專利名稱：一種用于冷光片的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型概括地涉及ー種驅(qū)動裝置，特別涉及一種用于冷光片的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光(EL,Electro Luminescent)是ー種簡單可靠的發(fā)光方式，已有六十年的歷史，但因涉及較復(fù)雜的固態(tài)化學(xué)與材料應(yīng)用，因此其發(fā)展一直受到限制。近年來固態(tài)化學(xué)材料技術(shù)日趨成熟，也使得電致發(fā)光技術(shù)得到了進(jìn)ー步的發(fā)展和應(yīng)用。電致發(fā)光是通過在發(fā)光材料兩端電極上施加交流電壓而產(chǎn)生的交變電場來引發(fā)該發(fā)光材料內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)生電子能級的跳躍、變化、復(fù)合而發(fā)射出冷光的物理現(xiàn)象。電致 發(fā)光片，就是利用該原理而制成的，其具有功耗低、光線柔和、無紫外線、顔色多祥、壽命長、不產(chǎn)生熱量等各種突出優(yōu)點(diǎn)，一般稱為冷光片。冷光片不同于傳統(tǒng)的點(diǎn)發(fā)光或線發(fā)光機(jī)體，其是ー種均勻整體的面發(fā)光機(jī)體，不會對視覺造成刺激或傷害，并且本身富有弾性、具有很高的發(fā)光強(qiáng)度及效率，其質(zhì)地輕薄柔軟、不占空間、安裝簡易，能夠被裁切成為具有任意復(fù)雜外形的光源，能夠極大地提高工程安裝的效率。冷光片是經(jīng)由一配套設(shè)計(jì)的變壓變頻器(Inverter)來驅(qū)動的，其工作電壓和頻 率是6V-220V/50Hz-4000Hz，其典型的工作電壓和頻率是20V_240V/400Hz-4000Hz，最佳エ作電壓和頻率是60V-110V/400Hz-1200Hz，不同范圍的電壓或頻率會改變電致發(fā)光的亮度或顏色。冷光片的使用壽命一般為12000-28000小時(shí)(亮度80cd/m2)，當(dāng)經(jīng)過一段長時(shí)間的使用后，其亮度會逐漸遞減，在這種情況下雖然理論上還可以使用2000-3000小時(shí)，但具體可使用時(shí)間受到其逐漸降低的亮度的限制。影響其壽命的重要原因是材料、電壓、頻率、溫度和濕度?？赏ㄟ^使用不同的電致發(fā)光材料，比如硫化鋅，硫化鈣或硫化鍶，再摻雜其他成分例如鎂、釤、銪或添加熒光染色劑等，來調(diào)整冷光的亮度和顏色。改變激勵頻率同樣能引起光的顏色變化，當(dāng)頻率增加時(shí)顏色向偏藍(lán)的方向變化，而當(dāng)頻率減小時(shí)顏色會向偏綠的方向變化。冷光片的原始顏色是指激勵電壓為110V/400HZ時(shí)的發(fā)光顏色。電致發(fā)光背光系統(tǒng)由冷光片和電致發(fā)光驅(qū)動器組成。冷光片一般小于O. 2毫米，通過在絕緣基底上噴涂場效電致發(fā)光材料并夾置于兩層電極之間而形成。相對于LED背光系統(tǒng)，電致發(fā)光背光系統(tǒng)的優(yōu)勢在于低功耗，其需要的僅僅是高電壓，負(fù)載所需的電流非常小，大概范圍是O. 03-lmA/cm2。一般來說，在冷光片的面積小于十平方厘米時(shí)，工作電流在幾個(gè)毫安左右，然而僅驅(qū)動ー個(gè)LED就需要5-10mA的電流。需要指出的是，驅(qū)動電壓所引入的直流分量會大幅減少冷光片的壽命，某些電致發(fā)光驅(qū)動器采用一端接冷光片、一端接地的驅(qū)動方式是極不可取的，因?yàn)檫@不僅向冷光片引入了直流分量，而且對系統(tǒng)的地線引進(jìn)了更多的干擾信號。根據(jù)制作エ藝的不同，冷光片通常采用IlOV電壓或220V電壓進(jìn)行驅(qū)動，其中采用220V電壓驅(qū)動的冷光片相當(dāng)于串聯(lián)的兩個(gè)采用IlOV電壓驅(qū)動的冷光片。