CN103025035B - 谐振电容调整元件及其所适用的电流预热型电子安定器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种谐振电容调整元件及其所适用的电流预热型电子安定器，以驱动具灯丝的灯管，该电流预热型电子安定器包括：交-直流转换电路，将交流输入电压转换为高压直流电压；控制单元；辅助电压产生电路；以及逆变电路，将高压直流电压转换为交流输出电压并输出谐振电流及一灯丝电流至灯管，逆变电路包括：谐振电路提供灯管预热的能量；及谐振电容调整电路，连接于谐振电路与检测元件，谐振电容调整电路通过该检测元件判断逆变电路是否开始运作，且于逆变电路开始运作后的延迟时间将谐振电容调整电路的两个高压开关端对应导通或开路，以改变谐振电路的等效谐振电容值。

Description

谐振电容调整元件及其所适用的电流预热型电子安定器

技术领域

本发明涉及一种电子安定器，且特别涉及一种谐振电容调整元件及其所适用的电流预热型电子安定器，其可控制所驱动的灯管的灯丝两端的跨压。

背景技术

照明是人类的基本需求，近年来随着全球经贸与商业活动频繁，以及居家生活品质的提高，照明用电也往上攀升，整体的照明需求电力甚为可观，目前最为广泛使用的灯体为一种低压气体放电灯，也称荧光灯或日光灯，因此，若能致力于此种低压气体放电灯的节能，当能节省可观的电能。此外，随着时代演变及社会生活水准的提升，一般普通的照明驱动电路已不敷使用，低电磁干扰、高效率、高功率因数、无闪烁及重量轻、高品质的照明、省电节约的电子安定器近年来成为照明设备的主流。

现有电子安定器包含有电流预热型电子安定器及电压预热型电子安定器。传统的电流预热型电子安定器可提供荧光灯良好的启动时序，通过控制晶片，例如ST L6574，可提供荧光灯两段工作频率，当该工作频率于相对高频状态时，用以预热荧光灯内的灯丝，其中，预热荧光灯的能量可由电子安定器内的谐振电路提供。而当该工作频率于相对低频状态时，则用以稳定地提供荧光灯所需的工作电流。

电流预热型电子安定器于荧光灯正常工作后即持续输出一稳定的定电流以维持荧光灯的亮度，然而，当该工作电流流过荧光灯内的灯丝时，会于灯丝两端形成一跨压压降，故电流预热型安定器用于低灯丝阻抗(例如2～5欧姆)的一般荧光灯时，灯丝两端的跨压可以低于一门限电压值，例如4V(伏特)，对灯丝寿命的影响较不显著。但当电流预热型安定器用于高灯丝阻抗(例如8～15欧姆)的高效率荧光灯时，由于灯丝为高阻抗，故此时灯丝两端的跨压(例如16V)会高于该门限电压值，如此，将会造成多余的能量浪费及减少荧光灯的寿命，甚至导致高效率荧光灯烧毁。

因此，如何发展一种可解决现有电流预热型电子安定器会导致荧光灯寿命减少或烧毁的缺失，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐振电容调整元件及其所适用的电流预热型电子安定器，其可通过谐振电容调整电路(元件)改变谐振电路的等效谐振电容值，以达到在灯管预热完成及点亮前后调整灯丝电流的电流值的目的，俾可改变多组灯管内的灯丝两端的跨压，以增加荧光灯的使用寿命，因此本发明的电流预热型电子安定器可以同时适用于低灯丝阻抗的一般荧光灯及高灯丝阻抗的高效率荧光灯。本发明提供的谐振电容调整元件(电路)由于可以在高频的环境下正常的运作，因此适用于高频的电流预热型电子安定器，更可利用其延迟特性使电流预热型电子安定器的谐振电路的等效谐振电容值于荧光灯点亮(ignition)的后被改变，而使灯丝电流(lamp filament current)的电流值及灯丝两端的跨压降低。

