專利名稱：電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于操作燈的電路裝置包括用于連接到供電電壓源的輸入端，連接到所述輸入端的DC-AC轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生高頻信號，壓電變換器，有一個連接到DC-AC變換器的主側(cè)和連接到燈連接端的輔側(cè)，用于調(diào)節(jié)燈的光輸出的裝置。
本發(fā)明還涉及小型燈和液晶顯示器。
從DE-OS 2611135可知開頭段所提到的電路裝置。在已知的電路裝置中，DC-AC變換器包括一個自振蕩電路，使得在電路裝置的操作期間出現(xiàn)在壓電變換器的主側(cè)的信號基本是正弦形。通過調(diào)節(jié)出現(xiàn)在壓電變換器的主側(cè)的電壓的幅度來調(diào)節(jié)和控制燈的光輸出。例如這可以通過在DC-AC變換器和壓電變換器的主側(cè)之間連接一個晶體管和電位器，分別調(diào)節(jié)晶體管的導(dǎo)通性或電位器的阻抗來實(shí)現(xiàn)。這種控制方法的益處在于，當(dāng)將光輸出調(diào)節(jié)到一個相對的低電平時，分別在晶體管和電位器上分散大功率量。因此在調(diào)節(jié)燈時，已知電路結(jié)構(gòu)的效率相對低。
本發(fā)明的目的是提供一種電路裝置，用于在燈變暗時，也能以高效率調(diào)節(jié)燈。
因此根據(jù)本發(fā)明如開頭段提到的電路裝置，其特征在于，DC-AC變換器包括用于產(chǎn)生基本方波形信號的電路部分Ⅰ和用于調(diào)整燈的光輸出的設(shè)備包括連接到電路部分1的調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)整基本方波形信號的占空因數(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的操作過程中，在壓電變換器的主側(cè)有一個基本為方波形的電壓(或者是基本方波形信號，或者在DC-AC變換器包括一個放大器的情況下，為經(jīng)放大的基本方波形信號)。只有對于頻率位于包括壓電變換器的諧振頻率的窄范圍內(nèi)的正弦波形信號，壓電變換器的電壓變化比才為高。因?yàn)椋鶕?jù)幅利葉分析，出現(xiàn)在壓電變換器主側(cè)的基本方波形的電壓可以被認(rèn)為是，遞增頻率的正弦形信號的有限和，壓電變換器只是有效地將位于這樣的窄范圍內(nèi)的頻率并且有不是太小幅度的正弦波形信號，轉(zhuǎn)換為位于變換器的輔助側(cè)的正弦信號，并且具有相同的頻率但是幅度卻增加了。壓電變換器的行為看上去好象只有位于窄頻率范圍內(nèi)的正弦信號出現(xiàn)在其主側(cè)。通常選擇方波形信號的頻率，使得其第一諧波項(xiàng)位于包括一個諧振頻率的窄范圍之內(nèi)。當(dāng)通過控制電路調(diào)節(jié)基本方波形信號的占空因數(shù)時，所有正弦信號的幅度一起構(gòu)成的正弦波電壓被改變。其頻率位于窄范圍內(nèi)的正弦信號的幅度也被改變，其結(jié)果是在變換器輔助側(cè)的正弦信號的幅度也改變。在這后一個幅度降低的情況下，由電路裝置操作的燈變暗。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)，在由其操作的燈變暗的時候也有相對高的效率。
在根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例中，電路部分Ⅰ包括一個集成電路。當(dāng)用一或多個集成電路產(chǎn)生基本為方波形的信號時，可以用相對簡單和便誼的方法實(shí)現(xiàn)電路部分Ⅰ。優(yōu)選地，DC-AC變換器包括連接在電路部分Ⅰ和壓電變換器的主側(cè)之間的放大器，用于將基本方波形信號放大到和它有相同的頻率卻有較高的幅度的基本為方波形的電壓。當(dāng)使用這樣的放大器時，由電路部分Ⅰ產(chǎn)生的基本方波形的信號可以是一個低功率信號，和典型地電路部分Ⅰ包括一或多個相對便宜的集成電路，用于產(chǎn)生基本方波形的信號的情況一樣?；痉讲ㄐ蔚碾妷撼霈F(xiàn)在壓電變換器的主側(cè)。