专利名称：日光灯管的驱动装置及其方法
技术领域：
本发明是有关于一种日光灯管的驱动技术，且特别是有关于一种热阴极日光灯管的驱动装置及其方法。
背景技术：
现今生活中使用的照明装置，是以选用日光灯管为主，其中又以直条长管型式的(热阴极)日光灯管占最大量，且在规格区分上有T3、T5、T8与T9等不同管径的日光灯管。然而，不论T3、T5、T8或T9规格的日光灯管，其发光原理均相同，都是利用灯管电流引起汞蒸气去刺激灯管内壁的荧光涂料而发光。一般而言，现有日光灯管的驱动装置(亦即安定器)大多都是提供具有固定能量的弦波驱动信号(或可称为交流驱动信号)来驱动日光灯管。然而，由于各家厂牌所制造 的日光灯管特性(亦即流经日光灯管的最大电流)不尽相同。因此，在具有固定能量的弦波驱动信号的驱动下，若流经日光灯管的电流过高，则会影响日光灯管的使用寿命。反之，则会导致日光灯管所提供的亮度不足。有鉴于此，目前现有日光灯管的驱动装置(亦即安定器)都会限定其所能搭配的日光灯管的规格、种类与厂牌。换言之，现有日光灯管的驱动装置(亦即安定器)的设计大多都是根据所要搭配的日光灯管的规格、种类与厂牌以进行参数调整，用以让流经日光灯管的电流可以符合规格/规定。显然地，目前并没有单一日光灯管的驱动装置(亦即安定器)可同时适用于不同规格、种类与厂牌的日光灯管的驱动。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种日光灯管的驱动装置及其方法，其可同时适用于不同规格、种类与厂牌的日光灯管的驱动。本发明提供一种日光灯管的驱动装置，其包括驱动单元、第一 LC共振槽，以及第一侦测单元。驱动单元操作于直流电源下，用以产生方波信号。第一 LC共振槽耦接驱动单元，用以接收并转换驱动单元所产生的方波信号，用以产生第一弦波驱动信号来驱动第一日光灯管。第一侦测单元耦接第一日光灯管，用以侦测流经第一日光灯管的电流，并据以提供第一侦测信号。其中，驱动单元还反应于第一侦测单元所提供的第一侦测信号而调整其所产生的方波信号，用以改变第一 LC共振槽所产生的第一弦波驱动信号。于本发明的一实施例中，日光灯管的驱动装置还可以包括第二 LC共振槽与第二侦测单元。第二 LC共振槽耦接驱动单元，用以接收并转换驱动单元所产生的方波信号，用以产生第二弦波驱动信号来驱动第二日光灯管。第二侦测单元耦接第二日光灯管，用以侦测流经第二日光灯管的电流，并据以提供第二侦测信号。其中，驱动单元还反应于第一侦测单元与第二侦测单元所各别提供的第一侦测信号与第二侦测信号其中之一而调整其所产生的方波信号，用以改变第一 LC共振槽与第二 LC共振槽各别所产生的第一弦波驱动信号与第二弦波驱动信号。于本发明的一实施例中，第一日光灯管与第二日光灯管至少为T3、T5、T8或T9的热阴极日光灯管。本发明另提供一种日光灯管的驱动方法，其包括提供并转换方波信号，用以产生弦波驱动信号来驱动日光灯管；以及侦测流经日光灯管的电流，用以调整方波信号，从而改变弦波驱动信号。于本发明的一实施例中，用来驱动日光灯管的弦波驱动信号的能量并非为定值。基于上述，本发明所提出的日光灯管的驱动装置是通过侦测流经日光灯管的电流，以改变用以驱动日光灯管的弦波驱动信号。如此一来，将可使得流经日光灯管的电流符 合规格/规定。在具备有侦测流经日光灯管的条件下，本发明所提出的日光灯管的驱动装置可以同时适用于不同规格、种类与厂牌的日光灯管的驱动，而且也不会影响日光灯管寿命或者产生亮度不足的问题。
下面的所附图式是本发明的说明书的一部分，绘示了本发明的示例实施例，所附图式与说明书的描述一起说明本发明的原理。图I绘示为本发明一实施例的日光灯管的驱动装置10示意图。图2绘示为本发明另一实施例的日光灯管的驱动装置20示意图。图3绘示为本发明一实施例的日光灯管的驱动方法流程图。主要元件符号说明10、20 :日光灯管的驱动装置，101 :转换单元，103 :驱动单元，103_a:控制芯片，103_b:切换电路，105、105’ LC 共振槽，107、107’ 侦测电路，109:选择电路，Q1、Q2:功率开关，Cl、C2、Cpl、Cp2 :电容，L1、L2:电感，R1、R2:电阻，D1、D2:二极管，FT1、FT2 :日光灯管，HV:高压侧灯丝，LV:低压侧灯丝，PW1、PW2 :控制信号，SQ:方波信号，SIN、SIN’ 弦波驱动信号，
