冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路的製作方法
2023-05-18 22:56:21 2
專利名稱：冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，尤指一種設置在掃描裝置中，並根據參考電壓，用以即熱暖機控制冷陰極螢光燈管輝度的電路。
背景技術：
圖像掃描裝置為一處於快速發展中的新興產業，其可以將一般的照片、文字、圖形等圖像轉換成為在計算機裡可顯示、編輯、儲存及印列的數字格式，現在已經成為不可或缺的個人計算機外設裝置。其中，圖像掃描裝置所運用的投射光源以冷陰極螢光燈管(Cold-Cathode Fluorescent Tube；CCFL)為主要光源，但是由於冷陰極螢光燈管從點亮後到亮度穩定需要經過一段時間，稱之為暖機時間。也就是說，圖像掃描裝置開始進行掃描作業前，於開啟電源後需要先暖機約數分鐘，讓冷陰極螢光燈管達到均勻發光的穩定狀態，然後開始進入執行掃描的動作。
請參考圖1，為公知冷陰極螢光燈管的固定管電流暖機曲線示意圖。如圖1所示，其中縱坐標軸表示燈管的輝度(Brightness)其單位為(cd/m2)，橫坐標軸為時間(t)。冷陰極螢光燈管於一固定管電流I供電下，其燈管所發出光線的輝度(Brightness)會隨電流導通時間t的變化而上升，當到達一暖機時間ts時，燈管所發出光線的輝度B會達到一穩定的狀態。上述說明中，此種燈管輝度(Brightness)的調整，是由模擬(Analog)電壓控制器提供所需的固定管電流，為模擬(Analog)電壓調光。
因此，使用者自關機狀態中激活圖像掃描裝置的電源後，需要經過一等待長達數分鐘的暖機時間，方可進入一掃描狀態以進行掃描動作。同時，當圖像掃描裝置於連續掃描時，連續流通到燈管的固定管電流會使得燈管產生高熱，此高熱會影響機構變形，進而嚴重影響掃描品質。因此，暖機時間會影響圖像掃描裝置的操作效率進而延遲掃描速度，而燈管產生的高熱也會影響掃描品質。縮短暖機時間與控制固定管電流的導通量，可以提高圖像掃描裝置的操作效率以及降低燈管產生的熱量，以防止機構變形、改善掃描品質。
發明內容
本發明為一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其主要目的是利用脈寬調製(PWM)技術於掃描裝置中，用以控制調整掃描裝置的發光源一冷陰極螢光燈管(CCFL)的輝度，於掃描裝置開機時提供一第一管電流給冷陰極螢光燈管(CCFL)用以快速達到燈管發光輝度的穩定狀態，當燈管到達輝度的穩定狀態後，掃描裝置即可以進行掃描動作，此時，本發明會提供一第二管電流給冷陰極螢光燈管(CCFL)，用以保持燈管輝度的穩定狀態。同時，掃描裝置於掃描動作時，本發明會隨時取得一燈管發光狀態的反饋信號與一燈管發熱的反饋信號，再經由本發明比較處理運算後用以實時改變第二管電流的電流量給冷陰極螢光燈管(CCFL)，以進行燈管的輝度調整與熱量的調整。
根據本發明的目的提供一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，是利用一脈寬調製控制單元，連接於一換流單元，於一暖機時間，輸出一第一控制信號給該換流單元，接著，於一掃描時間，輸出一第二控制信號給該換流單元，用以控制該換流單元提供驅動電力給冷陰極螢光燈管。
上述說明中，該第一控制信號與該第二控制信號，分別控制該換流單元以提供一第一管電流與一第二管電流的該驅動電力給冷陰極螢光燈管使用。本發明還利用一RC電路連接於該脈寬調製控制單元，通過調整該RC電路的電阻值和電容值，用以調整冷陰極螢光燈管的暖機時間。同時，脈寬調製控制單元提供的第一控制信號其工作時間比(duty ratio)大於第二控制信號，此設計是控制換流單元提供的第一管電流大於第二管電流。
根據本發明的構思，該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第一控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
根據本發明的構思，該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
根據本發明的構思，該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，先後接受該第一控制信號及第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
根據本發明的構思，該第一控制信號與該第二控制信號，分別控制該換流單元以提供一第一管電流與一第二管電流的該驅動電力給該冷陰極螢光燈管使用。
根據本發明的構思，該冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，還有一RC電路連接於該脈寬調製控制單元，通過調整該RC電路的電阻值和電容值，用以調整該暖機時間。
根據本發明的構思，該第一控制信號的工作時間比(duty ratio)大於該第二控制信號。
根據本發明的構思，該第一管電流大於該第二管電流。