同時(shí)由于用于冷光片的驅(qū)動裝置輸入端的交流電ー般為IlOV和220V兩種，因此用于冷光片的驅(qū)動裝置通常包括四種，即，將220V的交流電整流為提供給冷光片的220V電壓的驅(qū)動裝置、將220V的交流電整流并降壓為提供給冷光片的IlOV電壓的驅(qū)動裝置、將IlOV的交流電整流為提供給冷光片的IlOV電壓的驅(qū)動裝置，以及將IlOV的交流電倍壓整流為提供給冷光片的220V電壓的驅(qū)動裝置。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下技術(shù)問題I、對應(yīng)于不同的交流電電壓和具有不同的驅(qū)動電壓的冷光片，需要對應(yīng)使用不同的驅(qū)動裝置，這不但増加了成本，也給使用者帶來了不便；2、現(xiàn)有的冷光片驅(qū)動裝置通常無法對冷光片的發(fā)光亮度逐漸遞減的趨勢進(jìn)行抑制；3、在采用將220V的交流電轉(zhuǎn)換為提供給冷光片的IlOV電壓的方案時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中基本上采用變壓器對交流電進(jìn)行降壓處理或者采用開關(guān)電源技術(shù)進(jìn)行降壓，這些方式將 損耗大量功率并且產(chǎn)生大量熱能，并且變壓器的制造成本非常高且重量和體積都很大，致使提高了采用變壓器進(jìn)行降壓的冷光片驅(qū)動裝置的成本、重量和體積。

實(shí)用新型內(nèi)容如前文所述，當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，冷光片的亮度會逐漸遞減，這時(shí)如果為冷光片提供的驅(qū)動電壓和頻率能夠隨著使用時(shí)間的遞增而自動得到提升，則可望抑制冷光片亮度遞減的趨勢。本實(shí)用新型的目的在于提供這樣ー種用于冷光片的適用于多種交流電和冷光片驅(qū)動電壓參數(shù)的驅(qū)動裝置，其能夠?qū)?yīng)于冷光片隨著使用時(shí)間的増加而逐漸減少的等效電容值而自動提升為冷光片提供的驅(qū)動電壓和/或頻率，從而抑制冷光片發(fā)光亮度遞減的趨勢。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于冷光片的驅(qū)動裝置，其連接在交流電與待驅(qū)動的冷光片之間，用于將交流電電壓轉(zhuǎn)換為冷光片的驅(qū)動電壓，該驅(qū)動裝置包括連接到所述交流電的整流単元；連接到所述整流単元的輸出端的逆變單元；連接到所述逆變單元的輸出端的濾波單元，所述濾波単元的輸出端連接到所述冷光片，所述濾波単元包括互相連接的電容單元和電感單元；不考慮冷光片的內(nèi)阻時(shí)，所述冷光片兩端的驅(qū)動電壓Va為
Vel = c + c (1'IN 2lc)，其中，L為所述電感單元的總等效電感值，C為所述電容單元的總
等效電容值，Ca為所述冷光片的等效電容值，Vin為所述逆變單元輸出的基波電壓值，ω為所述逆變單元輸出的角頻率。作為優(yōu)選,所述電感單元包括一個(gè)電感或者包括多個(gè)串聯(lián)的電感。作為優(yōu)選,所述電容單元包括一個(gè)電容,或者包括多條并聯(lián)的電容支路,姆個(gè)電容支路包括互相串聯(lián)的開關(guān)和電容。作為優(yōu)選，所述濾波單元還包括與電容單元并聯(lián)的開關(guān)，該開關(guān)是可插拔的。作為優(yōu)選，C與Ca可大致相等，或者根據(jù)要求經(jīng)上述公式計(jì)算得到C的值。作為優(yōu)選，所述電容采用無極性聚丙烯電容實(shí)現(xiàn)。作為優(yōu)選，所述整流単元包括橋接的ニ極管Dl、D2、D3和D4，所述ニ極管Dl和D2之間的第一節(jié)點(diǎn)NI與所述ニ極管D3和D4之間的第三節(jié)點(diǎn)N3作為整流單元輸入端連接到交流電，所述ニ極管Dl和D4之間的第四節(jié)點(diǎn)N4與所述ニ極管D2和D3之間的第二節(jié)點(diǎn)N2作為整流單元輸出端連接到所述逆變単元的輸入端；串聯(lián)的第一電容和第二電容，其連接在所述整流單元輸出端；以及開關(guān)，其一端連接至所述第三節(jié)點(diǎn)N3，其另一端連接至處于所述第一電容和第二電容之間的第五節(jié)點(diǎn)N5。作為優(yōu)選，所述逆變單元設(shè)置為每隔預(yù)定時(shí)間提高其輸出頻率。