專利名稱：熒光燈點亮裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熒光燈點亮裝置，特別是涉及燈泡型熒光燈的熒光燈點亮裝置。
近年來，從節(jié)省能量等觀點出發(fā)，人們正在使用燈泡型熒光燈取代白熾燈泡。已有的燈泡型熒光燈是將燈管、起動器及鎮(zhèn)流器做成一體裝在螺口燈頭中，因此螺口燈頭又大又重。
圖47是已有的燈泡型熒光燈的電路圖。下面用圖47對該燈泡型熒光燈的電路結構加以說明。
交流電源101通過電感103和電容器102構成的濾波器連接在全波整流器104的交流輸入端子上。全波整流器104的直流輸出端子上連接著濾波電容器105。2個開關元件111、112以半橋式結構連接于濾波電容器105上。產(chǎn)生諧振電壓的變壓器114具備電感115、116、117。在第1開關元件111與第2開關元件112的連接點(下面簡稱“開關元件間的連接點”)上連接著變壓器114中的電感115的一個端子。在開關元件間的連接點與濾波電容器105之間并聯(lián)連接著起動電阻200和電容器201。第1開關元件111的柵極端子和開關元件間的連接點之間連接著電容器204與齊納二極管206、207的并聯(lián)電路。兩個齊納二極管206、207以各自的陰極串聯(lián)連接。變壓器114的電感115的另一端子與第1開關元件111的柵極端子之間連接著電感202。
變壓器114的電感116的一個端子與第2開關元件112的柵極端子之間連接著電感203。而電感116的另一端子與第2開關元件的柵極端子之間連接著濾波電容器205，還在電感116的另一端子與第2開關元件的柵極端子之間與濾波電容器205并聯(lián)地連接著串聯(lián)的2個齊納二極管208、209。這2個齊納二極管208、209以各自的陰極連接。這2個齊納二極管208、209的連接點和第2開關元件112的另一端子之間連接著電阻210。而第2開關元件112的另一端子通過電容器213連接于濾波電容器215。
在開關元件間的連接點上連接著變壓器114的電感117的一個端子，該電感117的另一端子與電容器133之間串聯(lián)連接著燈管135的一對燈絲端子及電容器134。
下面對具有上述結構的已有的燈泡型熒光燈的動作加以說明。
圖47所示的已有的燈泡型熒光燈中的起動器包含2個開關元件111、112和作為變壓器114的次級繞組的電感117及連接于燈管135的電容器133、134。2個開關元件111、112高速度地交替導通、截止，濾波電容器105的直流電壓則變換為高頻信號。其結果是，燈管135在高頻信號的作用下點亮。在燈管135的一對燈絲電極之間連接的電容器134構成燈管135的燈絲預熱電流的電流通路，并且兼作與電感117諧振用的電容器。
另外，電容器133是隔斷電源中的直流成分用的耦合電容器。通過檢測變壓器114的電感115、116導通、截止的時刻，以電感202、203進行驅(qū)動來交替切換2個開關元件111、112。
起動電阻200在接通電源時使第1開關元件111導通，使起動器開始動作。這樣，在接通電源使起動器開始動作后，而在燈管135點亮之前，利用2個開關元件111、112，在構成諧振電路的電感117與電容器134中使其諧振產(chǎn)生高電壓，使燈管135點亮。
在燈管135被點亮之后，燈管135的燈絲之間阻抗變低。因此，諧振電容器134大致為短路狀態(tài)。這樣，就以電容器133與電感117決定的低諧振頻率自激振蕩，燈管135能夠保持高效率的高頻點亮動作。
但是，在上述已有的燈泡型熒光燈中，從電源接通時起突然以電感117與電容器134決定的諧振頻率產(chǎn)生高電壓將燈管點亮。但是，在點亮時燈管的外管還處于溫度較低的狀態(tài)，是在沒有充分加熱燈絲的情況下進行上述點亮動作的。因此存在使燈管的燈絲受到應力作用、縮短燈管壽命的問題。
另外，在已有的燈泡型熒光燈中還存在著這樣的問題，即由于不可能有充分的燈絲預熱時間，因此在剛點亮時，由于外管的溫度低，水銀蒸汽壓沒有上升，故光通量小，然后隨著外管溫度上升，光通量才變大。
本發(fā)明為了解決上述問題，目的在于提供一種熒光燈點亮裝置，所述熒光燈點亮裝置具有充分確保點亮燈管時所需預熱時間的結構，能夠控制得達到不使燈管的燈絲承受應力的程度。又，本發(fā)明的目的在于提供一種熒光燈點亮裝置，所述熒光燈點亮裝置使用內(nèi)藏振蕩器的集成在一塊芯片的單片IC，以大大減少元器件數(shù)量，實現(xiàn)安裝面積小型化，能夠在剛點亮后就保持一定的光通量。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的熒光燈點亮裝置具備生成直流電壓的直流電壓生成電路、利用來自所述直流電壓生成電路的直流電壓生成所要求的高壓側脈沖和低壓側脈沖加以輸出的驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路具有輸入所述驅(qū)動信號發(fā)生電路來的脈沖進行驅(qū)動、并在輸出端子之間輸出驅(qū)動信號的開關手段，在所述開關手段的輸出端子之間連接諧振電路和熒光燈燈管的燈絲電極。
采用具備上述結構的本發(fā)明，由于該結構的電源電路部分是具備直流電壓生成電路、驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，不需要變壓器線圈，因此電源電路部分的安裝面積大大減少，能夠減少元器件數(shù)量。
根據(jù)另一種思路發(fā)明的熒光燈點亮裝置，具備生成直流電壓的直流電壓生成電路、利用來自所述直流電壓生成電路的直流電壓生成所要求的高壓側脈沖和低壓側脈沖加以輸出的驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路具有輸入所述驅(qū)動信號發(fā)生電路來的高壓側脈沖進行驅(qū)動的第1開關手段、和與其串聯(lián)連接并輸入來自所述驅(qū)動信號發(fā)生電路的低壓側脈沖進行驅(qū)動的第2開關手段，在所述第2開關手段的兩端之間連接電感元件、熒光燈燈管的1對燈絲電極及第1電容器。
采用如上所述構成的本發(fā)明，由于該結構的電源電路部是具備直流電壓生成電路、驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，設置半導體集成電路，不需要變壓器線圈，因此電源電路部的安裝面積大大減少，能夠減少元器件數(shù)量。
根據(jù)另一種思路發(fā)明的熒光燈點亮裝置，具備包含由一對燈絲電極激發(fā)的燈管的發(fā)光部，以及發(fā)出驅(qū)動所述一的燈絲電極的信號的電源電路部，所述電源電路部具備從外部輸入交流電源、并輸出經(jīng)過濾波處理的直流電壓的直流電壓生成電路、施加上述直流電壓生成電路的直流電壓以開始工作并輸出信號的驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路在根據(jù)上述驅(qū)動信號發(fā)生電路來的信號輸出驅(qū)動信號的端子之間連接有諧振電路網(wǎng)絡，同時檢測該諧振電路網(wǎng)絡的信號輸出到信號檢測端子，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路是這樣構成的，即在施加所述直流電壓后規(guī)定的時間內(nèi)輸出頻率信號，所述頻率信號的頻率由所述驅(qū)動信號發(fā)生電路內(nèi)部決定，并隨時間而變化，且至少通過所述燈管處于未點亮狀態(tài)時的所述諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率，在經(jīng)過所述規(guī)定的時間之后，輸出與所述信號檢測端子的信號相應相位的信號。
采用如上所述構成的本發(fā)明，能夠在投入電源時產(chǎn)生與諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率不同頻率的信號，因此能夠在燈絲上不是急劇加上諧振產(chǎn)生的高電壓，而施加所要求的電壓。又，使提供給諧振電路網(wǎng)絡的頻率隨時間而變化，使其通過諧振頻帶，借助于此，能夠在諧振頻率附近可靠地把燈管點亮。還有，在接通電源并經(jīng)過一定的時間之后，將與信號檢測端子的信號相應相位的信號提供給諧振電路網(wǎng)絡，以此能夠構成驅(qū)動諧振電路網(wǎng)絡的閉合回路，維持諧振狀態(tài)，使燈管的發(fā)光持續(xù)下去。這樣，可以不對燈絲電極和燈管施加合很大的應力，能夠延長燈管的壽命，同時提高燈管的溫度，使其發(fā)光，以此可以抑制剛發(fā)光時光束的變化。
根據(jù)另一種思路發(fā)明的熒光燈點亮裝置，具備包含由燈絲電極對激發(fā)的燈管的發(fā)光部，以及發(fā)出驅(qū)動所述燈絲電極對的信號的電源電路部，所述電源電路部分具備從外部輸入交流電源、并輸出經(jīng)過濾波處理的直流電壓的直流電壓生成電路、施加上述直流電壓以開始工作并分別輸出第1及第2驅(qū)動信號的驅(qū)動信號發(fā)生電路、一端與所述直流電壓生成電路的一對輸出端子之一連接的、2端子之間根據(jù)第1驅(qū)動信號導通或斷開的第1開關手段、一端與所述直流電壓生成電路的一對輸出端子的另一端子連接的、2端子之間根據(jù)第2驅(qū)動信號導通或切斷的第2開關手段、以及連接于所述第1與第2開關手段的共同連接處和所述直流電壓生成電路的一對輸出端子的至少一端之間的諧振電路網(wǎng)絡，所述第1及第2驅(qū)動信號是這樣構成的，即在施加所述直流電壓后規(guī)定的時間內(nèi)輸出頻率信號，所述頻率信號的頻率由所述驅(qū)動信號發(fā)生電路內(nèi)部決定，并隨時間而變化，且至少通過所述燈管處于未點亮狀態(tài)時的所述諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率，而在所述規(guī)定的時間經(jīng)過之后，輸出與所述信號檢測端子的信號相應相位的信號。
采用具備上述結構的本發(fā)明，因為該結構的電源電路部具備直流電壓生成電路、驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，不需要變壓器線圈，所以電源電路部分的安裝面積大大減少，能夠減少元器件數(shù)量。