根據本發明的另一方面提供的一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，設置在一掃描裝置中，根據一參考電壓，用以控制一冷陰極螢光燈管的輝度，其中包括有一換流單元，連接於該冷陰極螢光燈管，提供一驅動電力給該冷陰極螢光燈管；及一脈寬調製控制單元，連接於該換流單元，分別輸出一第一控制信號與一第二控制信號給該換流單元，用以控制該換流單元提供該驅動電力給該冷陰極螢光燈管。
根據本發明的構思，該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第一控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
根據本發明的構思，該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該地動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
根據本發明的構思，該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，先後接受該第一控制信號及第二控制信號控制，用以進行導通/截止(ON/OFF)的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
根據本發明的構思，該第一控制信號與該第二控制信號，分別控制該換流單元以提供一第一管電流與一第二管電流的該驅動電力給該冷陰極螢光燈管使用。
根據本發明的構思，還有一RC電路連接於該脈寬調製控制單元，通過調整該RC電路的電阻值和電容值，用以調整該脈寬調製控制單元輸出該第一控制信號的時間。
根據本發明的構思，該第一控制信號的工作時間比(duty ratio)大於該第二控制信號。
根據本發明的構思，該第一管電流大於該第二管電流。
本發明可以有效地縮短掃描裝置的暖機時間與控制冷陰極螢光燈管固定管電流的導通量，進而可以提高圖像掃描裝置的操作效率以及降低燈管產生的熱量，以防止機構變形、改善掃描品質。
圖1為公知冷陰極螢光燈管的固定管電流暖機曲線示意圖；圖2為公知冷陰極螢光燈管使用二不同固定管電流的暖機曲線示意圖；圖3為本發明冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路方框示意圖；圖4為本發明冷陰極螢光燈管的另一即熱暖機電路方框示意圖；圖5為本發明第一控制信號與第二控制信號的波形示意圖；圖6為本發明冷陰極螢光燈管的管電流暖機曲線示意圖；及圖7為本發明冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路示意圖。
其中，附圖標記說明如下
1-即熱暖機電路；12-脈寬調製控制單元；14-換流單元；142-切換開關；144-變壓器；16-RC電路；2-參考電壓；3-冷陰極螢光燈管；S1-第一控制信號；S2-第二控制信號。
具體實施例方式
請參考圖2，為公知冷陰極螢光燈管使用二不同固定管電流的暖機曲線示意圖。如圖2所示，其中縱坐標軸表示燈管的輝度(Brightness)，其單位為(cd/m2)，橫坐標軸為時間(t)。從圖2可以看出，提供固定管電流I1進行冷陰極螢光燈管的暖機時，其於時間t1時燈管輝度B1達到穩定狀態，而提供固定管電流I2進行冷陰極螢光燈管的暖機時，其於時間t2時燈管輝度B2達到穩定狀態。由上述說明可知，加大冷陰極螢光燈管的管電流可以有效的縮減暖機時間，並且其輝度會穩定於一較高值。
請參考圖3，為本發明冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路方框示意圖。其中本發明冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路1設置在一掃描裝置(未標示)中，根據一參考電壓2，用以控制一冷陰極螢光燈管3的輝度，包括有一換流單元14、一脈寬調製控制單元12及一RC電路。上述說明中，本發明冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路示意圖如圖7所示，該脈寬調製控制單元12由高地電子有限公司製造的控制集成電路IC，該集成電路IC為編號34063的直流/直流控制集成電路。參考電壓2使用直流電壓12伏特。並其換流單元14使用ROYAL TYPE的換流電路架構。
再參考圖3，本發明利用脈寬調製控制單元12，連接於換流單元14，輸出一控制信號給該換流單元14，用以控制該換流單元14根據參考電壓2提供驅動電力給冷陰極螢光燈管3。同時，脈寬調製控制單元12還連接一RC電路16，通過調整該RC電路的電阻值和電容值，用以調整該控制信號的輸出時間。
請配合圖3，參考圖4，為本發明冷陰極螢光燈管的另一即熱暖機電路方框示意圖。圖3的換流單元14包括有一變壓器144與至少一切換開關142。其中變壓器144通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管3，用以作該驅動電力的轉換。同時，該些切換開關142，連接於該脈寬調製控制單元12、該參考電壓2及該變壓器144的一次側線圈，是接受脈寬調製控制單元12輸出的控制信號的控制，用以進行導通/截止(ON/OFF)的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器144的一次側線圈。