为达上述目的，本发明的一较广义实施例为提供一种电流预热型电子安定器，驱动至少一组灯管，该电流预热型电子安定器包括：交流-直流转换电路，将交流输入电压转换为高压直流电压，其连接于直流总线并输出高压直流电压；控制单元，控制电流预热型电子安定器运作；辅助电压产生电路，系产生辅助电压；以及逆变电路，与直流总线连接，用于将高压直流电压转换为交流输出电压并输出谐振电流及灯丝电流至该组灯管，逆变电路包括：谐振电路，连接于该组灯管，以提供该组灯管预热时所需的能量，且包含谐振电感及多个谐振电容；以及谐振电容调整电路，连接于谐振电路与一检测元件，谐振电容调整电路系通过该检测元件判断逆变电路是否开始运作，且于逆变电路开始运作后的延迟时间将谐振电容调整电路的两个高压开关端对应导通或开路，以改变谐振电路的等效谐振电容值，俾改变该组灯管内的灯丝两端的跨压。

为达上述另一目的，本发明的一较广义实施例为提供一种谐振电容调整元件，为具四接脚的电子元件，应用于电流预热型电子安定器的逆变电路，且包含：第一开关元件；控制电压产生电路，通过谐振电容调整元件的两个检测端与检测元件连接，其利用检测元件判断逆变电路是否开始运作，并产生对应状态的第一直流电压；以及延时电路，连接于第一开关元件的控制端与控制电压产生电路，依据第一直流电压的状态在顺延一延迟时间后，产生对应状态的第二直流电压，以控制第一开关元件导通或开路，而使谐振电容调整元件的两个高压开关端导通或开路。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的电流预热型电子安定器的电路示意图。

图2为本发明的电流预热型电子安定器的电压、电流及状态的时序示意图。

图3为本发明另一较佳实施例的电流预热型电子安定器的电路示意图。

图4为本发明另一较佳实施例的电流预热型电子安定器的电路示意图。

其中，附图标记说明如下：

电流预热型电子安定器：1，1B，1C

灯管(组)：2，2B

灯丝：21

交流-直流转换电路：10

电磁干扰滤波单元：100

第一整流电路：101

功率因数校正电路：102

功率因数校正控制电路：1020

逆变电路：11，11B，11C

预热电路：110

谐振电路：111，111B

谐振电容调整电路：112

控制电压产生电路：1120

全桥整流电路：1121

箝位保护电路：1122

延时电路：1123

逆变控制电路：113

电力开关电路：114

分压电路：115

保护电路：116

辅助电压产生电路：12

直流总线：13

控制单元：14

交流输入电压：V_in

高压直流电压：V_h

交流输入电流：I_in

交流输出电压：V_o

第一直流电压：V_dc1

第二直流电压：V_dc2

辅助电压：V_cc

调变电压：V_pwm

灯丝电压：V_d

谐振电流：I₁

灯管电流：I₂

灯丝电流：I₃

输出频率：f_o

第一～第二频率值：f₁～f₂

谐振电感：Lr

第一电感：L₁

第一～第二辅助绕组：Na～Nb

谐振绕组：Nr

等效谐振电容值：C_t

第一谐振电容：C_r1，C_ra

第二谐振电容：C_r2，C_rb

半桥电容：C_h

第一二极管：D₁

第二二极管：D₂

第三二极管：D₃

第一保护二极管：D_b1

第二保护二极管：D_b2

第一电阻：R₁

第二电阻：R₂

第三电阻：R₃

第四电阻：R₄

第检测电阻：Rs

第一开关元件：Q₁

第一开关元件的控制端：Q_1a

第一开关元件的电流输入端：Q_1b

第一开关元件的电流输出端Q_1c

第二开关元件：Q₂

第二开关元件的控制端：Q_2a

第三开关元件：Q₃

第四开关元件：Q₄

第一电容：C₁

第二电容：C₂

第三电容：C₃

第一分压电容：C_b1

第二分压电容：C_b2

第一齐纳二极管：Z₁

第二齐纳二极管：Z₂

第三齐纳二极管：Z₃

第一端(直流正端)：a

第二端(直流负端)：b

第三端(第一交流端)：c

第四端(第二交流端)：d

第一～第四时间：t₁～t₄

预热时间区间：T_pre

点灯时间区间：T_ign

延迟时间：T_d

热敏电阻(PTC)：R_h

节点：A

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1，其为本发明较佳实施例的电流预热型电子安定器的电路示意图。如图1所示，电流预热型电子安定器1与多个(组)灯管2连接，该多组灯管2内具有至少一灯丝21，而电流预热型电子安定器1包含交流-直流转换电路10、逆变电路11、辅助电压产生电路12、控制单元14以及总线电容C_b。于本实施例中，该灯管组2为两个(多个)气体放电灯管串联连接组成，但不以此为限，还可由两个(多个)气体放电灯管并联连接组成。