采用如上所述構成的本發(fā)明，能夠在投入電源時產(chǎn)生與諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率不同頻率的信號，因此能夠在燈絲電極上不是急劇加上諧振產(chǎn)生的高電壓，而施加所要求的電壓。又，使提供給諧振電路網(wǎng)絡的頻率隨時間而變化，使其通過諧振頻帶，借助于此，能夠在諧振頻率附近可靠地把燈管點亮。還有，在接通電源并經(jīng)過一定的時間之后，將與信號檢測端子的信號相應相位的信號提供給諧振電路網(wǎng)絡，以此能夠構成驅(qū)動諧振電路網(wǎng)絡的閉合回路，維持諧振狀態(tài)，使燈管的發(fā)光持續(xù)下去。本發(fā)明的熒光燈點亮裝置能夠利用直流電壓生成電路的輸出端子之間的電壓，驅(qū)動第1及第2開關手段的諧振連接部，產(chǎn)生驅(qū)動燈絲電極所需要的電壓。這樣，可以不對燈絲電極和燈管施加很大的應力，能夠延長燈管的壽命，同時提高燈管的溫度，使其發(fā)光，以此可以抑制剛發(fā)光時光通量的變化。
本發(fā)明的新特征不外乎本發(fā)明的權利要求書特別記載的新特征，但是關于結構及內(nèi)容兩方面，本發(fā)明與其他目的與特征一起，再加上附圖，從下面的詳細說明中能夠更好地理解、評價。
圖1是本發(fā)明實施例1的燈泡型熒光燈的外觀立體圖。
圖2是表示圖1的實施例1的燈泡型熒光燈的結構的電路圖。
圖3是表示實施例1的直流電壓生成電路10的動作的電路結構圖。
圖4是表示實施例1的直流電壓生成電路10的各部分的電壓波形的波形圖。
圖5是表示實施例1的功率MOS晶體管M1、M2各柵極的輸入脈沖波形，(1)是第1功率MOS晶體管M1柵極的輸入脈沖波形(高壓側脈沖)，(2)是第2功率MOS晶體管M2柵極的輸入脈沖波形(低壓側脈沖)。
圖6是表示實施例1的驅(qū)動控制電路30的輸出頻率變化曲線。
圖7是表示驅(qū)動控制電路30的各種信號的波形圖。
圖8是表示實施例1中流入諧振電路的電流|I|與他激模式中的頻率的關系的曲線圖。
圖9是表示實施例1的半導體集成電路21的結構的方框圖。
圖10是表示實施例1的半導體集成電路21的定時電路212的結構的電路圖。
圖11是表示實施例1的半導體集成電路21的他激/自激切換開關電路214的結構的電路圖。
圖12是表示實施例1的半導體集成電路21的他激用振蕩器的結構的電路圖。
圖13是表示實施例1的他激用振蕩器的信號狀態(tài)的波形圖。
圖14是表示實施例1的半導體集成電路21的觸發(fā)輸入電路的結構的電路圖。
圖15是表示實施例1的半導體集成電路21的觸發(fā)輸入電路的信號狀態(tài)的波形圖。
圖16是表示實施例1的半導體集成電路21的信號狀態(tài)的波形圖。
圖17是表示實施例1的半導體集成電路21的信號狀態(tài)的波形圖。
圖18是表示實施例1的半導體集成電路21的信號狀態(tài)的波形圖。
圖19是表示實施例1的半導體集成電路21的電平移動電路的結構的電路圖。
圖20是表示本發(fā)明實施例2的燈泡型熒光燈的半導體集成電路的定時電路的電路圖。
圖21是本發(fā)明實施例3的他激用振蕩器211的頻率的掃頻方法的說明圖。
圖22是表示實施例3的燈泡型熒光燈中對頻率進行掃頻用的具體電路的結構圖。
圖23是表示實施例3的燈泡型熒光燈中對頻率進行掃頻用的具體結構的電路圖。
圖24是表示實施例3的燈泡型熒光燈中他激模式中的頻率的掃頻方法的頻率曲線。
圖25是表示本發(fā)明實施例4的他激用振蕩器211b的結構的電路圖。
圖26是表示本發(fā)明實施例5的點亮時的諧振頻率與流入諧振電路的電流|I|的關系的曲線圖。
圖27是表示本發(fā)明實施例5的點亮前的諧振頻率與流入諧振電路的電流|I|的關系的曲線圖。
圖28是表示實施例5的為了在低溫時使觸發(fā)輸入電路的比較器的動作速度降低而使用二極管的一個例子的觸發(fā)輸入電路的電路圖。
圖29是表示實施例5的延遲電路的一個例子的電路圖。
圖30是表示圖29所示的電路中的輸入信號、a點的信號、b點的信號、c點的信號及輸出信號的波形圖。
圖31是表示本發(fā)明實施例6的半導體集成電路的結構的方框圖。
圖32是表示本發(fā)明實施例6的他激用振蕩器輸出頻率的變化曲線。
圖33是表示本發(fā)明實施例7的燈泡型熒光燈的結構的電路圖。
圖34是表示實施例7的半導體集成電路的結構的方框圖。
圖35是表示實施例7的半導體集成電路的他激用振蕩器的電路圖。
圖36是表示實施例7的未點亮時的頻率特性曲線。
圖37是表示本發(fā)明實施例8的燈泡型熒光燈的他激用振蕩器211e的結構的電路圖。
圖38是表示本發(fā)明實施例9的燈泡型熒光燈用的延遲電路251的具體電路圖。
圖39是表示本發(fā)明實施例10的燈泡型熒光燈的結構的電路圖。
圖40是表示實施例10的延遲電路的結構的電路圖。
圖41是表示本發(fā)明實施例11的半導體集成電路的第1例的結構的方框圖。
圖42是表示實施例11的他激用振蕩器511的結構的電路圖。
圖43是表示實施例11的半導體集成電路的第2例的結構的方框圖。
圖44是表示實施例11的他激用振蕩器611的結構的電路圖。
圖45是表示本發(fā)明實施例12的半導體集成電路的結構的方框圖。
圖46是表示實施例12的熒光燈裝置的他激用振蕩器711的結構的電路圖。
圖47是表示已有的燈泡型熒光燈的結構的電路圖。
應該注意的是，附圖的一部分或全部是以圖示為目的大概描繪的，未必能夠忠實地描繪出這里所示的要素的實際相對大小和相對位置。
下面參照附圖對作為本發(fā)明的熒光燈點亮裝置一實施例的實施例1的燈泡型熒光燈加以說明。
實施例1圖1是本發(fā)明實施例1的燈泡型熒光燈的外觀立體圖，圖2是表示圖1的實施例1的燈泡型熒光燈的結構的電路圖。
如圖1所示，實施例1的燈泡型熒光燈1具備有已有的燈泡形狀和實際上相同直徑的發(fā)光部2以及電源電路部3。電源電路部3的結構比已有的燈泡型熒光燈的電源電路部小而且輕，具有能夠與已有的電燈泡替換使用的形狀。如圖1所示，在實施例1的燈泡型熒光燈中，電源電路部3裝在燈頭部分附近的基底部，將外形大的零件、例如電解電容器6配置于燈泡型熒光燈的中心部位，能夠提高組裝效率。
圖2是表示實施例1的燈泡型熒光燈1的電源電路部3的電路結構的電路圖。如圖2所示，電源電路部3由直流電壓生成電路10、驅(qū)動信號發(fā)生電路20，以及驅(qū)動控制電路30構成。
實施例1的直流電壓生成電路10是從交流電源輸入交流電(AV100V、50Hz/60Hz)，在端子100、101形成直流電壓(約141V)。在圖2中，電阻R1是對于過電流的電路保護電阻，電解電容器C2是濾波電容器，以符號6表示。還有，燈泡型熒光燈1的直流電壓生成電路10可以使用一向使用的通常的交流/直流變換器。還有，在海外有交流電源電壓為200V～240V的地區(qū)，在這種情況下，直流電壓生成電路10的輸出電壓(C2端子之間的電壓)因輸入的交流電源電壓的不同而不同。
圖3是表示實施例1的直流電壓生成電路10的動作的電路結構圖。圖4是表示直流電壓生成電路10的各部分的電壓波形的波形圖。圖4的(a)是直流電壓生成電路10的輸入端子300、301之間所施加的電壓波形。圖4的(b)是直流電壓生成電路中沒有設置電解電容器6(C2)的情況下輸出端子100、101之間的電壓波形。而圖4的(c)是在直流電壓生成電路10設置電解電容器6(C2)的情況下從直流電壓生成電路10輸出的電壓波形。
在圖4的(a)所示的電壓波形的點302，電流按照圖3中ih的箭頭所示的路徑流動，電解電容器6(C2)充電到約141V。其后，一旦施加于輸入端子300、301之間的輸入電壓下降，整流器11的整流二極管110、120就截止。又，在電解電容器6(C2)充電的電荷通過輸出端子100、101輸入驅(qū)動信號發(fā)生電路20與驅(qū)動控制電路30。
在圖4的(a)所示的電壓波形的點303，電流按照圖3中ij的箭頭所示的路徑流動，電解電容器6(C2)充電到約141V。也就是說，圖4的(b)所示的電壓波形可以看作是施加于電解電容器6(C2)的電壓波形。結果，從輸出端子100、101輸出圖4的(c)的實線所示的電壓。從輸出端子100、101之間輸出的電壓波形中，電解電容器6(C2)的電容量越大，紋波就越小。還有，在實施例1，圖2所示的半導體集成電路21的引腳端子編號1上施加的電壓(Vcc)為15V直流電壓。
驅(qū)動信號發(fā)生電路20是產(chǎn)生應該輸入驅(qū)動控制電路30的2個功率MOS晶體管M1、M2的柵極的脈沖的電路。從直流電壓生成電路10輸出到端子100、101之間的電壓施加于電阻(R2)與齊納二極管(Z1)的串聯(lián)電路上。該齊納二極管(Z1)兩端產(chǎn)生的電壓加在半導體集成電路21的引腳端子編號1的電源(Vcc)端子與引腳端子編號3的接地(GND)端子之間。圖5是表示驅(qū)動信號發(fā)生電路20的半導體集成電路21中形成的脈沖的時間的說明圖。在圖5中，(1)是第1功率MOS晶體管M1的柵極輸入的脈沖波形(高壓側脈沖)，(2)是第2功率MOS晶體管M2的柵極輸入的脈沖波形(低壓側脈沖)。
圖6是表示驅(qū)動控制電路30的輸出頻率變化曲線的一個例子。如圖6所示，在電源接通后到時刻T1之前的時間內(nèi)，輸出脈沖的頻率是在半導體集成電路21內(nèi)的振蕩器形成的頻率。在下面的說明中，這一段時間記為“他激模式”。電源接通經(jīng)過一定的時間之后，亦即他激模式過去之后的時刻T1之后，從半導體集成電路21內(nèi)的振蕩器輸出的信號停止。然后，驅(qū)動控制電路30內(nèi)的線圈L1的兩個端子中的燈絲一側的端子(圖2中符號A所示的端子)輸出的信號通過電流控制用的電阻R3反饋到半導體集成電路21的IN端子(圖2的半導體集成電路21的端子中端子編號2所示的觸發(fā)輸入端子)。在半導體集成電路21中，根據(jù)線圈L1的燈絲一側的端子輸出的信號，檢測出驅(qū)動控制電路30的LC諧振頻率。然后，從半導體集成電路21的高壓側輸出端子H與低壓側輸出端子L向驅(qū)動控制電路30中的2個功率MOS晶體管M1、M2的各柵極分別輸入脈沖。向該功率MOS晶體管M1、M2輸入根據(jù)所述線圈L1的燈絲一側的端子(圖2中符號A所示的端子)輸出的信號的脈沖的期間，也就是所述時刻T1以后的期間，在下面記為“自激模式”。在自激模式中，在驅(qū)動控制電路30與燈管4的燈絲51、52形成使LC振蕩持續(xù)的回路。因此，在電源切斷之前，諧振狀態(tài)能夠一直持續(xù)下去。
驅(qū)動信號發(fā)生電路20的電阻R2與齊納二極管Z1及電容器C3構成的電路是從直流電壓生成電路10的輸出、即約141V的直流電壓生成15V的直流電源電壓提供給半導體集成電路21的引腳端子編號1(Vcc)的電路。電阻R2這樣設定，使得在電源接通之后，齊納二極管Z1中始終流過電流，保持齊納二極管電壓為15V。因此，電阻R2的電阻值根據(jù)流入半導體集成電路21的引腳端子編號1的端子與引腳端子編號8的端子的電流設定。
驅(qū)動信號發(fā)生電路20的半導體集成電路21的引腳端子編號6、7、8的端子是高壓側脈沖發(fā)生電路部分的端子組，高電壓脈沖從引腳端子編號7的端子(高壓側)輸出。