配合圖4，請參考圖5，為本發明第一控制信號與第二控制信號的波形示意圖，其中縱軸表示電壓(v)、橫軸表示時間(t)。該脈寬調製控制單元12輸出的控制信號，根據掃描裝置預先設計的最佳暖機時間與最佳掃描時間時，換流單元14所需提供到冷陰極螢光燈管3的管電流，可分為一第一控制信號S1及一第二控制信號S2。而第一控制信號S1其工作時間比(dutyratio)大於該第二控制信號S2。
如上述說明，當掃描裝置(未標示)於暖機時間時，該脈寬調製控制單元12輸出該第一控制信號S1到該換流單元14，控制該些切換開關142進行導通/截止巨(ON/OFF)的切換動作，並將該參考電壓2以交變型態通過變壓器144傳送給冷陰極螢光燈管3使用，此時，提供到冷陰極螢光燈管3的管電流為一第一管電流。再者，當掃描裝置(未標示)的冷陰極螢光燈管3輝度(Brightness)達到穩定狀態時，該脈寬調製控制單元12輸出該第二控制信號S2到該換流單元14，用以提供一第二管電流給冷陰極螢光燈管3使用。上述中，第一管電流的電流量大於第二管電流的電流量。
配合圖4，請參考圖6，為本發明冷陰極螢光燈管的管電流暖機曲線示意圖。如圖6所示，其中縱坐標軸表示燈管的輝度(Brightness)其單位為(cd/m2)，橫坐標軸為時間(t)。其中於時間t0-t3時，本發明提供給冷陰極螢光燈管3的管電流I3為第一管電流，該第一管電流由脈寬調製控制單元12輸出該第一控制信號S1控制換流單元14而得。此時，第一管電流提供冷陰極螢光燈管3進入一快速暖機狀態為一暖機時間。
在時間t3-t4時，本發明提供給冷陰極螢光燈管3的管電流I3為第二管電流，該第二管電流由脈寬調製控制單元12輸出該第二控制信號S2控制換流單元14而得。此時，流入冷陰極螢光燈管3的管電流由較大的第一管電流轉變成為較小的第二管電流，用以進入掃描狀態。
當時間t3時，本發明提供的管電流I3，由第一管電流轉變成提供第二管電流，接著，由實驗可知冷陰極螢光燈管3經過一小段時間後(t3-t4)其輝度B3會達到穩定狀態。時間t4以後，掃描裝置(未標示)進入掃描狀態。
再配合圖3、圖5，請參考圖6，上述說明中，脈寬調製控制單元12先後輸出的第一控制信號S1與第二控制信號S2，分別控制該換流單元14以提供第一管電流與第二管電流的該驅動電力給冷陰極螢光燈管3使用。其中，本發明還利用RC電路16連接於脈寬調製控制單元12，通過調整該RC電路16的電阻值和電容值，用以調整冷陰極螢光燈管3的暖機時間(即時間t0-t3)。同時，脈寬調製控制單元12提供的第一控制信號S1其工作時間比(duty ratio)大於第二控制信號S2，此設計控制換流單元14提供的第一管電流大於第二管電流。
再參考圖6，冷陰極螢光燈管3的輝度(Brightness)、於時間t4以後即維持穩定，使得掃描裝置(未標示)可以開始進行掃描動作，此穩定輝度B3和第二管電流的電流量有關。同時，掃描裝置(未標示)於掃描動作時，本發明的即熱暖機電路會隨時取得一冷陰極螢光燈管3發光狀態的反饋信號與一冷陰極螢光燈管3發熱的反饋信號，再經由本發明比較處理運算後用以實時改變第二管電流的電流量給冷陰極螢光燈管3，以進行冷陰極螢光燈管3的輝度(Brightness)調整與熱量的調整。
綜上所述，本發明一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其主要目的是利用脈寬調製(PWM)技術於掃描裝置中，用以控制調整掃描裝置的發光源一冷陰極螢光燈管的輝度，於掃描裝置開機時提供一第一管電流給冷陰極螢光燈管用以快速達到燈管發光輝度，接著，提供一第二管電流給冷陰極螢光燈管，用以保持燈管輝度的穩定狀態。同時，掃描裝置於掃描動作時，本發明會隨時取得一燈管發光狀態的反饋信號與一燈管發熱的反饋信號，再經由本發明比較處理運算後用以實時改變第二管電流的電流量給冷陰極螢光燈管，以進行燈管的輝度調整與熱量的調整。
因此，本發明可以有效的縮短掃描裝置的暖機時間與控制冷陰極螢光燈管固定管電流的導通量，進而可以提高圖像掃描裝置的操作效率以及降低燈管產生的熱量，以防止機構變形、改善掃描品質。
上述所揭示的附圖、說明，僅為本發明的實施例而已，凡本領域的技術人員可依據上述的說明作其它種種的改進，而這些改變仍包含於本發明的保護範圍之中。
權利要求
1.一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，設置在一掃描裝置中，根據一參考電壓，用以控制一冷陰極螢光燈管的輝度，其中包括有一換流單元，連接於該冷陰極螢光燈管，提供一驅動電力給該冷陰極螢光燈管；及一脈寬調製控制單元，連接於該換流單元，於一暖機時間，輸出一第一控制信號給該換流單元，接著，於一掃描時間，輸出一第二控制信號給該換流單元，用以控制該換流單元提供該驅動電力給該冷陰極螢光燈管。
