专利名称：简易式日光灯浮动电压转换驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种简易式日光灯浮动电压转换驱动器，特别是关于一种简化制造工艺的简易式日光灯浮动电压转换驱动器。
背景技术：
请参阅图1所示，现有的启动电路中使用一个电流变压器来驱动气体放电灯管， 这电路包括双向触发开关41连接到电流变压器42的输入端，和功率晶体管43、44连接至电流变压器42的电感线圈，气体放电灯管40串接于电感与电容所构成的LC电路，耦接至电流变压器42。由双向触发开关41提供触发脉冲，使其振荡导通功率晶体管，电路保持工作在高频自激振荡，最后让电容C和电感L产生串联谐振，使得Q谐振点亮气体放电灯管40。其中功率晶体管原始架构为双极结型晶体管(BJT)，无法使用金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)的原因为其自激波形不足以驱动金属氧化物半导体场效应晶体管。请参阅图2所示，图中为了能够使用金属氧化物半导体场效应晶体管来改善功率和制作合格率，改用现有高压制造工艺驱动IC 50来驱动，此现有高压制造工艺驱动IC 50 需有高侧驱动脉冲输出HO与低侧驱动脉冲输出L0，去驱动功率晶体管43、44，此二功率晶体管43、44的中间连接至现有高压制造工艺驱动IC 50的VSS，且与前述的LC电路耦接耦点亮气体放电灯管40。根据前述点亮气体放电灯管40的法则，现有高压制造工艺驱动IC 50必须提供很高的电压来驱动功率晶体管43，所以现有高压制造工艺驱动IC 50必须有耐高压的特性， 即其内部构造制造工艺需承受高压，需有较复杂的高压制造工艺才能做到，相对增加较高成本。本案创作人鉴于上述各方式所衍生的各项问题及不足，乃亟思加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成简易式日光灯浮动电压转换驱动器。请参阅图3所示，虽然目前已经有人针对上述缺点，提出普通制造工艺的浮动电压转换驱动器60取代，但是必须利用现有控制IC 61提供两组信号0UT1、0UT2和两个高压耦合电容C2、C3耦接至INI、IN2，但是如此必额外增加外部高压零件成本及控制复杂度。
实用新型内容由前述说明可得知，现有驱动灯管所用的方式，不乏以往陈旧技术驱动，即便 改以集成电路驱动，也需使用高压制造工艺制造，其中不确定制造工艺因素，往往造成驱动电路合格率下降或是寿命减少。且制作成本较高，虽然已有普通制造工艺取代高压集成电路制造工艺来改善，但是仍需要多个控制信号与多个高压耦合电容来点亮气体放电灯管。为解决上述问题，本实用新型的主要目的即在于简化驱动IC的控制；其借助浮动式电源驱动器与微处理器通过一耦合电容耦接，不需使用两个高压耦合电容耦接来给予控制信号，以大大的简化控制方式。[0010]本实用新型的次要目的在于降低成本；本实用新型借助改进现有浮动式电源驱动器的制造工艺，其与微处理器之间改以一普通制造工艺的电容，以降低制作成本与制造工艺因素。本实用新型是一种简易式日光灯浮动电压转换驱动器，用以点亮灯管的驱动电路，其主要包括一微处理器、一浮动式电源驱动器及一驱动电路单元。其中微处理器、浮动式电源驱动器为集成电路元件，微处理器通过一普通制造工艺的耦合电容连接至浮动式电源驱动器，作为桥接低压到高压的参考。微处理器与浮动式电源驱动器分别提供一低压侧驱动脉冲输出、一高压侧驱动脉冲输出，用以控制驱动电路单元中的功率晶体管。浮动式电源驱动器主要是利用低成本制造工艺来推动高压部分的高压侧功率晶体管，仅需控制连接低压侧功率晶体管的微处理器的信号，即可点亮驱动电路单元中的灯管。最佳的是，驱动电路单元为一半桥架构，包含一连接于驱动高压及浮动式电源驱动器高压侧驱动脉冲输出的高压侧功率晶体管以及一串接于高压侧功率晶体管与接地之间，且连接微处理器低压侧驱动脉冲输出的低压侧功率晶体管。最佳的是，高压侧功率晶体管与低压侧功率晶体管间的串接节点是连接该灯管的一端，另端连接至接地。最佳的是，高压侧功率晶体管及低压侧功率晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管。最佳的是，浮动式电源驱动器接脚包含一连接于直流电源以提供浮动式电源驱动器的工作电压的电源接脚以及一连接于驱动电路单元的高压侧功率晶体管及低压侧功率晶体管的串接节点的负电源接脚。最佳的是，该浮动式电源驱动器内部除包含比对电路外，浮动式电源驱动器内部还包含二钳位二极管、一电压侦测器、一控制补偿电路及一驱动器。本实用新型的有益技术效果在于，本实用新型简化了驱动IC的控制；利用了浮动式电源驱动器与微处理器通过一耦合电容耦接，不需使用两个高压耦合电容耦接来给予控制信号，大大的简化了控制方式。而且本实用新型降低了成本；本实用新型改进了现有浮动式电源驱动器的制造工艺，其与微处理器之间改以一普通制造工艺的电容，降低了制作成本与制造工艺因素。