就是這樣以簡單和偏誼的方法實(shí)現(xiàn)DC-AC變換器。對于以下結(jié)構(gòu)已經(jīng)獲得好的結(jié)果，其中放大器包括串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電感設(shè)備和開關(guān)設(shè)備，并且其中開關(guān)設(shè)備切換壓電變換器的主側(cè)。電感設(shè)備和壓電變換器的主側(cè)串聯(lián)。這個主側(cè)形成容抗。開關(guān)設(shè)備的控制電極連接到電路部分Ⅰ的輸出基本方波形信號的輸出端。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用這種結(jié)構(gòu)的放大器時，基本方波形信號被相對簡單的設(shè)備有效地放大。另外，電感設(shè)備防止壓電變換器的主側(cè)承載相對高幅度的電流。
優(yōu)選地，電路結(jié)構(gòu)包括電路部分Ⅱ，用于根據(jù)壓電變換器的諧振頻率調(diào)整基本方波形信號的頻率。當(dāng)基本方波形信號的占空因數(shù)變化時，由燈消耗的功率量也變化。結(jié)果燈的阻抗和壓電變換器的諧振頻率也變化。方波形信號的頻率被調(diào)整，使得在控制諧振頻率變化時，在包括壓電變換器的諧振頻率的窄范圍內(nèi)的正弦波形信號位于那個范圍內(nèi)。以這種方式在控制過程中以相對高的級別維持電路裝置的有效性。在電路部分Ⅱ包括一個鎖相環(huán)路或一個幅度鎖定環(huán)時，可以用相對簡單和可靠的方法實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)整。
由于壓電變換器小且扁平，根據(jù)本發(fā)明的電路設(shè)備可以用于小型燈中的鎮(zhèn)流器設(shè)備，諸如小型熒光燈，包括一個在以氣密方式密閉的罩中設(shè)置的光源，可透射可見輻射，連接到光源上的外殼并有一個燈罩，鎮(zhèn)流器設(shè)備電連接到光源上，以操作光源，并且至少部分地設(shè)置在由外殼環(huán)繞的空間。
光電轉(zhuǎn)換器小且扁平的事實(shí)使得根據(jù)本發(fā)明的電路裝置，也非常適于用在包括裝有燈的背光的液晶顯示設(shè)備的鎮(zhèn)流器中，和用于操作燈的鎮(zhèn)流設(shè)備中。
將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實(shí)施例。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明有一個燈與之連接的電路裝置實(shí)施例的示意圖，和圖2表示根據(jù)本發(fā)明有一個燈與之連接的電路裝置的另一個實(shí)施例的示意圖。
在圖1中，K1和K2是輸入端，用于到DC電壓源的極的連接。通過串聯(lián)結(jié)構(gòu)的歐姆電阻R1，電位器R2和電容器C1連接輸入端K1和K2。還通過串聯(lián)結(jié)構(gòu)的歐姆電阻R4，電位器R5和電容器C4，以及通過串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電感L1和開關(guān)部件S1連接輸入端K1和K2。電阻器R1和電位器R2的公共端被連接到集成電路TCL 556的輸入端1。這個集成電路TLC556包括兩個定時器。電位器R2和電容器C1的公共端被連接到集成電路TLC556的輸入端2和6。輸入端K1被連接到集成電路TLC556的輸入端4,10和14。K1端通過串聯(lián)結(jié)構(gòu)的歐姆電阻器R3和電容器C3被連接到集成電路的輸入端5，通過歐姆電阻器R3被連接到輸入端8。輸入端K2被直接連接到輸入端7以及通過電容器C2被連接到輸入端3和11。電位器R5和電容器C4的公共端被連接到集成電路的輸入端12和13。集成電路的輸出端9被連接到開關(guān)部件S1的控制電極。開關(guān)部件S1的控制電極通過歐姆電阻器R6被連接到輸入端K2。電感L1和開關(guān)部件S1的公共端被連接到壓電變換器PT的第一輸入端。第二輸入端(也作為第二輸出端)被連接到輸入端K2。燈La被連接在壓電變換器PT的第一輸出端和第二輸出端之間。用于產(chǎn)生基本方波形信號的電路部分Ⅰ由集成電路TCL556，電阻器R1,R3和R4，電位器R2和R5，以及電容器C1,C2,C3和C4組成。電阻器R6，電感L1，開關(guān)部件S1以及與壓電變換器PT的輸入端相關(guān)的電容一起形成放大器。電路部分Ⅰ和放大器一起形成DC-AC變換器。