2.如權利要求1所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第一控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
3.如權利要求1所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
4.如權利要求1所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，先後接受該第一控制信號及第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
5.如權利要求1所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該第一控制信號與該第二控制信號，分別控制該換流單元以提供一第一管電流與一第二管電流的該驅動電力給該冷陰極螢光燈管使用。
6.如權利要求1所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是還有一RC電路連接於該脈寬調製控制單元，通過調整該RC電路的電阻值和電容值，用以調整該暖機時間。
7.如權利要求5所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該第一控制信號的工作時間比大於該第二控制信號。
8.如權利要求5所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該第一管電流大於該第二管電流。
9.一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，設置在一掃描裝置中，根據一參考電壓，用以控制一冷陰極螢光燈管的輝度，其中包括有一換流單元，連接於該冷陰極螢光燈管，提供一驅動電力給該冷陰極螢光燈管；及一脈寬調製控制單元，連接於該換流單元，分別輸出一第一控制信號與一第二控制信號給該換流單元，用以控制該換流單元提供該驅動電力給該冷陰極螢光燈管。
10.如權利要求9所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第一控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
11.如權利要求9所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該地動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，接受該第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
12.如權利要求9所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該換流單元包括有一變壓器，通過二次側線圈連接於該冷陰極螢光燈管，用以作該驅動電力的轉換；及至少一切換開關，連接於該脈寬調製控制單元、該參考電壓及該變壓器的一次側線圈，先後接受該第一控制信號及第二控制信號控制，用以進行導通/截止的切換動作，並將該參考電壓以交變型態傳送到該變壓器的一次側線圈。
13.如權利要求9所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該第一控制信號與該第二控制信號，分別控制該換流單元以提供一第一管電流與一第二管電流的該驅動電力給該冷陰極螢光燈管使用。
14.如權利要求9所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是還有一RC電路連接於該脈寬調製控制單元，通過調整該RC電路的電阻值和電容值，用以調整該脈寬調製控制單元輸出該第一控制信號的時間。
15.如權利要求13所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該第一控制信號的工作時間比大於該第二控制信號。
16.如權利要求13所述的冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，其特徵是該第一管電流大於該第二管電流。
全文摘要
本發明公開了一種冷陰極螢光燈管的即熱暖機電路，利用脈寬調製技術於掃描裝置中，進行冷陰極螢光燈管的輝度調整，包括有一換流單元，連接於該冷陰極螢光燈管，提供一驅動電力給該冷陰極螢光燈管；及一脈寬調製控制單元，連接於該換流單元，於一暖機時間，輸出一第一控制信號給該換流單元，接著，於一掃描時間，輸出一第二控制信號給該換流單元，用以控制該換流單元提供該驅動電力給該冷陰極螢光燈管。本發明可以有效地縮短掃描裝置的暖機時間與控制冷陰極螢光燈管固定管電流的導通量，進而可以提高圖像掃描裝置的操作效率以及降低燈管產生的熱量，以防止機構變形、改善掃描品質。
文檔編號H05B41/38GK1697585SQ20041003855
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月10日 優先權日2004年5月10日
發明者張慶崇 申請人:光寶科技股份有限公司