图1是使用电流变压器的现有示意图。图2是使用高压驱动IC的现有示意图。图3是双高压耦合电容的现有示意图。图4是本实用新型驱动电路示意图。图5是本实用新型浮动式电源驱动器内部电路方块图。图6是本实用新型驱动电路另一实施例示意图。主要元件符号说明10…微处理器20…浮动式电源驱动器21、22…钳位二极管23…电压侦测器[0029]24.. 控制补偿电路25…驱动器[0030]26.. RS触发器30…驱动电路单元[0031]31a、31b…高压侧功率晶体管32a、32b···低压侧功率晶体<[0032]40.. 气体放电灯管41…双向触发开关[0033]42.. 电流变压器43、44…功率晶体管[0034]50.. 现有高压制造工艺驱动IC[0035]60- 普通制造工艺的浮动电压转换驱动器[0036]61.. 现有控制ICHO…高压侧驱动脉冲输出[0037]LO.. 低压侧驱动脉冲输出mi、IN2…控制信号输入[0038]0UT1、0UT2…控制信号输出Cl…耦合电容[0039]C2、C3…高压耦合电容C、C4…电容[0040]L·..电感D1、D2、D3…二极管
具体实施方式
为使方便了解本实用新型的其他特征内容与优点，及其所达成的功效能够更为显现，兹将本实用新型配合附图，详细说明如下请参阅图4所示，本实用新型的简易式日光灯浮动电压转换驱动器是使用一微处理器(MCU) 10及一耦接该微处理器10的浮动式电源驱动器(FPD) 20，由两者共同控制一驱动电路单元30，该驱动电路单元30是连接一气体放电灯管40的一端。该微处理器10与浮动式电源驱动器20为求降低成本可将其设计开发成专用IC。该微处理器10通过一普通制造工艺的耦合电容Cl连接至浮动式电源驱动器20， 作为桥接低压到高压的参考。该驱动电路单元30于本实施例中是由两颗功率晶体管构成一半桥架构，串接于一驱动高压及接地之间，其中高压侧功率晶体管31a与浮动式电源驱动器20的高压侧驱动脉冲输出OUT连接；低压侧功率晶体管3 与微处理器10的控制信号输出OUTl连接。该气体放电灯管40连接于高压侧功率晶体管31a与低压侧功率晶体管3 之间， 可以为气体放电灯泡任一类型，如节能灯管或日光灯。请参阅图5所示，本图为浮动式电源驱动器20内部电路方块图二钳位二极管 2U22串接于VDD、VSS之间，IN接脚耦合输入电容，与二钳位二极管21、22的串接节点相接，一电压侦测器23和一反相器与RS触发器沈相连目的为了避免杂波干扰，而RS触发器沈后的控制补偿电路M则为补偿死区时间(Dead time)的补偿电路；其后串接反相器、驱动器25至OUT接脚，予以驱动高侧功率晶体管31a、31b。其中钳位二极管21、22为相对高压导入制造工艺的关键因素，而使本实用新型可以使用普通电容来降低成本。由于浮动式电源驱动器20整体逻辑即为一反相器，因此仅需微处理器10的控制信号即可产生浮动式电源驱动器20所需的反相信号，制造一死区时间，避免同时导通两功率晶体管，以简化控制信号的方式。本实用新型的工作原理，为浮动式电源驱动器20的VSS的变动电压，由低压侧功率晶体管3 导通为GND接地电位，又当高压侧功率晶体管31a导通时，VSS为直流400伏特，因此浮动式电源驱动器20的VSS的电位即在接地与直流400伏特之间。在浮动式电源驱动器20的VDD、VSS间有一电容C4，VCC与VDD间有一二极管D3。VDD等同VCC电压时， VSS又于接地与直流400伏特间浮动，因此VDD的电位会是VCC与直流400伏特的加总，可知电容C4与二极管D3的主要目的为提升准位电位，又浮动式电源驱动器20可不用特殊高压制成，因为通常VCC与GND间的电位约直流8至15伏特之间。请参阅图6所示，本图为简易式日光灯浮动电压转换驱动器另一实施例。其实施方式更为简单微处理器10仅需要一个OUTl接脚连接至低压侧功率晶体管32b，OUTl也同时经耦合电容Cl耦接至浮动式电源驱动器20的控制信号输入接脚IN。除已简化了信号输入方式，也可简化微处理器10的制造工艺成本。另外可以取决于该高压侧功率晶体管 31b、及低压侧功率晶体管32b的特性，决定需否并联二极管D1、D2，以期更简化制造工艺与节省成本。结合图4至图6所述，本实用新型可将制造成本降低、制造工艺因素减少、隔离高低压、控制方法简化。上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。综上所述，本案不但在技术思想上确属创新，并能较习用物品增进上述多项功效。
