波的干扰，若为交流电的电力提供，则可再经由整流电路整流后，成为有涟波的正电压型态，然后再经该功因修正电路根据回授电路的讯息提供，将有涟波正电压型态转换成高压直流电力，再经滤波电路输出。
该功率控制电路乃将高压直流电力转换成高频振荡电力，其目的在于藉高频振荡而达到降低电位，以符合负载在平常工作时所需的电压。
另外，本发明藉由该频率转换电路，以一单独可设定工作频率的频率控制IC积体电路去控制单一的功率晶体，其主要功用为将上述功率控制电路送来的高频电力，利用此可单独设定频率的控制回路去切换成所设定的低频频率，因而形成了低频载运高频的低频载波，如此该功率晶体作低频切换时，除了可以将高频转换成低频之外，同时可驱动点火稳流电路，不仅可以点亮高强度气体放电灯，又可避免高强度气体放电灯于高频环境中工作而产生音频共振。
图1是常见全桥式四颗晶体驱动的频率转换电路图。
图2是常见驱动频率转换电路输出的负载波形图。
图3是本发明的电子电路图。
图4是本发明的方块流程图。
图5是本发明输出的负载波形图。
具体实施例方式
首先请贵审查委员参阅如图3、图4所示，本案一种高效气体放电灯的单晶驱动装置，控制电路包括一高压直流电力提供系统1，是由一电磁干扰抑制电路10、整流电路11、滤波电路12、功因修正电路13及其回授电路14等所组成，外部电源A供应电力，经电磁干扰抑制电路10防制电磁波的干扰，若为交流电的电力提供，则再经由整流电路11、整流后成为有涟波的正电压型态，然后再以功因修正电路13，根据回授电路14的讯息提供，将有涟波的正电压型态转换成高压直流电力，再经滤波电路12输出以提供本电路结构运作所需的电能；一功率控制电路2，是由控制电路提供一高速信号以使控制功率晶体20振荡而推动一电感器21，使该电感器21，在高频反复工作时，不停的高速储存与释放能量而形成带有电位的储能槽，而高压直流电力乃藉储能槽的能量储存与释放时而分担一部份电位，使高压电力得以降低成低电位，因此本功率控制电路又称为降压控制电路；一频率转换电路3，是由一可单独设定工作频率的频率控制IC积体电路30去控制单一的功率晶体31，能将高频电力切换成单独设定的低频频率，因而形成了低频载运高频的低频载波，因此高频的成份将因低频的存在而趋于不俱影响力，变成以低频电力承担了所有的工作，而将高频电力转换成低频电力的目的乃为迎合灯体负载5必需于低频环境下才能工作的条件，以避免负载高强度气体放电灯在高频工作时，会产生音频共振而使点灯不稳而造成闪烁与噪音，甚至于熄火的现象；一点火稳流电路4，接收来自功率控制电路2输出的低电位与频率转换电路3后的低频电力之后分成两回路，其中一回路i1，乃为受低频脉波的电流经二极体40与电阻41对电容器42充电，直到电位到达双向触发器43的崩溃电压时，自行触发导通，电容器42因而开始放电，其电流流经输出变压器44，使一次侧440受激磁，而致使其二次侧441能瞬间激发出一系列达数千伏特的高压脉波，藉以触发灯体负载5，而灯体负载5一旦被高压脉波触发而产生尖端放电现象时，其灯体内部的气体形成雪崩放电作用而使灯体内部两个电极间产生电弧而导通，紧接着由上述的两回路中的另一回路i2，负责供应后续的电能与维持负载电流的稳定，使高强度气体放电灯点灯不仅能顺利点火并且能维持稳定的工作。
接着，续请贵审查委员参阅如图5搭配前图所示；本发明所使用的IC积体电路并不为常见的UBA2030T、UBA2032T、UBA2033T等系列，而是采用一可设定工作频率的频率控制IC积体电路30藉以推动单一的功率晶体31，本发明完全跳脱了过去的设计概念，以全新的思维研发出最新式的单晶式频率转换电路，不仅可减少热损、降低零件成本、提高工作效率、增进信赖性，同时其输出驱动负载的波形也不再有干扰与高压尖端放电等问题。
如此全新的单晶式频率转换电路，可以让电子式安定器，不再局限于对全桥式或半桥式频率转换电路的需求，也摆脱对会产生热能的功率元件的过度依赖，如此不仅可减低温升，降低温升对元件寿命的影响，也藉此一新电路而解决了干扰与高压尖端放电等问题，且根据功率是电流的二次方乘以阻抗R，即P＝I2×R的计算情况下，单一的功率晶体消耗的功率是P＝I2×Rdson，相对于全桥式四颗功率晶体的消耗功率是P＝I2×(Rdson1+Rdson2+Rdson3+Rdson4)，更可节省约75％的的开关损失，并简化驱动回路不再需要两组的驱动回路与浮接式帮浦，以大幅降低成本与故障率，真正达到绿色节能的观念与理想境界，同时因其温升问题能有效的减轻，所以本发明不但不会因为成本降低造成工作效率下降，相反的更因为具效率的频率控制IC控制单一的功率晶体而使得工作效率提升，使驱动高强度气体放电灯变得更加合理化、低故障、具实用性与高效率的理念，因此往更高功率更大瓦数的产品去开发，也就不再是遥不可及了。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，及其部分运用的实施例，而非用于限制本发明的界定。任何熟知此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如后述的申请专利范围所列。
权利要求
1.一种高效气体放电灯的单晶驱动装置，其特征在于包括一高压直流电力提供系统，将高压直流电力输出以提供本控制电路运作所需的电能；一功率控制电路，是由一组控制回路提供一高频信号以控制一只功率晶体，使该功率晶体推动一电感器，使该电感器，在高频反复工作时，不停的高速储存与释放能量而形成带有电位的储能槽，所以高压直流电力乃藉储能槽的能量储存与释放时而分担一部份电位，使高压电力得以降低成低电位；一频率转换电路，是由一可单独设定工作频率的频率控制IC积体电路去控制单一的功率晶体，将功率控制电路输出的高频电力转换成符合负载所需的低频电力；一点火稳流电路，接收功率控制电路输出的低电位与频率转换电路后的低频电力，经由电容器的充放电动作而使双向触发器崩溃而导通，及变压器提升电压而达到点火效果，同时藉变压器二次侧线圈与负载串联的安排而使低频电力能进行驱动负载。
全文摘要
一种高效气体放电灯的单晶驱动装置，包括有高压直流电力提供系统及功率控制电路、频率转换电路，点火稳流电路，该高压直流电力提供系统将外部供应电源转换成高压直流电力，该功率控制电路将高压直流电力转换成为低电压且为高频的电力，该频率转换电路是藉由一可单独设定工作频率的频率控制IC来加以控制一具单一的功率晶体，将高频电力转为低频，并驱动点火稳流电路。
文档编号H05B41/282GK1886022SQ20051008200
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日
发明者吕联富 申请人:高仪电子股份有限公司, 吕联富