TW414916B - The dielectric barrier layer discharging light-source apparatus and the power supply apparatus of the same - Google Patents

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414916 A7 B7 五、發明説明（1 ) (本發明所屬之技術領域） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係放電燈的一種，係有關於一種包含藉由介電 體障層放電形成準分子，而利用由上述準分子所放射之光 之所謂的介電體障層放電燈的介電體障層放電燈光源裝置 及其供電裝置。 (習知技術） - 與本發明相關的技術，有關介電體障層放電燈，則例 如有特開平2 _ 7 ‘ 3 5 3號，在此則記載了將用來形成準 分子之放電氣體塡充到放電容器內，藉由介電體障層放電 (別名臭氧產生（ozonizer)放電或是無聲放電。參照電氣 學會發行改定新版「放電八> K 7'' 7夕」平成1年6月再 版7版發行第2 6 3頁）形成準分子，而取出從上述準分 子的放射之光的放射器。 經濟部智祛財產局員工涓費合作社印製 上述之介電體障層放電燈以及包含此之光源裝置，由 於具備了多種以前之低壓水銀放電燈或高壓電弧放電燈所 沒有的特長，因此乃有許多應用的可能性。特別是對於近 年來對於環境污染問題之關心的提高，應用利用紫外線之 光化學反應的無公害的材料處理，則成爲最重要之應用之 一，因此，乃強烈要求針對介電體障層放電燈光源裝置能 夠達到高輸出。 但是只藉由該習知技術，乃存在許多無法解決的大問 題。第1問題即是爲了要因應對於減低消耗電力、減低燈 的發熱，達到燈的長壽命化等的強烈要求’必須不得不改 本紙張尺度適用中國國家標羋（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -4- 414916 A7 B7 五、發明説明（2 ) 善燈之發光效率乙點。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2問題即是希望藉由優秀之紫外線應用的普及而達 成經濟性的要求。 該些問題’隨著高輸出化，亦即，裝置的大電力化， 則變得愈來愈重要。 以下則說明用於改善燈之發光效率的條件》 在介電體障層放電燈（2 )中，乃挾著放電電漿空間 * (3) ’在電極（4，5)之間存在1個或2介電體。第 1圖係表存在有2個介電體（6，7 )的介電體障層放電 燈。亦即，在第1圖中’燈密封體（8)兼作爲介電體（ 6，7 )。 經濟部^Mfliyi·局B工消費合作社印製 在讓介電體障層放電燈（2 )點亮時，則從供電裝置 (1 )在該兩極的電極（4，5)施加例如1 〇ΚΗζ〜 200KHz、2KV〜10KV之高頻的交流電壓。但 是由於存在了在放電電漿空間（3)與電極（4，5)之 間的介電體（6 ，7 )，因此，不會從電極（4，5 )直 接讓電流流到放電電漿空間（3 )，而藉由介電體（6 ， 7 )進行電容器的作用而使得電流流動。亦即，在各介電 體（6，7 )在放電電漿空間（3 )側的面上，藉由介電 體的分極而激發出與在各電極（4，5 )側的面等量，但 是符號相反的電荷，而在挾著放電電漿空間（3 )而相向 的介電體（6，7 )的面之間進行放電。 由於沿著介電體（6，7 )在放電電漿空間（3 )側 的面一點也沒有電流流過，因此，在產生放電的部分，在 本纸疾尺度適用中国國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 414916 A 7 _B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 介電體（6 ，7 )在放電電漿空間（3 .)側的面所激發出 的電荷，則被藉由放電而移動所中和，而使得放電電漿空 間（3 )的電場減少，因此，即使電壓持續地施加到電極 (4，5)，放電電流不久也會停止。但是當對電極（4 5 )的施加電壓再上昇時，則放電電流會持續。在產生 1次放電後，停止放電的部分，即不再放電直到被施加在 電極（4，5 )之電壓的極性反轉爲止。 例如當爲已封入了氙氣的介電體障層放電燈時’則氙 氣，會藉由放電而分離成離子與電子，而成爲氙電漿。在 該電漿中，被激發到特定之能量位準的氙會結合而形成準 分子分子。氙準分子（Ixci me r)，在經過某個壽命時間時會 解離，此時所放出之能量即當作真空紫外線波長的光子被 放出。爲了要使介電體障層放電燈能夠有效率地當作真空 紫外線光源而動作，則必須要有效率地形成該準分子分子 〇 而阻礙在放電時有效地形成準分子的重大原因即是在 於將放電電漿激發到對形成準分子分子沒有頁獻的能量位 準。 經濟部智葸財凌局Μ工消費合作社印¾ 在剛開始放電後的放電電漿的電子運動是集體的’雖 然能量高，但是處於溫度低的狀態。在此狀態下’放電電 漿遷移到對於形成準分子分子爲必要之共鳴狀態的機率高 。但是當放電時間變長時1則電漿的電子運動會逐漸成爲 熱的，亦即，稱爲馬克斯威爾—.波茲曼分佈的熱平衡狀態 ，而電漿溫度會上昇’而遷移到無法形成準分子分子之更 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS 規格（210X297公釐） -6 - A 7 B7 五、發明説明（4 ) 高的激發狀態的機率也會上昇。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 更者，即使是已經形成準分子分子的情況，在等待經 過壽命期期，放出所期待的光子，而自然地解離之前，也 會有因爲後續的放電導致準分子分子被破壞的情況。實際 上，在氙準分子的例中，從開始放電到放出真空紫外波長 的光子爲止需要1 # s左右的期間，而在該期間內的後續 的放電或是再放電會讓準分子發光的效率降低。 亦即，可知若一旦已經開始放電，則最重要的要使得 後續放電的能量儘可能的小。 即使放電時間短的情形，若在該放電期間內所注入的 能量過大時，則同樣地遷移到高的激發狀態的機率也會上 昇。而已經遷移到高的激發狀態的電漿，會放出紫外線而 緩，只會讓燈的溫度上昇，而不會對準分子發光帶來貢獻 〇 亦即，不得不進行能夠抑制放電電漿被激發到對於形 成準分子子沒有貢獻的能量位準的放電驅動。 經濟部智祛財產笱員工消費合作社印災 根據包含介電體障層放電在內之所有的脈衝式放電， 而欲達成準分子發光之高效率化的提案’則有特開平1 一 2 4 3 3 6 3 ，而此是沿襲了當一旦開始放電時，使後續 之放電的能量儘可能變小的上述條件。但是在該提案所記 載的內容，有關如何調整參數使得準分子發光高效率化’ 對於該參數値的有效條件或是能夠實現比之供電裝置的構 成，則未有任何具體的提示。 在具有能夠滿足抑制放電電漿被激發到對於形成上述 本纸法尺度通用中國國家標準ί CNS ) A4規格（210X297公爱）-7- 經濟部智毡財產局負工消費合作钍印製 4149s6 A7 ___^__B7_____ 五、發明説明（5 ) 準分子分子沒有貢獻之能量位準之放電條件之可能性的燈 施加電壓波形中，作爲最單純之選擇之一者可以考慮具有 適當振幅的矩形波。實際上，與利用介電體障層放電之螢 光燈的驅動波形有關的改善提案，則例如有特開平6 -1 6 3 0 0 6。其中敘述了藉著以正負極性的矩形脈衝列 或是交流的矩形波來驅動，而提高螢光燈之輝度的內容。 在此其中，則針對矩形脈衝列或矩形波，記載了有關頻率 或作用（duty )比，輝度相對於施加電壓之變化的變化的實 驗結果，而相較於以往的正弦波驅動，可以提高效率。 但是該單純的矩形波的波形，當實際構成供電裝置時 會有很大的問題。該問題，如先前所述，由於介電體障層 放電燈具有藉由介電體（6 ，7 )進行電容器的動作而流 有電流的構造，而基本上整體是一個電容器，因此只有在 燈施加電壓的上升或是下降的瞬間才會有脈衝式的電流流 動所導致。此一情況則如以模式地表示燈施加電壓波形（ V s ( t ))以及燈電流波形（I s ( t ))的第3圖所示 〇 通常用於產生施加到介電體障壁放電燈的交流高電壓 的供電裝置，則使用反相電路與昇壓變壓器，但是在其1 次側繞線所流的電流，會與1次側到2次側之電壓昇壓比 呈比例地變大。例如當燈電流波形的峰値電流値爲3 A時 ，若昇壓變壓器的昇壓比爲2 0倍時，則在其1次側繞線 所流的峰値電流値實際上可達到6 Ο A。 雖然該電流値不是不可能實現’但是能夠耐得住比電 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙技尺度適用中國囷家標準< CN:S ) A4規格（210X297公釐） -8- 414916 A7 __ B7 五、發明説明（6 ) 流之反相電路用的關開元件卻會變得昂責，而難以解決上 述第2問題。當然，該峰値電流値雖然會因爲想要點亮之 介電體障層放電燈的規格或是昇壓變壓器的構造而不同* 但是不管是什麼情形，都必須使該値變小。在上述特開平 6 - 1 6 3 0 0 6號的提案中則未敘述用來解決此一問題 的晷體的方法。 (本發明所要解決的課題） 本發明即在於提供一種能夠同時解決上述課題，亦即 ’第1問題郎是爲了要因應對於減低消耗電力、減低燈的 發熱、達到燈的長壽命化等的強烈要求，必須不得不改善 燈之發光效率的問題，以及上述第2問題，亦即希望藉由 優秀之紫外線應甩的普及而達成經濟性的要求之介電體障 層放電燈光源裝置及其供電裝置。 (解決課題之手段） 經濟部智祛財產局員工消費合作社印製 1^1^1 i^i^i-*-^^^^1 ^^^^1 ti m· ϋ«ι ϋϋ /iv$-6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了要解決上述課題，本發明之第1項之介電體障層 放電燈光源裝置其主要係針對一具有：ί维有被塡充有可 藉由介電體障層放電而產生準分子之放電氣體的放電電漿 空間（3 ) ’而在用於誘導上述述放電氣體產生放電現象 之兩極的電極（4 ，5 )中的至少其中一者與上述放電氣 體之間存在有介電體之構造的介電體障層放電燈（2)， 以及對上述介電體障層放電燈的上述電極施加大約呈週期 性之交流的高電壓的供電裝置（1 )的介電體障層放電燈 本紙法尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210X297公变） 414916 A7 B7 五、發明説明（7 ) 光源裝置，其特徵在於 {請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述洪電裝置（1 )，在針對介電體障層放電管（2 )結束1次的放電，而燈施加電壓朝向接下來的放電而變 化時， 燈施加電壓波形（V s ( t ))，在經過下一次放電之 有效放電開始電壓（+ E ^，- E ^ )之前，具有進行緩慢 變化的期間，之後則引起急劇的變化。 更者，第2項之發明，係在上述第1項之介電體障層 放電燈光源裝置，有關在結束上述1次放電時的電壓V a與 在下一次放電結束時之電壓VB的電壓差，以及上述 電壓V a與上述燈施加電壓進行緩慢變化之期間在結束時的 電壓V f的電壓差△ V ，則滿足0 . 3 . S △ V y / A V X客 〇.9。 經濟部智慧財是场員工消资合作社印製 更者，本發明之第3項之介電體障層放電燈光源裝置 ，其主要係一針對具有被塡充有藉由介電.體障層放電，而 產準分子之放電氣體的放電電漿空間（3)，而在誘導上 述放電氣體產生放電現象之電極的電極（4 ，5 )中之其 中一者與上述放電氣體之間存在介電體（6 ，7 )的介電 體障層放電管（2)，在上述介電體障層放電管的上述電 極（4，5 ) •施加大約呈周期性之交流的高電壓的介電 體障層放電燈光源裝置用供電裝置，其特徵在於： 係一由可將D C電壓源（1 2 )的電壓昇壓到較其爲 高之DC電壓而輸出的扼流電路（2 6)，在2次側產生 交之高電壓的昇壓變壓器（10)，以及將來自上述扼流

V 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -1〇 - 414916 A7 B7 五、發明說明（8 ) 電路（2 6 )的輸出轉換成交流，且將其洪給到上述昇壓 變壓器（1 0 )之一次側的反相電路（1 3 )所構成的介 電體障層放電燈光源裝置用供電裝置，用於控制上述扼流 電路（2 6 )之關開元件的閘信號（G c ) *則相對於用來 控制上述反.相電路（1 3 )之開關元件的閘信號（G I：， Gl)而呈同步地被產生。 更者，第4項之光源裝置，上述供電裝置（1 )係一 第3項之介電體障層放電燈光源裝置用供電裝置。 請參照第4圖來說明本發明之第1項、第2項的實施 形態。 爲了要達成抑制放電電漿激發到對使上述準分子形成 變成有效率之準分子形成未有貢獻的能量位準，若使燈施 加電壓上昇，在到達放電開始電壓才開始放電的話，則可 以儘速地結束放電。 介電體障層放電燈之電路的動作，如將其予以模型化 表現之第2圖所示，放電電漿空間（3 )的放電路徑（9 )，則可以考慮將放電電阻（R κ )，與放電開關（S W κ )呈串聯連接。又介電體障層放電燈（2 )，則在電極（ 4，5)與放電電漿空間（3)之間具有介電體（6 ’ 7 )，而其在電路中乃當作電容器來使用。但是’當介電體 爲2 ί固時 '則可以考慮爲一由各介電體所形成之電容器串 聯而合成的1個電容器（C d )。 由該介電體所形成的電容器（C d )，由於係一針對放 電電漿空間（3 )被呈串聯***的構造，因此’在介電體 本纸張尺度適用中S舀家標準（C：s’S)A4規格（210 X 297公爱） (琦先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |裝--------訂--------- 經濟部智,¾財產局員工消f合作社印製

-TW 414916 A7 ______B7 五、發明説明（9 ) 障層放電燈（2 )，只有在燈施加電壓變化的期間，或是 剛發生變化後的某個期間內，才會有放電電流經。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 放電電漿空間（3)本身也形成電容器（CB_)，若開 始放電，由於在該電容器（g )所放電的能量的大部分係 花費在放電上，因此可知供電裝置最好是一在開始放電以 後，不會使必要以上的電流追加流過·介電體障層放電燈（ 2 )者。 放電開始電壓，若決定好氣體壓力與放電電漿空間的 間隙間隔時，則幾乎會自動地決定，又，由放電電漿空間 所形成之電容器（Cs)的靜電電容，由於係根攄放電電漿 空間的間隙間隔所決定，因此，在開始1次放電到結束爲 止的期間內，被供給到電漿的最小能量係一將在由放電電 漿空間所形成之電容器（C s )所充電的電荷全部放電的能 量，而此是根據燈的構造來決定。而抑制放電電漿激發到 不會對使上述準分子形成變成有效率的準分子形成有貢獻 的能量位準，則對於該最小能量的放電條件而言，可以良 好被達成。 經濟部智惡財產局員工消費合作社印災 但是，該最小能量的放電條件，則會有在個燈內的放 電會容易因爲受到放電電漿空間之間隙間隔在燈內的位置 不均勻的影響而變得不均勻的問題。 因此，爲了要成爲一擁有可在介電體障層放電燈之全 部的壁面均勻地產生放電之裕度的實用的光源裝置，乃使 燈投入能量較上述最小能量之放電的條件爲高，且必須要 設定在使準分子發光之效率因爲追加地增高燈投入能量而 本紙乐尺度適用中國國家橾準·（ CNS ) A4規格（210X297公釐> 19- 414916 A7 ____B7 _ 五、發明説明（1〇 ) 降低的程度能夠在容忍的範圍內的條件。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，追加變高的燈投入能量，必須要在不導致準分 子發光的效率降低的時刻投入，因此，該能量的投入則最 好必須要接近，於最好是與將在由上述放電電漿空間所形 成的電容器（cs)所充電的電荷全部放電的時刻重疊而進 行。因此有關燈施加電壓的變化速度，在從剛開始放電之 前到到達開始放電後之峰値電壓値爲止的期間內，爲了要 不使準分子發光的效率降低，必須要有必要的陡峻。 但是在從結束_1次的放電到開始下一次放電爲止的期 間內，對於燈施加電壓波形並沒有任何的限制。因此，在 放電結束後，從燈施加電壓的極性開始朝相反方向變化開 始到即將開始下一次放電爲止的期間內，燈施加電壓的變 化速度並不需要陡峻。而此是因爲只要放電電漿空間（3 )的電壓來達到放電開始電壓，即不會產生放電之故。因 此，若不產生放電，則在1個燈內的放電因爲受到上述放 電電漿空間之間隙間隔在燈內的位置不均勻的影響而變得 不均勻，或是效率因爲放電的方法而降低的問題皆不會發 生之故。 經濟部蜇祛財產笱員工消費合作社印^ 亦即，有關燈施加電壓的上升或下降速度，可知只要 當超過放電開始電壓時是高速，則到開始放電之前也可以 是低速。第4圖係模式地表示該情形。 在第4圖中，燈施加電壓波形（V s ( t ))，在從負 側燈電壓（V A )變化到正側燈電壓（V B )時，則具有較 上昇時的放電開始電壓（ + Ei)爲低的値。而在到燈電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 - 414916 A7 B7 五、發明説明（11 ) (婧先閱请背面之注意事項再填寫本頁) 之急唆變化之開始値（v F )爲止的部分（A i )係呈緩慢 地變化。又在從燈電壓之急峻變化的開始値（V F )到正側 燈電壓（Vb)爲止的部分（A2)係呈急峻性變化。在此 ，有關第4圖的情形與上述第3圖的情形，則根據近似的 模型分析來比較燈電流波形（I s ( t ))的峰値電流値C I p 1，，I p 2 )。 表示介電體障層放電燈之電路模型則表示在第2圖。 負側燈電壓V A、正側燈電壓V B、燈電壓之急峻變化的開 始値VF，由介電體所形成之電容器（Cd)的靜電電容 Cd、由放電電漿空間所形成之電容器（cE)的靜電電容 Cl或昇壓變壓器（1 0)、介電體障層放電燈（2)、 以及在該些彼此之互相連接所寄生之浮游靜電電容C ^的各 個値，則其中典型之實例之一，設定以下的値。 