RU2446641C2 - Piezoelectric resonant circuit of lamp lighting - Google Patents
Piezoelectric resonant circuit of lamp lighting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446641C2 RU2446641C2 RU2009100986/07A RU2009100986A RU2446641C2 RU 2446641 C2 RU2446641 C2 RU 2446641C2 RU 2009100986/07 A RU2009100986/07 A RU 2009100986/07A RU 2009100986 A RU2009100986 A RU 2009100986A RU 2446641 C2 RU2446641 C2 RU 2446641C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric
- lamp
- capacitor
- resonant
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение относится к резонансному контуру зажигания лампы, в частности к пьезоэлектрическому параллельному или каскадному (последовательному) резонансному контуру зажигания лампы, полученному путем параллельного или каскадного (последовательного) подключения отдельного дросселя к пьезоэлектрическому трансформатору.The present invention relates to a resonant ignition circuit of a lamp, in particular to a piezoelectric parallel or cascade (series) resonant ignition circuit of a lamp obtained by parallel or cascading (series) connecting a separate inductor to a piezoelectric transformer.
Описание известных технических решенийDescription of known technical solutions
Принцип действия люминесцентной лампы с холодным катодом (ЛЛХК) подобен принципу действия лампы дневного света. При прикладывании к электродам высокого напряжения несколько электронов с высокой скоростью ударяются в электрод и создают вторичные электроны. Затем начинается разряд, и электроны сталкиваются с атомами ртути, и атомы ртути излучают ультрафиолетовые лучи с длиной волны 253,7 нм. После этого ультрафиолетовые лучи возбуждают люминесцентный порошок (люминофор) на внутренней стенке лампы, который излучает видимый свет с зависящей от света температурой. В дополнение к использованию в устройствах отображения, персональных цифровых ассистентах, цифровых камерах, мобильных телефонах и т.п. ЛЛХК является также обязательным компонентом для модулей подсветки.The principle of operation of a cold cathode fluorescent lamp (LHC) is similar to that of a fluorescent lamp. When a high voltage is applied to the electrodes, several electrons hit the electrode at high speed and create secondary electrons. Then the discharge begins, and the electrons collide with the mercury atoms, and the mercury atoms emit ultraviolet rays with a wavelength of 253.7 nm. After that, ultraviolet rays excite a luminescent powder (phosphor) on the inner wall of the lamp, which emits visible light with a temperature dependent on the light. In addition to being used in display devices, personal digital assistants, digital cameras, mobile phones, etc. LHLC is also a required component for backlight modules.
С увеличением размеров светоизлучающих диодов увеличивается и количество ЛЛХК блока подсветки для поддерживания такой же яркости или обретения даже более высокой яркости. Для того чтобы добиться равномерности яркости и большого срока службы, токи ламп и разность токов необходимо строго регулировать. В обычном модуле с несколькими лампами лампы подключены к традиционному повышающему трансформатору катушечного типа. Однако традиционный повышающий трансформатор катушечного типа имеет низкий кпд и низкое пробивное напряжение. Поэтому традиционный повышающий трансформатор катушечного типа является небезопасным устройством, поскольку возможен его пробой высоким напряжением и возгорание. Еще один модуль с несколькими лампами изображен на фиг.1. Разность токов компенсируется конденсатором НО, последовательно подключенным к высоковольтному концу лампы 100. Однако эта конструкция имеет низкую светоотдачу и большой ток утечки. Кроме того, конденсатор ПО имеет низкое пробивное напряжение и может взорваться и вызвать пожар.With the increase in the size of light-emitting diodes, the number of LHCs of the backlight unit increases to maintain the same brightness or gain even higher brightness. In order to achieve uniform brightness and a long service life, lamp currents and current differences must be strictly regulated. In a conventional multi-lamp module, the lamps are connected to a traditional coil-type step-up transformer. However, the traditional coil-type step-up transformer has low efficiency and low breakdown voltage. Therefore, the traditional coil-type step-up transformer is an unsafe device, since it can be broken by high voltage and ignition. Another module with several lamps is depicted in figure 1. The difference in currents is compensated by a capacitor HO connected in series to the high-voltage end of the
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Основной целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы, в котором пьезоэлектрический конденсатор простой конструкции взаимодействует с индуктивно-емкостным (LC) резонансным контуром для выдачи большей мощности, за счет чего снижаются себестоимость и потребление энергии и повышается конкурентоспособность.The main objective of the present invention is to provide a piezoelectric parallel resonant ignition circuit of a lamp in which a piezoelectric capacitor of simple design interacts with an inductive capacitive (LC) resonant circuit to provide more power, thereby reducing cost and energy consumption and increasing competitiveness.