交流-直流转换电路10用以将一交流输入电压V_in转换为一高压直流电压V_h，其具有一输入侧及一输出侧，该输入侧用以接收该交流输入电压V_in，而该输出侧连接于一直流总线13(DC bus)并输出该高压直流电压V_h，例如450V。逆变电路11的输入侧与直流总线13连接，并将该高压直流电压V_h转换为一交流输出电压V_o并输出一谐振电流I₁及灯丝电流I₃至该多组灯管2，其中该谐振电流I₁为一灯管电流I₂及灯丝电流I₃的总和，即谐振电流I₁＝灯管电流I₂+灯丝电流I₃。

于本实施例中，逆变电路11包含一预热电路110、一谐振电路111以及一谐振电容调整电路112，其中，预热电路110与该多组灯管2的串联侧的灯丝21连接，用以对该多组灯管2的串联侧的灯丝21进行预热。谐振电路111用以提供该多组灯管2预热、点灯以及发光时所需的能量，于此实施例中，谐振电路111包含一谐振电感Lr、一第一谐振电容C_r1以及一第二谐振电容C_r2，谐振电感Lr连接于开关电路114及灯管2的其中一个灯丝21，第一谐振电容C_r1与第二谐振电容C_r2在灯管2的两个灯丝间串联连接，其中第一谐振电容C_r1的电容值大于第二谐振电容C_r2的电容值。谐振电容调整电路112的两个高压开关端与该谐振电路111连接，而谐振电容调整电路112的两个检测端与一检测元件连接，例如与谐振电感Lr的第一辅助绕组Na(winding)连接，且包含一控制电压产生电路1120、一延时电路1123、一全桥整流电路1121以及一第一开关元件Q₁，其中该谐振电容调整电路112利用该第一开关元件Q₁延时地导通或开路，以改变与谐振电容调整电路112的两个高压开关端连接的该谐振电路111的等效谐振电容值C_t。辅助电压产生电路12用以产生一辅助电压V_cc，例如5V，并提供控制单元14的功率因数校正控制电路1020(PFC control circuit)及逆变控制电路113运作时所需的电能。总线电容C_b与直流总线13连接，用以滤除高压直流电压V_h的高频噪声。

根据本发明的构想，将谐振电路111的谐振电容电路(C_r1，C_r2)与灯丝21串联连接，且谐振电容调整电路112的两个开关端与谐振电路111的第二谐振电容C_r2并联连接，当灯管2被点亮后，逆变电路11通过谐振电容调整电路112的运作以改变该谐振电路111的等效谐振电容值C_t，可使得该灯丝电流I₃的电流值改变，即为改变流经灯丝21及谐振电路111的虚功率量(reactivepower)，如此则可改变该多组灯管2内的该灯丝21两端的跨压(灯丝电压V_d)的振幅(amplitude)。

请再参阅图1，交流-直流电源转换电路10包括电磁干扰滤波单元100、第一整流电路101以及功率因数校正电路102，其中电磁干扰滤波单元100用以接收交流输入电压V_in，第一整流电路101的交流侧与电磁干扰滤波单元100连接，第一整流电路101的直流侧与功率因数校正电路102的输入侧连接，而功率因数校正电路102的输出侧与直流总线13连接。

于此实施例中，电磁干扰滤波单元100架构于阻隔电流预热型电子安定器1本身的高频噪声及来自交流输入电压V_in的外在噪声，以避免交互干扰的情形产生。运作时，交流-直流电源转换电路10先由第一整流电路101将交流电源整流为全波直流电源，再由功率因数校正电路102通过第二开关元件Q₂的导通或截止，将全波直流电源升压为高压直流电压V_h。功率因数校正电路102包含第一电感L₁、第三二极管D₃、检测电阻Rs以及第二开关元件Q₂，其中，第一电感L₁的一端与第一整流电路101的直流侧的正端连接，另一端与第三二极管D₃的阳极端(anode)连接，而第三二极管D₃的阴极端(cathode)与直流总线13连接，第二开关元件Q₂与检测电阻R_s、第一电感L₁及第三二极管D₃连接。功率因数校正控制电路1020与第二开关元件Q₂的控制端Q_2a连接，且通过控制第二开关元件Q₂导通或截止，使交流输入电流I_in的电流分布近似交流输入电压V_in的弦波波形，以增加功率因数。