DS1、DS2 :侦测信号，Vref :默认值，VAC:交流电源，Vdd :直流电源，GND:接地电位，S30US303 :本发明一实施例的日光灯管的驱动方法流程图各步骤。
具体实施例方式应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式
仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。 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组件/构件代表相同或类似部分。图I绘示为本发明一实施例的日光灯管的驱动装置10示意图。请参照图1，日光灯管的驱动装置10可以包括转换单元(conversion unit) 101、驱动单元(drivingunit) 103、LC 共振槽(LC resonator) 105,以及侦测单兀(detection unit) 107o 其中，转换单元101用以接收交流电源(AC power) Vac,并对交流电源Vac进行转换以提供直流电源(DC power)VDD。显然地,转换单元101可以为交流转直流转换器(AC-to-DC converter)。驱动单元103耦接转换单元101，并且操作于转换单元101所提供的直流电源Vdd下以产生方波信号(square signal) SQ0 LC共振槽105耦接驱动单元103，用以接收并转换驱动单元103所产生的方波信号SQ,用以产生弦波驱动信号(sinusoidal drivingsignal)来驱动日光灯管FTl (例如为T3、T5、T8、T9或其它规格的热阴极(hot-cathode)日光灯管)。侦测单元107耦接日光灯管FTl，用以侦测流经日光灯管FTl的电流，并据以提供侦测信号DSl。而且，驱动单元103还可以反应于侦测单元107所提供的侦测信号DSl而调整其所产生的方波信号SQ，用以改变LC共振槽105所产生的弦波驱动信号SIN。于本实施例中，驱动单元103可以包括控制芯片(control chip) 103_a与切换电路(switching circuit) 103_b。控制芯片103_a是操作在转换单元101所提供的直流电源Vdd下，用以产生控制信号PWl与PW2(例如为脉宽调变(pulse width modulation, PWM)信号)，并且反应于侦测单元107所提供的侦测信号DSl而调整控制信号PWl与PW2 (例如调整控制信号PU与PW2的工作周期(duty cycle))。切换电路103_13耦接于直流电源Vdd与接地电位GND之间，并且耦接控制芯片103_a。切换电路103_b用以反应于控制芯片103_a所产生所控制信号PWl与PW2而切换并输出直流电源Vdd与接地电位GND，用以产生方波信号SQ。于本实施例中，切换电路103_1^可以包括两功率开关(power switch) Ql与Q2(例如由N型晶体管所实施)。功率开关Ql的第一端I禹接直流电源Vdd,功率开关Ql的第二端用以输出方波信号SQ,而功率开关Ql的控制端则用以接收控制信号PWl。另外，功率开关Q2的第一端耦接接地电位GND，功率开关Q2的第二端耦接功率开关Ql的第二端，而功率开关Q2的控制端则用以接收控制信号PW2。LC共振槽105可以包括电容Cl、电感(inductor)Ll与电容(capacitor)Cpl。其中，电容Cl的第一端用以接收驱动单元103所产生的方波信号SQ。电感LI的第一端耦接电容Cl的第二端，而电感LI的第二端则耦接日光灯管FTl的高压侧灯丝(high sidefilament) HV的第一端以输出弦波驱动信号SIN。