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы, в котором пьезоэлектрический эффект пьезоэлектрического конденсатора под воздействием резонансного LC-контура запускает автоматический защитный механизм для предотвращения неправильной работы и перегрева в состоянии перегрузки.Another objective of the present invention is to provide a piezoelectric parallel resonant lamp ignition circuit in which the piezoelectric effect of the piezoelectric capacitor under the influence of the resonant LC circuit triggers an automatic protective mechanism to prevent malfunction and overheating in the overload state.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы, в котором в качестве пьезоэлектрических конденсаторов используются собственные конденсаторы пьезоэлектрического трансформатора, в котором несколько групп пьезоэлектрических конденсаторов и резонансного дросселя включены последовательно для получения резонансного контура зажигания лампы, благодаря чему предлагаемый контур зажигания лампы обладает преимуществами малой утечки тока, баланса токов и высокой эффективности зажигания лампы.Another objective of the present invention is to provide a piezoelectric cascade resonant ignition circuit of the lamp, in which the piezoelectric transformers are used as piezoelectric capacitors, in which several groups of piezoelectric capacitors and a resonant inductor are connected in series to obtain a resonant ignition circuit of the lamp, due to which the proposed lamp ignition circuit It has the advantages of low current leakage, current balance and high th effectiveness of the lamp ignition.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы, в котором пьезоэлектрический трансформатор заменяет конденсаторы традиционных контуров зажигания лампы или повышающие трансформаторы катушечного типа, за счет чего настоящее изобретение имеет малый объем и отличные электрические характеристики, и за счет чего настоящее изобретение предотвращает перегрев и неправильную работу, вызванные низким пробойным напряжением, благодаря чему настоящее изобретение обладает высокой надежностью и высокой рыночной конкурентоспособностью.Another objective of the present invention is to provide a piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit in which the piezoelectric transformer replaces the capacitors of traditional lamp ignition circuits or coil-type step-up transformers, due to which the present invention has a small volume and excellent electrical characteristics, and thereby prevents the present invention overheating and malfunction caused by low breakdown voltage, making the present invention It has high reliability and high market competitiveness.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы, в котором для уменьшения длины проводов и уменьшения окончательного размера изделия используется каскадное соединение.Another objective of the present invention is to provide a piezoelectric cascade resonant ignition circuit of a lamp in which a cascade connection is used to reduce the length of the wires and reduce the final size of the product.
Для достижения вышеупомянутых целей предлагается пьезоэлектрический параллельный резонансный контур зажигания лампы, в котором мощная пьезоэлектрическая подложка, которая обычно используется в ультразвуковом генераторе, используется в качестве пьезоэлектрического конденсатора в высоковольтном балласте зажигания лампы и инверторе. При прикладывании пьезоэлектрическому конденсатору напряжения пьезоэлектрическая подложка будет деформироваться с созданием обратного пьезоэлектрического эффекта (электрострикции), а после деформации - с созданием пьезоэлектрического эффекта. Таким образом образуется положительный заряд, напряжение повышается и выдается более высокая мощность. Настоящее изобретение улучшает обычный пьезоэлектрический трансформатор, который выдает лишь небольшой ток и ограниченную мощность, хотя обеспечивает более высокое напряжение.To achieve the above objectives, a piezoelectric parallel resonant lamp ignition circuit is proposed in which a powerful piezoelectric substrate, which is commonly used in an ultrasonic generator, is used as a piezoelectric capacitor in a high voltage lamp ignition ballast and an inverter. When a piezoelectric capacitor is applied a voltage, the piezoelectric substrate will deform with the creation of the inverse piezoelectric effect (electrostriction), and after deformation, with the creation of the piezoelectric effect. Thus, a positive charge is formed, the voltage rises and a higher power is output. The present invention improves a conventional piezoelectric transformer that produces only a small current and limited power, although it provides a higher voltage.
В настоящем изобретении пьезоэлектрический конденсатор взаимодействует с резонансным LC-контуром. Когда резонансный LC-контур находится в состоянии резонанса, система имеет наилучшие выходные характеристики. При перегрузке системы температура пьезоэлектрического конденсатора повысится и емкость увеличится. При этом резонансный LC-контур уже не может находиться в состоянии резонанса и выходная мощность снижается. Благодаря этому настоящее изобретение имеет функцию автоматической защиты.In the present invention, a piezoelectric capacitor interacts with a resonant LC circuit. When the resonant LC circuit is in resonance, the system has the best output characteristics. When the system is overloaded, the temperature of the piezoelectric capacitor will increase and the capacity will increase. In this case, the resonant LC circuit can no longer be in the state of resonance and the output power is reduced. Due to this, the present invention has an automatic protection function.