于此实施例中，逆变电路11还包含一电力开关电路114及一分压电路115，其中逆变控制电路113与电力开关电路114及辅助电压产生电路12连接，用以控制电力开关电路114运作，使电力开关电路114的串联端产生一调变电压V_pwm。分压电路115连接于直流总线13，用以产生一分压电压(V_h/2)。电力开关电路114包含第三开关元件Q₃及第四开关元件Q₄，第三开关元件Q₃及第四开关元件Q₄串联连接，分压电路115包含第一分压电容C_b1及第二分压电容C_b2，第一分压电容C_b1及第二分压电容C_b2串联连接，电力开关电路114的串联端与分压电路115的串联端连接于谐振电路111及该多组灯管2。逆变电路11通过该第三开关元件Q₃及第四开关元件Q₄的交互地导通或截止，而将高压直流电压V_h转换为高频的交流输出电压V_o。于本实施例中，预热电路110可为一与谐振电感Lr同磁芯(Core)结构的第二辅助绕组N_b及第四电容C₄，且与多个灯管2的串联侧的灯丝21相互串联连接，但不以此为限，用以对多个灯管2的串联侧的灯丝21进行预热。

于本实施例中，谐振电容调整电路112内的电路连接关系依序为控制电压产生电路1120、延时电路1123、第一开关元件Q₁及全桥整流电路1121，其中，控制电压产生电路1120通过谐振电感Lr的第一辅助绕组N_a(检测元件)判断逆变电路11是否开始运作，并产生对应状态(电位)的第一直流电压V_dc1。延时电路1123依据第一直流电压V_dc1的状态(电位)在顺延一延迟时间T_d后，产生对应状态(电位)的第二直流电压V_dc2，以控制第一开关元件Q₁是否导通。

于本实施例中，控制电压产生电路1120包含第一电容C₁、第二电容C₂、第一电阻R₁、第二电阻R₂以及第一齐纳二极管Z₁，延时电路1123包含第二二极管D₂、第三电容C₃、第三电阻R₃以及第四电阻R₄，其中，第一辅助绕组N_a的一端与第一电容C₁的一端及第一节点A连接，第一电容C₁的另一端与第一电阻R₁的一端连接，第一电阻R₁的另一端与第一二极管D₁的阳极端及第一齐纳二极管Z₁的阴极端连接，第一齐纳二极管Z₁的阳极端连接至第一节点A，第一二极管D₁的阴极端与第二电容C₂的一端、第二电阻R₂的一端及第三电容C₃的一端连接，第三电容C₃的另一端、第二电阻R₂的另一端、第二二极管D₂的阳极端及第四电阻R₄的一端连接至第一节点A，第二二极管D₂的阴极端与第三电容C₃的另一端及第三电阻R₃的一端连接，第三电阻R₃的另一端与第四电阻R₄的另一端连接。

于此实施例中，第一开关元件Q₁可为但不限于金氧半场效电晶体(MOSFET)，第一开关元件Q₁的控制端Q_1a与第三电阻R₃的另一端及第四电阻R₄的另一端连接，第一开关元件Q₁的电流输入端Q_1b与全桥整流电路1121的第一端a(直流正端)连接，第一开关元件Q₁的电流输出端Q_1c与全桥整流电路1121的第二端b(直流负端)连接，全桥整流电路1121的第三端c及第四端d(交流侧两端)分别连接至第二谐振电容C_r2的两端，即与第二谐振电容C_r2并联连接。

请参阅图2并配合图1，其中图2为本发明的电流预热型电子安定器的电压、电流及状态的时序示意图。如图2所示，在电流预热型电子安定器1接收交流输入电压V_in而开始作动后的第一时间t₁，控制单元14通过控制电力开关电路114的运作，使逆变电路11开始输出频率值(输出频率f_o)较高的第一频率值f₁(例如65k Hz)的交流输出电压V_o及谐振电流I₁，且开始对多组灯管2进行预热，由于此时灯管2尚未点亮，故无灯管电流I₂，则谐振电流I₁会流经过灯丝21传递至第一谐振电容C_r1，故此时谐振电流I₁等于灯丝电流I₃。为了有较大电流值的灯丝电流I₃对灯丝21有效地预热，在预热时间区间T_pre，谐振电容调整电路112的两个高压开关端之间会对应导通，即第一开关元件Q₁导通，而使等效谐振电容值C_t为第一谐振电容C_r1的较大电容值(C_t＝C_r1)。

