專利名稱：壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種諧振點(diǎn)燈電路，特別是指一種利用獨(dú)立電感串聯(lián)或并聯(lián)
壓電變壓器的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路。
背景技術(shù)：
冷陰極燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp ;CCFL)發(fā)光原理與一般日光燈相似，其發(fā)光原理為，當(dāng)高壓電由電極端輸入后，管內(nèi)少數(shù)電子分子高速撞擊電極，此時(shí)產(chǎn)生二次電子發(fā)射，開始放電時(shí)，電子與水銀原子發(fā)生碰撞，水銀原子受激發(fā)輻射出253. 7nm的紫外光，紫外光激發(fā)涂布于管壁上的熒光粉而產(chǎn)生相對(duì)色溫的可見光。 一般除可應(yīng)用于顯示器、個(gè)人數(shù)字助理、數(shù)字相機(jī)及手機(jī)等，更是液晶顯示器不可或缺的背光源材料的一。[0003] 然而，由于液晶顯示的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展，其尺寸也逐漸加大，因此背光源所使用的冷陰極燈管數(shù)目也必須隨的增加，以維持相同或較高的亮度?；诹炼确植季鶆蚝脱娱L(zhǎng)燈管壽命要求，燈管電流的絕對(duì)值和相對(duì)差異要嚴(yán)謹(jǐn)控制。 一種習(xí)用的多燈管模塊，是利用在燈管上并聯(lián)傳統(tǒng)的線圈型升壓變壓器，其缺點(diǎn)是效率不高，而且線圈的耐壓不足，很容易會(huì)因?yàn)楦邏憾姄舸?，?dǎo)致短路燒毀，具有極高的危險(xiǎn)性。而另一種多燈管模塊的架構(gòu)，如圖1所繪示，其燈管IOO之間的電流差異是由串接在燈管100高壓端的電容器IIO來補(bǔ)償，因此會(huì)造成很大的漏電流，效率并不高，而電容器110的耐壓性不足，失效模式會(huì)是電容器iio爆炸，容易導(dǎo)致失火的危險(xiǎn)。 另一方面，由于背光源使用U型燈管可以減少燈管與換流器的使用量，基于成本考慮，U型燈管已經(jīng)大量被采用，然而，U型燈管在折彎處的電壓及電流，會(huì)有部份的損耗，需要提供足夠的電壓，才可達(dá)到和長(zhǎng)型燈管一樣的發(fā)光效率。因此，尋求一種可提高點(diǎn)燈效率與達(dá)到管電流平衡的高壓點(diǎn)燈電路，乃是目前產(chǎn)業(yè)界極為重視的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容鑒于以上的問題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電
路，乃利用壓電變壓器本身所具有的電容特性作為壓電電容，來構(gòu)成電感串聯(lián)或并聯(lián)壓電
變壓器的諧振點(diǎn)燈電路，可以滿足低漏電、點(diǎn)燈效率高與電流平衡的需求，并進(jìn)一步于電壓
輸出端加入升壓變壓器，將輸出電壓放大，使得高壓?jiǎn)?dòng)燈管將更為容易。 本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，藉由壓電變壓器
取代了傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路中的電容器或線圈型升壓變壓器，不但體積小，具有優(yōu)越的電氣效能，
并可避免因耐壓性不足造成故障與過熱的危險(xiǎn)，其可靠性高，極具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，利用串聯(lián)的連接
方式是可減少線路長(zhǎng)度，使最終產(chǎn)品尺寸達(dá)到精簡(jiǎn)化。 為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型揭露的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，是將原應(yīng)用于超音波震蕩器的大功率壓電陶瓷震蕩片轉(zhuǎn)而應(yīng)用在諧振點(diǎn)燈電路的安定器及換流器中作為壓電電容，此諧振點(diǎn)燈電路具有升壓比會(huì)隨著負(fù)載的內(nèi)阻抗值來變動(dòng)的特性，非常適合應(yīng)用
3在燈管的驅(qū)動(dòng)上。當(dāng)燈管尚未啟動(dòng)時(shí)，可等效為開路狀態(tài)，此時(shí)諧振點(diǎn)燈電路可以供給很高的升壓比來瞬間啟動(dòng)燈管；當(dāng)燈管啟動(dòng)后，等效阻抗值下降，而電路升壓比也會(huì)因此下降，使燈管正常的操作在穩(wěn)態(tài)中。 為了適用于大電流、高亮度的照明需求，本實(shí)用新型乃采用升壓變壓器將輸出電壓提升至所需的電壓，升高后的電壓提供給各燈管兩端，提高了電能的利用率，藉以提供高亮度輸出的特性，且能提供低啟動(dòng)時(shí)間，故較能保護(hù)燈管。 同時(shí)，本實(shí)用新型能夠應(yīng)用于多燈管電流平衡，透過固定頻率使壓電電容的等效電路中內(nèi)阻抗值固定，形成一固定電流通過燈管，當(dāng)串聯(lián)燈管上的壓電電容與其它燈管上的壓電電容電氣特性接近時(shí)，其內(nèi)阻抗值接近，使每一支燈管中的電流一致，而達(dá)到管電流平衡。 另外，本實(shí)用新型將壓電電容可與獨(dú)立電感搭配來構(gòu)成諧振點(diǎn)燈電路的架構(gòu)，是
