專利名稱：放電燈照明器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放電燈照明器件，它在保持任意數(shù)量放電管各自的管電流恒定時照明放電管。
保持管電流恒定的常規(guī)放電燈照明器件在日本實用新型申請公開No.5—80191中公開。在本公布中公開的放電燈照明器件中，在管電流檢測電路處測得的管電流反饋到所設(shè)置的領(lǐng)先于照明電路的電壓控制裝置。操作電壓控制裝置，使得流過放電管的管電流恒定，而且照明電壓供應(yīng)照明電路。通常在管電流檢測電路中，管電流流過電阻器，而電路在跨越電阻器兩端輸出產(chǎn)生的電壓。這樣的放電燈照明器件通常稱為電流反饋型照明器件。在使用具有極小的直徑和比較高的阻抗的冷陰極放電管作為光源的液晶背景光中，由于金屬反射膜靠近放電管外圍存在雜散光的效應(yīng)使產(chǎn)生啟動性能退化和特性曲線趨于起伏的缺點。在電流反饋型照明器件中，它提供一種照明狀態(tài)，其中啟動性能和特性曲線是穩(wěn)定的，這些缺點趨于不再產(chǎn)生。
可是在上面描述的常規(guī)技術(shù)中，在放電管數(shù)任意變化的情況下，數(shù)值是流過多個放電管電流總和的電流流向管電流檢測電路的電阻器。因此，當(dāng)企圖保持跨越電阻器兩端的電壓恒定時，產(chǎn)生流過每個放電管電流變化的缺點。進(jìn)而，如果對每個放電管分別提供電流源，照明電路，管電流檢測電路或類似部件，即使放電管數(shù)任意變化，各管的電流保持恒定，但照明器件變得大，復(fù)雜，而且更昂貴。
本發(fā)明的目的之一是以最低的成本和最小的尺寸提供一個電流反饋型放電燈照明器件，其中放電管數(shù)可任意變化，而且它趨于不受雜散光影響。
前面所說的目的可用下述方法實現(xiàn)，就是通過提供一個放電燈照明器件，它具有一個照明電路，其電流流向一個聯(lián)接直流電源的放電管以便保持放電管的照明狀態(tài)，還具有一個流向阻抗器件的電壓控制電路，電流流過放電管而且控制供應(yīng)照明電路的電壓，因此流過阻抗器件的電流保持恒定，用一個流向阻抗器件的開關(guān)電路，它的全部或部分電流流過一個或多個放電管，開關(guān)電路根據(jù)放電管數(shù)改變阻抗器件的阻抗。這個目的也可這樣實現(xiàn)，即用一個或多個照明電路構(gòu)成的照明電路，而且流過阻抗器件的電流是流過聯(lián)接到一個或多個照明電路的放電管的各個電流的全部或一部分。
上面描述的目的也可用這種方法實現(xiàn)，就是供應(yīng)照明電路的電壓是通過接收每個照明電路的反饋信號和改變阻抗器件的阻抗得以控制的。該目的也可這樣實現(xiàn)，就是放電管數(shù)是由阻抗開關(guān)電路的斷開/閉合檢測的，開關(guān)電路由從每個照明電路輸出的反饋信號輸入來操作。
此外，該目的也可這樣實現(xiàn)，就是阻抗器件是由聯(lián)在一起的多個電阻器構(gòu)成的，而且一種情況是，其中多個電阻器串聯(lián)，一個開關(guān)元件和每個電阻器并聯(lián)，另一種情況是，其中多個電阻器并聯(lián)，一個開關(guān)元件和每個電阻器串聯(lián)，而且通過斷開/閉合與多個電阻器串聯(lián)和并聯(lián)的開關(guān)元件使開關(guān)電路改變阻抗器件的阻抗。用阻抗器件的阻抗也可實現(xiàn)該目的，一種情況是其中有一個放電管是該阻抗的N倍，另一種情況是其中存在N個放電管。
前面提到的目的也可這樣實現(xiàn)，就是電壓控制電路由斬波電路構(gòu)成，斬波電路和直流電源串聯(lián)，還有一個信號發(fā)生電路，它產(chǎn)生斬波電路的斷開/閉合控制信號，電壓控制電路由斬波電路的作業(yè)控制來控制供應(yīng)照明電路的電壓，并且操作以便保持流向阻抗器件的電流恒定，而且用信號發(fā)生電路的一個輸出信號實現(xiàn)一個或多個斬波電路的斷開/閉合控制。
用于管電流檢測器件的阻抗切換用以下方法實現(xiàn)將多個電阻器串聯(lián)，將比如說晶體管的開關(guān)并聯(lián)到每個電阻器兩端，以及根據(jù)檢測的照明電路數(shù)目改變閉合的開關(guān)。