在第一时间t₁，第一辅助绕组N_a(检测元件)感应该谐振绕组Nr的谐振电流I₁而产生的电能，且经由第一电容C₁及第一电阻R₁传递至第一二极管D₂的阴极端，以产生致能状态(高电位)的第一直流电压V_dc1，此致能状态(高电位)表示逆变电路11开始运作。此时，致能状态(高电位)的第一直流电压V_dc1开始对第五电容C₅充电，由于电路运作初期第五电容C₅近似短路，即第五电容C₅的电压值为0V，故第一直流电压V_dc1通过第三电阻R₃及第四电阻R₄分压而得的第二直流电压V_dc2(V_dc2＞V_t)不会马上对应地改变为禁能状态(低电位)，第二直流电压V_dc2会维持为电压值大于第一开关导通电压值V_t的高电位(致能状态)，使第一开关元件Q₁导通，如此可使得灯丝电流I₃不经过第二谐振电容C_r2，即旁路第二谐振电容C_r2。此时，灯丝电流I₃流经第一谐振电容C_r1后即由第三端c流入全桥整流电路1121，再由第一端a流出后经过导通的第一开关Q₁以及第二端b流入全桥整流电路1121，接着由第四端d流出至灯管2的另一端以形成一回路，此为电流的正半周作动，而负半周作动即为灯丝电流I₃由第四端d流入全桥整流电路1121，并由第一端a流出后经过导通的第一开关Q₁以及第二端b流入全桥整流电路1121，再由第三端c流出，接着经过第一谐振电容C_r1后流入灯管2的一端。

在第二时间t₂至第三时间t₃的点灯时间区间T_ign中，控制单元14通过控制电力开关电路114的运作，使交流输出电压V_o及谐振电流I₁的频率值f_o的由较高频的第一频率值f₁(例如65k Hz)渐降为较低频的第二频率值f₂(例如40k Hz)，使谐振电路111在第三时间t₃运作在较高频的第二频率值f₂而具有高增益(gain)，进而产生较高电压值(振幅)的交流输出电压V_o使灯管2点亮。

在灯管2的预热及点灯程序完成后，第一直流电压V_dc1会持续对第五电容C₅充电使其电压值上升，此时，第二直流电压V_dc2的电压值虽然会对应地下降，但第二直流电压V_dc2(V_dc2＞V_t)会维持致能状态(高电位)，直到第四时间t₄，第二直流电压V_dc2的电压值才会小于第一开关导通电压值V_t(V_dc2＜V_t)，即改变为禁能状态(低电位)，能量不再传递至第一开关元件Q₁的控制端Q_1a，故第一开关元件Q₁开路，谐振电容调整电路112停止对第二谐振电容C_r2进行旁路。此时灯丝电流I₃流经第一谐振电容C_r1以及第二谐振电容C_r2后再流至灯管2的另一端并形成一回路，然而，此时等效谐振电容的连接关系为第一谐振电容C_r1与第二谐振电容C_r2串联连接，而形成谐振电感Lr、第一谐振电容C_r1以及第二谐振电容C_r2为串联连接关系，故等效谐振电容值C_t小于第一谐振电容C_r1(C_t＜C_r1)，如此可使得灯丝电流I₃的电流值降低，进而使灯丝21两端的跨压降低，灯管寿命增加，并减少能量的浪费，应用于高灯丝阻抗的高效率荧光灯时，还可以防止高效率荧光灯烧毁。由于流经灯丝21的灯丝电流I₃为虚功率，不会影响灯管电流I₂的电流值大小，所以灯管电流I₂的电流值实质上可维持固定的电流值。