圖1所示電路結(jié)構(gòu)的操作如下。
當(dāng)輸入端K1和K2被連接到DC電壓源的極時，集成電路TLC556產(chǎn)生出現(xiàn)在輸出端7處的基本方波形信號。出現(xiàn)在輸出端7的基本方波形信號以頻率f1使開關(guān)部件S1導(dǎo)通和不導(dǎo)通。結(jié)果是基本方波形信號被放大器放大為相同頻率的基本方波形的電壓，不過其幅度比出現(xiàn)在壓電變換器的輸入端之間的幅度要大?？梢酝ㄟ^電位器R2的電阻來調(diào)節(jié)基本方波形信號的頻率?；痉叫尾ㄐ涡盘柕念l率被調(diào)節(jié)到這樣一個值，使得共同形成基本方形波形信號的正弦信號之一有一個頻率f2，非常接近壓電變換器的諧振頻率之一。頻率f2的正弦信號通過壓電變換器PT被變換為頻率f2，幅度增加了的另一個正弦信號。后一個正弦信號出現(xiàn)在壓電變換器的輸出端之間并且在燈La上。
可以通過調(diào)節(jié)電位器R5的電阻來調(diào)節(jié)基本方波形信號的占空因數(shù)。基本方波形信號的占空周期的變化引起構(gòu)成它的每一個正弦信號的幅度的改變。因此被轉(zhuǎn)換為壓電變換器PT的輸出電壓的，頻率為f2的正弦信號的幅度也被改變。結(jié)果，壓電變換器的輸出電壓的幅度也被改變，引起燈La的光輸出的增和減。
在圖2中Ⅰ是用于產(chǎn)生基本方波形信號的電路部分。A是將基本方波形信號放大為基本方波形電壓的放大器。為此目的，放大器A被連接到電路部分Ⅰ。在圖2中這個連接(以及不同電路部分之間的其它連接)用虛線表示。放大器A被連接到壓電變換器PT和放電燈La被連接到壓電變換器PT的輸出端。基本方波形信號的頻率以及構(gòu)成其第一諧波項(xiàng)的正弦形信號的頻率被選擇為基本等于壓電變換器的諧振頻率之一。
Ⅱ是用于根據(jù)壓電變換器PT的諧振頻率，調(diào)整基本方波形信號的頻率的電路。電路部分Ⅱ連接到壓電變換器PT和電路部分Ⅰ。電路部分Ⅱ例如可以是一個幅度鎖定環(huán)路。在電路裝置的操作過程中，電路部分Ⅰ產(chǎn)生一個基本方波形的信號，它被放大器A放大為基本方波形的電壓。這個基本方波形電壓出現(xiàn)在壓電變換器PT的主側(cè)。為基本方波形電壓的第一諧振項(xiàng)的正弦形信號，被壓電變換器變換為其輔助側(cè)的正弦形信號。這兩個正弦形信號都有基本等于壓電變換器PT的諧振頻率的頻率。后一個正弦形信號是在操作期間出現(xiàn)在燈上的電壓。在電路部分Ⅱ包括一個幅度鎖定環(huán)的情況下，它采樣出現(xiàn)在壓電變換器輔助側(cè)的電壓幅度，并將基本方波形信號的頻率調(diào)整在一個值，對于這個值出現(xiàn)在壓電變換器的輔助側(cè)的電壓的幅度為最大。當(dāng)連接到電路裝置的燈被調(diào)節(jié)時，其阻抗從而壓電變換器的負(fù)載變化。壓電變換器的負(fù)載的變化引起諧振頻率的變化。諧振頻率的這一變化使得基本方波形電壓的頻率(第一諧波項(xiàng)的頻率)不再十分接近諧振頻率，這樣壓電變換器的電壓變換率就降低到一個相當(dāng)?shù)偷闹?，帶來電路裝置的非最優(yōu)性能。然而，由于電路部分Ⅱ自動調(diào)整基本方波形信號的頻率，就避免了電路裝置在相對不利的條件下操作。幅度鎖定環(huán)是本領(lǐng)域已知的，并且使用專為這一目的設(shè)計的集成電路，能以有益的方式實(shí)現(xiàn)電路部分Ⅱ。
電路部分Ⅱ也可以是所謂鎖相環(huán)。在最佳值的基本方波形信號的頻率的自動控制，在那種情況下是通過將頻率調(diào)整在一個值，對于這個值，壓電變換器的主側(cè)的電壓和電流之間的相位差最小。和幅度鎖定環(huán)一樣，鎖相環(huán)在本領(lǐng)域也是已知的，通過使用為這一目的專門設(shè)計的集成電路，能以有益的方式實(shí)現(xiàn)電路部分Ⅱ。