此外，电容Cpl的第一端耦接日光灯管FTl的高压侧灯丝HV的第二端，而电容Cpl的第二端则耦接日光灯管FTl的低压侧灯丝(lowside filament) LV 的第一端。侦测单元107可以包括电阻(resistor) R1。其中，电阻Rl的第一端耦接日光灯管FTl的低压侧灯丝LV的第二端以产生侦测信号DSl给控制芯片103_a，而电阻Rl的第二端则耦接至接地电位GND。基于上述，在初始驱动日光灯管FTl的期间，由于控制芯片103_&可以内建有关联于日光灯管FTl的最大电流(maximum current)的默认值Vref。因此,控制芯片103_a即会产生关联于默认值Vref的控制信号PWl与PW2以切换功率开关Ql与Q2，从 而产生关联于默认值Vref的方波信号SQ。紧接着，LC共振槽105即会转换关联于默认值Vref的方波信号SQ,并据以产生弦波驱动信号SIN来驱动日光灯管FT1。而且，电容Cpl会在日光灯管FTl完成启动前的瞬时过程中，提供足够高的启动电压，并于日光灯管FTl稳态工作时提供适当的灯丝电流。另一方面，在稳定驱动日光灯管FTl的期间，由于侦测单元107会持续提供关联于流经日光灯管FTl的电流的侦测信号DSl给控制芯片103_a。一旦侦测信号DSl高于默认值Vref的话，则表示流经日光灯管FTl的电流过高。以至于，控制芯片103_a会调整其所产生的控制信号PWl与PW2 (例如降低控制信号PWl与PW2的工作周期)，用以降低用来驱动日光灯管FTl的弦波驱动信号SIN的能量，直至侦测信号DSl低于默认值Vref为止。显然地，本实施例用来驱动日光灯管FTl的弦波驱动信号SIN的能量并非是一个定值，且其会因应流经日光灯管FTl的过高电流而有所改变，由此即可让流经日光灯管FTl的电流一直符合规格/规定。于此值得一提的是，上述实施例是以驱动单一根日光灯管为例来进行说明，但本发明并不限制于此。以下将再举出驱动多根日光灯管的实施例。图2绘示为本发明另一实施例的日光灯管的驱动装置20示意图。请合并参照图I与图2，日光灯管的驱动装置20与日光灯管的驱动装置10的差异在于日光灯管的驱动装置20比日光灯管的驱动装置10还多出了 LC共振槽105’、侦测单元107’，以及选择电路(selection circuit)109。相似地，LC共振槽105’耦接驱动单元103，用以接收并转换驱动单元103所产生的方波信号SQ，用以产生弦波驱动信号SIN’来驱动日光灯管FT2 (例如为T3、T5、T8、T9或其它规格的热阴极日光灯管)。另外，侦测单元107’耦接日光灯管FT2，用以侦测流经日光灯管FT2的电流，并据以提供侦测信号DS2。再者，选择电路109耦接控制芯片103_a以及侦测单元107与107’，用以接收侦测单元107与107’各别所提供的侦测信号DSl与DS2，并且选择侦测信号DSl与DS2其中之一给驱动单元103。如此一来，驱动单元103即会反应于侦测单元107与107’各别所提供的侦测信号DSl与DS2的其一而调整其所产生的方波信号SQ，用以改变LC共振槽105与105’所各别产生的弦波驱动信号SIN与SIN’。其中，方波信号SQ的调整与弦波驱动信号SIN与SIN’的改变乃是基于控制芯片103_a会反应于侦测单元107与107’各别所提供的侦测信号DSl与DS2的其一而调整控制信号PWl与PW2 (例如调整控制信号PWl与PW2的工作周期)的缘故。另一方面，LC共振槽105’可以包括电容C2、电感L2与电容Cp2。其中，电容C2的第一端用以接收驱动单元103所产生的方波信号SQ。电感L2的第一端耦接电容C2的第二端，而电感L2的第二端则耦接日光灯管FT2的高压侧灯丝HV的第一端以输出弦波驱动信号SIN’。此外，电容Cp2的第一端耦接日光灯管FT2的高压侧灯丝HV的第二端，而电容Cp2的第二端则耦接日光灯管FT2的低压侧灯丝LV的第一端。