V A =— 2 5 0 0 V 式 4 V B =+ 2 5 0 0 V 式 5 V F = + 2 0 0 0 V 式 6 C g =3 5 P F 式 7 C d =2 2 0 P F 式 8 C C =1 0 0 P F 式 9 經濟部智慧財產局資工消費合作社印^ 首先考慮燈施加電壓爲V A的狀態。該狀態，由於是一 剛放電後的狀態’因此’在放電電發空間（3)之放電電 漿空間的靜電電容C g所積存的電荷，則藉由放電被短路， 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS > A4規格（210x 297公瘦）-14- 414916 A 7 _____B7___.____ 五、發明説明（12 ) 而大部分全部被中和，而放電電漿空間的靜電電容08的電 壓可以近似於Ο V。在該狀態下之介電體的靜電電容c ^的 積存電荷QdA、放電電漿空間的靜電電容Cg的積存電荷 Q s A.、浮游靜電電容量C ,的積存電荷Q e A ’ 則分別如 下所述。 Q d A = C a * V a 式 10 Q g A = 0 式 1 1 Q e A = C e * V a 式 12 其次，則考慮燈施加電壓從V A變化到V B的情形。 此時，流入介電體的靜電電容c d與放電電漿空間之靜 電電容C S之串聯合成部分的電荷△Qlas、流入浮游靜電 電容C t的電荷△ S a B則如下所述。 Δ QuAB=：(Cd · Ci：/(Cd + Cg))/(VB-VA) 式 13 △ Qlab = Cc(Vb-Va) 式 14 因此，在燈施加電壓的變化過程中，從供電裝置所流 出的電荷△ Q A· e，則成爲 AQA3 = (Cd· CJiCj + CO + CcXVB-VA) 式 15 此外，此時之介電體的靜電電容Cd的燈電_VdB， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -15 - ~------- f請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智芨財^苟員工消費合作社印製 • I - - - - i) - I I I - !—、Λ-- - - - ---- - . I —ΙΊ d 414916 Α7 Β7 五、發明説明（13 ) 則可以將式10，式13用在VdS = (QdA + A QLAB)/Cd ’而計算 出 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

VdB = (Cd · Vb-Ce · VA)/(Cd + Cv) 式 16 但是當放電產生時，如上所述’在放電電紫空間（3 )之放電電漿空間的靜電電容Cs所積存的電何，會根據放 電被短路，而大部分全部被中和，放電電漿空間之靜電電 容c s的電壓也可以近似於〇 v，而燈施加電壓v b則全部 被施加在介電體的靜電電容Cd。放電前之介電體的靜電電 容Cd的電壓，由於是VdB，而在放電過程中從供電裝置 所流出的電荷△ Q D，則根據該些的差’由下式而求得 △ QD=Cd (VB + VdB) ’若將式1 6用_在此時’ 則計算出 Δ QD = (Cd：/(Cd + Cg))/(VB-VA) 式 1 7 經濟部智祛財產苟員工消費合作社印製 將以上的結果用在第3圖的燈施加電壓波形。當爲第 3圖的燈施加電壓的波形時，由於從負側燈電壓V A到正側 燈電壓V B爲止.之期間的遷移是急峻，因此，供電裝置，在 放電開始時刻（r )附近之短時間（△ t )的期間內，會 將由式1 5的Z\QAB與式1 7的AQd加在一起的電荷 Δ Q ^ △ Qi=Z\Qab + ^Qd，亦 fi卩， ^氏張尺度適用中國ΐ家標準（CNS > A4規格（210X297公慶) Ζ7〇~. ' 414916 A7 B7 五 、發明説明（14 ) Λ Q i = ( C 〇 + C c ) ( V b - V a ) 式 18 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 全部輸出。 - 在此期間之供電裝置所輸出的平均電流値I 1 ’則根 據Q 1以△ t來除而求得。 I M L = Δ Q 1 / Δ t 式 19 將上述式4〜式9的實例値用在此，又將過渡時間 △t大約設成△tsles 式20 又，若將峰値電流値視爲平均電流値的2倍左右，則 當第3圖之燈施加電壓波形時之供電裝置的峰値電流値 I u 1成爲 I p l = 2 I m I = 3 · 2 A 式 21 經濟部智总时產局員工消費合作社印製 接著則試著將同樣的計算應用在第4圖之燈施加電壓 波形上。當爲第4圖的燈施加電壓的波形時，則從負側燈 電壓V A到燈電壓之急峻變化的開始値V F爲止之期間的遷 移係緩慢。在此期間之燈施加電壓變化過程中從供電裝置 流出的電荷△ Q A F，可以將式1 5之記號v B置換成V F » AQaf = (C· Cs/(C^ + C,) + C,)/(W?-Va) 式 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） · 17 · 414916 A7 B7 五、發明説明（15 ) JI1-----Ό裝------訂 (請先M讀背面之注意事項再填寫本買) 另一方面，從燈電壓之急峻變化的開始値vF到正燈電壓 Vb爲止之期間的遷移係急峻’或是產生放電。在此期間之 燈施加電壓變化過程中’從洪電裝置所流出的電荷△ Q F B ，則可根據式1 5之△ Q A B與式2 2之△ Q A F的差而求得 ，亦即， AQfb = (C. · C./CC. + CO + CO/CVb-Vf) 式 23 又由於在放電過程中，從供電裝置所流出的電荷 △ Q D係與式i 7相同，因此，在放電開始時刻（r )附近 之短時間△ t的期間內，供電裝置不得不輸出的電荷，則 成爲由式2 3的AQ"與式1 7之AQd加在一起的電荷 △ Q:，△Q2 = AQfb+AQd ’ 亦即’ Δ Q 2 = (C d * C i / ( C d + C £ ) + C c ) ( V B - V F ) + (Cii / ( C d + C c ) ) ( V B - V A ) 式 2 4 與第3圖的情形同樣地’在該期間由供電裝置所輸出 的平均電流値I. m2，則可以根據以△ t來除AQs而求得 I μ 2 = A Q 2 / Λ t 式 25 又同樣地，將上述上述式4〜式9的實例値應用在此 --------；_____________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（HOX297公釐）_ 18 - 414916 A7 B7 五、發明説明（16 ) (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，將過渡時間設爲△ t ，而利用與式2 0相同的値’若同 樣地將峰値電流値設成平均電流値的2倍左右時’則在第 4圖之燈施加電壓波形時之供電裝置的峰値電流値1 μ 2成 爲 Ιρ2=2Ιπ>2=2.〇Α 式 26 藉著比較式2 6與式2 1 ’可知相較於第3圖燈施加 電壓之波形時的峰値電流値Ϊ 1，第4圖的燈施加電壓波 形時的峰値電流値I Ρ 2可以被減低到6 3 %左右。在第4 圖之燈施加電壓波形時的峰値電流値的減低效果，在燈施 加電壓緩慢地從V Α變化到V F之期間內，藉著長時間流有 微小充電電流I，則結果可以事先執行放電時之急速的電 荷移動中的某個比例。當然，該峰値電流値的減低效果一 是上式4〜式9的値改變時即會變化者。 結果，可知有關減低反相電路用之關開元件的峰値電 流値可以有效地解決上述第2問題。 經濟部智惡財產局員工消費合作社印製 又，由於燈電壓之急峻變化的開始値（V F )係一較上 昇時之放電開始電壓（+ E i )爲低的値，因此有關燈施加 電壓的變化速度，在從即將開始放電到到達開始放電後之· 峰値電流値爲止的期間內，由於具有對於不會造成準分子 發米的效率降低爲必要的急峻程度，因此可知能夠有效地 解決上述的問題。 此外，當將式4〜式6應用在式1〜式3時，則成爲 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -19 - 414916 A7 __. B7_ 五、發明説明（17 ) △ Vy/AVx=〇 · 9式2 7。有關燈電壓的急峻變化的 開始値（V F )，則不得不將上昇時的放電開始電壓（ (請先閲讀背&之注意事項再填寫本頁) + E t )設定在位於此與正側燈電壓V B之間。當爲式2 7 的△ V y /△ V x時，由於不得不讓放電開始電壓位於燈施 加電壓的波形之全部振幅的1 0 %的範圍內，因此對於供 電裝置之安定度非常不良的光源裝置而言，則有很難採用 的情形。此時，將△ V y /△ V x設在0 _ 8以下，而也可 以因爲安定度的惡劣，設定在0.7以下。 △ V y /△ V x愈大，則蜂値電流値的減低效果愈大。 在上述式4〜式9的實例値中，當將式6設定爲VF = —1 Ο Ο Ο V式2 8時，則相當於A V >- /△ V X的値 0 3，根據同樣的計算，此時的峰値電流値I p 2可以估 算爲. 8A式29 ，相較於第3圖之燈施加電壓 波形時的峰値電流値I μ i，可以將峰値電流値減低到大約 8 8%。