圖7表示驅(qū)動控制電路30的各種信號。圖7的(1)是線圈L1的端子之間的電壓信號，(2)是輸入第1功率MOS晶體管M1的柵極的信號，(3)是輸入第2功率MOS晶體管的M2的柵極的信號，而(4)是輸入引腳端子編號6的端子的信號。圖7的(4)所示的脈沖信號是半橋的輸出信號，表示第1功率MOS晶體管M1的源極(第2功率MOS晶體管M2的漏極)的信號。引腳端子編號6的端子與驅(qū)動控制電路30的功率MOS晶體管M1、M2的公共連接處連接。圖7(4)所示的脈沖輸入引腳端子編號6的端子。
引腳端子編號6的端子電壓為0伏特時，在電容器C4的端子之間、即在引腳端子編號8的端子上施加有從驅(qū)動信號發(fā)生電路20的齊納二極管Z1所加的電壓15V減去二極管D1的正向電壓約0.7V得到的約14.3V的電壓。另一方面，引腳端子編號6的端子為141V時，電容器C4的端子之間保持14.3V的電壓。因此，引腳端子編號8的端子的電位約為155.3V。這時，由于齊納二極管Z1的端子之間的電壓為15V，因此二極管D1處于截止狀態(tài)。
驅(qū)動信號發(fā)生電路20的電容器7是用于設定電源剛接通時的他激模式時間的電容器。電源一接通，即由半導體集成電路21的引腳端子編號5的端子輸出例如恒定電流6微安，該電流向電容器C7充電。結果，電容器C7的端子之間的電壓從0伏特上升，一旦電容器C7達到規(guī)定的電壓，半導體集成電路21就從他激模式切換為自激模式。
下面敘述半導體集成電路21的詳細結構及作用。
(燈絲預熱功能)與驅(qū)動控制電路30連接、被驅(qū)動控制的燈管4，在未點亮時燈絲之間(電容器C6的兩個端子之間)是高阻抗(斷開狀態(tài))，燈絲之間的電壓達到某一電壓值時就點亮。點亮時燈絲之間(電容器C6的兩個端子之間)的阻抗是100歐姆左右的低阻抗。
通常人們都知道，對于熒光燈來說，點亮之前對燈絲51、52通以電流(預熱電流)能夠延長使用壽命。為此，本發(fā)明實施例1的燈泡型熒光燈具有下面所述的燈絲預熱功能。
在剛點亮時的他激模式中，第1功率MOS晶體管M1的源極與第2功率MOS晶體管M2的漏極的連接處、也就是半導體集成電路21的引腳端子編號6的端子上輸入圖7的(4)所示頻率的脈沖。在燈泡型熒光燈未點亮時(燈絲之間的阻抗足夠高的狀態(tài)下)驅(qū)動控制電路30的電容器C5、電容器C6及線圈L1的諧振頻率f0如下式(1)所示。這時，驅(qū)動信號發(fā)生電路20的電阻R3取得足夠大。
f0＝(2π)-1×[L1×(C5×C6)÷(C5+C6)]-1/2……(1)在上述式(1)中，C5與C6表示電容器C5、C6的電容量，L1表示線圈L1的電感量。
圖8是流入電容器C5、電容器C6、線圈L1及燈管4的燈絲等構成的諧振電路中的電流|I|與他激模式中的頻率的關系的曲線圖。如圖8所示，在諧振頻率f0，流入諧振電路的電流|I|為最大，燈絲之間的電壓為最大。在越是比諧振頻率f0高的頻率，或越是比諧振頻率f0低的頻率，燈絲之間(電容器C6的兩個端子之間)的電壓越是變小。
如上所述，諧振電路具有圖8所示的諧振曲線。因此，將他激模式的電源接通時的起動頻率(點亮頻率)設定為燈管4肯定不點亮的頻率fstt，然后將該頻率慢慢降低。將從他激模式切換為自激模式的停止頻率fstp設定為比諧振頻率f0小的頻率。利用將頻率從高到低掃過的方法至少在諧振頻率f0附近必定能夠?qū)艄?點亮。如上所述，利用設定電容器C5、電容器C6、及線圈L1的常數(shù)的方法，在電源接通起到燈絲之間的電壓達到點亮電壓的時間內(nèi)電流流入燈絲51、52。因此燈絲51、52得到充分預熱。
如上所述，實施例1的燈泡型熒光燈在電源接通、并且燈絲51、52流過預熱電流后，在燈絲之間加上點亮電壓。結果是，熒光燈一旦點亮，燈絲之間的阻抗變低(100歐姆左右)。其后不久在他激模式掃頻于停止頻率后，從他激模式切換為自激模式。
在自激模式的諧振頻率由電容器C5、電容器C6和線圈L1的諧振電路以及點亮時的燈管4的阻抗與來自諧振電路的反饋回路的相位決定。
(半導體集成電路21的結構)下面對實施例1的燈泡型熒光燈的半導體集成電路21的結構加以說明。圖9是表示實施例1燈泡型熒光燈的半導體集成電路的方框圖。
在圖9中，低壓側不足電壓鎖定電路(在圖9中記為低壓側UVLO，UVLO是Under-Voltage Lockout的簡稱)232采取在電源電壓低于設定值(例如10V)的情況下不從引腳端子編號4的端子輸出信號的結構。而高壓側不足電壓鎖定電路(在圖9中記為高壓側UVLO)231采取在引腳端子編號8與引腳端子編號6的端子之間的低壓低于設定低壓的情況下不從引腳端子編號7的端子輸出信號的結構。
這樣，利用在實施例1的燈泡型熒光燈中設置低壓側不足電壓鎖定電路232和高壓側不足電壓鎖定電路231的方法，防止電源接通/切斷時發(fā)生異常動作。又，低壓側不足電壓鎖定電路232在還具有電源接通/切斷時使定時電路復位及停止例如通常以75kHz～100kHz頻率工作的他激用振蕩器211的工作的功能。還有，低壓側不足電壓鎖定電路232和高壓側不足電壓鎖定電路231的設定電壓，在電壓上升時和電壓下降時由于有滯后現(xiàn)象，設定為不同的電壓。
圖10是半導體集成電路21的定時電路212的一種理想結構的電路圖。定時電路212是設定在電源接通之后從他激模式切換為自激模式的時間的電路。在電源接通時，利用定時電路212的MOS晶體管M3將電容器C7的端子之間的電壓初始化為0伏特。一旦低壓側不足電壓鎖定電路232的鎖定被解除，則恒定電流Ia向電容器C7充電。一旦電容器C7的端子之間的電壓達到預定的設定電壓Va，定時電路212的輸出(OUT1)就從“低”(LOW)切換為“高”(HIGH)。還有，定時電路212的設定電壓由于在電容器C7的端子之間的電壓上升的時候和下降的時候有滯后現(xiàn)象，設定為不同的電壓。
又，在電源切斷時，也利用低壓側不足電壓鎖定電路232將電容器C7的端子之間的電壓初始化為0伏特。
(不足電壓鎖定電路(UVLO)231、232)下面對低壓側不足電壓鎖定電路(下稱低壓側UVLO)232與高壓側不足電壓鎖定電路(下稱高壓側UVLO)231的動作順序加以說明。
電源切斷時，如果高壓側UVLO231比低壓側UVLO232早動作(復位輸出)，則在高壓側UVLO231動作的時刻，只有功率MOS晶體管M1處于斷開狀態(tài)。于是，驅(qū)動控制電路30的LC諧振電路的諧振狀態(tài)停止。其結果是，來自直流電壓生成電路10的141V電源的電荷沒有泄漏的地方，141V電源的電壓下降停止。而且，半導體集成電路21的15V電源的電壓下降也停止了。保持著這樣的高壓側UVLO231動作、低壓側UVLO232未動作的狀態(tài)。這時，引腳端子編號5的定時器端子電壓不利用低壓側UVLO232復位為0伏特，而保持某一數(shù)值的電壓。在這種狀態(tài)下，一旦再接通電源，就不是從他激模式開始，而是從自激模式開始，會發(fā)生不點亮的誤動作。
為了防止發(fā)生上述誤動作，對各設定電壓進行調(diào)整，以使得在電源切斷時低壓側UVLO232先于高壓側UVLO231動作。例如，將低壓側UVLO232的動作電壓設定為10V，高壓側UVLO231的動作電壓設定為9V。以此使電源切斷時低壓側UVLO232先于高壓側UVLO231動作。
因此，實施例1的燈泡型熒光燈即使是在再次進行點亮動作時也能夠可靠點亮。
還有，在低壓側的電源電壓為15V時，高壓側的電源電壓為14.3V。這時高壓側的信號中容易混入噪聲，因此設置濾波器以防止噪聲混入。
(他激/自激切換開關電路214)圖11是半導體集成電路21的他激/自激切換開關電路214的電路圖。他激/自激切換開關電路214是根據(jù)定時電路212的輸出(OUT1)將他激用振蕩器211的輸出(OUT2)與觸發(fā)輸入電路213的輸出(OUT3)中的某一個作為OUT4輸出的電路。他激/自激切換開關電路214在電流剛接通后的他激模式中將他激用振蕩器211的輸出信號(OUT2)加以輸出。在其后的自激模式中將來自觸發(fā)輸入電路213的信號(OUT3)作為OUT4向高壓側停滯時間生成電路216與低壓側停滯時間生成電路217輸出。
(他激用振蕩器211)他激用振蕩器211是在電源接通后的他激模式期間產(chǎn)生預先設定頻率的脈沖的電路。隨著與定時電路212連接的引腳端子編號5的端子電壓的升高，他激用振蕩器211的頻率下降。圖12是表示實施例1的半導體集成電路21的他激用振蕩器211的結構的電路圖。
在圖12所示的他激用振蕩器211中，C8是充放電用的電容器，Ib是恒流源的電流，Ic是根據(jù)引腳端子編號5的端子電壓減去對充放電電容器C8的充放電電流的恒定電流，Vb是對充放電電容器C8反復進行充放電用的上側基準電壓，Vc是下側基準電壓。
圖13是表示他激用振蕩器211的充放電用電容器C8的端子之間的電壓(1)與他激用振蕩器211的輸出信號(OUT2)。該他激用振蕩器211的、由引腳端子編號5的端子的電壓Ic決定的恒定電流Ic與他激用振蕩器211的振蕩頻率f(Ic)的關系由下式(2)表示。f(Ic)=Ib-Ic2×(C8)×(Vb-Vc)----(2)]]>還有，在式(2)中，恒定電流Ic因引腳端子編號5的端子的電壓而變化，恒流源的電流Ib與恒定電流Ic的關系是Ib＞Ic。
下面對將他激模式的占空系數(shù)設定為所希望的值的結構加以說明。
半導體集成電路21的引腳端子編號7的端子輸出的脈沖信號(高壓側輸出)的占空系數(shù)越大，燈管4點亮前燈絲51、52中流入的預熱電流越大。這樣，為了使占空系數(shù)大，必須配合圖2所示的電容器C5、C6、線圈L1等的諧振電路以及他激模式的設定頻率在他激用振蕩器211設定占空系數(shù)。
在圖12所示的他激用振蕩器211的P溝道MOS晶體管M6、M7、M8、M9的柵極寬度W與柵極長度L及N溝道MOS晶體管M10、M11的柵極寬度W及柵極長度L采取相同尺寸的情況下，電容器C8充放電的電流為(Ib-Ic)。這時，占空系數(shù)為50％。若N溝道MOS晶體管M11的柵極寬度為MOS晶體管M10的柵極寬度的0.5倍、MOS晶體管M9的柵極寬度設定為MOS晶體管M8的柵極寬度的2倍的情況下，電容器C8的充電電流為2(Ib-Ic)，放電電流為(Ib-Ic)/2。這時，占空系數(shù)為20％。
這樣，在他激用振蕩器211中，利用對MOS晶體管M8與MOS晶體管M9的柵極寬度比、MOS晶體管M10與MOS晶體管M11的柵極寬度比進行調(diào)整的方法，可以設定占空系數(shù)。
(觸發(fā)輸入電路213)觸發(fā)輸入電路213通過大電阻R3(510KΩ)輸入來自上述圖2所示的線圈L1高壓端子A(與接地側相反側的端子)的信號。
圖14是表示觸發(fā)輸入電路213的結構的電路。圖15表示輸入給予觸發(fā)輸入電路213的線圈L1(圖2)高壓側端子的信號(1)、與所述觸發(fā)輸入電路213的輸出信號(2)。