適用于全橋電路下的雙高壓點(diǎn)燈，當(dāng)然，亦適用于半橋電路下的單高壓點(diǎn)燈。 為使對(duì)本實(shí)用新型的目的、特征及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合圖式詳細(xì)說明
如下

圖1是先前技術(shù)的使用一般電容器的多燈管模塊； 圖2A是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中壓電電容串聯(lián)于諧振電感； 圖2B是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中壓電電容并聯(lián)于諧振電感； 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的壓電電容的組件結(jié)構(gòu)； 圖4A、4B是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的全橋輸出的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路；[0018] 圖5A、5B是本實(shí)用新型實(shí)施例的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路使用在外部電極熒光燈板的示意圖； 圖6A、6B是本實(shí)用新型實(shí)施例的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路使用在發(fā)光二極管的示意圖； 圖7A、7B是本實(shí)用新型實(shí)施例的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路使用在省電燈泡的示意圖； 圖8A、8B是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的全橋輸入的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路；[0022] 圖9A、9B是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的半橋輸入的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路；以及 圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的壓電電容的等效電路。
圖中 IO壓電電容 ll壓電基材 12導(dǎo)電層 13導(dǎo)電層 20壓電電容[0030]30冷陰極燈管40諧振電感41諧振電感50輔助電容51輔助電容60諧振電感61諧振電感70外部電極熒光燈板80發(fā)光二極管90省電燈泡100燈管110電容器200雙高壓輸入的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路300單高壓輸入的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路500升壓變壓器
具體實(shí)施方式請(qǐng)參照?qǐng)D2A，是繪示本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路的示 意圖，主要包含多組串接于兩輔助電容50、51之間的冷陰極燈管30，每一組冷陰極燈管30 彼此并聯(lián)，再透過升壓變壓器500的耦接，而和諧振電感40與壓電電容IO作串聯(lián)。此壓電 式諧振高壓點(diǎn)燈電路乃是利用壓電變壓器本身所具有的電容特性作為壓電電容io，并與諧 振電感40串聯(lián)，構(gòu)成一電感串聯(lián)壓電變壓器的諧振點(diǎn)燈電路，可藉由調(diào)整諧振電感40及壓 電變壓器的電容值而達(dá)到升電壓點(diǎn)燈的功能，同時(shí)，更利用升壓變壓器500可進(jìn)行輸出放 大的特性，將輸出電壓提升至所需的電壓，而升高后的電壓提供給冷陰極燈管30兩端，以 達(dá)成高亮度輸出的需求，并使得高壓?jiǎn)?dòng)燈管更為容易，且能提供低啟動(dòng)時(shí)間，較能保護(hù)燈 管。 本實(shí)施例所揭露的壓電電容10，如圖3所示，是以壓電材質(zhì)制作一圓板形狀的壓 電基材11，當(dāng)然，其形狀亦可以為方形或矩形，再以銀膠、銅膏或鎳膏制作同樣為圓形的導(dǎo) 電層12、13于壓電基材11的整個(gè)或部分的上表面與下表面，以構(gòu)成壓電電容10的兩極來 引導(dǎo)電流。在此，請(qǐng)參閱圖IO，為壓電電容IO的等效電路；等效電路中繪示有等效電阻R、 等效電感L、以及分別表示力學(xué)特性與電特性的等效電容Cb與Ca。