整体而言，控制电压产生电路1120在第一时间t₁通过第一辅助绕组N_a(检测元件)判断逆变电路11开始运作，而产生对应致能状态(高电位)的第一直流电压V_dc1时，延时电路1123不会立即对应改变第二直流电压V_dc2的致能状态(高电位)，而是在延迟时间T_d后的第四时间t₄，才对应改变为禁能状态(低电位)的第二直流电压V_dc2，以控制第一开关元件Q₁开路，使灯丝电流I₃及灯丝电压V_d降低。由于延迟时间T_d大于(或等于)预热时间区间T_pre及点灯时间区间T_ign的总和(T_d＞T_pre+T_d)，所以，在预热时间区间T_pre及点灯时间区间T_ign，谐振电路111的等效谐振电容值C_t(C_t＝C_r1)较高，逆变电路11具有较佳的运作特性，同时，在灯管2的预热程序完成及点灯后，等效谐振电容值C_t(C_t＜C_r1)较低，使灯丝电流I₃及灯丝电压V_d的振幅较低。于一些实施例中，谐振电容调整电路112还可以使用半导体制作技术制作成一个四接脚(pin)的谐振电容调整元件，其包含两个检测端及两个高压开关端，且分别连接于检测元件及谐振电路，以减少电流预热型电子安定器实现时的元件数目及体积。

于本实施例中，谐振电容调整电路112使用较低运作频率的第一开关元件Q₁及全桥整流电路1121实现其两个开关端的开关特性，因此第一开关元件Q₁应用于较高频率值(例如40k Hz以上)的逆变电路11时可以正常地导通及截止。若谐振电容调整电路112应用于较低频率值的逆变电路11时，单向的第一开关元件Q₁及全桥整流电路1121可由双向开关元件(未图示)代替，例如三极交流开关(T_RIAC)，其中双向开关元件(未图示)的控制端与延时电路1123的输出端(即第三电阻R₃及第四电阻R₄的串接端)连接，而双向开关元件的两个开关端为谐振电容调整电路112的两个开关端。

请再参阅图1，于此实施例中，逆变电路11还包含一保护电路116，用以当灯管2故障时，保护电流预热型电子安定器1。保护电路116包含第一保护二极管D_b1及第二保护二极管D_b2，其分别对应连接于分压电路115的第一分压电容C_b1及第二分压电容C_b2，当灯管2故障时，在交流输出电压V_o的正负半周期中，灯管2的放电不对称，例如仅在正半周期放电，在没有连接保护电路116的情况下，可能导致第一分压电容C_b1或第二分压电容C_b2的电压值其中之一过高，例如高于高压直流电压V_h的电压值，相反地，在有连接保护电路116的情况下，当例如第二分压电容C_b2的电压值高于高压直流电压V_h的电压值时，对应连接于第二分压电容C_b2的第二保护二极管D_b2会导通，使得第二分压电容C_b2无法继续充电，避免第二分压电容C_b2的电压值过高而导致第一分压电容C_b1或第二分压电容C_b2损坏。

于此实施例中，谐振电容调整电路112还包含一箝位保护电路1122，且连接于第一开关元件Q₁的两个开关端(Q_1c，Q_1c)，其由一第二齐纳二极管Z₂及一第三齐纳二极管Z₃串联连接所组成，以架构于保护第一开关元件Q₁，避免于灯管2预热完成时的瞬间所产的高电压毁坏第一开关元件Q₁。

于此实施例中，逆变电路11还于谐振电容调整电路112的两个开关端之间并联连接一热敏电阻(PTC)R_h，在电流预热型电子安定器1刚开始运作初期(在第一时间t₁之前)，由于第一开关元件Q₁由开路改变为导通的需要短暂时间，利用低温(例如25℃)且电阻值较小的热敏电阻R_h可短暂地代替第一开关元件Q₁对第二谐振电容C_r2的旁路特性，使等效谐振电容值C_t为第一谐振电容C_r1的较大电容值(C_t＝C_r1)，且由较大电流值的灯丝电流I₃对灯丝21预热，同时防止灯管2在未完成预热的前因较小的等效谐振电容值C_t而短暂闪烁。在灯管2点亮后，由于热敏电阻R_h为高温(例如100℃)且较大电阻值状态，即近似开路状态，使其不具旁路特性，所以不影响谐振电路111的特性。