如圖15所示，在觸發(fā)輸入電路213中，以0伏特為閾值電平將(1)所示的輸入信號變換為脈沖波形。還有，實施例1的觸發(fā)輸入電路213設定為具有滯后現(xiàn)象的電路。為此，輸入信號上升時，以比0伏特稍高的0.2伏特作為閾值電平將其變換為脈沖波形。但是，實際上由于觸發(fā)輸入電路213的電路延遲動作，輸出信號(OUT3)相對于輸入信號其相位略有偏離。
在觸發(fā)輸入電路213的比較器213a的輸出設置噪聲消除器213b，這是在輸入信號含有噪聲的情況下能夠?qū)⒃撛肼暭右韵慕Y構。
圖16表示線圈L1(見圖2)的高壓側端子A輸出的包含噪聲的輸入信號的一個例子(1)、該情況下比較器213a輸出的信號(2)，以及噪聲消除器213b輸出的信號(3)。如圖16所示，線圈L1的端子電壓達到閾值電平，輸出信號(OUT3)切換后，在一定的時間內(nèi)(1微秒左右)由于噪聲等造成線圈1的端電壓再度超過閾值電平時也能夠消除該信號。結果，輸出信號(OUT3)中沒有噪聲。
(高壓側停滯時間生成電路216與低壓側停滯時間生成電路217)。
高壓側停滯時間生成電路216與低壓側停滯時間生成電路217輸入來自他激/自激切換開關電路214的信號(OUT4)。高壓側停滯時間生成電路216與低壓側停滯時間生成電路217形成使其輸入信號波形的一側邊緣(上升沿或下降沿)延遲(750納秒)的信號后輸出。
圖17的(1)表示他激/自激切換開關電路214來的信號(OUT4)。圖17的(2)表示高壓側停滯時間生成電路216的輸出信號(OUT6)。圖17的(3)表示低壓側停滯時間生成電路217的輸出信號(OUT7)。如圖17的(2)所示，形成的高壓側停滯時間生成電路216的輸出信號(OUT6)的上升沿相對于他激/自激切換開關電路214來的信號(OUT4)的上升沿延遲了750納秒。
另一方面，低壓側停滯時間生成電路217的輸出信號(OUT7)如圖17的(3)所示，來自他激/自激切換開頭電路214的信號(OUT4)反相。又，形成的輸出信號(OUT7)的上升沿相對于OUT4信號的下降沿延遲了750納秒。
(窄脈沖生成電路215)窄脈沖生成電路215是一旦輸入從高壓側停滯時間生成電路216輸出的信號(OUT6)、就與該輸出信號(OUT6)的上升與下降對應形成脈沖寬度狹窄的脈沖的電路。圖18表示從各電路輸出的信號的一個例子。
在圖18中，(1)是高壓側停滯時間生成電路216的輸出信號(OUT6)，(2)是與輸出信號(OUT6)的下降相對應在窄脈沖生成電路215形成的寬度約50納秒的脈沖信號。圖18的(3)是與高壓側停滯時間生成電路216的輸出信號(OUT6)的上升對應在窄脈沖生成電路215形成的寬度約50納秒的脈沖信號。
(電平移動電路218)電平移動電路218是利用15V電源(圖9的半導體集成電路21的引腳端子編號1的端子的電壓)、將窄脈沖生成電路215輸出的信號(OUT8、OUT9)變換為高壓電路的信號(OUT10、OUT11)的電路。圖18(4)與(5)表示電平移動電路218的輸出信號(OUT10與OUT11)。圖18(4)的信號(OUT10)根據(jù)窄脈沖生成電路215輸出的(2)的信號(OUT8)形成。圖18(5)的信號(OUT11)根據(jù)窄脈沖生成電路215來的(3)的信號(OUT9)形成。
電平移動電路218來的信號(OUT10與OUT11)被輸入作為高壓電路的由高壓側脈沖再生電路219、高壓側輸出電路230及高壓側不足電壓鎖定電路(高壓UVLO)231構成的高壓電路234。其最低電位由引腳端子編號6的端子所加的上述圖7(4)所示的脈沖決定。另一方面，高壓側脈沖再生電路219、高壓側輸出電路230、高壓側不足電壓鎖定電路(高壓側UVLO)231及電平移動電路218的最高電位(電源電壓)由引腳端子編號8的端子引入。該引腳端子編號8的端子電壓設定為比引腳端子編號6的端子電壓高約14.3V。
圖19表示電平移動電路218的結構。電平移動電路218具有2個N溝道的MOS晶體管M4、M5。一個N溝道MOS晶體管M4的柵極上輸入信號OUT8，另一N溝道MOS晶體管M5的柵極上輸入信號OUT9。實施例1的N溝道MOS晶體管M4、M5的源極所示的是接地的結構，但為了限制電流，也可以做成在源極-GND(接地線)之間加入電阻的源極跟隨器結構。
在電平移動電路218中，N溝道MOS晶體管M4、M5的各漏極與引腳端子編號8的端子之間分別接入電阻R4、R5。來自各MOS晶體管M4、M5漏極的信號作為OUT10、OUT11輸出。另外，將電阻R4與R5設定為所要求的阻值，使得引腳端子編號6的端子電壓為0伏特而引腳端子編號8的端子為14.3V時，或引腳端子編號6的端子電壓為141V而引腳端子編號8的端子為155.3V時，一旦各MOS晶體管M4、M5的柵極達到H電平(15V)，MOS晶體管M4、M5的漏極電壓能夠使下一級的高壓側脈沖再生電路219動作。
還有，引腳端子編號8的端子為155.3V、MOS晶體管M4、M5的柵極達到高電平時，MOS晶體管M4、M5的漏極電流增加。因此漏極電壓大幅度下降。在相對于柵極-源極之間施加的電壓MOS晶體管M4、M5具有高電流變換能力時，這時漏極電壓下降到接近0伏特。這樣，比高壓側脈沖再生電路219的最低電位即引腳端子編號6的端子電壓(141V)低很多的低電壓一旦被施加于高壓側脈沖再生電路219的輸入端子上，則高壓側脈沖再生電路219的輸入電路上加上很大的負電壓。為此，在實施例1中，如上述圖9所示，在MOS晶體管M4的漏極與引腳端子編號6的端子之間插入齊納二極管Z2、Z3。又在MOS晶體管M5的漏極與引腳端子編號6的端子之間插入齊納二極管Z4、Z5。插入的齊納二極管Z2、Z3、Z4、Z5，要選擇其正向電流變換能力大的，并且最好是選擇2倍齊納電壓(齊納電壓×2)比引腳端子編號8與引腳端子編號6的端子間電壓大的，以使得在MOS晶體管M4、M5的柵極電平為低電平時，漏極電壓能夠上升到圖9的半導體集成電路21的引腳端子編號8的電壓。
(高壓側脈沖再生電路219)高壓側脈沖再生電路219是根據(jù)來自電平移動電路218的信號(OUT10、OUT11)再生與高壓側停滯時間生成電路216的輸出信號(OUT6)相同時間的脈沖(OUT12)的電路。但是，在高壓側脈沖再生電路219生成的脈沖(OUT12)與高壓側的停滯時間生成電路216的輸出信號(OUT6)其電位有所不同。
從窄脈沖生成電路215到高壓側脈沖再生電路219的一連串動作的目的在于減少流入被加以高電壓的電平移動電路218的時間平均電流以減少功耗。
在高壓側輸出電路230，加大引腳端子編號7的端子的輸出電流，在低壓側輸出電路233，加大引腳端子編號4的端子的輸出電流。
引腳端子編號1的端子(Vcc)與引腳端子編號3的端子(GND)之間連接16V齊納二極管，其目的在于防止在引腳端子編號1的端子上施加的電壓超過16V。在引腳端子編號1的端子電壓采用16V的情況下，也可以把圖2的驅(qū)動信號發(fā)生電路20的齊納二極管Z1去掉?？梢允褂靡_端子編號1的端子代替該齊納二極管Z1，以減少元器件數(shù)量。
如上所述，本發(fā)明的實施例1的熒光燈點亮裝置，其電源電路部3由直流電壓生成電路10、驅(qū)動信號發(fā)生電路20及驅(qū)動控制電路30構成。因此，實施例1的熒光燈點亮裝置比已有的燈泡型熒光燈電源電路部的安裝面積有很大減少，并且重量也減輕了。借助于此，本發(fā)明的熒光燈點亮裝置的實施例1的燈泡型熒光燈可以作為照明用具取代各種場所使用的白熾燈泡，可以不受尺寸和重量的限制而使用，采用本發(fā)明，可以提供能使用于各種場所的省電的照明用具。
本發(fā)明實施例1的熒光燈點亮裝置不需要已有的燈泡型熒光燈點亮裝置中使用的變壓器線圈。因此，電源電路部的安裝空間大大減小，能夠使熒光燈點亮裝置在很大程度上小型化。
本發(fā)明實施例1的熒光燈點亮裝置如上所述使用半導體集成電路，以比較少的零件構成。因此，啟動特性優(yōu)異，具有從接通電源到點亮的時間短的瞬時點亮的效果。
本發(fā)明實施例1的熒光燈點亮裝置具有受電源變動影響小的結構。在實施例1的熒光燈點亮裝置中，電源只連接于電阻(R2)與功率MOS晶體管(M1)的漏極，電阻(R2)小到某一程度上，則齊納二極管Z1及電容器C1穩(wěn)定工作。因此，半導體集成電路的引腳端子編號1的端子的電壓(Vcc)不發(fā)生變動。在上述實施例1中，電源電壓為141V，但是顯然，即使是在電源電壓為100V交流電壓的情況下，也同樣是受電源電壓變動的影響小的結構。
實施例2下面參照附圖對作為本發(fā)明的熒光燈點亮裝置的一實施形態(tài)的實施例2加以說明。實施例2是具有這樣結構的裝置，也就是在上述實施例1的燈泡型熒光燈的定時電路212中溫度特性能夠改變的結構。因此，在實施例2的燈泡型熒光燈中，除了定時電路以外其結構實質(zhì)上與上述實施例1相同，所以對于定時電路以外的結構，引用實施例1的說明及編號，省略其說明。
在通常的燈泡型熒光燈中，外部氣溫越低，則燈絲51、52需要的預熱時間越長。在實施例2的燈泡型熒光燈中，為了延長燈絲51、52的預熱時間，所以具有溫度越是低他激時間越是長的結構。
圖20是表示實施例2的燈泡型熒光燈的半導體集成電路的定時電路的結構的電路圖。
實施例2的定時電路212a與上述實施例1一樣，是設定在電源接通之后從他激模式切變?yōu)樽约つＪ降臅r間的電路。在電源接通時利用定時電路212a的MOS晶體管M3將電容器C7的端子之間的電壓初始化為0伏特。在低壓側不足電壓鎖定電路232一旦鎖定被解除，則恒定電流Ia對電容器C7充電。電容器C7的端子之間的電壓一旦達到預定的設定電壓Va，定時電路212a的輸出(OUT1)就從低電平(L電平)切換為高電平(H電平)。
如圖20所示，實施例2的定時電路212a中，決定設定電壓Va的電阻Ra與Rb之間串聯(lián)連接著多個(實施例2中為3個)二極管Da、Db、Dc。二極管通常具有端子之間的電壓在低溫下變大的特性。因此實施例2的定時電路212a在低溫時設定電壓Va變高，他激時間變長。
實施例2的定時電路212a使用多個二極管Da、Db、Dc形成設定電壓Va，因此在半導體集成電路的電源電壓變動時，可以減小設定電壓Va的變動。其結果是，也可以把定時電路212a設定的定時器時間的變動抑制于很小的程度。但是，在該情況下由于受到恒定電流Ia變動成分的影響，該部分的變動受到充分的抑制。
還有，關于二極管Da、Db、Dc的插入點的問題，在低溫時恒定電流Ia增加的情況下，如上所述將多個二極管串聯(lián)連接于決定設定電壓Va的電阻Ra與Rb之間，可以抵消恒定電流Ia的溫度特性變動引起的定時器時間的變動，另一方面，在低溫時恒定電流Ia減少的情況下，可以采取將多個二極管對于設定電壓Va串聯(lián)連接于電源側與電阻Ra之間的辦法來解決。
實施例2的定時電路212a的設定電壓由于在電容器C7的端子間電壓上升與下降時有滯后，設定為不同的電壓。
實施例3下面參照附圖對作為本發(fā)明的熒光燈點亮裝置的一實施形態(tài)的實施例3加以說明。實施例3是上述實施例1的燈泡型熒光燈的他激用振蕩器211的頻率的掃頻方法有所改變的情況。從而，作為實施例3的熒光燈點亮裝置的一個例子的燈泡型熒光燈，與上述實施例1的燈泡型熒光燈實質(zhì)上結構相同，因此下面的說明中引用實施例1的燈泡型熒光燈的說明，使用相同的符號。