В дополнение к резонансному LC-контуру пьезоэлектрический конденсатор может взаимодействовать и с дополнительным конденсатором, имеющим емкость, эквивалентную емкости пьезоэлектрического конденсатора. Когда резонансный LC-контур находится в состоянии резонанса, этот дополнительный конденсатор способствует пьезоэлектрическому эффекту и оптимизирует выходную мощность.In addition to the resonant LC circuit, the piezoelectric capacitor can also interact with an additional capacitor having a capacitance equivalent to the capacitance of the piezoelectric capacitor. When the resonant LC circuit is in resonance, this additional capacitor contributes to the piezoelectric effect and optimizes the output power.
Кроме того, предлагается пьезоэлектрический каскадный резонансный контур зажигания лампы, в котором балласт и инвертор обычного резонансного контура зажигания лампы заменен пьезоэлектрическим конденсатором, который обычно используется в качестве мощной пьезоэлектрической керамической колебательной пластинки ультразвукового генератора. Предлагаемый резонансный контур зажигания лампы имеет коэффициент повышения, изменяющийся с изменением внутреннего полного сопротивления нагрузки; поэтому настоящее изобретение очень подходит для возбуждения ламп. Когда лампы еще не загорелись, эквивалентный контур находится в разомкнутом состоянии, и предлагаемый резонансный контур зажигания лампы создает очень высокий коэффициент повышения, чтобы мгновенно зажечь лампы. Когда лампы загорелись, эквивалентное полное сопротивление и коэффициент повышения снижаются, и лампы работают в установившемся состоянии.In addition, a piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit is proposed in which the ballast and inverter of the conventional resonant lamp ignition circuit is replaced by a piezoelectric capacitor, which is typically used as a powerful piezoelectric ceramic oscillating plate of an ultrasonic generator. The proposed resonant ignition circuit of the lamp has a gain that varies with a change in the internal impedance of the load; therefore, the present invention is very suitable for driving lamps. When the lamps have not yet come on, the equivalent circuit is in the open state, and the proposed resonant ignition circuit of the lamp creates a very high boost factor to light the lamps instantly. When the lamps light up, the equivalent impedance and the increase ratio decrease, and the lamps operate in steady state.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением токи нескольких ламп уравновешиваются. В настоящем изобретении используется фиксированная частота для достижения фиксированного внутреннего полного сопротивления эквивалентного контура пьезоэлектрического конденсатора лампы и обеспечения фиксированного потока тока через лампу. Если пьезоэлектрические конденсаторы ламп имеют приближенные электрические характеристики, пьезоэлектрические конденсаторы имеют и приближенные внутренние полные сопротивления, а лампы имеют почти идентичные токи. Таким образом, токи нескольких ламп уравновешены.In addition, in accordance with the present invention, the currents of several lamps are balanced. The present invention uses a fixed frequency to achieve a fixed internal impedance of the equivalent circuit of the piezoelectric lamp capacitor and to provide a fixed current flow through the lamp. If the piezoelectric capacitors of the lamps have approximate electrical characteristics, the piezoelectric capacitors also have approximate internal impedances, and the lamps have almost identical currents. Thus, the currents of several lamps are balanced.
В соответствии с настоящим изобретением для получения резонансного контура зажигания лампы объединяют несколько групп пьезоэлектрических конденсаторов и независимых дросселей. Варианты осуществления настоящего изобретения включают полномостовую двойную высоковольтную архитектуру зажигания лампы и полумостовую одинарную высоковольтную архитектуру зажигания лампы.In accordance with the present invention, several groups of piezoelectric capacitors and independent chokes are combined to obtain a resonant ignition circuit of a lamp. Embodiments of the present invention include a full bridge dual high voltage lamp ignition architecture and a half bridge single high voltage lamp ignition architecture.
Ниже, для того чтобы сделать цели, характеристики и функции настоящего изобретения легко понятными, приводится подробное описание вариантов осуществления со ссылками на графический материал.Below, in order to make the objectives, characteristics and functions of the present invention easily understood, a detailed description of embodiments with reference to graphic material is given.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛАBRIEF DESCRIPTION OF THE GRAPHICAL MATERIAL
Фиг.1 представляет собой схематический вид модуля нескольких ламп с использованием обычных конденсаторов.Figure 1 is a schematic view of a module of several lamps using conventional capacitors.
Фиг.2 представляет собой схематический вид пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a schematic view of a piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.3 представляет собой схематический вид конструкции пьезоэлектрического конденсатора в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.Figure 3 is a schematic view of the structure of a piezoelectric capacitor in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.4 представляет собой схематический вид полномостового пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 is a schematic view of a full-bridge piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.5 представляет собой схематический вид применения второго варианта осуществления настоящего изобретения для люминесцентной лампы с наружными электродами.5 is a schematic application of a second embodiment of the present invention for a fluorescent lamp with external electrodes.