另外，侦测单元107’可以包括电阻R2。其中，电阻R2的第一端耦接日光灯管FT2的低压侧灯丝LV的第二端以产生侦测信号DS2给选择电路109，而电阻R2的第二端则耦接至接地电位GND。与此同时，侦测单元107也会产生侦测信号DSl给选择电路109。再者，选择电路109可以包括二极管(diode)Dl与D2。其中，二极管Dl的阳极(anode)用以接收侦测单元107所提供的侦测信号DS1，而二极管Dl的阴极(cathode)则耦接控制芯片103_a。二极管D2的阳极用以接收侦测单元107’所提供的侦测信号DS2，而 二极管D2的阴极则耦接二极管Dl的阴极。基于上述，在初始驱动日光灯管FTl与FT2的期间，由于控制芯片103_&可以内建有关联于具有较低瓦数的日光灯管FTl或FT2的最大电流的默认值Vref。因此，控制芯片103_a即会产生关联于默认值Vref的控制信号PWl与PW2以切换功率开关Ql与Q2，从而产生关联于默认值Vref的方波信号SQ。紧接着，LC共振槽105与105’即会转换关联于默认值Vref的方波信号SQ，并据以各别产生弦波驱动信号SIN与SIN’来驱动日光灯管FTl与FT2。相似地，电容Cp2也会在日光灯管FT2完成启动前的瞬时过程中，提供足够高的启动电压，并于日光灯管FT2稳态工作时提供适当的灯丝电流。另一方面，在稳定驱动日光灯管FTl与FT2的期间，由于侦测单元107与107’会各别且持续地提供关联于流经日光灯管FTl与FT2的电流的侦测信号DSl与DS2给选择电路109。而且，选择电路109会选择出侦测信号DSl与DS2中具有较大电压者给控制芯片103_a。一旦选择电路109的输出高于默认值Vref的话，则表示流经具有较低瓦数的日光灯管FTl或FT2的电流过高。以至于，控制芯片103_a会调整其所产生的控制信号PWl与PW2(例如降低控制信号PWl与PW2的工作周期)，用以同时降低用来驱动日光灯管FTl与FT2的弦波驱动信号SIN与SIN’的能量，直至选择电路109的输出低于默认值Vref为止。相似地，本实施例用来驱动日光灯管FTl与FT2的弦波驱动信号SIN与SIN’的能量并非是一个定值，且其会因应流经具有较低瓦数的日光灯管FTl或FT2的过高电流而有所改变，由此即可让流经日光灯管FTl与FT2的电流一直符合规格/规定。由此可知的是，即使日光灯管FTl与FT2的规格、种类与厂牌不同，日光灯管的驱动装置20还是可以在不影响日光灯管寿命或产生亮度不足的条件下驱动日光灯管FTl与FT2。有鉴于此，若将日光灯管的驱动装置20设计成单一安定器(ballast)的话，则此单一安定器可以同时适用于不同规格、种类与厂牌的日光灯管的驱动。甚至，无论是在初始驱动日光灯管的期间，还是在稳定驱动日光灯管的期间，由于流经日光灯管的电流一直被控制在稳定的数值。因此，日光灯管于初期点灯的亮度与稳定点灯后的亮度并不会有太大的差
巳除此之外，上述实施例已清楚地揭露与教示如何在不影响日光灯管寿命或产生亮度不足的条件下驱动两根日光灯管。因此，本领域具有通常知识者应当可以通过这样的教示内容而自行类推或推演出如何在不影响日光灯管寿命或产生亮度不足的条件下驱动两根以上的日光灯管，故而在此并不再加以赘述之。于此，基于上述实施例所揭示与教示的内容可以汇整出一个适于驱动(热阴极)日光灯管的通用方法。更清楚来说，图3绘示为本发明一实施例的日光灯管的驱动方法流程图。请参照图3，本实施例的日光灯管的驱动方法可以包括提供并转换方波信号，用以产生弦波驱动信号来驱动日光灯管(步骤S301):以及侦测流经日光灯管的电流，用以调整方波信号，从而改变弦波驱动信号(步骤S303)。于本实施例中，用来驱动日光灯管的弦波驱动信号的能量并非为一定值，且其会因应流经日光灯管的过高电流而有所改变。