在圖1所示的電路結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)施例中，基本方波形信號的頻率被選擇為大約62kHz。通過電路裝置操作的燈是小型低壓水銀燈，其最低功率為2瓦。當(dāng)基本方波形信號的占空因數(shù)從0.59降低到0.32時，燈電流的幅度從0.077mA提高到4mA，使得燈的光輸出以系數(shù)28增加。
權(quán)利要求
1．操作燈的電路裝置包括用于連接到供電電壓源的輸入端，連接到所述輸入端的DC-AC轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生高頻信號，壓電變換器，有一個連接到DC-AC變換器的主側(cè)和連接到燈連接端的輔側(cè)，用于調(diào)節(jié)燈的光輸出的裝置，其特征在于，DC-AC變換器包括用于產(chǎn)生基本方波形信號的電路部分Ⅰ和用于調(diào)整燈的光輸出的設(shè)備包括連接到電路部分1的調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)整基本方波形信號的占空因數(shù)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電路裝置，其中電路部分Ⅰ包括一個集成電路。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電路裝置，其中DC-AC變換器包括連接在電路部分Ⅰ和壓電變換器主側(cè)之間的放大器，用于將基本方波形信號放大為基本方波形電壓。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的電路裝置，其中放大器包括一個電感設(shè)備和開關(guān)設(shè)備的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且其中開關(guān)設(shè)備分接壓電變換器的主側(cè)。
5．根據(jù)前面一或多個權(quán)利要求的電路裝置，包括電路部分Ⅱ，用于根據(jù)壓電變換器的諧振頻率，調(diào)整基本為方波形的頻率。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的電路裝置，其中電路部分Ⅱ包括一個鎖相環(huán)路。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的電路裝置，其中電路部分Ⅱ包括一個幅度鎖定環(huán)。
8．小型燈包括在容器中提供的光源，該容器以氣密方式閉合并且可透過可見輻射，與光源連接的外殼并提供有一個燈罩，和光源電連接的鎮(zhèn)流設(shè)備，用于操作光源，并且至少部分地設(shè)置在由外殼所環(huán)繞的空間，其特征在于，鎮(zhèn)流設(shè)備包括如前述一或多個權(quán)利要求所述的一個電路裝置。
9．液晶顯示包括裝備有燈和用于操作燈的鎮(zhèn)流設(shè)備的背光，其特征在于，鎮(zhèn)流設(shè)備包括一個根據(jù)權(quán)利要求1-7之一或多個的電路裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及操作燈的電路裝置包括:用于連接到供電電壓源的輸入端,連接到所述輸入端的DC－AC轉(zhuǎn)換器,用于產(chǎn)生高頻信號,壓電變換器,有一個連接到DC－AC變換器的主側(cè)和連接到燈連接端的輔側(cè),用于調(diào)節(jié)燈的光輸出的裝置,其特征在于,電路部分(Ⅰ)包括用于產(chǎn)生基本方波形信號的電路部分Ⅰ和用于調(diào)整燈的光輸出的設(shè)備包括連接到電路部分1的調(diào)節(jié)電路;當(dāng)在電路裝置上分散的功率量相對低和燈變暗時,由電路裝置操作的燈可在一個大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
文檔編號H05B41/282GK1234959SQ98801018
公開日1999年11月10日 申請日期1998年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月22日
發(fā)明者A·希爾格斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司