Фиг.6 представляет собой схематический вид применения второго варианта осуществления настоящего изобретения для светоизлучающих диодов.6 is a schematic view of an application of a second embodiment of the present invention for light emitting diodes.
Фиг.7 представляет собой схематический вид применения второго варианта осуществления настоящего изобретения для экономящей энергию лампы накаливания.7 is a schematic application of a second embodiment of the present invention for an energy-saving incandescent lamp.
Фиг.8 представляет собой схематический вид еще одного полномостового пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 8 is a schematic view of yet another full-bridge piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.9 представляет собой схематический вид полумостового пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 9 is a schematic view of a half-bridge piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit in accordance with a second embodiment of the present invention.
На фиг.10 представлена схема замещения пьезоэлектрического конденсатора в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.Figure 10 presents the equivalent circuit of the piezoelectric capacitor in accordance with the second embodiment of the present invention.
Фиг.11 представляет собой схематический вид пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.11 is a schematic view of a piezoelectric parallel resonant lamp ignition circuit in accordance with a first embodiment of the present invention.
Фиг.12 представляет собой схематический вид конструкции пьезоэлектрического конденсатора в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.12 is a schematic view of a structure of a piezoelectric capacitor in accordance with a first embodiment of the present invention.
Фиг.13 представляет собой схематический вид конструкции каскадных пьезоэлектрических конденсаторов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.13 is a schematic view of the construction of cascaded piezoelectric capacitors in accordance with a first embodiment of the present invention.
Фиг.14 представляет собой схематический вид предлагаемого полномостового пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы.Fig is a schematic view of the proposed full-bridge piezoelectric parallel resonant ignition circuit of the lamp.
Фиг.15 представляет собой схематический вид предлагаемого полумостового пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы.Fig is a schematic view of the proposed half-bridge piezoelectric parallel resonant ignition circuit of the lamp.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Фиг.11 представляет собой схематический вид пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Предлагаемый пьезоэлектрический параллельный резонансный контур зажигания лампы содержит конденсатор 10, резонансный LC-контур 40а и вспомогательный конденсатор 50а, и все они включены параллельно. Конденсатор 10 представляет собой пьезоэлектрический конденсатор, который имеет пьезоэлектричество и используется для хранения электрической энергии, регулирования коэффициента мощности и выходной мощности. При прикладывании напряжения к пьезоэлектрическому конденсатору 10 пьезоэлектрический материал будет деформироваться и создавать обратный пьезоэлектрический эффект (электрострикцию), а затем после деформации создавать пьезоэлектрический эффект. Попеременные пьезоэлектрический и обратный пьезоэлектрический эффекты будут создавать положительный заряд, повышать напряжение и выдавать более высокую мощность. В этом варианте осуществления пьезоэлектрический конденсатор 10 взаимодействует резонансным LC-контуром 40а, который создает резонанс. Когда резонансный LC-контур 40а находится в состоянии резонанса, пьезоэлектрический генератор имеет наилучшие выходные характеристики.11 is a schematic view of a piezoelectric parallel resonant lamp ignition circuit in accordance with a first embodiment of the present invention. The proposed piezoelectric parallel resonant lamp ignition circuit comprises a
Поскольку емкость пьезоэлектрического конденсатора 10 зависит от температуры, выходное напряжение пьезоэлектрического конденсатора 10 при постоянной величине тока меняется. В этом варианте осуществления вспомогательный конденсатор 50а предназначен для взаимодействия с пьезоэлектрическим конденсатором 10. Вспомогательным конденсатором 50а может быть пьезоэлектрический конденсатор или обычный конденсатор, и в этом варианте осуществления в качестве примера вспомогательного конденсатора 50а служит обычный конденсатор. Вспомогательный конденсатор 50а имеет емкость, равную емкости пьезоэлектрического конденсатора 10, и используется в помощь заряду и для оптимизации выходной мощности. При зажигании лампы напряжение будет мгновенно возрастать. После завершения зажигания лампы емкость соответственно регулируется. При этом выходная мощность будет меняться под действием пьезоэлектрического эффекта для снижения излишнего потребления мощности.Since the capacitance of the