作為優(yōu)選，所述逆變単元設(shè)置為通過改換不同頻率的外接晶體振蕩器而輸出不同區(qū)間的驅(qū)動頻率。作為優(yōu)選，所述逆變單元采用型號為HTB1412的單極性純正弦波逆變芯片。本實(shí)用新型的驅(qū)動裝置通過電容単元降壓而降低了成本，并且縮小了體積和重量，提高了可靠性和有用功效率。對于面積為2m2的冷光片，采用變壓器降壓的冷光片驅(qū)動裝置的重量為4kg，而本實(shí)用新型的驅(qū)動裝置的重量不足1kg。同吋，電容單元的設(shè)置能夠減緩冷光片在使用中亮度減弱的趨勢。此外，通過同一個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)了能夠使用于多種交流電/驅(qū)動電壓，從而通過本實(shí)用新型的驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)了制造上以及使用上的極大的便利。

圖I為本實(shí)用新型的用于冷光片的驅(qū)動裝置的示意性電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖I中的濾波單元的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖I中的濾波單元的另ー個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為圖I中的濾波單元的又一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5a至5d為采用圖4所示電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的分別對應(yīng)于面積為2m2、lm2、0. 5m2和
O.25m2的冷光片的四種具體電路圖；圖6為在圖4所示的濾波單元中的電容單元上并聯(lián)有開關(guān)的電路圖；圖7為圖I中的整流單元的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖8為圖I中的逆變單元的控制芯片的ー個(gè)實(shí)施例的管腳示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的用于冷光片的驅(qū)動裝置的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。圖I為本實(shí)用新型的用于冷光片的驅(qū)動裝置的示意性電路結(jié)構(gòu)圖。如圖I所示，本實(shí)用新型的用于冷光片的驅(qū)動裝置包括連接到交流電的整流単元，連接到整流単元的輸出端的逆變單元，連接到逆變單元的輸出端的濾波單元，濾波單元的輸出端連接到冷光片。圖2為圖I中的濾波單元的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，濾波單元包括互相連接的電容單元和電感單元，其中電感單元由ー個(gè)電感值為L的電感實(shí)現(xiàn)，電容單元由ー個(gè)電容值為C的電容實(shí)現(xiàn)，且電感單元、電容單元與冷光片互相串聯(lián)。濾波單元的輸入端所輸入的電壓Vin為逆變單元輸出的基波電壓值。圖3為圖I中的濾波單元的另ー個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)濾波單元中的工作電流較大時(shí)，可采用如圖3所示的電路結(jié)構(gòu)，其中濾波單元包括互相連接的電容單元和電感單元，電感單元由兩個(gè)電感值分別為L/2的電感實(shí)現(xiàn)，電容單元仍由ー個(gè)電容值為C的電容實(shí)現(xiàn)。濾波單元的輸入端所輸入的電壓Vin為逆變單元輸出的基波電壓值。如圖2或3所示的冷光片的等效電容為Ca，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知，在不考慮冷光片的內(nèi)阻時(shí)，冷光片兩端的驅(qū)動電Hva為 VEL = c + cELa:vLo，⑴其中ω為逆變單元輸出的角頻率，ω =2nf, f為逆變単元的輸出頻率，也就是冷光片的驅(qū)動頻率。本實(shí)用新型不考慮冷光片的內(nèi)阻是因?yàn)椋涔馄牡刃Т?lián)內(nèi)阻R是個(gè)動態(tài)變量，不易對其進(jìn)行測量。并且，實(shí)驗(yàn)證明采用
