一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置的製作方法

2023-05-28 03:29:06

專利名稱：一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，特別是指應用於設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極螢光燈管的電源控制裝置。
圖像掃描器是一種快速發展的電腦外圍設備，製造廠商都投入大量人力物力在改善其功能特性，其中圖像掃描裝置所運用的投射光源，大部分是以冷陰極燈管(Cold-Cathode Fluorescent Tube,CCFT)所完成，但由於冷陰極螢光燈管自點亮後至亮度穩定需經過一段時間(即所謂穩定時間)，一般依燈管特性大約為數分鐘，請參見

圖1所示的威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管在點亮後提供一固定強度的管電流(本例為6毫安(ma))下，其燈管所發出的光線輝度(Brightness)隨導通時間變化的曲線示意圖。所以用戶從關機狀態中啟動圖像掃描裝置的電源後，需在一暖機狀態(warm-up mode)中等待長達數分鐘，(本例大約為2分鐘)的穩定時間後，方可進入掃描狀態(scanmode)執行掃描動作，如此將嚴重影響圖像掃描裝置的操作效率而延遲掃描速度，不能適應掃描時間日益縮短的要求，所以為了提高操作效率，臺灣地區研製的「光學掃描器的冷陰極管多電源控制系統與方法」，是在圖像掃描裝置的關機狀態與掃描狀態等電源控制之外，再增加一個或多個待機狀態(stand-bymode)的電源控制，如此便可相對縮減暖機所需的穩定時間且增加冷陰極螢光燈管的使用壽命。但是，上述技術手段仍是運用傳統的暖機(warm-up)步驟-提供一固定強度的管電流以進行光源控制，並不能實際縮短暖機所需的穩定時間。
本實用新型的目的是提供一種可以解決上述種種現有技術手段缺陷的冷陰極螢光燈管的電源控制裝置。
本實用新型是這樣實現的其應用於設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極螢光燈管上，其包含下列元件一固定直流電壓供應器，其用於提供一固定值的直流電壓；一直流至交流電壓變換器，電連接於該固定直流電壓供應器，用於將該固定值的直流電壓轉換成一固定強度的交流電壓輸出；一切換控制電路，電連接於該直流至交流電壓變換器與冷陰極螢光燈管，其接收該直流至交流電壓變換器所輸出的交流電壓，並以改變其中負載電容值的方式來分別提供該冷陰極螢光燈管一第一強度的管電流及一第二強度的管電流，其中第一強度的管電流大於第二強度的管電流；以及一狀態選擇電路，電連接於該切換控制電路，其輸出一切換信號用於在第一時間段控制該切換控制電路提供處於關機狀態的冷陰極螢光燈管第一強度的管電流，並在第一時段結束後提供該冷陰極螢光燈管第二強度的管電流，使該冷陰極螢光燈管的輝度在第二時段後趨於穩定而處於一掃描狀態。
其中該切換控制電路包含一單刀多擲開關，電連接於該狀態選擇電路與冷陰極螢光燈管，其會適應切換信號的觸發而切換接點位置；若干個電容器，分別電連接於單刀多擲開關與該直流至交流電壓變換器，這些電容器分別具有大小不一的電容值，其會適應單刀多擲開關接點位置的切換而使冷陰極螢光燈管迴路上的負載電容值產生變化，進而分別提供該冷陰極螢光燈管第一強度的管電流及第二強度的管電流。
其中單刀多擲開關是一個繼電器(relay)。