Обратимся теперь к фиг.12. В этом варианте осуществления пьезоэлектрический материал выполнен в виде дискообразной пьезоэлектрической подложки 11. Естественно, пьезоэлектрическая подложка 11 может альтернативно изготавливаться прямоугольной или квадратной формы. Кроме того, конструкция содержит дискообразные проводящие слои 12 и 13 из серебряной, медной или никелевой пасты. Дискообразные проводящие слои 12 и 13 выполнены соответственно на верхней и нижней поверхностях дискообразной пьезоэлектрической подложки 11 и частично или полностью закрывают верхнюю и нижнюю поверхности дискообразной пьезоэлектрической подложки 11, чтобы служить в качестве двух электродов пьезоэлектрического конденсатора 10. На наружных сторонах проводящих слоев 12 и 13 выполнены выводы 121 и 131 электродов соответственно, соединенные с резонансным LC-контуром 40а. В этом варианте осуществления используется лишь один пьезоэлектрический конденсатор 10 с высокой выходной мощностью 70 Вт, который взаимодействует с простым полумостовым резонансным контуром. Таким образом, настоящее изобретение снижает себестоимость изготовления и имеет высокую ценовую конкурентоспособность. Естественно, если пьезоэлектрический конденсатор 10 взаимодействует с полномостовым резонансным контуром, он имеет даже более высокую выходную мощность. Кроме того, если пьезоэлектрический конденсатор 10 взаимодействует с резонансным LC-контуром с полным сопротивлением с индуктивной реактивной составляющей, он обладает функцией автоматической защиты. В случае перегрузки пьезоэлектрического конденсатора 10 емкость увеличивается и резонансный выход меняется для уменьшения выходной мощности и снижения температуры. Пьезоэлектрический конденсатор 10 имеет пьезоэлектричество; в случае перегрузки пьезоэлектрического конденсатора 10 температура повышается и емкость увеличивается. При этом емкость резонансного LC-контура изменяется и резонансный LC-контур уже не находится в состоянии резонанса. Затем выходная мощность уменьшается и лампа тускнеет. Тем самым настоящее изобретение предотвращает неправильную работу и перегрев.Turning now to FIG. In this embodiment, the piezoelectric material is in the form of a disk-shaped
Обратимся к фиг.13, на которой изображено одно исполнение в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. В случае практического применения пьезоэлектрические конденсаторы включены последовательно или параллельно. В этом исполнении два пьезоэлектрических конденсатора 10 и 20 соединены проводом 14, пьезоэлектрический конденсатор 10 имеет дискообразную пьезоэлектрическую подложку 11 и два проводящих слоя 12 и 13. Пьезоэлектрические конденсаторы 10 и 20 имеют идентичную конструкцию, описанную на примере пьезоэлектрического конденсатора 10 на фиг.12. В этом исполнении, поскольку емкость и индуктивность более высокие, мощность, создаваемая резонансом, также является большей. Выходная мощность достигает уровня 100 Вт при поддерживании температуры, равной примерно +30°C. Таким образом, пьезоэлектрические конденсаторы в этом исполнении могут без перегрева обеспечить мощность, в два раза большую, чем мощность обычного пьезоэлектрического конденсатора.Referring to FIG. 13, one embodiment is shown in accordance with a first embodiment of the present invention. In practical applications, piezoelectric capacitors are connected in series or in parallel. In this embodiment, two
Обратимся к фиг.2, которая представляет собой схематический вид пьезоэлектрического каскадного резонансного контура зажигания лампы в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, предлагаемый пьезоэлектрический каскадный резонансный контур зажигания лампы содержит несколько групп, состоящих из пьезоэлектрических конденсаторов 10 и 20 и резонансного дросселя 40. Каждая группа пьезоэлектрических конденсаторов 10 и 20 имеет каскадное (последовательное) подключение к ЛЛХК 30. Все группы пьезоэлектрических конденсаторов 10 и 20 соединены параллельно, а затем все группы пьезоэлектрических конденсаторов 10 и 20 подключены последовательно к резонансному дросселю 40. В соответствии с настоящим изобретением в качестве пьезоэлектрических конденсаторов 10 и 20 действуют собственные конденсаторы пьезоэлектрического трансформатора. Пьезоэлектрические конденсаторы 10 и 20 и резонансный дроссель 40 подключены последовательно для получения резонансного контура зажигания лампы, содержащего дроссель и пьезоэлектрический трансформатор с каскадным включением. Резонансный контур зажигания лампы может форсироваться для зажигания ламп путем регулирования резонансного дросселя 40 и емкости пьезоэлектрического трансформатора.Referring to FIG. 2, which is a schematic view of a piezoelectric cascade resonant ignition circuit of a lamp in accordance with a second embodiment of the present invention. As shown in figure 2, the proposed piezoelectric cascade resonant ignition circuit of the lamp contains several groups consisting of