请参阅图3并配合图1及图2，其中图3为本发明另一较佳实施例的电流预热型电子安定器的电路示意图。图3的灯管组2B及谐振电路111B不同于图1，于本实施例中，灯管组2B以单一个灯管实现，谐振电容调整电路112的两个高压开关端与第二谐振电容C_rb串联连接，谐振电路111B通过谐振电容调整电路112的两个高压开关端的导通或开路，使第一谐振电容C_ra与第二谐振电容C_rb在灯管组2B的两个灯丝21间选择性地并联连接。相似地，在预热时间区间T_pre及点灯时间区间T_ign，谐振电容调整电路112的两个高压开关端之间会对应导通，即第一开关元件Q₁导通，使等效谐振电容值C_t为较大电容值，即等效谐振电容值C_t为第一谐振电容C_ra与第二谐振电容C_rb的电容值的总和。在延迟时间T_d后的第四时间t₄，灯管预热完成及点亮，谐振电容调整电路112的两个高压开关端之间会对应开路，使等效谐振电容值C_t为较小电容值(C_t＝C_ra)，即等效谐振电容值C_t为第一谐振电容C_ra的电容值。其中，若第一谐振电容C_ra的电容值小于第二谐振电容C_rb的电容值时，电流预热型电子安定器1B可以具有更好的运作特性。

请参阅图4并配合图1～3，其中图4为本发明另一较佳实施例的电流预热型电子安定器的电路示意图。图4的逆变电路11C不同于图3，于本实施例中，由于电力开关电路114运作时的责任周期(duty cycle)为50％，故将图3的分压电路115简化(或等效)为一个半桥电容C_h，且该半桥电容C_h与谐振电路111B串联连接，而运作原理同上所述，于此不再赘述。

综上所述，本发明的电流预热型电子安定器通过一谐振电容调整电路(元件)调节谐振电路中的等效谐振电容值，使等效谐振电容值在灯管预热完成及点亮前后为不同且适当的电容值，如此可在灯管预热及点亮时具有较大的灯丝电流，同时在灯管预热及点亮的后降低灯丝电流的电流值，以达到降低灯丝两端的跨压的目的(低于4V)，由此可避免能量浪费及延长灯管使用寿命，因此本发明的电流预热型电子安定器可以同时适用于低灯丝阻抗的一般荧光灯及高灯丝阻抗的高效率荧光灯。本发明提供的谐振电容调整元件(电路)由于可以在高频的环境下正常的运作，因此适用于高频的电流预热型电子安定器，还可利用其延迟特性使电流预热型电子安定器的谐振电路的等效谐振电容值于荧光灯点亮的后被改变，而使灯丝电流的电流值及灯丝两端的跨压降低(低于4V)。

本发明可由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

Claims (19)

1.一种电流预热型电子安定器，驱动至少一组灯管，其特征在于，该电流预热型电子安定器包括：

一交流-直流转换电路，系将一交流输入电压转换为一高压直流电压，其连接于一直流总线并输出该高压直流电压；

一控制单元，控制该电流预热型电子安定器运作；

一辅助电压产生电路，产生一辅助电压；以及

一逆变电路，与该直流总线连接，用于将该高压直流电压转换为一交流输出电压并输出一谐振电流及一灯丝电流至该组灯管，该逆变电路包括：

一谐振电路，连接于该组灯管，以提供该组灯管预热时所需的能量，且包含一谐振电感及多个谐振电容；以及

一谐振电容调整电路，连接于该谐振电路与一检测元件，包括：

一第一开关元件；

一控制电压产生电路，与该检测元件连接，通过该检测元件判断该逆变电路是否开始运作，并产生对应状态的一第一直流电压；以及

一延时电路，连接于该第一开关元件的控制端与该控制电压产生电路，依据该第一直流电压的状态在顺延一延迟时间后，产生对应状态的一第二直流电压，以控制该第一开关元件是否导通，以改变该谐振电路的等效谐振电容值，以改变该组灯管内的灯丝两端的跨压。

2.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该交流-直流转换电路包括：

一电磁干扰滤波单元；

一第一整流电路，与该电磁干扰滤波单元连接；以及

一功率因数校正电路，连接于该第一整流电路与该直流总线。

3.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该逆变电路还包含一分压电路，连接于该直流总线，以产生一分压电压，该分压电路包含串联连接的一第一分压电容及一第二分压电容。