電流反饋型放電燈照明器件的基本上是用來控制輸入給照明電路的電壓，使得跨越管電流檢測電路兩端的電壓不變。相應(yīng)地，在本發(fā)明中，輸入到照明電路的電壓根據(jù)放電管數(shù)變換管電流檢測電路的阻抗來控制的。
當(dāng)存在一個放電管時給定管電流檢測電路的阻抗為R，當(dāng)存在N個放電管時管電流檢測電路的阻抗為R/N。例如，在其中電流I流過放電管的情況中，當(dāng)存在一個放電管時，跨越管電流檢測電路兩端的電壓是I×R。當(dāng)存在N個放電管時，流過各放電管的電流的總和流過管電流檢測電路。因此，跨越管電流檢測電路兩端的電壓是(N×I)×(R/N)，而且當(dāng)存在一個放電管時，電壓是I×R。相應(yīng)地，通過根據(jù)照明電路數(shù)變換管電流檢測電路的阻抗，可使均勻電流I流向放電管而不考慮放電管數(shù)。
照明電路的數(shù)目是按以下方式檢測的。首先，各放電管在照明器件處照明，其中的每一個管將一個直流電源轉(zhuǎn)換成一個交流電源，升高電壓，并供應(yīng)電流給一個放電管。這些電流反饋型照明器件控制輸入電壓，使得如上所述，跨越管電流檢測電路兩端的電壓是均勻的。因此，從照明器件接收輸入的反饋信號，并且計算載有反饋信號的信號導(dǎo)線數(shù)。這樣，可以知道照明電路的數(shù)目。管電流檢測器件阻抗的變換可以理解如下多個電阻器串聯(lián)；例如，晶體管開關(guān)并聯(lián)到各電阻器兩端；而閉合的開關(guān)根據(jù)在燈數(shù)目檢測電路處檢測的放電管數(shù)改變。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的一個實施方式和相應(yīng)的附圖。


圖1是一個說明本發(fā)明放電燈照明器件的一個實施方式的電路視圖；圖2是用來解釋該實施方式的操作的視圖。
在圖1中顯示的本發(fā)明的實施方式說明一種狀態(tài)，其中，對每個放電管提供一個照明電路，兩個放電管(兩個照明電路)聯(lián)接在一個放電燈照明器件處，該放電燈照明器件是這樣構(gòu)造的，使得多至3個的任意數(shù)目的照明電路可被聯(lián)接到那里。在附圖中用虛線表示的部分說明一種狀態(tài)，其中聯(lián)接了剩余的一個放電管和它的照明電路。
在附圖中，參考數(shù)字1是直流電源，而2是由斬波晶體管6基極電阻7和二極管8形成的斬波電路。參考數(shù)字3是由扼流圈9電阻器10、基極電阻11、振蕩晶體管12、13、諧振電容器14、變壓器15、和鎮(zhèn)流電容器16形成的放電管的照明電路。參考數(shù)字4是一個放電管，5是一個電源端子，17是控制信號它控制斬波電路2的操作，18是反饋信號線，反饋輸入照明電路3的電壓，19是管電流檢測端子用來檢測管電流，而26，29是反饋信號線。進(jìn)而，參考數(shù)字31是斬波電路2的操作信號發(fā)生器，并且是由電壓比較器34，一個參考斬波發(fā)生器35，一個誤差放大器36，一個參考電壓源37，和電阻器54，55形成的。參考數(shù)字32是管電流檢測器，是由管電流檢測電阻器41，42，43，晶體管45，46，47，二極管39，40，和一個電容器38形成的。阻抗變換信號發(fā)生器33是由電阻器48、49、50和晶體管51，52，53形成的。
其次將描述本實施方式的操作。首先，將描述其中用虛線表示的剩余的一個放電管未連接時的操作情況。直流電壓通過供電端子5，20從直流電源1供應(yīng)斬波電路2，21。在此例中，如上所述因為沒有聯(lián)接第三個放電管，供電端子27處在開路狀態(tài)。斬波電路2，21根據(jù)從操作信號發(fā)生器31輸入的操作信號斬斷供應(yīng)的直流電壓。這些波形示于圖2中。在圖2中，(a)表示從操作信號發(fā)生器31輸入的操作信號波形，而(b)顯示斬波電路2，21輸出的電壓波形。照明電路3是所謂的推挽型電壓諧振電路，它交替地使振蕩晶體管12，13接通和斷開，而且在變壓器15的初級繞組中產(chǎn)生交流電壓。諧振電流在變壓器15的初級繞組和諧振電容器14之間流動，產(chǎn)生正弦波振蕩。通過在變壓器15處升高電壓并通過鎮(zhèn)流電容器16對放電管4加上高頻高壓，放電管4被照明，而且保持它的照明狀態(tài)。如在圖2(b)中顯示的不連續(xù)電壓波形輸入到照明電路3，但由于扼流圈9的平滑效應(yīng)，連續(xù)的管電流供應(yīng)放電管4。圖2(c)顯示放電管4的管電流波形。和上述相同的操作也在照明電路22和放電管23上執(zhí)行。