因此*八¥,./八7^的値最好是在0.4以上， 當想要使減低效果顥著時，則最好0 . 5以上。 因此，相當於Δνκ/Δνχ的値0 . 5。 經濟.部智.¾財產咼Μ工消費合作社印製 當設成V F = Ο V式3 0時，則峰値電流値I Ρ 2成爲 Ip2=2.6Α式31。亦即，相較於第3圖的燈施加電 壓波形時的峰値電流値I Ρ !，.則大約可將峰値電流値減低 到 8 1 %。 有關在通過燈電壓之急峻變化的開始値（V f )後之燈 施加電壓波形（V s〔 t ))的上升或下降的急峻程度’如 上所述，有燈施加電壓的變化速度，在從即將開始放電到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格C 210X297公釐） _ _ 經濟部智"'財產"貨工消費合作社印製 414916 . A7 B7 五、發明説明（18 ) 到達開始放電後的峰値電流値的期間內，雖然具有對於^不 會造成準分子發光的效率降低爲必要的急峻程度，具體地 說，換算成從燈電壓之急峻變化的開始値（V F )到峰値電 流値的時間，若是在1 0 n s到1 A s的範圍內，通常即 極有效率。 .另一方面，有關到燈電壓之急峻變化的開始値（V F ) 爲止的燈施加電壓的波形（V s ( t ))的上升或下降的緩 慢程度，則在此期間內之供電裝置的輸出電流可以相較於 供電裝置的電流輸出能力爲小。上述式2 2的△ Q A F，在 燈施加電壓從負側燈電壓（V A )變化到燈電壓之急峻變化 的開始値（V F )爲止的期間內，由於是一由供電裝置所輸 出的電荷，因此當估算此期間內的輸出電流時，則△ Q A F 可以以此期間的時間長度來除。燈施加電壓波形（v s ( t ))，當是一相對於極性反轉呈對稱的波形時，若是提供 燈施加電壓波形的週期T與在1個週期內進行緩慢變化所 占的比例α時，則燈施加電壓從負側燈電壓（V a )緩慢變 化到燈電壓之急峻變化的開始値（V F )爲止之期間內的平 均電流1 A F，則可根據下式而求得。 i a f = 2 Δ Q λ f / ( α Τ ) 式 32 此外，在式3 2的右邊，之所以乘以係數2是因爲現 象是每半個週期產生。例如，在上述式4〜式9所記載的 實例中，若將第4圖的燈施加電壓波形的週期T、& 1 ί® 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -21 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

414916 A7 _____ B7_____ 五、發明説明（19 ) @ $中進行緩慢變化之期間所占的比例《設爲 Ζ Η Κ ο 5 ^-V S y. ο ο 2 5 II IIτ α % 3 4 3 3 式式 流 電 均 平 的 內 間 期 之 化 變 慢 緩。 行算 進估 在被 則地 般 下 如 可 則 A 2 ΊΧ 5 3 式 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部督总財£笱員工消費合作社印^ 該値相較於式2 6之峰値電流値I ，只不過是6 % ’而非常小。由式3 2可知由於在進行緩慢變化之期間內 的平均電流係與在1個週期內進行緩慢變化之期間所占的 比例（α )呈相反比例，因此即使α只是此時的5分之1 左右的1 0%，也足夠實用。相反地若α較此時爲大’例 如成爲9 0 %，則由於在進行緩慢變化之期間內的平均電 流i a f會變得更小，因此更有利。因此有關1個週期內進 行緩慢變化之期間所占的比例（a )，大槪可以採用1 0 %到9 0 %之範圍內的任意的値。 有關上述浮游靜電電容C <通常是一產生不需要之峰値 電流値的要素，雖然可以下功夫儘量地防止此發生’但是 不可能完全地去除。但是根據本發明，由於具有峰値電流 値的減低效果，因此不需要努力防止產生上述浮游靜電電 容。但是，如在上述式1 7關連之說明中所述般’雖然從 本紙張尺度適用中國国家標準（CN’S > A4規格（210X297公釐） · 22 - 414916 A7 ____B7 __ 五、發明説明（20 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智葸財4笱員工消費合作社印製 供電裝置會流出用來彌補放電電漿空間的靜電電容c e因爲 開始放電而導致之急劇的電壓下降的電流，但是該電流， 由於爲了要成爲一擁有讓在介電體障層放電燈之所有的壁 面產生均勻放電之裕度之實用的光源裝置，係相當於使燈 投入能量追加地較上述最小能量的放電條件爲高之成分， 有關於此，如上所述，必須接近於，或是與在由放電電漿 空間所形成之電容器（C s )所充電的電荷全部放電的時間 呈重疊地進行。浮游靜電電容可以擔當使該燈投入能量追 加地變高之電流供給的一部分，且由於不需要經由昇壓變 壓器，將電流從浮游靜電電容供給到燈，因此可以在上述 所希望之重疊的時間進行。因此，在本發明中，具有，可 以積極地活用存在上述浮游靜電電容C。的大優點。若是更 加延伸讓思考方式，藉著將電容器追加並聯到介電體障層 放電燈（2)，可以成爲更優良之介電體障層放電燈光源 裝置。追加的電容器的靜電電容，則最好是在上述在式8 所出現之介電體障層放電燈之介電體的靜電電容C d的程度 以下。此外，在上述式1 7的表現中之所以不包含浮游靜 電電容C e，是因爲在放電時，從浮游靜電電容被供給到燈 的電荷係最後從供電裝置被補充到浮游靜電電容之故。 針對到目前爲止，燈施加電壓從負側燈電壓（V A )變 化到正側燈電壓（V B )時的現象，係與上昇時之放電開始 電壓（+ E :)與燈電壓之急峻變化的開始値（V F )有關 來加以說明。當然當燈施加電壓從正側燈電壓（V B )變化 到負側燈電壓（V A )時，則將電壓、電流的極性設成相反 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _之3 · 414916 A7 _______B7__ 五、發明説明（21 ) ’完全同樣的理論會成立。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此則針對放電開始電壓簡單地補充。當有效放電開 始電壓爲上昇時的放電開始電壓（+ E i )時，則當燈施加 電壓從低的値上昇而通過此時，則開始放電，不久即結束 ’而在放電結束時，上昇時的放電開始電壓（+ E，）會消 滅’而有效放電開始電壓則置換成下降時的放電開始電壓 (-E·)。相反地，當有效放電開始電壓爲下降時的放電 開始電壓（_ E >)時，則當燈施加電壓從高的値下降而通 過此時，則開始電壓，不欠即結束，而在放電結束時，下 降時的放電開始電壓（- E ,)消滅，而有效放電開始電壓 會被置換成上昇時的放電開始電壓（+E,)。此外，根據 放電的條件，也會有下降時的放電開始電壓爲正，而上昇 時的放電開始電壓爲負的情彤。又當燈施加電壓波形 (V s ( t ))爲一相關於極性反轉而呈非對稱的波形時， 通常下降時的放電開始電壓與上昇時的放電開始電壓的絕 對値會變不相等。 經濟部智慧財^场53:工消費合作社印製 因此，在此的近似分析中，現象的順序是在讓燈施加 電壓變化到Vb後，估算在放電過程中從供電裝置流出的電 荷，但是實際上，燈施加電壓應該是在到達第3圖、第4 圖之上昇時之放電開始電壓（+ E t )的時刻才開始放電。 但是有關此，針對即將開始放電時之初期狀態與放電結束 ，燈施加電壓到達V b的最後狀態’假設只間隔短的時間 △ t ，因此，根據初期狀態與最,後狀態之狀態的變化，係 一可以用於理解在此期間內所產生之現象之解析上的技巧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 2?7公釐） 〇4- 414916 A7 ___B7 五、發明説明（22 ) ，而細微時間的差異並不重要。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著請參照第5圖來說明本發明之第3項之發明之實 施形態。