圖21是實施例3的他激振蕩器211的頻率的掃頻方法的說明圖。圖21(a)的上面的曲線是他激用振蕩器211中使頻率隨時間直線下降的情況，是上述實施例1的他激用振蕩器211的頻率的掃頻方法。圖21(a)的中間的曲線像圖21(a)的上面的曲線那樣表示掃頻時燈絲之間的電壓的變化，圖21(a)的下面的曲線表示燈絲預熱電流的增加狀態(tài)。
圖21(b)的上面的曲線是在他激用振蕩器211中頻率與時間的關系曲線，顯示出向下凹的形狀，頻率緩慢下降。圖21(b)的中間的曲線表示像(b)的上面的曲線那樣掃頻時燈絲之間電壓的變化。這樣，利用像圖21(b)的上面的曲線那樣進行掃頻的方法，能夠像圖21(b)的下面的曲線那樣，使燈絲的預熱電流變大，在他激模式的設定時間內(nèi)可靠點亮。于是，可以縮短點亮的時間。
與像圖21(a)那樣以一定的比例對他激模式的頻率進行掃頻的情況相比，在像圖21(b)那樣頻率隨著時間而降低而頻率的變化幅度減小的情況下，可以使點亮之前的預熱電流增大。又，由于燈絲電壓可以長時間保持較高的數(shù)值，因此能夠可靠地將燈管點亮。
圖22(a)是像圖21(b)那樣進行掃頻的實施例3燈泡型熒光燈的電路結構例。像圖22(a)那樣，半導體集成電路21的引腳端子編號5的端子與電源之間設置電阻R。利用這樣的結構，定時電路212連接的引腳端子編號5的端子電壓的上升方式是時間越長上升越是慢。于是，他激用振蕩器211的頻率的掃頻隨著時間而變慢。
下面對他激模式中的其他掃頻方法加以說明。這一例子是這樣構成的，在燈管未點亮的燈絲之間所加電壓下長時間可靠地使預熱電流流過，從電源接通到點亮的點亮時間幾乎不變，實質(zhì)上是點亮時間保持一定。這一例子的他激模式中頻率的掃頻方法示于圖21(c)。
圖21(c)的上面的曲線表示在他激用振蕩器211頻率與時間的關系曲線呈現(xiàn)出向上凸出那樣緩慢降低頻率的情況。圖21(c)的中間的曲線表示像(c)的上面的曲線那樣設定頻率曲線的情況下燈絲之間電壓的變化。這樣，利用像圖21(c)的上面的曲線那樣進行掃頻，就如圖21(c)的下面的曲線所示，燈絲的預熱電流在預定的點亮時間To之前一直被抑制于較小的數(shù)值，是在設定的點亮時間內(nèi)不點亮的結構。利用這樣對頻率進行掃頻的方法，抑制了從電源接通到點亮的點亮時間的變動。
圖22(b)是像圖21(c)那樣對頻率進行掃頻的燈泡型熒光燈的電路結構例。圖22(b)所示的電路，在半導體集成電路21的定時電路212用的引腳端子編號5的端子與接地線之間與電容器7并聯(lián)地設置電阻R。利用這樣的結構，引腳端子編號5的端子電壓的上升隨著時間而越來越快。其結果是，隨著時間而變快，利用他激用振蕩器的掃頻快速進行。
下面對他激模式的又一掃頻方法加以說明。這一例子的具體的電路結構示于圖23。圖24是他激模式中的頻率的掃頻方法的頻率曲線。如圖23所示，在本實施例的燈泡型熒光燈中，在半導體集成電路21a的引腳端子編號5的定時器端子與他激用振蕩器211的NPN晶體管Q1的基極之間設置多個二極管。
在具有圖23所示的半導體集成電路21a的燈泡型熒光燈中，如圖24所示，在接通電源后一定的時間內(nèi)，將不點亮的頻率的電壓施加于燈絲之間，通以預熱電流。其后，頻率值隨時間以一定的比率線性變化，輸出較低的頻率。該較低頻率被設定為驅(qū)動控制電路中的諧振電路的諧振頻率。利用這樣的結構，能夠可靠地在燈絲上通預熱電流。圖24是頻率線性減小的例子，但也可以如上述圖21的(b)與(c)所示，采用頻率按曲線減小的結構。
實施例4下面參照附圖對作為本發(fā)明的熒光燈點亮裝置的一實施形態(tài)的實施例4加以說明。實施例4構成的上述實施例1的燈泡型熒光燈的他激用振蕩器211能夠調(diào)整他激模式的頻率-溫度特性的設定。實施例4的他激用振蕩器將他激模式中的頻率-溫度特性設定為合適的狀態(tài)，實現(xiàn)了不受環(huán)境溫度影響的可靠點亮的熒光燈點亮裝置的結構。圖25是表示實施例4的他激用振蕩器211b的結構，其他結構與上述實施例1的他激用振蕩器(圖12)相同，因此省略其說明。
如圖25所示，在實施例4的他激用振蕩器211b中，二極管與電阻Rb串聯(lián)連接，設置于規(guī)定上側基準電壓Vb的點與規(guī)定下側基準電壓Vc的點之間。利用這樣設置二極管的方法，將環(huán)境溫度低時輸出的頻率往低的方向移動。起動頻率(點亮頻率)將對恒定電流Ib的溫度特性產(chǎn)生影響。又，停止頻率將對恒定電流Ib、NPN晶體管Q1的基極與射極間的電壓，以及NPN晶體管Q1的射極電阻R6(見圖12)各自的溫度特性產(chǎn)生影響。但是，利用如圖25所示在規(guī)定上側基準電壓Vb的點與規(guī)定下側基準電壓Vc的點之間插入二極管的結構，基本上是在低溫時將輸出頻率移向較低的方向。利用這樣的結構，使得在實施例4的他激用振蕩器211b中半導體集成電路21的電源電壓變動時，所引起的電壓(Vb-Vc)的變動減小，因此輸出頻率的變動也小。
另一方面，在低溫時頻率向變高的方向移動的情況下，則在規(guī)定下側基準電壓Vc的點與接地線之間，或電源與規(guī)定上側基準電壓Vb的點之間插入二極管。
采用上述結構，能夠在燈泡型熒光燈的他激用振蕩器將他激模式的頻率-溫度特性調(diào)整到所希望的合適的狀態(tài)。
實施例5以下參照


本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例5。實施例5的燈泡型熒光燈，是一種在按他激方式熒光燈無法點亮時，按自激方式加大熒光燈燈絲間所加電壓，在短時間內(nèi)容易點亮的結構。而且，實施例5的燈泡型熒光燈，還是一種可以對自激方式的諧振頻率和消耗功率進行調(diào)整的結構。實施例5一例熒光燈點燈裝置的燈泡型熒光燈，除了他激用諧振器以外，具有與上述實施例1燈泡型熒光燈基本相同的結構，因而以下援引實施例1燈泡型熒光燈的說明，用相同符號說明。自激方式中，燈管的燈絲電壓如圖2所示，從線圈L1端子高壓一側端子(與接地相反的另一端子)，經(jīng)電阻R3，輸入半導體集成電路21引腳端子編號2的端子(IN端子)。這樣，燈絲電壓輸入至驅(qū)動信號發(fā)生電路20，對驅(qū)動控制電路30進行反饋控制。線圈L1端子間電壓其相位比線圈L1所流電流超前90°。線圈L1端子間電壓由線圈L1端子至功率MOS晶體管M1的源極(引腳端子編號6的端子)的反饋回路使得相位超前減去半導體集成電路21內(nèi)延遲量(引腳端子編號2的端子至引腳端子編號4的端子的延遲量，或引腳端子編號2的端子至引腳端子編號7的端子的延遲量)的那部分。
圖26是表示由上述圖1所示驅(qū)動控制電路30的電容器C5、C6、線圈L1、和點燈時熒光燈阻抗所確定的諧振頻率和諧振電路所流電流|I|之間關系的曲線圖。圖26中，線圈L1端子至功率MOS晶體管M1的源極的反饋回路相位超前。因此，與原來的諧振頻率f1(由C5、C6、L1、點燈時熒光燈阻抗所確定的頻率)相比，穩(wěn)定在較高的頻率f2。因此，通過在引腳端子編號2的端子和接地間插入電容器，或加大半導體集成電路21內(nèi)的延遲量，可以在比上述頻率f2低的頻率f3處穩(wěn)定。由此，可以在該頻率f3穩(wěn)定點處增加電流|I|，可以加大燈絲間所加電壓，對自激方式的諧振頻率和消耗功率進行調(diào)整。
以下說明實施例5燈泡型熒光燈他激方式無法點亮的情況。圖27表示他激方式無法點亮時自激方式中點燈前的頻率特性曲線圖。圖27所示的頻率特性，表示自激方式中由點燈前電容器C5、C6、線圈L1所確定的諧振頻率和電流|I|之間關系。圖27中，他激方式無法點亮時，穩(wěn)定在比原來諧振頻率f0(由C5、C6、L1所確定的頻率)高的頻率f4處。這種情況下，在引腳端子編號2的端子和接地間插入電容器，或加大半導體集成電路21內(nèi)的延遲量，可以穩(wěn)定在比上述頻率f4低的頻率f5直到點亮前為止。通過這樣結構，穩(wěn)定在頻率f5，可以使燈絲間所流電流|I|增加，點亮前在燈絲端子間(C6端子間)加上大電壓。因此，所構成的實施例5的燈泡型熒光燈能以自激方式在短時間內(nèi)可靠點亮。以下說明自激方式中反饋回路的相位溫度特性設定。
熒光燈，溫度越低，點亮所需的燈絲間電壓越大。因此，在他激方式熒光燈無法點亮的情況下，必須采用在自激方式中溫度越低燈絲間(C6端子間)越加上大電壓這種結構。
所構成的實施例5的燈泡型熒光燈當中，通過溫度越低越加大半導體集成電路21內(nèi)的延遲量，來增加電流|I|，在點亮前在燈絲端子間(C6端子間)加上大電壓。
如上述實施例2中所說明的那樣，二極管通常具有溫度越低其端子間電壓越大的特性。因此，通過利用二極管，使溫度越低越減小反饋回路中相位超前比例(加大半導體集成電路內(nèi)延遲量)，在燈絲間(C6端子間)加上大電壓。
圖28給出一例采用二極管使觸發(fā)輸入電路的比較器動作速度在低溫時減慢的觸發(fā)輸入電路的電路圖。如圖28所示，通過將多個二極管設定為規(guī)定晶體管Q2基極電壓，在低溫時使晶體管Q2發(fā)射極電位Vd下降。而且，通過利用溫度特性系數(shù)小的電阻(常溫時和低溫時的電阻值變化率較小的電阻)作為發(fā)射極連接的電阻R7，以便在低溫時使電流源電流Id減小。低溫時電流源電流Id減小的話，則圖28中的電流Ie、If、Ig也減小。因此，觸發(fā)輸入電路213c中比較器偏置電流減小，因而動作速度減慢。此外，引腳端子編號2的端子所輸入的信號相對于觸發(fā)輸入電路輸出信號(OUT5)的相位延遲變大。
因而，實施例5的燈泡型熒光燈，溫度越低，越減小反饋回路相位超前比例，在燈絲間(C6端子間)加上大電壓，這樣即便為低溫，自激方式也能在短時間內(nèi)可靠點燈。
圖29給出一例溫度越低越減小反饋回路相位超前比例的延遲電路的電路圖。圖30給出圖29所示電路中輸入信號、a點信號、b點信號、c點信號以及輸出信號的波形圖。
通過在觸發(fā)輸入電路輸出或他激/自激切換開關電路的輸出設置圖29所示的延遲電路，能夠溫度越低越減小反饋回路中相位超前比例。
實施例6以下說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例6。實施例6的燈泡型熒光燈，未設置上述實施例1的觸發(fā)輸入電路213(圖9)和他激/自激切換開關電路214(圖9)。而且，實施例6中，他激用振蕩器的輸出信號(OUT2)輸出至高壓一側停滯時間生成電路和低壓一側停滯時間生成電路。圖31是表示實施例6燈泡型熒光燈中半導體集成電路21a構成的框圖。實施例6的燈泡型熒光燈，在上述圖9所示實施例1的燈泡型熒光燈當中除了去掉觸發(fā)輸入電路213和他激/自激切換開關電路214以外，其他構成相同。因此，以下說明中援引用于圖31和上述實施例1說明的附圖和符號。