其次，將描述阻抗變換信號發(fā)生器33的操作。當(dāng)圖2(b)中所示的電壓加到照明電路3時，電壓從照明電路3通過電阻器10和反饋信號線18反饋，而且阻抗變換信號發(fā)生器33的晶體管53接通。同樣，當(dāng)圖2(b)中顯示的電壓加到照明電路22上時，電壓從照明電路22通過反饋信號線26反饋，而且晶體管52接通?？墒?，因為供電端子27和反饋信號線29沒有接上，電壓沒有反饋，而且晶體管51沒有接通。當(dāng)阻抗變換信號發(fā)生器33的晶體管52，53接通時，基極電流流過電阻器49，50，且管電流檢測器32的晶體管46，47接通。晶體管45保持截止?fàn)顟B(tài)。如果電阻器41，42，43的電阻值分別為R歐姆，當(dāng)晶體管46，47接通時組合電阻變?yōu)镽/2歐姆。
當(dāng)I安培的電流分別流過放電管4，23時，共有2I安培的電流流過組合電阻R/2。因此，跨越管電流檢測電阻器兩端產(chǎn)生的電壓是IR伏。因為管電流是交變電流，由二極管39，40整流的并由電容器38平滑的直流電壓輸入到操作信號發(fā)生器31。和在輸入的直流電壓和參考電壓源37的電壓Vref之間的差分電壓成正比的一個電壓，從誤差放大器36輸出并輸入到電壓比較器34。電壓比較器34比較輸入的電壓和參考斬波發(fā)生器35的輸出電壓，并輸出在圖2(a)中顯示的波形。在圖2中，(c)顯示參考斬波發(fā)生器35的輸出電壓波形和從誤差放大器36輸入到電壓比較器34的直流電壓波形(實線)。
例如，如果由于某種原因使管電流減少，剛管電流檢測電阻器兩端的電壓降低，且輸入到誤差放大器36的電壓也降低。因為誤差放大器36是倒相放大器，所以，當(dāng)輸入到誤差放大器36的電壓降低時，其輸出電壓升高。圖2(c)中的虛線是這時從誤差放大器36輸入到電壓比較器34的直流電壓波形。相應(yīng)地，電壓比較器34的輸出電壓波形變?yōu)橄駡D2(d)中所示的那種波形。在圖2(a)和圖2(d)的波形中，斬波電路2，21的斬波晶體管接通，而電壓是低的。如圖2(d)中所示，當(dāng)管電流減少時，電壓為低的時間周期延長。因此，斬波電路2，21的斬波晶體管接通的時間延長。結(jié)果，加到照明電路3，22上的電壓升高以致使管電流增加。上面描述的反饋起作用，因此輸入到誤差放大器36的電壓和參考電壓源37的電壓Vref之間的差分電壓基本上變成零。因此，管電流保持恒定。上面的描述也適用于其中由于某種原因使管電流增加的情況。
如果圖1中用虛線表示的第三個放電管連接，則3I安培的電流流過管電流檢測電阻器。在這種情況下，因為晶體管51，45接通，管電流檢測電阻器41，42，43的組合電阻是R/3歐姆，而跨越電流檢測電阻器兩端的電壓是IR伏。結(jié)果，和上面描述的其中有兩個放電管的情況一樣，I安培電流流過每個放電管。相應(yīng)地，電流反饋型放電燈照明電路可以實現(xiàn)為其中流過每個放電管的管電流可自動保持恒定，即使將放電管聯(lián)接到任意數(shù)量的電路，電路數(shù)小于或等于預(yù)先設(shè)定的照明電路數(shù)。
在圖1中所示的實施方式中，電路是這樣構(gòu)造的，以使得可聯(lián)接多達(dá)三個放電管?？墒?，通過增加電源端子數(shù)，控制信號線數(shù)，反饋信號線數(shù)，管電流檢測端子數(shù)，管電流檢測器32中的管電流檢測電阻器和晶體管數(shù)，阻抗轉(zhuǎn)換信號發(fā)生器33中的晶體管和電阻數(shù)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可適用于任意數(shù)量的放電管。
