專利名稱：小型瞬間日光燈起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種日光燈起動(dòng)器，尤其是涉及一種可使日光燈瞬間起動(dòng)之日光瞬間起動(dòng)器裝置。
眾所周知，日光燈需有一鎮(zhèn)流器，以限制有損害之高電流及使日光燈點(diǎn)亮，為達(dá)到此一目的，通常并需附裝起動(dòng)器(starter)，該種起動(dòng)器主要乃是附有一雙合金屬片接觸器，而與日光燈燈管并聯(lián)，當(dāng)電流通入時(shí)，雙合金屬片受熱而接觸器閉合，日光燈燈管內(nèi)之陰極乃有充分電流流過(guò)以致紅熱。而雙合金屬片冷卻，接觸器因而分離，由于接觸器分離電路突然中斷，使鎮(zhèn)流器起作用，產(chǎn)生一感應(yīng)電壓脈沖，其值甚高，足以激發(fā)日光燈燈管之放電，起動(dòng)器中的雙合金屬片接觸器保持開路，日光燈燈管之陰極受水銀正離子之沖擊繼續(xù)保持白熱，于是燈管繼續(xù)起作用并發(fā)光。
常見之此種日光燈起動(dòng)器，其日光燈燈管放電之激發(fā)，由于必需要先使起動(dòng)器中之雙合金屬片受熱閉合，日光燈燈管紅熱，然后雙合金屬片冷卻，接觸器分離，電路突然中斷，使鎮(zhèn)流器起作用，產(chǎn)生一值極高之電壓脈沖，才能激發(fā)日光燈燈管放電，因此，日光燈燈管之激發(fā)，有一時(shí)間的延遲(也就是從起動(dòng)器中之雙合金屬片受熱閉合到雙合金屬片冷卻的時(shí)間)。對(duì)于使用日光燈的人們而言，實(shí)在有不方便之處。
此外，常見之日光燈起動(dòng)器因?yàn)橄凳褂秒p合金屬片，其發(fā)生故障的機(jī)會(huì)很大，故壽命極短。
而且常見之日光燈起動(dòng)器，在日光燈燈管之激發(fā)前，乃需先使日光燈燈管之兩端發(fā)紅，因該兩端電阻較大，若發(fā)紅時(shí)間較長(zhǎng)，常導(dǎo)致日光燈燈管使用壽命減短。而且，日光燈燈管兩端發(fā)紅時(shí)所消耗的電力亦大。
由于常見之日光燈之起動(dòng)有如上所述之缺點(diǎn)，因此，改進(jìn)之設(shè)計(jì)可謂極多，有于日光燈之電路作一完全不同的改進(jìn)的，又有改進(jìn)日光燈起動(dòng)器的，但是，前者提高了日光燈的成本，且無(wú)法使目前人們業(yè)已使用之日光燈獲得改進(jìn)。后者則可以目前公開販?zhǔn)壑窆馀啤半娮悠饎?dòng)器”為代表，但是該種起動(dòng)器無(wú)法連接裝設(shè)于日光燈上，仍然無(wú)法使人們業(yè)已使用之日光燈獲得改進(jìn)，而且，該種電子起動(dòng)器之制作成本極高。
有鑒于所述之情形，故申請(qǐng)人乃發(fā)明了一種新型之日光燈起動(dòng)器，藉該種起動(dòng)器可使日光燈瞬間起動(dòng)，而無(wú)需使燈管兩端經(jīng)過(guò)紅熱的過(guò)程。然而，該日光燈瞬時(shí)起動(dòng)器仍然是未經(jīng)預(yù)熱而起動(dòng)的，其固然有瞬時(shí)起動(dòng)之便利，但燈管的兩端較易黑化，雖然對(duì)燈管的壽命無(wú)很大的影響，仍然會(huì)給予人們不安的感覺，此外，該日光燈瞬時(shí)起動(dòng)器并無(wú)保護(hù)裝 置，當(dāng)燈管損壞或老化點(diǎn)不亮?xí)r，起動(dòng)器仍然不會(huì)停止起動(dòng)，因?yàn)橐陨系闹T點(diǎn)原因，申請(qǐng)人乃再研究改進(jìn)而提出本實(shí)用新型之改進(jìn)案。
依本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，因其可使日光燈之激發(fā)雖經(jīng)由燈管預(yù)熱之過(guò)程，但是仍可瞬時(shí)起動(dòng)日光燈燈管，黑化的情形大為降低，不會(huì)使人們有不安之感，此為本實(shí)用新型之另一目的。
本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，具有保護(hù)裝置，當(dāng)燈管損壞或老化點(diǎn)不亮?xí)r，可使此起動(dòng)器立即停止起動(dòng)，以保護(hù)鎮(zhèn)流器與起動(dòng)器本身的安全，此為本實(shí)用新型之又一目的。
本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，其可立即裝設(shè)于人們業(yè)已使用之日光燈上，無(wú)需更換日光燈之任何組件或裝日光燈作任何改變等，此為本實(shí)用新型之他一目的。