权利要求1.一种简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，其包含一个微处理器，为集成电路元件，其接脚包含一个低压侧驱动脉冲输出端以及一个控制信号输出接脚；一个浮动式电源驱动器，为集成电路元件，其接脚包含一个高压侧驱动脉冲输出接脚以及一个控制信号输入接脚，该控制信号输入通过耦合电容耦接至微处理器的控制信号输出接脚；一个驱动电路单元，连接于一个驱动高压及接地之间，受微处理器及浮动式电源驱动器的控制点亮气体放电灯管。
2.根据权利要求1所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该驱动电路单元为半桥架构，包含一个连接于该驱动高压及该浮动式电源驱动器高压侧驱动脉冲输出接脚的高压侧功率晶体管，以及一个串接于高压侧功率晶体管与接地之间且连接微处理器低压侧驱动脉冲输出接脚的低压侧功率晶体管，其中该高压侧功率晶体管与低压侧功率晶体管间的串接节点是连接该灯管的一端，而另一端连接至接地。
3.根据权利要求2所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该高压侧功率晶体管及低压侧功率晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管。
4.根据权利要求1所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该浮动式电源驱动器接脚包含一个连接于直流电源以提供浮动式电源驱动器的工作电压的电源接脚以及一个连接于驱动电路单元的高压侧功率晶体管及低压侧功率晶体管的串接节点的负电源接脚。
5.根据权利要求1所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该浮动式电源驱动器内部含两个钳位二极管、一个电压侦测器、一个控制补偿电路及一个驱动器。
6.一种简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，其包含一个微处理器，为集成电路元件，其中接脚包含一个低压侧驱动脉冲输出接脚；一个浮动式电源驱动器，为集成电路元件，其中接脚包含一高压侧驱动脉冲输出接脚以及通过一个耦合电容耦接至微处理器低压侧驱动脉冲输出的控制信号输入接脚；一个驱动电路单元是连接于一个驱动高压及接地之间，受微处理器及浮动式电源驱动器的控制点亮气体放电灯管。
7.根据权利要求6所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该驱动电路单元为半桥架构，包含一个连接于该驱动高压及浮动式电源驱动器高压侧驱动脉冲输出接脚的高压侧功率晶体管，以及一个串接于高压侧功率晶体管与接地之间，且连接微处理器低压侧驱动脉冲输出接脚的低压侧功率晶体管；其中该高压侧功率晶体管与低压侧功率晶体管间的串接节点是连接该灯管的一端，而另一端连接至接地。
8.根据权利要求7所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动电路单元，其特征在于，该高压侧功率晶体管及低压侧功率晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管。
9.根据权利要求6所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该浮动式电源驱动器接脚包含一个连接于直流电源以提供浮动式电源驱动器的工作电压的电源接脚以及一连接于驱动电路单元的高压侧功率晶体管及低压侧功率晶体管的串接节点的负电源接脚。
10.根据权利要求6所述的简易式日光灯浮动电压转换驱动器，其特征在于，该浮动式电源驱动器内部包含两个钳位二极管、一个电压侦测器、一个控制补 偿电路及一个驱动器。
专利摘要一种简易式日光灯浮动电压转换驱动器，用以点亮灯管的驱动电路，其主要包括一微处理器、一浮动式电源驱动器及一驱动电路单元。其中微处理器、浮动式电源驱动器为集成电路元件，微处理器通过一普通制造工艺的耦合电容连接至浮动式电源驱动器，作为桥接低压到高压的参考。微处理器与浮动式电源驱动器分别提供一低压侧驱动脉冲输出、一高压侧驱动脉冲输出，用以控制驱动电路单元中的功率晶体管。浮动式电源驱动器主要是利用低成本制造工艺来推动高压部分的高压侧功率晶体管，仅需控制连接低压侧功率晶体管的微处理器的信号，即可点亮驱动电路单元中的灯管。本实用新型改进了现有浮动式电源驱动器的制造工艺，降低了制作成本与工艺因素。
文档编号H05B41/36GK202068638SQ20112003362
公开日2011年12月7日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者欉文祥 申请人:一华半导体股份有限公司