利用一使用F E T等的關開元件而構成，根據具有昇 壓功能的扼流電路（26) ，DC電壓源（12)的DC 經濟部智慧財產均肖工消費合作社印製 電源（V,)，則被轉換爲較此爲高的DC電源（Vi)。 上述扼流電路輸出電壓（V ^ )被供給到反相電路（1 3 ) 。由利用使用F E T等之關開元件而構成的上述反相電路 (13)，則將上述扼流電路輸出電壓（V,)轉換成交流 (31)，藉著供給到昇壓變壓器（1 0 )的1次側，則 在上述昇壓變壓器（1 0 )的2次側產生交流高電壓的輸 出（Vs)。因此，該輸出係供作點亮上述介電體障層放電 燈（2 )。在此|反相閘信號產生電路（2 9 )，則產生 閘信號（G u，V L )，而控制上述反相電路（1 3 )的關 開元件以使交流（1 3 )具有一定的頻率與作用週期（duty cycle )比=又，扼流閘信號產生電路（3 0 )，則產生閘 信號（)，而控制供給到上述反相電路（1 3 )的D C 電壓（V』）。 在此則針對本發明之介電體障層放電燈光源裝置用供 電裝置的扼流電路（2 6 )的作用加以說明。介電體障層 放電燈的燈施加電壓，如式4、式5的例子所示’由於是 —高的電壓，因此必須要有昇壓變壓器（1 0 )。藉著加 大昇壓變壓器（1 0 )的昇壓比，雖然多少可以加大其2 次側輸出（V s )，但是實際上若是如此時’由於昇壓變壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 25>7公釐） _ 25 - 414916 A7 ______B7__^_ 五、發明説明（23 ) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產场員工消費合作社印製 器（1 0 )之1次2次間浅漏電感値會變大，因此，有關 上述之燈施加電壓的變化速度，在從即將開始放電到達到 開始放電後峰値電壓値爲止的期間內，則無法擁有爲了要 不致於造成準分子發光之效率降低之必要的急峻程度。由 該急峻的觀點來看，可知昇壓變壓器（1 〇 )的昇壓比愈 小愈有利，即使在不得不加大時，也會有限度^ D C電壓 源（1 2 )的電壓値’則會根據介電體障層放電燈光源裝 置闬光源裝置所設置的環境而變化。例如當從外部將D C 電壓源（1 2 )供給到介電體障層放電燈光源裝置用供電 裝置時，則D C電壓源（1 2 )的電壓値大多是供給2 4 V或1 5V。又雖然會有被供給AC 1 0 0V，且在介電 體障層放電燈光源裝置用供電裝置內進行整流，而成爲D C 1 4 Ο V，或是經整流倍壓轉換成D C 2 8 Ο V，但是 不管化怎麼樣，昇壓變壓器（1 0 )的昇壓比變大。延續 上述急峻的觀點，昇壓變壓器（10 )的昇壓比，即使是 被抑制在不會過大之適當的値，藉著設定扼流電路（2 6 )的昇壓能力可以彌補昇壓變壓器（1 〇 )之昇壓比的不 足部分，可以得到所期待之2次側輸出（V * )的電壓値。 扼流電路（2 6 )的昇壓能力係根據被供給到其開關 元件之閘信號（G ^ )的脈衝寬度而決定。或者’若是決定 了閘信號（G。）的頻率’則根據其作用週期比來決定扼流 電路（26)的昇壓能力。 在一般的電路應用中，當在反相電路的前段設置扼流 電路時，則扼流電路的頻率大多遠較於反相電路的頻率爲 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-26 - 414916 A7 __B7 五、發明説明（24 ) {請先閱请背面之注意事項再填瓦) 大。其理由即是因爲扼流電路係一可以藉由扼流電路之高 -頻率的充電來彌補平滑電容器的電壓隨著電荷流出到其負 載，亦即*反相電路的降低程度者，扼流電路的頻率愈高 ，則可以減少漣波（ripple ) ’而能夠提高在視爲D C電壓 時的精度之故。此外’當爲一般的反相電路時，若平滑電 容器之電壓的扼流電路的漣波變大，且視爲D C電壓時之 精度差時，則此會直接出現在反相電路的後段，而成爲造 成供電電力變動之惡劣影響的結果之故。 因此，此時閘信號產生電路不得不分開設置不同頻率 的供扼流電路使用者與供反相電路使用者，但是不管怎樣 ，會有成本變高的問題。 但是，當最終負載爲介電體障層放電燈時，如上所述 ，在結束1次的放電到開始下一次放電爲止的期間內，由 於對於燈施加電壓波形的形狀沒有任何的限制，因此沒有 減少扼流電路漣波（ripple )的必要性。 經濟部ΐτΙΛ?財產苟：®:工消費合作社印製 但是，如上所述，有關燈施加電壓波形的變化速度， 在從即將開始放電到到達開始放電後之峰値電流値爲止的 期間內，由於爲了要不造成準分子發光之效率降低，要有 必要的急峻程度，或是峰値電壓値的大小直接與1次的放 電燈投入能量有關，因此，在從即將開始放電到到達開始 放電後之峰値電壓値爲止的期間內，爲了要達到動作的安 定，必須要有燈施加電壓波形的反覆再現性。 因此，當要減少扼流電路之漣波時，則知讓扼流電路 與反相電路之閘驅動同步產生是必要且足夠的。如此般’ 本紙張尺度適用中囷囤家標準（CNS ) A4規格（2]0Χ 297公釐） _ 27 - A7 B7 414916 五、發明説明（π ) 能夠巧妙地利用作爲介電體障層放電燈之負載的特殊性， 即是本發明之優點。 (請先閲讀背石之注意事項再填寫本頁) 在第5圖乃有用來決定上述反相電路（13)之動作 頻率的1個振盪電路（2 7)，而來自上述振盪電路（2 7)的振盪信號（2 8)，則被輸入到上述反相電路產生 電路（2 9 )。由上述反相閘信號產生電路（2 9 )所輸 出的上述閘信號（G u，G L )，則除了被輸入到上述反相 電路（1 3 )外，也被輸入到上述扼流閘信號（chopper gate)信號產生電路（3 0)。上述扼流閘信號產生電路（ 30)，則根據上述反相電路用閘信號（Gu，GL)，而 產生述扼流電路閘信號（G ε )。藉著此構造，用來控制上 述扼‘流電路（2 6 )之上述關開元件的上述扼流電路用閘 信號（G。），則針對上述反相電路的閘信號（G u，G l )確實地同步被產生。 經"•邱眢慈財是苟員工消費合作社印製 或是’取代將上述反相電路的用閘信號（Gu，Gl) 輸入到上述扼流閘信號產生電路（3 0 )，而是將來自上 述振盪電路（2 7 )的上述振盪信述（2 8 )輸入到上述 扼流閘信號產生電路（3 0 )，上述扼流閘信號產生電路 (30) ’則根據上述振盪信號（2 8 )而動作，而產生 上述扼流電路用閛信號（G。），用來控制上述扼流電路（ 26)之上述關開元件的上述扼流電路用閘信號（G。）， 則針對上述反相電路的閘信號（Gu，GL)確實地同步地 被產生。 因此’具有上述第5圖所述之構造的本發明之介電體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（ 210X297 公釐） _28_ 414916 A7 B7 五、發明説明（26 ) 障層放電燈光源裝置用供電裝置，藉著在反相電路（1 3 # (請先閲請背面之注意ί項再填寫本瓦) )的前段設置扼流電路（2 6 )，有關燈施加電壓的變化 速度，在從即將開始放電到到達開始放電後之峰値電壓値 爲止之期間內，沿襲爲了不要造成準分子發光之效率降低 的必要的急峻的觀點，則即使是昇壓變壓器（1 0 )的昇 壓比被抑制在不致於過大的適當値的狀態，扼流電路（2 6)，藉著以其昇壓能力來彌補昇壓變壓器（10)之昇 壓比的不足部分，很容易得到所希望之2次側輸出（V s ) 的電壓値，而有效地解決上述第1問題。 又由於可以只由1個振盪電路（2 7 )所構成，因此 可以有效地解決上述第2問題。又用來控制上述扼流電路 (2 6 )之上述關開元件的上述扼流電路用閘信號（G e ) ，可以針對上述反相電路的閘信號（G u，G !_ )確實地被 同步產生，藉此，由於峰値電壓値的大小直接與1次放電 的燈投入能量有關，因此可知在從即將開始放電到到達開 始放電後之峰値電壓値爲止之期間內的燈施加電壓波形的 反覆再現性可以滿足爲了使動作安定的必要條件。 接著則說明本發明之第4項之發明的實施形態。本發 明之實施形態係一根據上述第5圖所示之供電裝置，而產 生上述第4圖所示之燈施加電壓波形（Vs ( t ))，而點 亮介電體障層放電燈（2 )者。因此可知該介電體障層放 電燈光源裝置同時具有本發明之第1項所示之介電體障層 放電燈光源裝置所有之優越的效果與本發明之第3項所示 之介電體障層放電燈光源裝置用供電裝置所有的優越的效 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） _ 29 - 經濟部智慧时產芍貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（27 ) 果。 亦即，即使是在爲了要實現燈施加電壓波形之急峻的 上升，而將昇壓變壓器（1 0 )的昇壓比抑制到不致於過 大之適當的値的狀態，藉著將扼流電路（2 6 /的昇壓能 力設定成可以彌補昇壓變壓器（10)之昇壓比的不足部 分，可以得到所期望之2次側輸出（V s )的電壓値，此時 ，燈電壓之急峻變化的開始値（V f )可以設定爲較上昇時 之放電開始電壓（+ E ,)爲低的値，有關燈施加電壓波形 的變化速度，在從即將開始放電到到達開始放電後之峰値 電壓値爲止之期間內，由於具有對於不會造成準分子發光 之效率降低爲必要的急峻程度，因此可以有效地解決上述 第1問題。 又，燈施加電壓波形（V s ( t ))，在從負側燈電壓 V A變化到正側燈電壓（v B )時，具有較上昇時之放電開 始電壓（+ E i )爲低的値，而在到達燈電壓之急峻變化的 開始値（V F )爲止的部分（A 1 )，藉著設定爲緩慢地變 化，則在燈施加電壓緩慢地變化的期間內，藉著長時間流 有微小充電電流，可以事先實施放電時之急峻的電荷移動 中的某個比例，更者，結果，由於只是由可以減低有關上 述反相電路用之關開元件的峰値電流値的1個振盪電路（ 2 7 )所構成，因此可以有效地解決上述第2問題。又用 來控制上述扼流電路（2 6 )之上述關開元件的上述扼流 電路用閘信號（G。），藉著設成可以針對上述反相電路用 閘信號（G u，G l )確實地被同步產生，由於峰値電流値 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐> _ on · (請先閲讀背面之汰意事項再填寫本頁)