本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，其成本乃極低，適合一般人們使用，不若常見之改良起動(dòng)器，其成本極高，此乃為本實(shí)用新型之再一目的。
至于本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，其詳細(xì)構(gòu)成、功效以及其它目的，則參照下列依附圖所作之說(shuō)明即可完全了解。附圖中

圖1為本實(shí)用新型之一實(shí)施例電路圖。
圖2為本實(shí)用新型之預(yù)熱等效電路圖。
圖3為圖2之等效電路圖。
圖4為ACV、VGS、VC3與時(shí)間(1)的變化關(guān)系圖。
圖5為日光燈管之預(yù)熱、激發(fā)高壓、點(diǎn)亮后三個(gè)階段電壓波形圖。
圖1所示，本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，系與日光燈管L的兩端相并聯(lián)，其乃具有一與日光燈管L的兩端相并聯(lián)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS FET)Q1，晶體管Q1之源極(S)與日光燈管L的輸出端S2之間，有一二極管D1，在晶體管Q1之源極(S)與漏極(D)之間，附有一寄生二極管DP，晶體管Q1之柵極(G)與源極(S)之間，則有一組并聯(lián)著的齊納二極管Z1、電阻器R1、電容器C1、以及保護(hù)電路。
所述保護(hù)電路系由一集電極與發(fā)射極分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q1之柵極及源極相接之第二晶體管Q2、一兩端分別與日光燈管之一輸出端及上述第二晶體管Q2之基極相接之電容器C2，一兩端分別與第二晶體管Q2之集電極及日光燈管之另一輸出端相連之電阻器R4、一組介于第二晶體管Q2之發(fā)射極與日光燈管另一輸出端之電容器C3與電阻器R3、以及一組串聯(lián)著且介于上述電容器與電阻器組，以及第二晶體管Q2之基極的齊納二極管Z2與電阻器R2。
本實(shí)用新型之此種日光燈起動(dòng)器，其點(diǎn)亮日光燈之動(dòng)作分為三個(gè)階段，其一為預(yù)熱階段，其次為激發(fā)高壓階段，最后為自我保護(hù)階段，分述如下(1)預(yù)熱階段當(dāng)交流電源為負(fù)半周時(shí)，如圖1所示，電流由日光燈管L經(jīng)過(guò)其輸出端S2到達(dá)電阻R3，對(duì)電容C3充電，再經(jīng)晶體管Q1的寄生二極管DP，至于S1點(diǎn)，到達(dá)日光燈管另一端，至鎮(zhèn)流器(Ballast)T，而構(gòu)成一回路，電容C3的電壓VC3小于齊納二極管Z2的擊穿電壓VZ2時(shí)，齊納二極管Z2的電流IZ2≌0，因此晶體管Q2不動(dòng)作，此時(shí)，等效電路即如圖2所示，由圖2可知，當(dāng)交流電源為負(fù)半周，日光燈管L的輸出端S2的電位VS2高于另一輸出端S1的電壓VS1時(shí)，電流乃經(jīng)S2點(diǎn)，再經(jīng)電阻器R4與電容器C1、二極管DP、到達(dá)S1點(diǎn)，構(gòu)成一回路，電容器C1之電壓乃充電至齊納二極管Z1之擊穿電壓VZ1，且第一次負(fù)半周即可使電容C1充電至VZ1值，然后，在正半周中，由電阻器R1使電容器C1放電。此時(shí)晶體管Q1會(huì)工作在三極管區(qū)(Triode region)，而且，電容器C1之電壓在整個(gè)正半周中，一直到負(fù)半周再次對(duì)電容器C1充電時(shí)，電容器C1之電壓VC1皆大于晶體管Q1的門限電壓(Threshold Voltage)VT，此情形即如圖4B所示，所以，此時(shí)的等效電路即如圖3所示，Req為晶體管Q1工作在三極管區(qū)時(shí)的等效電阻，意即，日光燈管L以正半周電流做預(yù)熱。