Пьезоэлектрические конденсаторы в соответствии с этим вариантом осуществления подобны пьезоэлектрическому конденсатору пьезоэлектрического параллельного резонансного контура зажигания лампы, описанного выше. Пьезоэлектрические конденсаторы 10 и 20 в соответствии с этим вариантом осуществления конструктивно аналогичны, и в настоящем описании примером им служит пьезоэлектрический конденсатор 10. Обратимся к фиг.3. В пьезоэлектрическом конденсаторе 10 пьезоэлектрический материал изготовлен в виде дискообразной пьезоэлектрической подложки 11. На верхнюю и нижнюю поверхности пьезоэлектрической подложки 11 нанесена проводящая паста, например серебряная, медная или никелевая паста, для образования электропроводных слоев 12 и 13. Электропроводные слои 12 и 13 служат в качестве электродов пьезоэлектрического конденсатора 10 и проводят ток. Естественно, пьезоэлектрическая подложка 11 и электропроводные слои 12 и 13 могут альтернативно изготавливаться прямоугольной или квадратной формы. Обратимся в фиг.10, на которой приведена схема замещения пьезоэлектрического конденсатора 10 или 20. Схема замещения содержит эквивалентный резистор R, эквивалентный дроссель L и два эквивалентных конденсатора Ca и Cb, которые соответственно представляют механические и электрические признаки. В отличие от традиционных конденсаторов или повышающих трансформаторов катушечного типа пьезоэлектрический конденсатор 10 или 20 в соответствии с этим вариантом осуществления имеет малый ток утечки и высокое пробивное напряжение, таким образом исключена опасность их воспламенения. Поэтому настоящее изобретение безопасно и надежно. Настоящее изобретение в несколько раз повышает выходную мощность и, несомненно, способствует эффективности зажигания лампы. Кроме того, пьезоэлектрические конденсаторы имеют малый объем и малую толщину упаковки, и пьезоэлектрические конденсаторы, резонансный дроссель и лампы включены последовательно. При этом уменьшаются общая длина используемых проводов и окончательный размер изделия. По сравнению с конструкцией с параллельным включением конструкция с каскадным включением по этому варианту осуществления поддерживает контур при более низкой температуре и снижает потери.The piezoelectric capacitors in accordance with this embodiment are similar to the piezoelectric capacitor of the piezoelectric parallel resonant lamp ignition circuit described above. The
Пьезоэлектрический каскадный резонансный контур зажигания лампы по этому варианту осуществления эффективно поддерживает баланс токов ламп. При преобразовании импульсного напряжения постоянного тока в мощность переменного тока для возбуждения контура пьезоэлектрический конденсатор повысит низкое напряжение до такого высокого напряжения, которое зажигает лампы. Разброс полных сопротивлений ламп вызывает неоднородность токов ламп и затем приводит к неравномерной яркости и меньшему сроку службы ламп. При возбуждении резонансного контура зажигания лампы в соответствии с настоящим изобретением при фиксированной частоте внутреннее полное сопротивление схемы замещения пьезоэлектрического конденсатора имеет фиксированное значение. При этом через лампу протекает фиксированный ток. Если пьезоэлектрические конденсаторы ламп имеют приближенные электрические характеристики, пьезоэлектрические конденсаторы имеют и приближенные внутренние полные сопротивления, и лампы имеют почти идентичные токи. Таким образом, токи нескольких ламп уравновешены.The piezoelectric cascade resonant lamp ignition circuit of this embodiment effectively maintains a balance of lamp currents. When converting a pulsed DC voltage to AC power to excite the circuit, the piezoelectric capacitor will raise the low voltage to such a high voltage that ignites the lamps. The spread of the total resistance of the lamps causes a heterogeneity of the lamp currents and then leads to uneven brightness and a shorter lamp life. When the resonant ignition circuit of the lamp in accordance with the present invention is excited at a fixed frequency, the internal impedance of the piezoelectric capacitor equivalent circuit has a fixed value. In this case, a fixed current flows through the lamp. If the piezoelectric capacitors of the lamps have approximate electrical characteristics, the piezoelectric capacitors have approximate internal impedances, and the lamps have almost identical currents. Thus, the currents of several lamps are balanced.