本實用新型的另一種實現方法是其應用於設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極螢光燈管上，其包含下列元件一固定直流電壓供應器，其用於提供一固定值的直流電壓；一直流至交流電壓變換器，電連接於該固定直流電壓供應器，用於將該固定值的直流電壓轉換成一固定強度的交流電壓輸出；一切換控制電路，電連接於該直流至交流電壓變換器與冷陰極螢光燈管，其接收該直流至交流電壓變換器所輸出的交流電壓，並以改變其中負載電容值的方式來分別提供該冷陰極螢光燈管一第一強度的管電流及一第二強度的管電流，其中第一強度的管電流大於第二強度的管電流；以及一狀態選擇電路，電連接於該切換控制電路，其輸出一切換信號用於在第一時間段控制該切換控制電路提供處於待機狀態(stand-by mode)的冷陰極螢光燈管第一強度的管電流，使冷陰極螢光燈管的輝度快速增加，並在第一時段結束後提供該冷陰極螢光燈管第二強度的管電流，使該冷陰極螢光燈管的輝度在第二時段後趨於穩定而處於一掃描狀態。
其中切換控制電路包含一單刀多擲開關，電連接於該狀態選擇電路與冷陰極螢光燈管，其會適應切換信號的觸發而切換接點位置；若干個電容器，分別電連接於單刀多擲開關與該直流至交流電壓變換器，這些電容器分別具有大小不一的電容值，其會適應單刀多擲開關接點位置的切換而使冷陰極螢光燈管迴路上的負載電容值產生變化，進而分別提供該冷陰極螢光燈管第一強度的管電流及第二強度的管電流。
其中單刀多擲開關是一個繼電器。
本實用新型是一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，應用於設置在圖像掃描裝置中的冷陰極螢光燈管上，其包含下列元件一固定直流電壓供應器、一直流至交流電壓變換器，一切換控制電路以及一狀態選擇電路，其以改變負載電容值的方式來分別在第一時段控制該切換控制電路提供處於關機或待機狀態的該冷陰極螢光燈管第一強度的管電流，使該冷陰極螢光燈管的輝度快速增加，並在第一時段結束後提供該冷陰極螢光燈管第二強度的管電流，使該螢光燈管的輝度在第二時段後趨於穩定而處於掃描狀態。
以下結合附圖詳細說明本實用新型。
圖1是威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管在點亮後分別提供6毫安與12毫安的管電流下，其燈管所發出光線的輝度(Brightness)隨導通時間變化的曲線示意圖。
圖2是威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管在點亮後提供兩個固定強度的管電流(即6毫安的管電流)下，其燈管所發出光線的輝度(Brightness)隨導通時間變化的曲線示意圖。
圖3是冷陰極螢光燈管所導通的管電流大小與其使用壽命相對值的曲線示意圖。
圖4是本實用新型較佳實施例裝置的功能方框圖。
圖5是本實用新型較佳實施例裝置的電路示意圖。
圖6是由直流至交流電壓變換器41所輸出至切換控制電路42的固定強度交流電流，其通過不同電容值的電容所呈現的不同電流大小的關係示意圖。
圖7是本實用新型較佳實施例裝置運用於威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管上的電源控制暖機程序示意圖。
圖8是威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管在關機狀態、掃描狀態(Scan mode)、待機狀態(stand-by mode)與閒置狀態(idle mode)間的切換示意圖。
參見圖2所示的威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管在點亮後分別提供6毫安和12毫安的管電流下，其燈管所發出光線的輝度(Brightness)隨導通時間變化的曲線示意圖。該規格的冷陰極螢光燈管以6毫安的管電流進行暖機時，其輝度在約120秒後穩定於2000cd/m2(燭光/平方米)，而如以12毫安的管電流進行暖機時，其輝度在約60秒後穩定在4000cd/m2，由此可見，加大冷陰極螢光燈管導通的管電流可有效縮短暖機所需的穩定時間，且輝度穩定於一較高值。
但請參見圖3所示的冷陰極螢光燈管所導通的管電流大小與其使用壽命相對值的曲線示意圖。其明顯表示當所導通的管電流越大時，將嚴重縮短其使用壽命，所以如何兼顧縮減暖機所需的穩定時間及不影響其使用壽命，申請人遂研製了本實用新型。