(2)激發(fā)高壓階段在預(yù)熱階段中，負(fù)半周時(shí)，電容器C3經(jīng)由電阻器R3緩慢充電，意即經(jīng)過(guò)幾周期的充電，如圖4C所示，當(dāng)電容器C3之電壓VC3大于或等于VZ2＋0.6v時(shí)，則晶體管Q2開始導(dǎo)通，此時(shí)，在正半周中，電容器C1會(huì)以較快的速度，經(jīng)由集電極至發(fā)射極放電，如此，晶體管Q1由三極管區(qū)進(jìn)入夾斷電壓區(qū)(Pinch－off Voltage)，此時(shí)，Q1的漏極(D)電壓升高，會(huì)反饋一電壓經(jīng)電容器C2至晶體器Q2的集電極，促使電容器C1很快經(jīng)由晶體管Q2放電，使晶體管Q1快速停止工作，此時(shí)，流經(jīng)日光燈管L的正半周預(yù)熱電流會(huì)很快的被中止，因?yàn)殡娏髦兄骨埃娏髁鹘?jīng)鎮(zhèn)流器T，所以電流中止的瞬間，會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)高壓，意即V＝L· (di)/(dt) ，這種高壓，足以使預(yù)熱的日光燈激發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)而點(diǎn)亮燈管。如圖5所示，其中，第1階段為預(yù)熱中之波形，第2階段為高壓激發(fā)的波形，第3階段為日光燈點(diǎn)亮后之波形。
(3)自我保護(hù)階段當(dāng)激發(fā)的反電動(dòng)勢(shì)高壓，會(huì)經(jīng)過(guò)幾周期的重復(fù)激發(fā)，直到電容C3的電壓VC3等于安全電位Vsafe，即如圖4c所示，此時(shí)，晶體管Q2的基極電流Ib＝ (Vsafe-(VZ+0.6))/(R2) ，故晶體管Q2的集電極電流Ic＝β×Ib，在VC3≥Vsafe，Ic足夠大時(shí)，即使得在負(fù)半周時(shí)對(duì)電容器C1充電，也使VC1不再大于晶體管Q1的門限電壓VT值，則晶體管Q1停止工作，此便達(dá)成高壓點(diǎn)亮日光燈管后的自我保護(hù)功能，當(dāng)電源切斷時(shí)，電容器C3將由電阻器R3、電阻器R4、電阻器R1構(gòu)成一放電回路，如此電源再次接通時(shí)，即會(huì)重復(fù)上述的原理，再次進(jìn)行預(yù)熱，然后激發(fā)高壓，最后點(diǎn)亮后自我保護(hù)的功能。
權(quán)利要求1.一種日光燈起動(dòng)器，其特征在于這種日光燈起動(dòng)器包括一與日光燈管的兩端相并聯(lián)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與日光燈管的一輸出端之間，有一二極管，在該金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管之源極與漏極之間，附有一寄生二極管，該金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管之柵極與源極之間，則有一組并聯(lián)著的齊納二極管、電阻器、電容器以及一保護(hù)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的日光燈起動(dòng)器，其特征在于保護(hù)電路系由一集電極與發(fā)射極分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管之柵極及源極相接之第二晶體管、一兩端分別與日光燈管之一輸出端及上述第二晶體管之基極相接之電容器，一兩端分別與第二晶體管之集電極及日光燈管之另一輸出端相連之電阻器、一組介于第二晶體管之發(fā)射極與日光燈管另一輸出端之電容器與電阻器、以及一組串聯(lián)著且介于上述電容器與電阻器組，以及第二晶體管之基極的齊納二極管與電阻器。
專利摘要一種日光燈起動(dòng)器，包括一與日光燈管的兩端相并聯(lián)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與日光燈的一輸出端之間有一二極管，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管源極與漏極之間，有一寄生二極管，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極與源極之間則有一組并聯(lián)著的齊納二極管、電阻器、電容器以及一保護(hù)電路。日光燈管先經(jīng)瞬間預(yù)熱后再被點(diǎn)亮，其保護(hù)電路并可在燈管損壞或老化不亮?xí)r，使起動(dòng)器立即停止起動(dòng)，藉此，不但可達(dá)到使日光燈瞬間起動(dòng)，起動(dòng)后該起動(dòng)器立即斷路之目的，而且當(dāng)日光燈管兩端之黑化與燈管損壞或老化點(diǎn)不亮?xí)r，起動(dòng)器可停止起動(dòng)。
文檔編號(hào)H05B41/16GK2074526SQ9020140
公開日1991年4月3日 申請(qǐng)日期1990年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月8日
發(fā)明者高承丕 申請(qǐng)人:高承丕, 陳建成