4.如权利要求3所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该逆变电路还包含一保护电路，该保护电路的一第一保护二极管及一第二保护二极管分别连接于该第一分压电容及该第二分压电容，以防止该第一分压电容及该第二分压电容的电压值过高。

5.如权利要求2所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该控制单元包含：一功率因数校正控制电路及一逆变控制电路，分别控制该功率因数校正电路及该逆变电路运作。

6.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该第一开关元件为双向开关元件或单向开关元件。

7.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该第一开关元件为单向开关元件，且该谐振电容调整电路还包括一全桥整流电路，该全桥整流电路的两个交流端连接于该谐振电容调整电路的两个高压开关端，该全桥整流电路的两个直流端与该第一开关元件的两个开关端连接。

8.如权利要求7所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该谐振电容调整电路还包括一箝位保护电路，连接于该第一开关元件的两个开关端，架构于保护该第一开关元件，且该谐振电容调整电路包含至少一齐纳二极管。

9.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该控制电压产生电路包含：一第一电容、一第二电容、一第一电阻、一第二电阻以及一第一齐纳二极管，该检测元件与该第一电容的一端及一第一节点连接，该第一电容的另一端与该第一电阻的一端连接，该第一电阻的另一端与一第一二极管的阳极端及该第一齐纳二极管的阴极端连接，该第一齐纳二极管的阳极端连接至该第一节点，该第一二极管的阴极端与该第二电容的一端及该第二电阻的一端连接。

10.如权利要求9所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该延时电路包含：一第二二极管、一第三电容、一第三电阻以及一第四电阻，该第三电容的一端连接于该第一二极管与该第二电容以及该第二电阻，该第三电容的另一端、该第二电阻的另一端、该第二二极管的阳极端及该第四电阻的一端连接至该第一节点，该第二二极管的阴极端与该第三电容的另一端及该第三电阻的一端连接，该第三电阻的另一端与该第四电阻的另一端连接。

11.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该逆变电路还包含：一电力开关电路，连接于该控制单元、该直流总线以及该谐振电路，以产生一调变电压至该谐振电路。

12.如权利要求11所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该逆变电路还包含：一半桥电容，与该谐振电路串联连接，且该电力开关电路运作时的责任周期为50％，该逆变电路为半桥式，由该半桥电容等效为分压特性。

13.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该检测元件为一与该谐振电感同磁芯结构的一第一辅助绕组。

14.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该逆变电路还包括一预热电路，与该组灯管连接，以对该组灯管进行预热。

15.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其中该逆变电路包含一热敏电阻，连接于该谐振电容调整电路的两个高压开关端。

16.如权利要求1所述的电流预热型电子安定器，其特征在于，该谐振电路的谐振电容电路连接于该组灯管的两端，该谐振电容电路包含：一第一谐振电容以及一第二谐振电容，该第二谐振电容与该谐振电容调整电路的两个高压开关端为串联或并联连接。

17.一种谐振电容调整元件，为具多个接脚的电子元件，应用于一电流预热型电子安定器的一逆变电路，其特征在于，该逆变电路包括一谐振电路，该谐振电路连接于该谐振电容调整元件以及一组灯管，以提供该组灯管预热时所需的能量，且包含一谐振电感及多个谐振电容，该谐振电容调整元件包含：

一第一开关元件；

一控制电压产生电路，通过该谐振电容调整元件的两个检测端与一检测元件连接，其利用该检测元件判断该逆变电路是否开始运作，并产生对应状态的一第一直流电压；以及

一延时电路，连接于该第一开关元件的控制端与该控制电压产生电路，依据该第一直流电压的状态在顺延一延迟时间后，产生对应状态的一第二直流电压，以控制该第一开关元件导通或开路，而使该谐振电容调整元件的两个高压开关端导通或开路，以改变该谐振电路的等效谐振电容值，以改变该组灯管内的灯丝两端的跨压。

18.如权利要求17所述的谐振电容调整元件，其特征在于，该第一开关元件为双向开关元件或单向开关元件。

19.如权利要求17所述的谐振电容调整元件，其特征在于，还包含一全桥整流电路，该全桥整流电路的两个交流端连接于该谐振电容调整元件的两个高压开关端，该全桥整流电路的两个直流端与该第一开关元件的两个开关端连接。