實施例6中，令點燈前驅(qū)動控制電路30的電容器C5、C6、和線圈L1所確定的諧振頻率為f0，點燈后驅(qū)動控制電路30的電容器C5、C6、線圈L1、和熒光燈燈絲間阻抗所確定的諧振頻率為f1(f1＜f0)。另外，頻率和燈絲所流電流|I|之間關系，具有上述圖8所示凸出狀特性曲線，在諧振頻率處流過最大電流，燈絲間電壓最大。
圖32示出他激用振蕩器所輸出頻率的變化。如圖32所示，實施例6的掃描方法，在諧振頻率f1之前(時刻t1之前)使頻率線性減小，在時刻t1以后持續(xù)輸出諧振頻率f1。因而，在他激用振蕩器所輸出頻率為諧振頻率f0的時間t0時，燈絲間所加電壓為最大，熒光燈至少達到該電壓之前點亮。時刻t1以后，他激用振蕩器輸出與點燈時諧振頻率f1相同頻率的脈沖，因而熒光燈高效率發(fā)光。
所構成的實施例6的燈泡型熒光燈，由他激用振蕩器持續(xù)高精度輸出諧振頻率f1。因此，即便在上述他激方式頻率掃描動作萬一未點亮的情況下，在時刻t1以后，還繼續(xù)在燈絲間加上大電壓，因而熒光燈得到確實的點亮。
實施例7以下說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例7。實施例7燈泡型熒光燈未設置上述實施例1的觸發(fā)輸入電路213(圖9)和他激/自激切換開關電路214(圖9)。此外，實施例7中，他激用振蕩器的輸出信號(OUT2)輸出至高壓一側停滯時間生成電路和低壓一側停滯時間生成電路。而且，所構成的實施例7的他激用振蕩器輸出固定頻率的信號。
實施例7的燈泡型熒光燈，在上述圖9所示實施例1的燈泡型熒光燈中除了去掉了觸發(fā)輸入電路213和他激/自激切換開關電路214以外，其他構成相同。因此，以下說明中援引用于實施例1說明的附圖以及符號。
實施例7中他激用振蕩器所輸出的頻率，為固定頻率f1，為點燈后的電容器C5、C6、線圈L1、和熒光燈燈絲間阻抗所確定的諧振頻率。
圖33給出的是實施例7燈泡型熒光燈的電路構成。圖34是表示實施例7半導體集成電路構成的框圖。圖35是實施例7中半導體集成電路他激用振蕩器(75kHz)電路圖。
如圖33所示，實施例7的驅(qū)動控制電路30d，在線圈L1和功率MOS晶體管M2源極之間設有電容器C9，電容器C9和線圈L1的連接點與MOS晶體管M30的漏極連接。MOS晶體管M30的控制極輸入半導體集成電路21d定時端子(引腳端子編號2)輸出的定時信號。
如圖34所示的結構，半導體集成電路21d的定時器電路212d的輸出信號從引腳端子編號2的定時端子輸出。所構成的實施例7的他激用振蕩器211d(圖35)僅輸出固定頻率(75kHz)。
實施例7的燈泡型熒光燈中，電源接通后經(jīng)過規(guī)定時間切換定時器電路212d之前，定時端子(引腳端子編號2)輸出低電平信號。接著，切換定時器電路后，定時端子(引腳端子編號2)輸出高電平信號。
圖33所示的燈泡型熒光燈，電源接通后定時端子(引腳端子編號2)輸出為低電平信號區(qū)間是預熱區(qū)間，MOS晶體管M30處于斷開狀態(tài)(截止狀態(tài))。經(jīng)過規(guī)定時間，便切換定時器電路212d，定時端子(引腳端子編號2)輸出高電平信號的話，MOS晶體管M30便處于閉合狀態(tài)(導通狀態(tài))，而電容器C9兩端子間則處于短路狀態(tài)。
圖36是MOS晶體管M30開閉動作時燈管未點亮時的頻率特性曲線。圖36中，虛線給出的曲線表示MOS晶體管M30斷開時(截止狀態(tài))的頻率特性，實線給出的曲線表示MOS晶體管M30閉合時(導通狀態(tài))的頻率特性。
電源接通后一定時間以后，利用定時器電路212d輸出的信號，使MOS晶體管M30處于閉合狀態(tài)。電容器C9兩端一旦短路，MOS晶體管M30便移至圖36實線所示的特性曲線。因此，固定頻率f1處的驅(qū)動控制電路30d的LC皆振電路所流電流|I|增加，熒光燈點亮。
實施例7中，他激用諧振器211d輸出頻率固定為MOS晶體管M30閉合狀態(tài)的諧振頻率f1。因此，MOS晶體管M30閉合時與斷開時相比，在燈管燈絲間所加電壓更大。
實施例7中，MOS晶體管M30斷開狀態(tài)時燈絲間電壓設定為燈管無法點亮的數(shù)值。而MOS晶體管M30閉合狀態(tài)時燈絲間電壓設定為一定點亮的數(shù)值。因而，MOS晶體管M30斷開狀態(tài)時可保證在燈絲中流過預熱電流。
實施例7的燈泡型熒光燈如上所述結構，因而電源接通后規(guī)定時間內(nèi)流過一定預熱電流，可由定時器電路212d輸出的信號切換MOS晶體管M30。在該切換的同時，燈絲的預熱結束，熒光燈的燈管便點亮。
實施例8以下說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例8燈泡型熒光燈。實施例8的燈泡型熒光燈，是使他激用振蕩器輸出頻率固定，當半導體集成電路引腳端子編號5的定時端子電壓變高便加大占空系數(shù)這種結構。
圖37是表示實施例8燈泡型熒光燈他激用振蕩器211e構成的電路圖。實施例8的燈泡型熒光燈構成為將他激用振蕩器211e的頻率固定，隨引腳端子編號5定時端子電壓的升高加大占空系數(shù)。這樣構成的話，占空系數(shù)越大，點燈前作為熒光燈的燈管其燈絲所流的電流越大，燈絲間所加的電壓也越大。因而，構成為定時端子電壓升高的話，能夠?qū)崿F(xiàn)與掃頻(掃描頻率)情況相同的系統(tǒng)。
實施例8的燈泡型熒光燈如上所述結構，因而具有不進行頻率調(diào)制，可進行充分預熱的效果。
另外，作為實施例8另一例，也可以將例如預熱時占空系數(shù)設定為20％(未點亮的占空系數(shù))，預熱后的占空系數(shù)設定為50％(點亮的占空系數(shù))，利用切換這些占空系數(shù)的系統(tǒng)，使燈絲間電壓升高，點亮燈管。
此外，作為實施例8燈泡型熒光燈又一例子，將他激用振蕩器用作電源接通時引起LC皆振用的觸發(fā)電路，在全自激方式中對占空系數(shù)進行掃描(或2段切換)的系統(tǒng)中，也可加大燈絲間電壓，點亮熒光燈。
實施例9以下說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例9燈泡型熒光燈。
實施例9的燈泡型熒光燈，在上述實施例1燈泡型熒光燈中觸發(fā)輸入電路其輸出端設有延遲量隨半導體集成電路定時端子電壓變化的延遲電路。而且，實施例9中，將他激用振蕩器用作電源接通時一瞬間引起LC諧振用的觸發(fā)信號發(fā)生電路。
實施例9的燈泡型熒光燈，具有全自激方式使進行相位掃描的熒光燈點亮的系統(tǒng)。以下說明該基于相位掃描的點燈系統(tǒng)。
實施例9中他激用振蕩器，電源接通時一瞬間輸出產(chǎn)生LC諧振用的觸發(fā)信號。因此，所構成的實施例9的燈泡型熒光燈，在全自激方式中，線圈L1端子至功率MOS晶體管M1、M2控制極的反饋回路中，在電源接通后延遲一定時間的方向上對相位進行掃描。
在上述反饋回路中相位延遲比90°小的范圍內(nèi)(線圈L1端子電壓相位比電流超前90°，該超前的相位在反饋回路終端未抵消至0°的范圍內(nèi))，反饋回路相位越滯后，點亮前燈絲所流預熱電流越增加。而且，燈絲間所加電壓也變大。
因而，實施例9的燈泡型熒光燈，通過在全自激方式中進行相位掃描，能夠?qū)崿F(xiàn)與他激方式進行掃頻的情況相同的系統(tǒng)。
另外，定時電路在電源接通后短時間(例如100ms)輸出切換信號。定時電路中基準電壓Va設定得較低。實施例9中，定時端子電壓超過基準電壓Va后，定時端子電壓升高的話，延遲量便變大。
圖38是實施例9燈泡型熒光燈所用的延遲電路251的具體電路圖。圖38中輸入信號是觸發(fā)輸入電路輸出的信號，輸出信號輸入至他激/自激切換開關電路。
實施例9中，所構成的他激用振蕩器如上述實施例7的圖35所示，輸出固定頻率。
另外，上述實施例9中，說明的是在觸發(fā)輸入電路輸出端設置延遲電路251的例子。但本發(fā)明不限于這種構成，也可以構成為在他激/自激切換開關電路其輸出端設有延遲電路，延遲量隨半導體集成電路定時端子電壓變化。
此外，作為全自激模式中進行相位掃描，點亮為熒光燈的燈管的系統(tǒng)，也可以構成為在預熱時設定為無法點亮的相位，預熱后切換為點亮的相位。
另外，上述實施例中所用的IC，是可集成在單片IC中常規(guī)8引腳DIP或SMD封裝中的元器件。因此，可以用于燈泡型熒光燈那種安裝面積在燈座較狹窄空間的情況，最適合得到小型熒光燈點燈裝置。
實施例10以下用所附圖39和圖40說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例10的燈泡型熒光燈。
圖39是示出實施例10燈泡型熒光燈構成的電路圖。圖40是示出實施例10延遲電路構成的電路圖。實施例10的燈泡型熒光燈中，對于與上述實施例1燈泡型熒光燈具有相同功能、構成的熒光燈，引用實施例1的說明和符號，省略其說明。
實施例10的燈泡型熒光燈，是在上述實施例1燈泡型熒光燈的半導體集成電路21中增加1引腳(引腳端子編號9)的熒光燈。實施例10是一種在上述實施例1圖9所示的觸發(fā)輸入電路213其輸出端或他激/自激切換開關電路214其輸出端連接有延遲電路的構成。圖40用電路圖給出一例該延遲電路500。
實施例10中，延遲電路500的延遲量由半導體集成電路21引腳端子編號9輸入的信號控制。延遲電路500輸入觸發(fā)輸入電路213或他激/自激切換開關電路214輸出的輸出信號。觸發(fā)輸入電路213或他激/自激切換開關電路214輸入的信號，在延遲電路500中經(jīng)過延遲輸出至后級。這時的延遲量由半導體集成電路21的引腳端子編號9所輸入的信號控制。
如圖39所示，半導體集成電路21的引腳端子編號9連接有可變電阻R8。改變可變電阻R8的電阻值，使引腳端子編號9電壓升高的話，圖40的恒定電流Ih、Ii變大，延遲量減小。反之，引腳端子編號9電壓下降的話，恒定電流Ih、Ii變小，延遲量增加。因此，實施例10的燈泡型熒光燈中，可通過調(diào)整點燈后半導體集成電路21引腳端子編號9的電壓，可以改變自激方式反饋回路中的相位設定。因此，實施例10中燈管4的亮度可容易地改變。
另外，實施例10中，相位相對于基準設定超前的話，燈管4變暗，相位相對于基準設定滯后的話，燈管4變亮。這樣，實施例10的燈泡型熒光燈能夠調(diào)光至所需亮度。
實施例11以下用所附圖41至圖44說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例11燈泡型熒光燈。實施例11的燈泡型熒光燈中，對于與上述實施例1燈泡型熒光燈具有相同功能、構成的熒光燈，引用實施例1的說明和符號，省略其說明。
實施例11的燈泡型熒光燈是一種燈管點亮后，可控制他激用振蕩器頻率的構成。