根據(jù)本發(fā)明的放電燈照明器件具有一個照明電路和電壓控制電路；照明電路使電流流向聯(lián)接直流電源的放電管以便保持放電管的照明狀態(tài)，電壓控制電路使流經(jīng)放電管的電流流向阻抗器件并且控制供應(yīng)照明電路的電壓，使得流過阻抗器件的電流保持恒定。放電燈照明器件配備一個開關(guān)電路，使流過一個或多個放電管的電流的全部或一部分電流流向一個阻抗器件，開關(guān)電路根據(jù)放電管數(shù)改變阻抗器件的阻抗。這樣，即使放電管或照明電路數(shù)在一個預(yù)定范圍內(nèi)改變，電流反饋型放電燈照明器件可實現(xiàn)為其中每個放電管流過的管電流自動保持恒定，而且它趨于不受雜散光影響。進(jìn)而，因為變壓器數(shù)量根據(jù)放電管的數(shù)量改變，所以，即使只存在少數(shù)聯(lián)接的放電管，不需要使用比所需要的更大的變壓器，照明器件可以制成緊湊(小型)的而且價格不貴。
權(quán)利要求
1.一個放電燈照明器件，具有一個照明電路，它使電流流向與直流電源連接的放電管以便保持放電管的照明狀態(tài)；以及一個電壓控制電路，它使流經(jīng)放電管的電流流向一個阻抗器件，并控制供應(yīng)所述照明電路的電壓，使得流過阻抗器件的電流保持恒定，所述放電燈照明器件的特征在于包括一個開關(guān)電路，使流過一個或多個放電管的電流的全部或部分電流流向一個阻抗器件，所述開關(guān)電路根據(jù)照明電路的數(shù)量改變阻抗器件的阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈照明器件，其特征在于所述照明電路是一個或多個照明電路，而且流過阻抗器件的電流是流過與所述的一個或多個照明電路相連的放電管的各電流的全部或部分電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈照明器件，其特征在于供應(yīng)所述照明電路的電壓通過從每個所述照明電路接收反饋信號并改變阻抗器件的阻抗得以控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈照明器件，其特征在于照明電路數(shù)由所述阻抗變換電路的斷開/閉合檢測，所述阻抗變換電路根據(jù)從每個所述照明電路輸入的反饋信號操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項的放電燈照明器件，其特征在于阻抗器件由多個聯(lián)接在一起的電阻器構(gòu)成，而且在所述多個電阻器串聯(lián)時，一個開關(guān)元件并聯(lián)到每個所述電阻器上，在所述多個電阻器并聯(lián)時，一個開關(guān)元件串聯(lián)到每個所述電阻器上，并且所述開關(guān)電路通過斷開/閉合與串聯(lián)于和并聯(lián)于所述多個電阻器之一的開關(guān)元件來改變阻抗器件的阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，3，5中任何一項的放電燈照明器件，其特征在于在有一個放電管時阻抗器件的阻抗是在有N個放電管時阻抗器件的阻抗的N倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈照明器件，其特征在于所述電壓控制電路由一個斬波電路和一個信號發(fā)生電路構(gòu)成，斬波電路串聯(lián)到直流電源上，信號發(fā)生電路產(chǎn)生所述斬波電路的一個斷開/閉合控制信號，所述電壓控制電路通過所述斬波電路的作業(yè)控制來控制供應(yīng)所述照明電路的電壓，并且操作以便保持流向阻抗器件的電流恒定，而且用所述信號發(fā)生電路的一個輸出信號產(chǎn)生一個或多個斬波電路的斷開/閉合控制。
全文摘要
在一個趨于不受雜散光影響的電流反饋型放電燈照明器件中，對于多個聯(lián)接在一起的放電燈保持每個燈的管電流恒定。提供一個阻抗變換信號發(fā)生器33，它檢測聯(lián)接在一起的放電管4，23等的數(shù)目，并根據(jù)管數(shù)變換管電流檢測器32的阻抗。
文檔編號H05B41/392GK1117256SQ9510737
公開日1996年2月21日 申請日期1995年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月3日
發(fā)明者川端賢治, 池田隆一, 杉野元洋, 岡田隆, 間宮丈滋 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司