Обратимся снова к фиг.2. В этом варианте осуществления вспомогательный конденсатор 50 может подключаться параллельно резонансному дросселю 40 и всем лампам 30 для получения каскадно-параллельного резонансного контура зажигания лампы. Вспомогательным конденсатором 50 может быть пьезоэлектрический конденсатор или обычный конденсатор, и в этом варианте осуществления в качестве примера вспомогательного конденсатора 50 служит обычный конденсатор. При этом в дополнение к зажиганию ламп в соответствии с настоящим изобретением емкость регулируется для точной настройки выходного тока и оптимизации выходной мощности. В момент зажигания лампы напряжение резко возрастает. После того как лампы зажжены, внутреннее полное сопротивление нагрузки снижается и, кроме того, уменьшается коэффициент повышения. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением осуществляется регулирование выходной мощности для снижения потребления мощности.Turning again to FIG. 2. In this embodiment, the
В вышеописанном варианте осуществления два пьезоэлектрических конденсатора 10 и 20 для каждой лампы 30 и один резонансный дроссель 40 для всех ламп 30 образуют полумостовой резонансный контур, который снижает себестоимость изготовления и способствует конкурентоспособности цены. Обратимся к фиг.4. К полумостовому резонансному контуру добавлен еще один 60 для образования полномостового резонансного контура с более высокой выходной мощностью.In the above embodiment, two
Этот вариант осуществления применим для одиночной ЛЛХК, одиночной ЛЛНЭ (люминесцентной лампы с наружными электродами), одиночной экономящей энергию лампы накаливания и одиночного светодиода (светоизлучающего диода). Этот вариант осуществления применим и для параллельных ЛЛХК, параллельных ЛЛНЭ, параллельных экономящих энергию ламп накаливания и параллельных светодиодов. Обратимся к фиг.5-7, приведенные на которых схемы иллюстрируют соответственно применения этого варианта осуществления для ЛЛНЭ 70, светодиодов 80 и экономящей энергию лампы накаливания 90. Каждый из контуров зажигания ламп, показанных на фиг.5-7, содержит полномостовой резонансный контур. Однако в вышеупомянутых случаях возможно применение и контура зажигания лампы, содержащего полумостовой резонансный контур.This embodiment is applicable to a single VLCC, a single VLCD (fluorescent lamp with external electrodes), a single energy-saving incandescent lamp, and a single LED (light emitting diode). This embodiment is also applicable to parallel LHLC, parallel LLLE, parallel energy-saving incandescent lamps and parallel LEDs. Referring to FIGS. 5-7, the diagrams respectively illustrate the application of this embodiment for the
Этот вариант осуществления применим и к плите подсветки большого размера (например, более 42 дюймов). Для плиты подсветки большого размера обычно требуются более длинные лампы (например, более 1 м). Однако длинные лампы имеют большее различие яркости, обусловленное их более высокими внутренними емкостными потерями. Поэтому для каждой длинной лампы необходимы отдельные резонансные дроссели и отдельные конденсаторы для уравнивания емкости. Обратимся к фиг.8-9. На фиг.8 двойной высоковольтный (полномостовой) пьезоэлектрический каскадный резонансный контур зажигания лампы 200 используется в качестве примера применения этого варианта осуществления для плиты подсветки большого размера, и каждая лампа 30 подключена последовательно к двум пьезоэлектрическим конденсаторам 10 и 20 и двум резонансным дросселям 40 и 60. На фиг.9 одинарный высоковольтный (полумостовой) пьезоэлектрический каскадный резонансный контур зажигания лампы 300 используется в качестве примера применения этого варианта осуществления для плиты подсветки большого размера, и каждая лампа 30 подключена последовательно к одному пьезоэлектрическому конденсатору 10 и одному резонансному дросселю 40.This embodiment is also applicable to a large backlight plate (e.g., over 42 inches). Larger bulbs usually require longer lamps (e.g., more than 1 m). However, long lamps have a greater brightness difference due to their higher internal capacitive losses. Therefore, for each long lamp, separate resonant chokes and separate capacitors are needed to equalize the capacitance. Turning to FIGS. 8-9. In Fig. 8, a double high voltage (full-bridge) piezoelectric cascade resonance ignition circuit of a
В вышеописанных вариантах осуществления каждая лампа имеет свой собственный пьезоэлектрический конденсатор. Обратимся к фиг.14 и 15, на которых все лампы совместно используют общие пьезоэлектрические конденсаторы. В данном случае в качестве примеров используются полномостовой пьезоэлектрический параллельный резонансный контур зажигания лампы 200 и полумостовой пьезоэлектрический параллельный резонансный контур зажигания лампы 300. В полномостовом пьезоэлектрическом параллельном резонансном контуре зажигания лампы 200, показанном на фиг.14, каждая лампа 30 подключена последовательно к резонансному дросселю 40 и резонансному дросселю 60 для получения группы лампа-дроссель. Все группы лампа-дроссель включены параллельно для получения параллельной комбинации групп лампа-дроссель. Параллельная комбинация групп лампа-дроссель затем последовательно подключена к пьезоэлектрическому конденсатору 10 и пьезоэлектрическому конденсатору 20. Таким образом, все лампы совместно используют пьезоэлектрические конденсаторы 10 и 20. Кроме того, к группам лампа-дроссель может параллельно подключаться вспомогательный конденсатор 50. В полумостовом пьезоэлектрическом параллельном резонансном контуре зажигания лампы 300, показанном на фиг.15, каждая лампа 30 подключена последовательно к резонансному дросселю 40 для получения группы лампа-дроссель. Все группы лампа-дроссель включены параллельно для получения параллельной комбинации групп лампа-дроссель. Параллельная комбинация групп лампа-дроссель затем последовательно подключена к пьезоэлектрическому конденсатору 10. Таким образом, все лампы совместно используют пьезоэлектрический конденсатор 10. Кроме того, к группам лампа-дроссель может параллельно подключаться вспомогательный конденсатор 50.In the above embodiments, each lamp has its own piezoelectric capacitor. Turning to FIGS. 14 and 15, in which all the lamps share common piezoelectric capacitors. In this case, a full-bridge piezoelectric parallel resonant ignition circuit of the