414916 A7 ____B7_ 五、發明説明（28 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的大小直接與1次放電之燈投入能量有關，因此可知到到 達放電開始後之峰値電壓値爲止之期間內的燈施加電壓波 形的反覆再現性也能夠滿足爲了動作安定的必要條件。 (實施例） 以下則針對能夠解決上述第1問題，亦即，爲了要因 應對於減低消耗電力1減低燈的發熱、燈的長壽命的強烈 的期待，不得不改善燈之發光效率的問題，以及上述第2 問題’亦即’由於優秀之紫外線的普遍應用，而要求之經 濟性問題之本發明之介電體障層放電燈光源裝置及其供電 裝置的貫施例。 經濟部智毡財產笱員工消費合作社印製 第7圖係表作爲本發明之第1項之介電體障層放電燈 光源裝置的供電裝置（1 )使用，而利用稱爲半橋（half bridge)方式之反相電路之被簡化的電路圖。反相電路係由 FET等所形成之關開元件（14，15)所構成，DC 電壓源（1 2 )的電力被轉換成交流，且被施加在昇壓變 壓器（1 0 )的1次側。昇壓變壓器（1 0 )，則將此轉 換成交流的高電壓，且將此施加在介電體障層放電燈（2 )。在反相電路的各關開元件（1 4，1 5 )則連接有反 相閘驅動電路.（1 6…1 7 )，根據閘信號（G υ，G L ) 控制各關開元件（1 4，1 5 )的Ο Ν或0 F F。 閘信號（G u，G L )的情形與燈施加電壓波形（ V s ( t ))之關係的槪略則表示在第6圖。在第6圖中， 當閘信號（G u，G t )爲低位準時，則假設其所連接的關 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .β1 - 叫6 A7 __ B7 五、發明説明（29 ) 開元件（1 4，1 5 )成爲〇 F F狀態，而當閘信號（^ u ’ G l )爲高位準時，則假設其所連接的關開元件（1 4， 1 5 )成爲on狀態。本實施例的特徵在於藉著故意導Λ 閘信號G υ與閘信號G l之兩方閘信號爲低位準的期間（τ 0 J f )，可以產生燈施加電壓波形（V s ( t ))呈緩慢變 化的部分（B 1 )。 以下則說明藉著導入兩方之閘信號爲低位準的期間 (T。f f )，可以產生燈施加電壓波形之緩慢變化部分（ B 1 )的理由。如上所述，介電體障層放電燈具有藉著介 電體（6 ，7 )進行電容器的作用，會有電流流動的構造 ，基本上整體是電容器。亦即，在兩方之閘信號爲低位準 的期間（T。f ()內，由於介電體障層放電燈已經處於非 放電狀態，因此，第2圖的放電開始（S W 8 )係開放，而 整個介電體障層放電燈（2 )乃等效於具有由介電體的靜 電電容Cd與放電電漿空間之靜電電容Cs的串聯合成，然 後由此與浮游靜電電容0 <之並聯合成所構成之1個靜電電 容 C〇ff — CdCg/" (Cd + Cg) + Ce 式 36 的純電容器。此外，當暫時進入兩方之閘信號均爲低位準 的期間〔T d f )時，則昇壓變壓器（1 〇 )的1次側成 爲開放狀態。因此，昇壓變壓器2次側電感L s與上述非放 電時燈電電容C。f ί則成爲自由的L C共振狀態，而由共振 本纸乐尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） _ 32 I. .~|^---%II {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部眢慧財產灼肖工消費合作社印製 414916 A 7 __B7_ 五、發明説明（30 ) (请先閱讀背面之注意事項再填寫各頁) 所產生之正弦波振動的一部分，則產生燈施加電壓波形之 緩慢變化部分（B 1 )。亦即，可知兩方之閘信號均爲低位準 之期間T。f f相對於燈施加電壓波形的週期T所占的比例 ’亦即，T。i f / T，則大約與上述1週期內之緩慢變化 所占的比例（α)相等。 .因此，必須要使昇壓變壓器2次側電感L s、非放電時 燈靜電電容C。f ^、燈施加電壓波形的週期（T )、兩方 之閘信號均爲低位準之期間（T。f ,)之各參數的値整合 ’以使根據上述式1、式2所計算的AVy/Z^Vx成爲所 期待的値，而構成光源裝置。 經濟部皙慧財產笱肖工消費合作社印製 在該些參數中，非放電時燈靜電電容（：。[1則幾乎是 根據燈的構造來決定，有關燈施加電壓波形的週期（T ) ’由是一直接與燈投入電力有關的量以及鐵芯（core )損失 的觀點來看，調整範圍一點也不寬。而對於昇壓變壓器2 次側電感L s，由鐵芯損失之觀點來看之値具有範圍者而言 ’則調整的自由度比較大。對於兩方之閘信號爲低位準的 期間（T。f ^ )，則可設定的範圍寬，其理由則如同在1 個週期內之緩慢變化之期間所占的比例（α )所述者般。 因此’爲了要達到△Vy/AVx之所期待的値，主要可以 藉由昇壓變壓器2次側電感L s與兩方之閘信號均爲低位準 之期間（T。，f )的値的組合而獲得實現。有關兩方之閛 信號均爲低位準之期間（T。f f )的値的設定，則如可以 可變調整，或是回饋地自動調整地容易構成供電裝置。 亦即’ 一般而言，在％ 7圖之反相電路中’已知有藉 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）_ 33 _ 經濟部智慧时產局肖工消費合作社印製 ^14916 A7 B7 五、發明説明（31 ) 由對閘信號的作用週期（duty cycle)比實施增減’亦即’ 脈寬調變，可以控制對負載之電力的技術’但是如上所述 ，介電體障層放電燈具有介電體（6 ’ 7 )可藉由進行電 容器的作用而有電流流動的構造’由於基本上整體是一個 電容器，因此只有在燈施加電壓的上升或是下降的瞬間才· 會有脈衝式的電流流動，而藉該方法，並無法控制介電體 障層放電燈的電力如上所述’能夠巧妙地利用兩方之閘信 號均爲低位準之期間的値在設定時的自由度’ 乃爲本發明之優點之一。 此外，有關接著燈施加電壓波形V s ( t )呈急峻地變 化之部分（B 2 )而發生放電的期間與在其附近部分（ B 3 )的波形，則非常的複雜。在該部分，昇壓變壓器（ 1 0 )的1次側，由於藉由關開元件（1 4 ，1 5 )，而 以氐的阻抗被連接到D C電壓源（1 2 )，因此，根據昇 壓變壓器（1 0)之1次2次間洩漏電感値與介電體障層 放電燈之靜電電容而成爲L。共振狀態，但是一般而言，由 於設計成使昇壓變壓器（1 0 )之1次2次間洩漏電感値 變小，因此除了共振頻率高外，到開始放電直到其結束爲 止的期間，由於放電開關（s w s )處於關閉的狀態，因此 ，介電體障層放電燈的靜電電容，則爲一與上述式3 6不 同的値，且放電電阻（R s )的値會因爲在此期間內變化而 變得複雜。又’因爲放電開關（WSg)關閉而導致放電電 漿空間（3 )的急劇的電壓下降以及隨著此，電流從昇壓 變壓器（1 0 )流出的舉動也會複雜。.此時，會有在該波 本紙乐尺度適用中國國家標隼（CNS > A4規格（210X297公爱） -34- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T -Λ · 414916 A7 _____B7__ 五、發明説明（32 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 形部分產生複雜之振鈴（nnging )波形的情形。因此，有 關第6圖之燈施加電壓波形之放電產生部分（B 3 )，則 只是大槪地描述。 此外，當產生上述振鈴波形時，針對絕對値較振波收 斂之電壓爲大的峰値電壓評估上述Δν>./Δνχ的値時， 則也可以忽視，而此是因爲振鈴（ringing )對於在包含變 壓器般之電感成分與介電體障層放電燈般之電容成分在內 之電路中之急峻的遷移過程中，乃爲一不可避免的現象， 但是本發明之目的並不在於減低伴隨放電本身而來之不可 避免的峰値電流，而是在燈施加電壓緩慢地變化的期間內 ，藉著長時間流有微小充電電流，而事先實施在放電時之 急速的電荷移動中的某個比例，而能夠有效地減低不是不 可避免之峰値電流成分之故。因此，放電結束時之上述電 壓V a以及V b，則可以只考慮由上述振鈴收斂的電壓。 經濟部智慧財產苟替：工涓費合作社印製 第8圖係表示可以作爲本發明之第1項之介電體障層 放電燈光源裝置之供電裝置（1 )使用，而利用稱爲推挽 (push-pull )方式之反相電路之電路之被簡化的電路圖。 在此構成中，閘信號（Gu，Gl)可以使用與上述第6圖 所示者相同的閘信號（G II，G L )。 第9圖係表可以作爲本發明之第1項之介電體障層放 電燈光源裝置之供電裝置使用，而利用稱爲推挽方式之反 相電路之電路之被簡化的電路圖《在此構成中，在反相電 路之各關開元件（1 8，1 9 ’ 2 0 ’ 2 1 )則連接有反 相閘驅動電路（2 2，2 3，2 4，2 5 ) ’而根據聞信 本纸浃尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格< 210X 297公釐） -35- 414916 A7 ___B7__ 五、發明說明（33 ) 號（G u ^，G L i，G u 2，G L 2 )來控制各關開元件（ 18，19 ，20 ，21)的〇N或OFF。