综上所述，本发明所提出的日光灯管的驱动装置是通过侦测流经日光灯管的电流，以改变用以驱动日光灯管的弦波驱动信号。如此一来，将可使得流经日光灯管的电流符合规格/规定。在具备有侦测流经日光灯管的条件下，本发明所提出的日光灯管的驱动装置可以同时适用于不同规格、种类与厂牌的日光灯管的驱动，而且也不会影响日光灯管寿命或者产生亮度不足的问题。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的为准。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。
权利要求
1.一种日光灯管的驱动装置，其特征在于包括 一驱动单元，操作于一直流电源下，用以产生一方波信号； 一第一 LC共振槽，耦接该驱动单元，用以接收并转换该方波信号，用以产生一第一弦波驱动信号来驱动一第一日光灯管；以及 一第一侦测单元，耦接该第一日光灯管，用以侦测流经该第一日光灯管的电流，并据以提供一第一侦测信号， 其中，该驱动单元还反应于该第一侦测信号而调整该方波信号，用以改变该第一弦波驱动信号。
2.如权利要求I所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该驱动单元包括 一控制芯片，操作在该直流电源下，用以产生一第一控制信号与一第二控制信号，并且反应于该第一侦测信号而调整该第一控制信号与该第二控制信号；以及 一切换电路，耦接于该直流电源与一接地电位的间，并且耦接该控制芯片，用以反应于该第一控制信号与该第二所控制信号而切换并输出该直流电源与该接地电位，用以产生该方波信号。
3.如权利要求2所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该切换电路包括 一第一功率开关，其第一端耦接该直流电源，其第二端用以输出该方波信号，而其控制端则用以接收该第一控制信号；以及 一第二功率开关，其第一端耦接该接地电位，其第二端耦接该第一功率开关的第二端，而其控制端则用以接收该第二控制信号。
4.如权利要求3所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第一LC共振槽包括 一第一电容，其第一端用以接收该方波信号； 一电感，其第一端耦接该第一电容的第二端，而其第二端则耦接该第一日光灯管的一高压侧灯丝的第一端以输出该第一弦波驱动信号；以及 一第二电容，其第一端耦接该高压侧灯丝的第二端，而其第二端则耦接该第一日光灯管的一低压侧灯丝的第一端。
5.如权利要求4所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第一侦测单元包括 一电阻，其第一端耦接该低压侧灯丝的第二端以产生该第一侦测信号给该控制芯片，而其第二端则耦接至该接地电位。
6.如权利要求I所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，还包括 一第二 LC共振槽，耦接该驱动单元，用以接收并转换该方波信号，用以产生一第二弦波驱动信号来驱动一第二日光灯管；以及 一第二侦测单元，耦接第二日光灯管，用以侦测流经该第二日光灯管的电流，并据以提供一第二侦测信号， 其中，该驱动单元还反应于该第一侦测信号与该第二侦测信号其中之一而调整该方波信号，用以改变该第一弦波驱动信号与该第二弦波驱动信号。
7.如权利要求6所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该驱动单元包括 一控制芯片，操作在该直流电源下，用以产生一第一控制信号与一第二控制信号，并且反应于该第一侦测信号与该第二侦测信号其中之一而调整该第一控制信号与该第二控制信号；以及一切换电路，耦接于该直流电源与一接地电位之间，并且耦接该控制芯片，用以反应于该第一控制信号与该第二所控制信号而切换并输出该直流电源与该接地电位，用以产生该方波信号。