Вышеописанные варианты осуществления служат лишь для иллюстрации настоящего изобретения на примерах и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Поэтому любая эквивалентная модификация или изменение в пределах сути настоящего изобретения включена и в пределы объема настоящего изобретения, определяемого последующей формулой изобретения.The above embodiments are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. Therefore, any equivalent modification or change within the spirit of the present invention is included also within the scope of the present invention defined by the following claims.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200810004732 CN101494942B (en) | 2008-01-23 | 2008-01-23 | Piezoelectric Oscillators for High Voltage Lighting |
CN200810004732.2 | 2008-01-23 | ||
CN200810211225.6A CN101677484B (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Piezoelectric series resonant lighting circuit |
CN200810211225.6 | 2008-09-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009100986A RU2009100986A (en) | 2010-07-20 |
RU2446641C2 true RU2446641C2 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=42685664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009100986/07A RU2446641C2 (en) | 2008-01-23 | 2009-01-15 | Piezoelectric resonant circuit of lamp lighting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446641C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1304107A1 (en) * | 1983-12-19 | 1987-04-15 | Киевский Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко | Gaseous-discharge light source |
US5656891A (en) * | 1994-10-13 | 1997-08-12 | Tridonic Bauelemente Gmbh | Gas discharge lamp ballast with heating control circuit and method of operating same |
RU12319U1 (en) * | 1999-05-13 | 1999-12-16 | Московский энергетический институт (Технический университет) | START-UP DEVICE |
RU12639U1 (en) * | 1999-04-27 | 2000-01-20 | Астраханцев Андрей Владимирович | LIGHTING DEVICE |
US6600273B2 (en) * | 2000-12-23 | 2003-07-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | High-power electronic ballast for fluorescent lamp |
-
2009
- 2009-01-15 RU RU2009100986/07A patent/RU2446641C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1304107A1 (en) * | 1983-12-19 | 1987-04-15 | Киевский Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко | Gaseous-discharge light source |
US5656891A (en) * | 1994-10-13 | 1997-08-12 | Tridonic Bauelemente Gmbh | Gas discharge lamp ballast with heating control circuit and method of operating same |
RU12639U1 (en) * | 1999-04-27 | 2000-01-20 | Астраханцев Андрей Владимирович | LIGHTING DEVICE |
RU12319U1 (en) * | 1999-05-13 | 1999-12-16 | Московский энергетический институт (Технический университет) | START-UP DEVICE |
US6600273B2 (en) * | 2000-12-23 | 2003-07-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | High-power electronic ballast for fluorescent lamp |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009100986A (en) | 2010-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011029582A (en) | Lighting device implemented through utilizing insulating type piezoelectric transformer in driving light-emitting-diode | |
EP2077699B1 (en) | Piezoelectric resonant lamp-ignition circuit | |
KR200470950Y1 (en) | A piezoelectric type resonance high-voltage light-starting circuit | |
RU2446641C2 (en) | Piezoelectric resonant circuit of lamp lighting | |
US7683554B2 (en) | High-voltage lamp-ignition piezoelectric oscillator | |
KR20150004412U (en) | Power module for LED and lamp thereof | |
TWM350943U (en) | Piezoelectric series resonance lighting circuit | |
KR20100030551A (en) | Piezoelectric cascade resonant lamp-ignition circuit | |
CN201502985U (en) | Lighting device for driving light-emitting diode by using insulation type piezoelectric oscillator | |
CN101494942B (en) | Piezoelectric Oscillators for High Voltage Lighting | |
CN101677484B (en) | Piezoelectric series resonant lighting circuit | |
CN201438775U (en) | Piezoelectric resonant high voltage lighting circuit | |
Ahmed et al. | Electronic ballast circuit configurations for fluorescent lamps | |
CN201167428Y (en) | Piezoelectric oscillator with high power output | |
US20150022082A1 (en) | Dielectric barrier discharge lamps and methods | |
RU122801U1 (en) | HYBRID LAMP | |
KR101005558B1 (en) | Inverter and Control Method for Driving Cold Cathode Fluorescent Lamp | |
TWM334445U (en) | Piezoelectric oscillator of high power output | |
RU104382U1 (en) | HYBRID INTEGRATED COMPACT LAMP | |
CN102378458A (en) | High-power fluorescent lamp ballast | |
Nanayakkara et al. | A piezoelectric transformer based inverter topology for immerging CCFL inverter | |
KR20200057576A (en) | LED Lamp | |
CN101232763A (en) | Piezoelectric ceramic electric ballast | |
KR20030027991A (en) | Ballasting apparatus for discharge lamp |