圖41是示出實施例11半導體集成電路第1例構成的框圖。圖41所示構成的實施例11的半導體集成電路，是使上述實施例6燈泡型熒光燈的燈管在點亮后控制他激用振蕩器頻率的第一例。圖42是示出實施例11他激用振蕩器511等構成的電路圖。實施例11的半導體集成電路，是具有燈管4點亮后可控制他激用振蕩器511頻率的構成的第一電路例。
實施例11的燈管4點燈后，引腳端子編號2的電壓大于初始設定的基準電壓的話，他激用振蕩器511的頻率便下降。反之，引腳端子編號2電壓小于初始設定的基準電壓的話，他激用振蕩器511的頻率便升高。因此，他激頻率由于引腳端子編號2電壓接近點燈時LC諧振電路諧振頻率的話，燈管4變亮，而遠離燈管4則變暗。這樣，實施例11的燈泡型熒光燈屬于能夠調(diào)光的結構。
圖43是示出實施例11半導體集成電路第二例構成的框圖。圖43所示的實施例11的半導體集成電路，是將上述實施例6燈泡型熒光燈中的燈管構成為在點亮后控制他激用振蕩器頻率的第二例。圖44是給出在燈管4點亮后可控制他激用振蕩器611頻率的構成的第二電路例。
燈管點亮后，使引腳端子編號2的端子所連接的可變電阻R9的數(shù)值比初始設定小，他激用振蕩器611的頻率便下降。反之，通過使可變電阻R9的數(shù)值比初始設定大，他激用振蕩器611的頻率便升高。
因此，實施例11圖43所示的半導體集成電路21a這種情況下，通過改變可變電阻R9的電阻值，使他激頻率接近點亮時LC諧振電路諧振頻率，從而燈管4變亮。反之，通過使他激頻率遠離諧振頻率，燈管4便變暗。這樣，實施例11中，通過調(diào)整可變電阻R9的電阻值，能夠?qū)艄?進行調(diào)光。
實施例12
以下用所附圖45和圖46說明本發(fā)明熒光燈點燈裝置一實施形態(tài)的實施例12燈泡型熒光燈。實施例12的燈泡型熒光燈中，對于與上述實施例1燈泡型熒光燈具有相同功能、構成的熒光燈，引用實施例1的說明和符號，省略其說明。
實施例12的燈泡型熒光燈是一種燈管點亮后，可控制他激用振蕩器輸出占空系數(shù)的構成。
圖45是示出實施例12半導體集成電路構成的框圖。實施例12的燈泡型熒光燈，是一種上述圖31所示實施例6半導體集成電路構成為在燈管點亮后可控制他激用振蕩器輸出占空系數(shù)的熒光燈。圖46是示出實施例12燈泡型熒光燈中他激用振蕩器711構成的電路圖。圖46示出的他激用振蕩器711是燈管4點亮后能夠控制他激用振蕩器711輸出占空系數(shù)這種構成的電路例。
實施例12中，通過在燈管4點亮后使半導體集成電路引腳端子編號2的電壓比初始設定的基準電壓大，使得他激用振蕩器711輸出占空系數(shù)(OUT2)變大。反之，他激用振蕩器711的輸出占空系數(shù)(OUT2)，通過使引腳端子編號2的電壓小于初始設定的基準電壓而變小。實施例12中，通過使他激用振蕩器711輸出的占空系數(shù)(OUT2)變大，燈管4便變亮。反之，通過使他激用振蕩器711輸出的占空系數(shù)變小，燈管4則變暗。
因此，實施例12圖45所示的半導體集成電路的情況下，可通過在燈管點亮后調(diào)整引腳端子編號2的電壓，來改變燈管的亮度。這樣，實施例12，能夠通過調(diào)整半導體集成電路引腳端子編號2的電壓，對燈管4進行調(diào)光。
如上所述，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置是一種其中電源電路部具有直流電壓生成電路、驅(qū)動信號發(fā)生電路以及驅(qū)動控制電路，并設有半導體集成電路，不需要變壓線圈的構成。因此，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置可大幅度減少電源電路部安裝面積，達到減少元器件個數(shù)的目的。
而且，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，如上述實施例構成，因而燈絲所加電壓變大，熒光燈的啟動特性好，可以在短時間內(nèi)確實點亮。
此外，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，可以在預先確定的一定點燈時間(電源接通至點亮的時間)內(nèi)使熒光燈確實地點亮。
另外，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，如上述實施例所示與電源連接的部分只有電阻和功率MOS晶體管的漏極，其電阻小到某種程度，半導體集成電路電源端子電壓(Vcc)就不再變動。因此，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，是一種即便在輸入電源電壓變動的情況下，熒光燈也得到確實點亮，而且在熒光燈點亮狀態(tài)下沒有不穩(wěn)定的裝置。
而且，按照本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，可以在點亮時充分確保預熱時間。按照本發(fā)明的話，可通過采用對電平進行控制以避免燈管燈絲加上應力的內(nèi)置振蕩器單片IC，可大幅度減少元器件個數(shù)，能夠達到安裝面積小型化的目的，并確保點亮之后一定的光通量。
此外，按照本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，對燈管燈絲的預熱構成為，環(huán)境溫度低時預熱時間長，而燈管熄燈后那一瞬間環(huán)境溫度高時重新點燈的時候，預熱時間則縮短。因此，燈管壽命比現(xiàn)有的長。而且，他激振蕩控制中，由于對燈絲充分進行預熱，因此能夠在燈管點亮之后即確保一定的光通量。
本發(fā)明的熒光燈點燈裝置中，熒光燈點亮以后，在點亮過程中進行的是自激振蕩控制，因而，即便商用電源不穩(wěn)定等造成突然中斷，也能夠瞬間重新點亮。
另外，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置中，具有可對半橋構成的開關元件直接驅(qū)動的集成于一個芯片的單片IC，因而不需要變流器，元器件個數(shù)大幅度減少，而且可達到輕型的目的。
此外，本發(fā)明的熒光燈點燈裝置，是一種可根據(jù)外部指令等任意調(diào)整燈管亮度的裝置。
雖然就較佳實施例具體地說明了本發(fā)明，但該較佳實施例所揭示內(nèi)容的構成細節(jié)理所當然可能變化，各要素其組合、順序的變化均可以在不脫離權利要求的本發(fā)明保護范圍和思想的情況下得到實現(xiàn)。
權利要求
1.一種熒光燈點亮裝置，其特征在于，具備生成直流電壓的直流電壓生成電路、利用來自所述直流電壓生成電路的直流電壓生成所要求的高壓側脈沖和低壓側脈沖加以輸出的驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路具有輸入所述驅(qū)動信號發(fā)生電路來的脈沖進行驅(qū)動、并在輸出端子之間輸出驅(qū)動信號的開關手段，在所述開關手段的輸出端子之間連接諧振電路和熒光燈燈管的燈絲電極。
2.一種熒光燈點亮裝置，其特征在于，具備生成直流電壓的直流電壓生成電路、利用來自所述直流電壓生成電路的直流電壓生成所要求的高壓側脈沖和低壓側脈沖加以輸出的驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路具有輸入所述驅(qū)動信號發(fā)生電路來的高壓側脈沖進行驅(qū)動的第1開關手段、和與其串聯(lián)連接并輸入來自所述驅(qū)動信號發(fā)生電路的低壓側的脈沖進行驅(qū)動的第2開關手段，在所述第2開關手段的兩端之間連接電感元件、熒光燈燈管的1對燈絲電極及第1電容器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路具備在電源接通一定時間之后切換輸出信號的定時電路、輸出規(guī)定頻率的信號的他激用振蕩器、根據(jù)所述定時電路的輸出信號只將2個輸入信號中的1個加以輸出的他激/自激切換開關電路、檢測所述串聯(lián)諧振電路的諧振頻率的觸發(fā)輸入電路、具有高壓側停滯時間生成電路、窄脈沖生成電路、電平移動電路、脈沖再生電路及輸出電路的高壓側脈沖生成電路、具有低壓側停滯時間生成電路及輸出電路的低壓側脈沖生成電路，以及在電源上升時和電源下降時電源電壓在規(guī)定電壓以下時將輸出信號加以輸出的不足電壓鎖定電路。
4.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述第1及第2開關手段由根據(jù)柵極所加的信號向源極與漏極之間輸出功率放大信號的MOS晶體管構成。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路具備在電源上升時和電源下降時電源電壓在規(guī)定電壓以下時將輸出信號加以輸出的不足電壓鎖定電路，其結構的特點是，所述他激用振蕩器的輸出與所述觸發(fā)輸入電路的輸出連接于所述他激/自激切換開關電路，所述他激/自激切換開關電路在所述定時電路的輸出信號切換之前的狀態(tài)下輸出來自所述他激用振蕩器的輸出信號，在所述定時電路的輸出信號切換之后的狀態(tài)下輸出所述觸發(fā)輸入電路的輸出信號，所述他激/自激切換開關電路的輸出分別被輸入所述高壓側脈沖生成電路與所述低壓側脈沖生成電路，驅(qū)動所述第1及第2開關手段，所述驅(qū)動控制電路發(fā)生諧振，而且在電源上升時和電源下降時，由所述不足電壓鎖定電路的輸出信號使所述他激用振蕩器與所述定時電路復位。
6.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，所述定時電路的結構使得在電源上升時能夠?qū)σ欢私拥氐碾娙萜饕院愣娏鞒潆?，一旦該電容器的端子之間的電壓達到設定電壓，就切換輸出信號。
7.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備這樣結構的定時電路，就是能夠使從接通電源時起到輸出信號切換為止的時間在環(huán)境溫度升高時變短，在環(huán)境溫度下降時變長。
8.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，具備這樣的結構，就是所述他激用振蕩器輸出從所述燈管未點亮時的LC振蕩電路的諧振頻率的高頻區(qū)域或低頻區(qū)域慢慢改變輸出信號頻率的信號。
9.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述觸發(fā)輸入電路具有比較器及至少3個二極管，將所述比較器的相對于輸入信號的基準電壓(閾值電壓)設定得使輸入信號上升時的電壓比輸入信號下降時的電壓高，比較器的輸入端與第1二極管的陰極和第2二極管的陽極連接，第2二極管的陰極與第3二極管的陽極連接，第1二極管的陽極與第3二極管的陰極接地。