參見圖4所示的本實用新型較佳實施例裝置的功能方框圖。該裝置包含一固定直流電壓供應器40、一直流至交流電壓變換器(DC-AC inverter)、切換控制電路42與狀態選擇電路43。其中直流至交流電壓變換器41將固定直流電壓供應器40所輸出的固定直流電壓轉換成一交流電源輸出至切換控制電路42，而狀態選擇電路43接受使用者的觸發或外界電路的控制而對切換控制電路42進行狀態的選擇與切換，以改變切換控制電路42輸出至冷陰極螢光燈管44的管電流大小，藉此完成冷陰極螢光燈管的電源控制動作。
參見圖5所示的本實用新型較佳實施例裝置的電路示意圖。其中切換控制電路42是由若干個電容大小不一的電容器與一個以繼電器421所完成的單刀多擲的耐高壓開關所構成。再參見圖6所示的由直流至交流電壓變換器41所輸出至切換控制電路42的固定強度交流電流，其通過不同電容值的電容所呈現的不同電流大小的關係示意圖。由此關係圖可見，我們可以依此切換適當大於的電容來產生大小不同的管電流，完成冷陰極螢光燈管的電源控制動作。
參見圖7所示的本實用新型較佳實施例裝置運用於威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管上的電源控制暖機程序示意圖。我們將處於關機狀態的冷陰極熒燈管先提供一個第一強度(12ma，繼電器421切換至C1=56pf處)的管電流以進入一快速暖機狀態，而在進行第一時段(16.5秒)後切換至以第二強度(6ma，繼電器421切換至C2=34.25pf處)的管電流來進行暖機程序，經實際實驗後可知，如此作法將使該規格的冷陰極螢光燈管輝度在經過約2秒後便穩定在2000cd/m2(燭光/平方米)而進入一掃描狀態(scan mode)，這樣將可成功地將光源控制所需的穩定時間從常用的120秒縮短至18.5秒，即使以實際應用上的掃描品質穩定度來考核時，而將穩定時間稍微拉長為20秒，也比通常作法節省了100秒，徹底縮短實際暖機所需的穩定時間且不影響冷陰極螢光燈管的使用壽命。
另外，再請參見圖8所示的威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極螢光燈管在關機狀態、掃描狀態(Scan mode)、待機狀態(stand-by mode)與閒置狀態(idle mode)間的切換示意圖。
其中狀態切換的程序控制為狀態選擇電路43所控制，而狀態選擇電路43可由圖像掃描裝置中都具有的微處理器所完成。而待機狀態則指圖像掃描裝置經一特定時間T1未被使用後，便將冷陰極螢光燈管所導通的管電流切換至一較低值(本例為由6ma切換至4ma)，以增加冷陰極螢光燈管的使用壽命，而且便於使用者再次使用時能快速恢復至掃描狀態。至於閒置狀態則是指圖像掃描裝置又經一更長的特定時間T2未被使用後，便將冷陰極螢光燈管所導通的管電流切斷，以節省系統耗電及增加燈管的使用壽命。本實用新型不但可以運用於關機狀態或閒置狀態切換至掃描狀態的光源控制程序上(如圖所示的S1、S2)，也可應用於由待機狀態切換至掃描狀態的過程中(如圖所示的S3)，皆可有效縮短燈管暖機所需的等待時間，徹底改善現有技術的缺陷。
上述的管電流控制流程可用圖5所示的電路所完成，藉其達到各狀態切換時所需管電流的變化控制，實現快速暖機、延長使用壽命的功效。
權利要求1.一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，其特徵在於其應用於設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極螢光燈管上，其包含下列元件一固定直流電壓供應器，其用於提供一固定值的直流電壓；一直流至交流電壓變換器，電連接於該固定直流電壓供應器，用於將該固定值的直流電壓轉換成一固定強度的交流電壓輸出；一切換控制電路，電連接於該直流至交流電壓變換器與冷陰極螢光燈管，其接收該直流至交流電壓變換器所輸出的交流電壓，並以改變其中負載電容值的方式來分別提供該冷陰極螢光燈管一第一強度的管電流及一第二強度的管電流，其中第一強度的管電流大於第二強度的管電流；以及一狀態選擇電路，電連接於該切換控制電路，其輸出一切換信號用於在第一時間段控制該切換控制電路提供處於關機狀態的冷陰極螢光燈管第一強度的管電流，並在第一時段結束後提供該冷陰極螢光燈管第二強度的管電流，使該冷陰極螢光燈管的輝度在第二時段後趨於穩定而處於一掃描狀態。