與一般電容器或線圈型 升壓變壓器不同處在于，本實(shí)施例的壓電電容10的漏電流小、耐壓性高，沒有過熱起火的 危險(xiǎn)，其可靠性高，亦可提供倍數(shù)增加的輸出功率，使點(diǎn)燈效率提高許多；其次，由于壓電電 容的體積小、封裝厚度薄，再加上使用串聯(lián)連接諧振電感、壓電電容與燈管的配置方式，將 可以減少整體線路長(zhǎng)度，使最終產(chǎn)品尺寸達(dá)到精簡(jiǎn)化。 本實(shí)施例中，壓電電容10是串聯(lián)于諧振電感40，實(shí)務(wù)上并不限于此，如圖2B所示， 壓電電容10也可以并聯(lián)于諧振電感40，串聯(lián)連接與并聯(lián)連接方式相較，而利用串聯(lián)連接是 可以維持較低的溫度，產(chǎn)生較小的損耗。另外，輔助電容50、51亦可為壓電電容，除了發(fā)揮 啟動(dòng)的用途的外，更可調(diào)整其電容值的大小，使輸出電流的大小產(chǎn)生微調(diào)，使輸出功率達(dá)到最佳化。當(dāng)點(diǎn)燈時(shí)電壓會(huì)瞬間升高，點(diǎn)燈完負(fù)載內(nèi)阻抗變小時(shí)，升壓比會(huì)下降，所以輸出會(huì)進(jìn)行調(diào)整，能減少額外的電力消耗。 并且，電感串聯(lián)壓電變壓器的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路是可以有效維持管電流平衡；當(dāng)輸入脈波電壓源轉(zhuǎn)為交流去驅(qū)動(dòng)電路，壓電電容會(huì)將低壓提升到點(diǎn)亮燈管所需的高壓，由于燈管阻抗特性差異，燈管電流不一致會(huì)造成背光亮度不均勻和降低燈管壽命，因此，本實(shí)用新型利用固定頻率來驅(qū)動(dòng)諧振點(diǎn)燈電路，使壓電電容的等效電路中內(nèi)阻抗值固定，而形成一固定電流通過燈管，當(dāng)串聯(lián)燈管上的壓電電容與其它燈管上的壓電電容的電氣特性接近時(shí)，其內(nèi)阻抗值接近，使每一支燈管中的電流一致，換句話說，即達(dá)到多燈管電流平衡的功能。 上述實(shí)施例中，是每一支燈管30搭配一顆壓電電容10與一顆諧振電感40而構(gòu)成半橋諧振電路，可減少生產(chǎn)成本，極具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，若搭配二顆諧振電感40、60來構(gòu)成全橋諧振電路，即可以推動(dòng)更高功率的輸出，如圖4A、4B所示。其中，圖4A為二顆諧振電感40、60并聯(lián)一顆壓電電容10的實(shí)施例，而圖4B為二顆諧振電感40、60分別與二顆壓電電容10、20進(jìn)行串聯(lián)的實(shí)施例。 另外，本實(shí)用新型可適用于單支的高亮度放電燈(HID)、負(fù)金屬燈、陶瓷熒光燈管(CPFL)、冷陰極燈管(CCFL)、外部電極熒光燈板(EEFL)、省電燈泡或發(fā)光二極管(LED)，亦可適用于并聯(lián)的多支冷陰極燈管、外部電極熒光燈板、省電燈泡或發(fā)光二極管。請(qǐng)參閱圖5A、5B、圖6A、6B以及圖7A、7B，分別繪示本實(shí)用新型的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路使用在外部電極熒光燈板70(或者為高亮度放電燈(HID)、負(fù)金屬燈、陶瓷熒光燈管(CPFL))、發(fā)光二極管80與省電燈泡90的示意圖，二顆諧振電感40、60可并聯(lián)一顆壓電電容10，或者，也可以分別與二顆壓電電容10、20進(jìn)行串聯(lián)。當(dāng)然，其架構(gòu)皆可為半橋或全橋諧振電路。[0051 ] 再者，本實(shí)用新型亦可適用于大尺寸的背光板(譬如42時(shí)以上)，而大尺寸背光板往往需要安裝長(zhǎng)燈管(譬如長(zhǎng)度lm以上的燈管)，其燈管內(nèi)電容損耗率大，容易造成燈管亮度的差異，這時(shí)每支燈管就需要個(gè)別獨(dú)立的諧振電感及壓電電容來平衡電容。請(qǐng)參閱圖8A、8B與圖9A、9B，分別以雙高壓(全橋)與單高壓(半橋)輸入的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路200與300為例，每一支燈管30分別串聯(lián)于兩顆輔助電容50、51與兩顆諧振電感41、61之間(見圖8A、8B)，或者，每一支燈管30分別和一顆輔助電容10與一顆諧振電感41作串聯(lián)，然后再予以并聯(lián)(見圖9A、9B)。當(dāng)然，本實(shí)用新型更特別適合用于U型燈管，藉以提供高亮度輸出，使得高壓?jiǎn)?dòng)燈管更為容易，且能提供低啟動(dòng)時(shí)間，延長(zhǎng)燈管的使用壽命。[0052] 雖然本實(shí)用新型以前述的實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型。在不
脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，所為的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍。關(guān)于本實(shí)用新型所界定的保護(hù)范圍請(qǐng)參考所附的申請(qǐng)專利范圍。
權(quán)利要求一種壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，包含有一壓電電容，是包含一壓電基材與二導(dǎo)電層，且該壓電基材具有上表面與下表面，該二導(dǎo)電層分別形成于該壓電基材的上表面與下表面，而構(gòu)成該壓電電容的兩極；一諧振電感，串聯(lián)或并聯(lián)于該壓電電容；以及一升壓變壓器，電性耦接于該壓電電容與一燈管，以提供較高的電壓給予該燈管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求第l項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該諧振電感的數(shù)目為兩個(gè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求第2項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該兩諧振電感是與該壓 電電容并聯(lián)，或分別與一個(gè)該壓電電容串聯(lián)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求第l項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該燈管是為單支的高亮 度放電燈、負(fù)金屬燈、陶瓷熒光燈管、冷陰極燈管、外部電極熒光燈板、省電燈泡或發(fā)光二極管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求第l項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該燈管是為并聯(lián)的多支 高亮度放電燈、負(fù)金屬燈、陶瓷熒光燈管、冷陰極燈管、外部電極熒光燈板、省電燈泡或發(fā)光二極管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，更包含一輔助電容，串聯(lián)于 該燈管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求第6項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該輔助電容是為另一壓 電電容。
8. 根據(jù)權(quán)利要求第6項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該輔助電容的數(shù)目為兩 個(gè)，該燈管是串聯(lián)于該兩輔助電容之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求第8項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該兩個(gè)輔助電容分別串 聯(lián)一個(gè)諧振電感。
10. 根據(jù)權(quán)利要求第6項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該些燈管是分別串聯(lián) 一個(gè)輔助電容與一個(gè)諧振電感。
11. 根據(jù)權(quán)利要求第l項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該壓電基材與該二導(dǎo) 電層是為圓形，該二導(dǎo)電層分別形成于該壓電基材的整個(gè)或部分的上表面與下表面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求第l項(xiàng)所述的壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，其中該二導(dǎo)電層是由銀膠、 銅膏或鎳膏所形成。
專利摘要一種壓電式諧振高壓點(diǎn)燈電路，利用壓電變壓器內(nèi)存在的電容特性來當(dāng)作壓電電容，將連接在燈管上的壓電變壓器與獨(dú)立電感作串聯(lián)，使其構(gòu)成諧振串聯(lián)或并聯(lián)點(diǎn)燈電路，達(dá)到漏電流小、溫度低且耐壓性高的效果，幫助點(diǎn)燈效率大幅提高，再者，本實(shí)用新型是利用升壓變壓器于電壓輸出端來進(jìn)一步放大輸出，藉以提供高亮度輸出的特性；當(dāng)本實(shí)用新型應(yīng)用于多支燈管的驅(qū)動(dòng)時(shí)，是可利用固定頻率使壓電電容的等效電路中內(nèi)阻抗值固定，會(huì)使流通每一支燈管中的電流一致，而產(chǎn)生多燈管電流平衡的作用。
文檔編號(hào)H05B41/24GK201438775SQ20092015768
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者魏道金 申請(qǐng)人:金威貿(mào)易有限公司;威遠(yuǎn)科技股份有限公司