10.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路具備低壓側不足電壓鎖定電路與高壓側不足電壓鎖定電路，在電源切斷時所述低壓側不足電壓鎖定電路比所述高壓側不足電壓鎖定電路先動作。
11.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，所述他激用振蕩器輸出信號的頻率，從比所述燈管未點亮時的所述LC諧振電路的諧振頻率高的頻率，根據(jù)所述定時電路的電容器的端子之間的電壓，向比所述諧振頻率低的方向變化。
12.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，在一端接地的所述電容器的另一端子與電源之間或一端接地的所述電容器的另一端子與接地之間插入電阻，所述他激用振蕩器輸出信號的頻率，從比所述燈管未點亮時的所述LC諧振電路的諧振頻率高的頻率，向比所述諧振頻率低的方向變化。
13.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，溫度越低所述定時電路切換時間越長。
14.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，在決定所述定時電路的設定電壓的電路上串聯(lián)連接二極管，利用該二極管的電阻溫度特性構成溫度越低所述定時電路切換時間越長的結構。
15.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，所述他激用振蕩器輸出信號的頻率從比所述燈管未點亮時的所述LC諧振電路的諧振頻率高的頻率慢慢降低，其后輸出所述燈管點亮時所述LC諧振電路的諧振頻率的信號。
16.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，所述他激用振蕩器根據(jù)所述定時電路輸出的信號切換輸出頻率的占空系數(shù)。
17.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，所述他激用振蕩器根據(jù)所述定時電路輸出的信號切換輸出頻率的占空系數(shù)，設定燈管的燈絲的預熱狀態(tài)與點亮狀態(tài)。
18.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，在所述觸發(fā)輸入電路的輸出端或所述他激/自激切換開關電路的輸出端連接延遲電路，在超過所述定時電路的輸出信號切換的基準電壓后延遲量變大。
19.根據(jù)權利要求2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，還具備定時電路，該定時電路能夠在電源升高時對一端接地的電容器以恒定電流充電，該電容器的端子之間的電壓一旦達到設定電壓，就切換輸出信號，所述他激用振蕩器在所述定時電路的輸出信號切換后停止振蕩。
20.根據(jù)權利要求9所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，在所述觸發(fā)輸入電路中，輸入信號超過所述比較器的基準電壓(閾值電壓)后，在設定得比所述諧振電路的諧振頻率的1/2周期短的期間，即使是在輸入信號再度超過對于所述比較器的輸入的基準電壓的情況下，也將所述觸發(fā)輸入電路的輸出清除。
21.根據(jù)權利要求9所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，在所述觸發(fā)輸入電路中，為了使所述LC諧振電路的諧振頻率檢測時的相位一致，在所述比較器的輸入部分連接使所述比較器的輸入信號延遲的電容器。
22.根據(jù)權利要求1或2所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路具備在電源接通一定時間之后切換輸出信號的定時電路、輸出規(guī)定頻率的信號的他激用振蕩器、根據(jù)所述定時電路的輸出信號只將2個輸入信號中的1個加以輸出的他激/自激切換開關電路、檢測所述串聯(lián)諧振電路的諧振頻率的觸發(fā)輸入電路、具有高壓側停滯時間生成電路、窄脈沖生成電路、電平移動電路、脈沖再生電路及輸出電路的高壓側脈沖生成電路、具有低壓側停滯時間生成電路及輸出電路的低壓側脈沖生成電路、在電源上升時和電源下降時電源電壓在規(guī)定電壓以下時將輸出信號加以輸出的不足電壓鎖定電路，以及在所述觸發(fā)輸入電路的輸出端或所述他激/自激切換開關電路的輸出端連接延遲電路，能夠根據(jù)從外部輸入的電壓控制延遲量的延遲電路。
23.根據(jù)權利要求15所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，在所述燈管點亮之后能夠控制所述他激用振蕩器的頻率。
24.根據(jù)權利要求15或16所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，在所述燈管點亮之后能夠控制所述他激用振蕩器的輸出的占空系數(shù)。
25.一種熒光燈點亮裝置，具備包含由燈絲電極對激發(fā)的燈管的發(fā)光部，以及發(fā)出驅(qū)動所述燈絲電極對的信號的電源電路部，其特征在于，所述電源電路部分具備從外部輸入交流電源、并輸出經(jīng)過濾波處理的直流電壓的直流電壓生成電路、施加所述直流電壓生成電路的直流電壓以開始工作并輸出信號的驅(qū)動信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路在根據(jù)所述驅(qū)動信號發(fā)生電路來的信號輸出驅(qū)動信號的端子之間連接有諧振電路網(wǎng)絡，同時檢測該諧振電路網(wǎng)絡的信號輸出到信號檢測端子，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路在施加所述直流電壓后規(guī)定的時間內(nèi)輸出頻率信號，所述頻率信號的頻率由所述驅(qū)動信號發(fā)生電路內(nèi)部決定，并隨時間而變化，且至少通過所述燈管處于未點亮狀態(tài)時的所述諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率，而在所述規(guī)定的時間經(jīng)過之后，輸出與所述信號檢測端子的信號相應相位的信號。
26.一種熒光燈點亮裝置，具備包含由燈絲電極對激發(fā)的燈管的發(fā)光部，以及輸出驅(qū)動所述燈絲電極對的信號的電源電路部，其特征在于，所述電源電路部分具備從外部輸入交流電源、并輸出經(jīng)過濾波處理的直流電壓的直流電壓生成電路、施加上述直流電壓以開始工作并分別輸出第1及第2驅(qū)動信號的驅(qū)動信號發(fā)生電路、一端與所述直流電壓生成電路的一對輸出端子之一連接的、2端子之間根據(jù)第1驅(qū)動信號導通或切斷的第1開關手段、一端與所述直流電壓生成電路的一對輸出端子的另一端子連接的、2端子之間根據(jù)第2驅(qū)動信號導通或切斷的第2開關手段、以及連接于所述第1與第2開關手段的共同連接處和所述直流電壓生成電路的一對輸出端子的至少一端之間的諧振電路網(wǎng)絡，所述第1及第2驅(qū)動信號是這樣構成的，即在施加所述直流電壓后規(guī)定的時間內(nèi)輸出頻率信號，所述頻率信號的頻率由所述驅(qū)動信號發(fā)生電路內(nèi)部決定，并隨時間而變化，且至少通過所述燈管處于未點亮狀態(tài)時的所述諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率，而在所述規(guī)定的時間經(jīng)過之后，輸出與所述信號檢測端子的信號相應相位的信號。
27.根據(jù)權利要求26所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動信號發(fā)生電路具備取入所述諧振網(wǎng)絡的信號并變換為脈沖狀信號的觸發(fā)輸入電路、將具有從施加所述直流電壓起隨時間而變化且至少通過所述燈管未點亮狀態(tài)下的所述諧振電路網(wǎng)絡的諧振頻率這樣的頻率的振蕩信號加以輸出的他激用振蕩器、在施加所述直流電壓經(jīng)過一定的時間之后切換輸出端子的輸出狀態(tài)的定時電路、輸入所述他激用振蕩器的輸出信號及所述觸發(fā)輸入電路的輸出信號、并根據(jù)所述定時電路輸出端子的信號將兩個輸入信號之一加以輸出的他激/自激切換開關、根據(jù)所述他激/自激切換開關的輸出信號生成第1驅(qū)動信號加以輸出的第1驅(qū)動信號生成電路，以及輸入所述他激/自激切換開關的輸出信號生成第2驅(qū)動信號加以輸出的第2驅(qū)動信號生成電路。
28.根據(jù)權利要求27所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述第1驅(qū)動信號生成電路具備輸入所述他激/自激切換開關的輸出信號并輸出與該信號的一個邊緣同步且使其延遲規(guī)定值的信號的高壓側停滯時間生成電路，以及輸入所述高壓側停滯時間生成電路的輸出信號、并對應于該輸入信號的邊緣且以提供給所述第1、第2開關手段的公共連接處的電壓為基準輸出脈沖信號的高壓側脈沖生成電路，所述第2驅(qū)動信號生成電路具備輸入所述他激/自激切換開關的輸出信號并輸出與該信號的另一個邊緣同步且使其延遲規(guī)定值的信號的低壓側停滯時間生成電路，以及輸入所述低壓側停滯時間生成電路的輸出信號，與該輸入信號的邊緣對應且以所述直流電壓生成電路的低壓側電壓為基準輸出脈沖信號的低壓側脈沖生成電路。
29.根據(jù)權利要求28所述的熒光燈點亮裝置，其特征在于，所述高壓側脈沖生成電路具備輸入所述高壓側停滯時間生成電路的輸出信號、并對應于該輸入信號的邊緣輸出寬度較窄的脈沖信號的窄脈沖生成電路、輸入所述窄脈沖生成電路的輸出信號后輸出使波高值不同的信號的電平移動電路，以及輸入所述電平移動電路的輸出信號后輸出以所述第1及第2開關手段的公共連接處的電壓為基準的驅(qū)動信號的高壓側輸出電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及的熒光燈點亮裝置具有由來自驅(qū)動信號發(fā)生電路的高壓側的脈沖輸入進行驅(qū)動的第1開關手段(M1)、與來自驅(qū)動信號發(fā)生電路的低壓側的脈沖輸入進行驅(qū)動的第2開關手段(M2),第1開關手段(M1)與第2開關手段(M2)串聯(lián)連接,在燈管4的1對燈絲電極的高壓側端子之間設置第1電容器C5、電感元件L1及所述第2開關手段,能夠在點亮后即保持一定的光束。
文檔編號H05B41/298GK1256608SQ9912477
公開日2000年6月14日 申請日期1999年12月9日 優(yōu)先權日1998年12月9日
發(fā)明者片岡伸一郎, 中川洋, 山中正憲, 松永弘樹 申請人:松下電子工業(yè)株式會社