2.如權利要求1所述的一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，其特徵在於其中該切換控制電路包含一單刀多擲開關，電連接於該狀態選擇電路與冷陰極螢光燈管，其會適應切換信號的觸發而切換接點位置；若干個電容器，分別電連接於單刀多擲開關與該直流至交流電壓變換器，這些電容器分別具有大小不一的電容值，其會適應單刀多擲開關接點位置的切換而使冷陰極螢光燈管迴路上的負載電容值產生變化，進而分別提供該冷陰極螢光燈管第一強度的管電流及第二強度的管電流。
3.如權利要求1所述的一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，其特徵在於其中單刀多擲開關是一個繼電器(relay)。
4.一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，其特徵在於其應用於設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極螢光燈管上，其包含下列元件一固定直流電壓供應器，其用於提供一固定值的直流電壓；一直流至交流電壓變換器，電連接於該固定直流電壓供應器，用於將該固定值的直流電壓轉換成一固定強度的交流電壓輸出；一切換控制電路，電連接於該直流至交流電壓變換器與冷陰極螢光燈管，其接收該直流至交流電壓變換器所輸出的交流電壓，並以改變其中負載電容值的方式來分別提供該冷陰極螢光燈管一第一強度的管電流及一第二強度的管電流，其中第一強度的管電流大於第二強度的管電流；以及一狀態選擇電路，電連接於該切換控制電路，其輸出一切換信號用於在第一時間段控制該切換控制電路提供處於待機狀態(stand-by mode)的冷陰極螢光燈管第一強度的管電流，使冷陰極螢光燈管的輝度快速增加，並在第一時段結束後提供該冷陰極螢光燈管第二強度的管電流，使該冷陰極螢光燈管的輝度在第二時段後趨於穩定而處於一掃描狀態。
5.如權利要求1所述的一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，其特徵在於其中切換控制電路包含一單刀多擲開關，電連接於該狀態選擇電路與冷陰極螢光燈管，其會適應切換信號的觸發而切換接點位置；若干個電容器，分別電連接於單刀多擲開關與該直流至交流電壓變換器，這些電容器分別具有大小不一的電容值，其會適應單刀多擲開關接點位置的切換而使冷陰極螢光燈管迴路上的負載電容值產生變化，進而分別提供該冷陰極螢光燈管第一強度的管電流及第二強度的管電流。
6.如權利要求1所述的一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置，其特徵在於其中單刀多擲開關是一個繼電器。
專利摘要一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置,是一種冷陰極螢光燈管的電源控制裝置,應用於設置在圖像掃描裝置中的冷陰極螢光燈管上,其包含下列元件:一固定直流電壓供應器、一直流至交流電壓變換器,一切換控制電路以及一狀態選擇電路,其以改變負載電容值的方式來分別在第一時段控制該切換控制電路提供處於關機或待機狀態的該冷陰極螢光燈管第一強度的管電流,使該冷陰極螢光燈管的輝度快速增加,並在第一時段結束後提供該冷陰極螢光燈管第二強度的管電流,使該螢光燈管的輝度在第二時段後趨於穩定而處於掃描狀態。
文檔編號H05B41/18GK2340145SQ9820435
公開日1999年9月22日 申請日期1998年5月7日 優先權日1998年5月7日
發明者林仲炳, 林清長 申請人:鴻友科技股份有限公司