[發明專利]熒光燈的驅動電路及方法

無效

• 申請號: 200610077662.4
• 申請日: 2006-04-25
• 公開（公告）號: CN101064982A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 洪金泉;黃秋凱;應建平;樊雨心;蕭昌鈞
• 申請（專利權）人: 翰立光電股份有限公司
• 主分類號: H05B41/28
• 分類號: H05B41/28;H05B41/295
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 任永武

技術領域

本發明有關一種熒光燈，尤其是有關一種熒光燈的驅動電路及方法。

背景技術

近來，液晶顯示器技術大幅進步，可望取代陰極射線管顯示器成為新一代顯示器主流，而該種顯示器需要背光源的存在。于是各種背光源也就應運而生，其包含一般有汞及無汞熒光燈、發光顯示元件及有汞及無汞平面熒光燈等，其中各式熒光燈的應用最為普遍。

熒光燈原理是利用激發氣體產生離子或激態原子，當激態原子或離子回到穩態時會發射出特殊頻率的光子(也就是紫外光)，并借助紫外光激發燈內體的熒光物質來產生可見光。在激發氣體時需要高電壓來解離氣體，該高電壓是以一種具有升降壓功能的啟動電路產生。為使熒光燈穩定運作，其啟動電路必須嚴密設計。

平面熒光燈是一種具有外部電極的熒光燈，其提供的光源為平面形式，特別有利于作為平面液晶顯示器的背光源，因如此得有效去除現有一般熒光燈及發光顯示元件不能均勻照射的缺點。除照光均勻性佳外，平面熒光燈還具有成本不高；高、低溫環境下性能佳；使用壽命長、提供較佳色彩飽和度及較易與背光組件整合的優點，無汞型平面熒光燈還具有無污染的特點。在今日電子產品的環保設計要求下，無汞平面熒光燈因不會有汞污染問題而顯得格外具有競爭優勢，然而因為具有外部電極及無汞的條件使得其啟動電路的設計比傳統有汞燈體較為困難。在無汞平面熒光燈未啟動時，平面熒光燈具有高阻抗，故燈體電壓需經驅動電路以共振升壓方式升至點燈電壓后始能開啟平面熒光燈。傳統平面熒光燈是以一共振網絡作為啟動電路，并以弦波信號形式驅動熒光燈，然而此種共振升壓方式，雖可以提供平面熒光燈啟動電壓，經實驗可知為具有大循環電流的缺點。此種循環電流流經平面熒光燈的驅動電路及燈體本身，造成無謂的功率損失，不僅使燈體的發光效率下降，其還會加熱燈體而使燈體升溫。此外，由于使用共振電路，驅動電路在啟動狀態時會形成高循環電流，有時持續時間過久，驅動電路易被燒毀，故需要加入一檢測開路的保護機制，以防范燈體發生破裂或驅動電路未接至燈體的情況。除了上述的缺失，對于高循環電流，現有技術是以改變燈體電壓的頻率的方式來控制，然而單純使用經改變頻率的驅動電壓易使驅動電路中的變壓器或儲能電感等磁性元件難以最佳化，甚至會使其飽和終至失效。上述情形皆會增加電路設計的困難度與成本。更進一步而言，由于無汞平面熒光燈具有大面積燈體，其啟動時仍有不易使整面燈體快速均勻點亮的問題。為解決此一問題，OSRAM公司提出以改變切換頻率及加以脈動式調光(burst?mode?dimming)的方式來均勻點亮平面燈，其實驗結果可見于圖1及圖2，其中圖1上部份為燈體電流的波形，下部份則為該上部份波形的放大圖；而圖2上部份為燈體電壓的波形圖，下部份則為該上部份波形的放大圖。由圖可知，此種啟動方式為共振升壓方式，除具有高啟動時動電流、易使磁性元件飽和、高循環電流及負載不能開路等缺點，其啟動時仍需要一段時間方能借助共振方式升至實際所需的點亮燈體的點燈電壓，故無法精確快速起動。

因此，目前確實需有一種無汞平面熒光燈的驅動電路及其驅動方法的提出，借以改善現有技術的缺點，使無汞平面熒光燈等各式熒光燈能被快速精準起動，并能實際應用于液晶顯示器及其它照明應用上。

發明內容

本發明的目的是提供一種無汞平面熒光燈的驅動電路及其驅動方法，借以改善現有技術的缺點，使無汞平面熒光燈等各式熒光燈能被快速精準起動，并能實際應用于液晶顯示器及其它照明應用上。

本發明提供一種熒光燈的驅動方法，包含下列步驟：產生一直流電壓；根據一脈波電壓輸入調整該直流電壓為一升壓直流電壓以作為一操作電壓，并續成為一啟動電壓；待該操作電壓達至該啟動電壓時，停止該脈波電壓輸入，并轉變該操作電壓為一方波電壓；并以該方波電壓點亮該熒光燈。

在較佳實施例中，該熒光燈為一般熒光燈或平面熒光燈，該平面熒光燈則為有汞平面熒光燈或無汞平面熒光燈？

本發明的另一方面一種熒光燈的驅動電路，包含：一功率因數修正級，接收一交流電壓，并將該交流電壓調整為一直流電壓；一啟動級，接收該直流電壓，并根據一脈波電壓輸入將該直流電壓調整為一升壓直流電壓以作為一操作電壓；一隔離級；一方波驅動級，在該操作電壓達至一起動電壓時，將該操作電壓調整為一方波電壓，并借助該隔離級而與該功率因數修正級隔離；及一方波驅動級，接收該方波電壓，并將該方波電壓調整為一升壓方波電壓，并利用該升壓方波電壓點亮該熒光燈，其中該方波驅動級在該啟動電壓達成時開始操作，且該啟動級在該啟動電壓達成時停止操作。