權(quán)利要求1.一種用于冷光片的驅(qū)動裝置，其連接在交流電與待驅(qū)動的冷光片之間，用于將交流電電壓轉(zhuǎn)換為提供給冷光片的驅(qū)動電壓，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括連接到所述交流電的整流單元；連接到所述整流単元的輸出端的逆變單元；連接到所述逆變単元的輸出端的濾波單元，所述濾波単元的輸出端連接到所述冷光片，所述濾波単元包括互相連接的電容單元和電感單元； 不考慮冷光片的內(nèi)阻吋，所述冷光片兩端的驅(qū)動電壓Va為VEL = - — (1'IN ，KL·其中，L為所述電感單元的總等效電感值，C為所述電容單元的總等效電容值，Cel為所述冷光片的等效電容值，Vin為所述逆變單元輸出的基波電壓值，ω為所述逆變單元輸出的角頻率。
2.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電感單元包括一個(gè)電感或者包括多個(gè)串聯(lián)的電感。
3.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電容單元包括一個(gè)電容，或者包括多條并聯(lián)的電容支路，每個(gè)電容支路包括互相串聯(lián)的開關(guān)和電容。
4.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述濾波單元還包括與電容單元并聯(lián)的開關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述開關(guān)是能插拔的。
6.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動裝置，其特征在干，C與Ca大致相等。
7.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電容采用無極性聚丙烯電容實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述整流単元包括橋接的ニ極管D1、D2、D3和D4，所述ニ極管Dl和D2之間的第一節(jié)點(diǎn)NI與所述ニ極管D3和D4之間的第三節(jié)點(diǎn)N3作為整流單元輸入端連接到所述交流電，所述ニ極管Dl和D4之間的第四節(jié)點(diǎn)N4與所述ニ極管D2和D3之間的第二節(jié)點(diǎn)N2作為整流單元輸出端連接到所述逆變単元的輸入端；
9.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述逆變單元設(shè)置為每隔預(yù)定時(shí)間提高其輸出頻率。
10.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述逆變單元采用型號為HTB1412的單極性純正弦波逆變芯片作為控制芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于冷光片的驅(qū)動裝置，其連接在交流電與待驅(qū)動的冷光片之間，用于將交流電電壓轉(zhuǎn)換為冷光片的驅(qū)動電壓，所述驅(qū)動裝置包括連接到交流電的整流單元；連接到整流單元的輸出端的逆變單元；連接到逆變單元的輸出端的濾波單元，濾波單元的輸出端連接到冷光片，濾波單元包括互相連接的電容單元和電感單元；不考慮冷光片的內(nèi)阻時(shí)，冷光片兩端的驅(qū)動電壓VEL為其中，L為電感單元的總等效電感值，C為電容單元的總等效電容值，CEL為冷光片的等效電容值，VIN為逆變單元輸出的基波電壓值，ω為逆變單元輸出的角頻率。本實(shí)用新型的驅(qū)動裝置能夠減緩冷光片使用時(shí)亮度減弱的趨勢，且具有較小的體積和重量，和較高的可靠性和有用功效率。
文檔編號H05B33/08GK202535573SQ201220051270
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者張長安 申請人:張長安