閘信號（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Gu i 1 Gli ' Gl'2 1 Gl2)，則可以使用與上述第6圖 所示者同樣的閘信號（G u，G I·)。但是在右上與左下之 閘信號的組（G u i，G υ 2 )，則可以利用第6圖之閘信號 (G L·，而在左上與右下之閘信號的組（G L i，G L 2 )， 則可以利用第6圖的閘信號G l。更一般來說，在右上與左 下之閘信號的組（G t !，G。2 )同時成爲高位準時，則控 制成爲閘信號G。，而在左上與右下之閘信號的組（G t ! ，G l 2 )同時成爲高位準的期間，則控制成爲閘信號G l 經濟部智达时產局員工消費合作社印製 不管是第7圖、第9圖、第8圖之其中任一實施例， 燈施加電壓波形（V * ( t ))，當從負側燈電壓（V A ) 變化到正側燈電壓V B時，具有較上昇時之放電開始電壓（ - E ,)爲低的値。藉著在到達燈電壓之急峻變化的開始値 (V爲止的部分（A 1 )設定成呈緩慢地變化，則在上 述燈施加電壓緩慢地變化的期間1藉著長時間流有微小充 電電流，而事先實施在放電時之急速電荷移動中的某個比 例，結果，降低反相電路用之關開元件的峰値電流値，因 此可以有效地解決上述第2問題。又藉著將燈電壓之急峻 變化的開始値（Y，.·）設定爲較上昇時之放電開始電壓（+ E .)爲低的値，有關上述燈施加電壓的變化速度，在從即 將開始放電到到達放電開始後之.峰値電壓値爲止之期間內 '由於可以具有對於不會造成準分子發光之效率降低爲必 度迖用中囚园家標準（CNS)A4規格（2]0 * 297公苤) ^ - 414916 A7 _B7_^__ 五、發明説明（34 ) 要的急峻程度，因此可以有效地解決上述第1問題。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，第7圖，第9圖，第8圖中，雖然是針對各種 方式的反相電路來記載，但是也可以是1個關開元件等之 其他的反相器方式。 第1 0圖係表本發明之第3項之介電體障層放電燈光 源裝置用供電裝置之被簡化的電路圖的一例。 經濟部智丛时產笱員工消費合作社印災 在第1 0圖中，DC電源（Vi)的DC電壓源係設成 由外部所供給。除了將電容器（3 2 )安裝在D C電壓源 外，也經由扼流線圈（3 3 )被連接到利用F E T等之關 開元件（3 4 )。當關開元件（3 4 )從Ο N狀態遷移到 〇F F狀態，則在扼流線圈（3 3 )所產生之感應電壓， 會當作被昇壓的DC電壓（Vs)，經由二極體（35)被 積存在平滑電容器（3 6)。亦即，由上述扼流線圏（ 33)、關開元件（34)、二極體（35)以及平滑電 容器（3 6 )所構成之扼流電路則稱爲昇壓型扼流電路。 也有在扼流電路用關開元.件（34)設置由電容器（3 7 )與電阻（3 8 )等所形成之用來吸收湧波（surge )之減 振（s n u b b e r)電路的情形。 在第1 0圖中，由利用FET等之關開元件（1 4 ， 1 5 )以及昇壓變壓器（1 〇 )所構成的反相電路，則記 載與第8圖相同之推挽方式。扼流電路輸出電壓（V,)則 被連接到上述昇壓變壓器（1 0 )之1次側的中點接頭C tap )。在此，昇壓變壓器（1 〇 )則設置有針對上述燈施 加電壓的變化速度，在從即將開始放電到到達開始放電後 本紙乐尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 414916 A7 __B7 _ 五、發明説明紅） 之峰値電流値爲止之期間內，具有對於不造成準分子發光 之效率降低爲必要之急峻程度的構造。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發出根據電容器（40)、電阻器（41)之元件常 數而來之頻率之鋸齒狀波的鋸齒狀波振盪電路^3 9 )的 輸出，則被輸入到電壓比較器（4 2 )之其中一個輸入端 子。而在上述電壓比較器（4 2 )的另一個輸入端子則輸 入有來自演算放大器（4 3 )的輸出信號，而根據上述鋸 齒狀波振盪電路（3 9 )的輸出鋸齒狀波與來自上述演放 大器（4 3 )之輸出信號之電壓的高低關係，作用週期比 被調變之矩形波的振盪信號（2 8 )會從上述電壓比較器 (4 2 )被輸出。 來自上述電壓比較器（42)的振盪信號（28) ’ 則被輸入到由正反器（44)、邏輯積電路（4 5、 46 )、電晶體（4 7、4 8 )以及電阻器（4 9、 5 0 )所 構成之反相閘信號產生電路，藉此，而產生反相電路用閘 信號（G ϋ，G L )。反相電路用閘信號（G u，G L )，則 分別經由電阻器（5 1 ，5 2 )，被輸入到上述反相電路 用關開元件（1 4，1 5 )的控制端子，亦即，閘端子。 經濟部智茇財是笱旨工消費合作钍印製 另一方，扼流閘信號產生電路係利用由二極體（5 3 ，54)、電阻器（55)所形成之信號加法器而構成， 而藉由輸入上述反相電路用閘信號（G u，G I·)到此，而 產生扼流電路用閘信號（Gt)。此外，藉由上述信號加法 器而產生扼流電路用閘信號（G。）的方法係一在針對反相 電路閘信號（Gu，Gl)呈同步產生的方法最簡單的其中 浃尺度用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -38 - — 414916 A7 B7 經濟部智达財產笱員工消#合作社印製 五 、發明説明 (36 ) 1 i — 個 方 法 〇 扼流電 路 用閘信號（G <： ) t 則經由 ; 由 電 晶 髀 1 I ( 5 6 r 5 7 )所 構 成的緩衝電路 、 由 電容器 ( 5 8 ) 與 1 1 電 阻 器 ( 5 9 )所 構 成的微分電路 電 阻器（ 6 0 ) 而 r-N 請 1 被 輸 入 到 上 述扼流 電 路用關開元件 ( 3 4 )的 控 制 端 子 t A. 閲 1 1 亦 即 閘 端 子。 背 δ 1 I 之 1 在 此 ， 由上述 電 晶體（5 6 ， 5 7 )所構 成 的 衝 電 S 1 事 i 路 由 電 容 器（5 8 )與電阻器（ 5 9 )所構 成 的 微 分 電 項 1 容 易 發 路 係 一 因 爲此述 扼 流電路用關開 元 件 (34 ) 生 寫 本 % 〇 F F 時 損 失，而 g 的在於減低此 情 龄 而附加 者 也 可 以 頁 1 1 衡 里 要 不 要 加以省 略 。另一方面’ 上 述 反相電 路 用 關 開 元 ί 1 件 ( 1 4 T 15) 雖然不太發生 0 F F時損 失 * 而 未 附 1 I 加 特 別 之 閘 驅動電 路 ，但是同樣地 因 應必要 最 好 是 在 由 訂 I 上 述 電 晶 體 (56 5 7 )所構成 的 緩 衝電路 上 附 加 類 似 1 1 1 的 衝 電 路 等。 1 1 將 上 述 反相電 路 用關開元件（ 1 4 ，15 ) J 扼 流 電 1 i 路 用 閘 信 號 (G c〕 ，扼流線圈（^ 2 ) 的電流（ I L ) X I 扼 流 電 路 輸 出電壓 ( V』）以及燈施加電壓波形（ V S C t 1 I ) ) 的 關 係 大槪地 表 示在第1 2圖 中 > 以下則 簡 單 地 說 明 " 1 1 該 圖 〇 • 1 如 第 1 2圖所: ，當2個反相電路用閘信號（ G u * 1 G >中的其中任- -個爲高位準時’ 則 扼 流電路用 閘 信 號 C 1 t G C >成爲高位準 =因此，扼流電K 3閘信號 G C ) 的 its 頻 l 1 I 率 即 成 爲 電 路動作 的 頻率，亦即， 上 述 反相電 路 用 關 開 元 1 1 件 ( X 4 15) 之 各頻率的2倍 〇 當 上述扼 流 電 路 用 閘 1 1 1 本紙法尺度通用中國囤家標準（CNS ) A4現格（2丨0X297公釐） -39 - 414916 A7 B7 五、發明説明（37 ) 信號（G。）爲高位準時，藉著上述扼流電路用關開元件（ 3 4 )成爲〇 n狀態，上述扼流線圈（3 3 )的電流（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I L )會增加，而磁性能量逐漸積存在扼流線圈（3 3 ) 。當上述扼流電路用閘信號（G。）成爲低位準時，則上述 扼流電路用關開元件（3 4 )成爲〇 F F狀態，而導致上 述扼流線圈（3 3 )的電流（I l )減少，而積存在扼流線 圈（3 3 )的磁性能量，則會當作電氣能量被充電於上述 平滑電容器（3 6 )。 另一方面，有關反相電路，當2個反相電路用閘信號 (G I；，G I·)中之其中一者成爲高位準時’則2個反相電 路用關開元件（1 4，1 5 )中之對應的一方成爲〇N狀 態，在昇壓變壓器（1 0 )的2次側，燈施加電壓波形（ V s ( t ))，則朝向極性逆轉的方向急峻地變化，因此， 在介電體障層放電燈（2 )會發生放電。