8.如权利要求7所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该切换电路包括 一第一功率开关，其第一端耦接该直流电源，其第二端用以输出该方波信号，而其控制端则用以接收该第一控制信号；以及 一第二功率开关，其第一端耦接该接地电位，其第二端耦接该第一功率开关的第二端，而其控制端则用以接收该第二控制信号。
9.如权利要求8所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第一LC共振槽包括 一第一电容，其第一端用以接收该方波信号； 一电感，其第一端耦接该第一电容的第二端，而其第二端则耦接该第一日光灯管的一高压侧灯丝的第一端以输出该第一弦波驱动信号；以及 一第二电容，其第一端耦接该高压侧灯丝的第二端，而其第二端则耦接该第一日光灯管的一低压侧灯丝的第一端。
10.如权利要求9所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第一侦测单元包括 一电阻，其第一端耦接该低压侧灯丝的第二端以产生该第一侦测信号，而其第二端则耦接至该接地电位。
11.如权利要求8所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第二LC共振槽包括 一第一电容，其第一端用以接收该方波信号； 一电感，其第一端耦接该第一电容的第二端，而其第二端则耦接该第二日光灯管的一高压侧灯丝的第一端以输出该第二弦波驱动信号；以及 一第二电容，其第一端耦接该高压侧灯丝的第二端，而其第二端则耦接该第二日光灯管的一低压侧灯丝的第一端。
12.如权利要求11所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第二侦测单元包括 一电阻，其第一端耦接该低压侧灯丝的第二端以产生该第二侦测信号，而其第二端则耦接至该接地电位。
13.如权利要求7所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，还包括 一选择电路，耦接该第一侦测单元、该第二侦测单元与该控制芯片，用以接收该第一侦测信号与该第二侦测号，并且选择该第一侦测信号与该第二侦测号其中之一给该控制芯片。
14.如权利要求13所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该选择电路包括 一第一二极管，其阳极用以接收该第一侦测信号，而其阴极则耦接该控制芯片；以及 一第二二极管，其阳极用以接收该第二侦测信号，而其阴极则耦接该第一二极管的阴极。
15.如权利要求6所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，该第一日光灯管与该第二日光灯管至少为T3、T5、T8或T9的热阴极日光灯管。
16.如权利要求I所述的日光灯管的驱动装置，其特征在于，还包括 一转换单元，耦接该驱动单元，用以接收一交流电源，并对该交流电源进行转换以提供 该直流电源。
17.—种日光灯管的驱动方法，其特征在于包括 提供并转换一方波信号，用以产生一弦波驱动信号来驱动该日光灯管；以及 侦测流经该日光灯管的电流，用以调整该方波信号，从而改变该弦波驱动信号。
18.如权利要求17所述的日光灯管的驱动方法，其特征在于，用来驱动该日光灯管的该弦波驱动信号的能量并非为一定值。
全文摘要
本发明是一种日光灯管的驱动装置及其方法。本发明所提出的日光灯管的驱动装置是通过侦测流经日光灯管的电流，以改变用以驱动日光灯管的弦波驱动信号。如此一来，将可使得流经日光灯管的电流符合规格/规定。在具备有侦测流经日光灯管的条件下，本发明所提出的日光灯管的驱动装置可以同时适用于不同规格、种类与厂牌的日光灯管的驱动，而且也不会影响日光灯管寿命或者产生亮度不足的问题。
文档编号H05B41/36GK102769985SQ20111011936
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者林久渊, 洪建邦, 高振隆 申请人:硕颉科技股份有限公司