如上所述，介電 體障層放電燈具有藉著介電體（6，7 )進行電容器的作 用而流有電流的構造，由於基本上整個是一電容器，因此 ，在2個反相電路用關開元件（1 4，1 5)中之其中一 個剛成爲Ο N狀態後，在關開元件以及燈會流有脈衝式的 電流，而在放電結束後，不會再有電流流經燈。 因此，即使2個反相電路用關開元件（1 4 * 1 5 )' 中的其中一個處於ON狀態，在關開元件只會流有依據昇 壓變壓器（1 0 )之1次側電感的大小慢慢地增加的電流 ，所謂的激磁電流，而此相較於在上述反相電路用關開元 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）_4〇- 414916 A7 ____B7_^_ 五、發明説明（38 ) (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 件剛成爲◦ N狀態後所流有之脈衝式的電流顯得非常的小 。亦即，在上述反相電路用關開元件剛成爲Ο N狀態後所 流有之脈衝式的電流，在結束後，由於從上述平滑電容器 (3 6 )流出的電流少，因此，上述扼流電路輸出電壓（ V i )幾乎爲一定，在第1 2圖中，當2個反相電路甩閘信 號（Gu，Gi_)中的其中一個成爲高位準時，則扼流電路 輸出電壓（V ,)會階段性地下降，之後才幾乎成爲一定即 是因爲此所造成。 當爲高位準之反相電路用閘信號回復到低位準時，上 述述扼流電路輸出電壓（V,)之所以會上昇，是因爲如上 所述，上述扼流用關開元件（3 4 )成爲Ο N狀態，而被 上述平滑電容器（3 6 )充電所致。 經濟部智总时產笱3:工消骨合作钍印製 由上述第1 2圖之說明可知，在第1 0圖的實施例中 ，不管在扼流電路輸出電壓（V〗）是否存在明顯的漣波（ vipple)、或是不管扼流閘信號產生電路是否利用極簡單的 二極體（5 3、5 4 )，由電阻器（5 5 )所構成的信號 加法器，則均不會對於介電體障層放電燈之良好的點燈帶 來任何惡劣的影響。如此般能夠巧妙利用作爲介電體障層 放電燈之負載的特殊性，即是本發明之優點之一。 在第1 0圖之實施例中也包含有燈投入電力之回饋安 定控制功能，以下則加以簡單地說明。 用於閘信號產生電路等或回饋安定控制等之控制電路 的電源，會藉由二極體（6 1)與電容器（62)而減低 伴隨著扼流電路的動作對於急峻之電源峰値電流値所造成 太紙乐尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公ΪΊ _ 41 - " 414916 A7 B7 五、發明説明（39 ) 的影響。又爲了要得到用於回饋安定控.制之安定動作的基 準電壓（Vref)，乃設置基準電壓源（63)與電容器 (64)。根據可變電阻器（65)，電阻器（_66), 可以檢測出扼流電路輸出電壓（V ^ )以作爲回饋安定控制 對象，而此，除了藉著由二極體（67)、電阻器（68 )、電容器（6 9 )所構成的峰値保持電路來除去扼&胃 路輸出電壓（V j )的漣波外，也被輸入到上述演算放大器 (4 3 )的非反轉輸入端子。而基準電壓源（6 3 )的輸 出電壓，根據電阻器（7 0，7 1 )呈分壓地被轉換的信 號，則被輸入到上述演算放大器（4 3 )的反轉輸入端子 。而將讓演算放大器（4 3 )當作誤差積分電路而動作的 回饋電容器（7 2 )連接在演算放大器（4 3 )的輸出端 子與反轉輸入端子之間。 根據如此之用於回饋安定控制的電路構成，若到上述 演算放大器（4 3 )之非反轉輸入端子的輸入電壓較到反 轉輸入端子的輸入電壓爲高時，則上述演算放大器（4 3 )的輸出電壓會上昇，而來自上述電壓比較器（4 2 )之 振盪信號（2 8 )的作用週期比會下降，亦即，兩方之閘 信號均爲低位準的期間會增加，而且在扼流電路用關開元 件（3 4 )爲Ο N狀態之期間內的作用週期比會下降，因 此，扼流電路輸出電壓（V ^ )會下降，或是相反地，當到 上演算放大器（4 3 )之非反轉輸入端子的輸入電壓較到 反轉輸入端子的的輸入電壓爲低時，則經過相反的過程’ 由於扼流電路輸出電壓（V,)會上昇，因此，扼流電路的 本紙乐尺度通用中國@家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .42 - (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) :裝. 訂 414916 A7 B7 五、發明説明（40 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸出DC電壓（V;)會被控制在一定，結果，燈投入電力 會被回饋安定控制在一定。又藉著調整上述可變電阻器（ 6 5 )可以增減燈投入電力。該回饋安定控制功能，當 DC電壓源的DC電壓（Vj)有變動時非常有效。 此外，振盪信號（2 8 )的作用週期比會隨著回饋動 作而變動，結果，反相電路用關開元件（14，15)的 作用週期地也會變動。此現象，如上所述，介電體障層放 電燈具有藉由介電體（6，7 )進行電容器的作用而電流 流動的構造，由於基本上整體是一電容器，因此，在2個 反相電路用關開元件（1 4，1 5 )中之其中一個剛成爲 〇 N狀態後，在關開元件以及燈會流有脈衝式的電流，放 電結束後，則不會有電流流經燈，因此，該作用週期比的 變動，對於燈之放電本身或是燈投入電力不會帶來任何的 問題。 經濟郜智慧^產笱8工消費合作社印製 第1 0圖的實施例雖然是一將扼流電路之輸出D C電 壓（V,)控制成一定，但是若是將第1 〇圖中以虛線所包 圍的電路部分（7 9 )變更成爲第1 1圖中以虛線所包圍 的電路部分（8 0 )時，則藉著針對與介電體障層放電燈 之電流相關的信號實施一定化控制，可以對燈投入電力實 施回饋安定控制。 在第1 0圖中，將電容器（7 3 )***到燈電流路徑 ，且將在此所產生的電壓當作回饋安定控制對象，而經由 二極體（74)與電阻器（75)，被輸入到上述演算放 大器（4 3 )的反轉輸入端子。在此，未直接取得信號的 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -43- 414916 A7 B7 五、發明説明（41 ) (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 二極體（76)與電阻器（77)，係一用來維持來自上 述電容器（7 3 )之信號電流的平衡者，而最好是設置。 對於燈投入電力的增減，則根據調整被連接在上述基準電 壓（V )與上述演算放大器（4 3 )之反轉輸入端子 之間的可變電阻器（78)來進行。此外，將用來產生回 饋安定控制對象電壓的電容器（7 3 )置換成電阻器或是 電容器與電阻器的組合電路，或是適當的阻抗元件，可以 得到更適合之回饋安定控制對象信號。 亦即，在用於構成第1 0圖之實施例之介電體障層放 電燈光源裝置用供電裝置的電路元件中，將上述鋸齒狀波 振盪電路（39)，電壓比較器（42)、演算放大器（ 43)、正反器（44)、邏輯積電路（45、46)、 電晶體（47、. 48)、基準電壓源（63)等收容在1 個封裝內之積體電路在市面上有販售（例如于牛于只4 y 只77社製T L 4 9 4 )，因此，本實施例之介電 體障層放電燈光源裝置用供電裝置可以以非常少的零件數 目製作出。 經濟部晳慧財4均肖工消费合作社印製 由上可知’上述第1 0圖以及第1 1之實施例的介電 體障層放電燈光源裝置用供電裝置，藉著在反相電路（1 3 )的則段設置扼流電路（2 6 )，有關上述燈施加電壓 的變化速度，沿襲著在從即將開始放電到到達開始放電後 之峰値電壓値爲止的期間內，要有不會造成準分子發光效 率降低之必要的急峻程度，而昇壓變壓器（1 〇 )的昇壓 比，即使是抑制在不致於過大的適當的値，藉著將扼流電 -44 - 本紙乐尺度適用中國國家標羋（CMS ) A4規格（210X297公釐） 414916 A7 B7 五、發明説明（42 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 路（2 6 )之昇壓能力設定成可以彌補昇壓變壓器（1 0 )之昇壓比的不足部分，由於很容易得到所期望的2次側 輸出（Vs)的電壓値，因此可知可以有效地解決上述第1 問題。. ' 又由於只有非常少的元件數目所構成，因此可以有效 地解決上述第2問題，又，用來控制上述扼流電路（2 6 )之上述關開元件的上述扼流電路用閘信號（G。），藉著 設成可以針對上述反相電路用閘信號（G ΐί，G I·)確實地 呈同步被產生，由於峰値電流値的大小直接與1次放電之 燈投入能量有關，因此從即將開始放電到到達開始放電後 之峰値電流値爲止之期間內的燈施加電壓波形的反覆再現 性，可知除了可以滿足對於動作安定爲必要的條件外’其 燈投入電力也經常可以進行安定的點燈。 經濟部智慈財產均肖工消費合作社印製 此外，在第1 0圖的實施例中，雖然反相電路係爲第 8圖所示之推挽方式，但是也可以是第7圖所示之半橋方 式或是第9圖所示之全橋方式，更者*也可以是1個關開 元件等之其他的反相方式。又，產生扼流電路閛信號（G c )的方法，雖然是記載由二極體（53 ，54).電阻器 (5 5 )所構成之信號加法器，但是也可以是一可以使信 號加法器的輸出反轉者，或是讓相位偏移者。更者，扼流 電路，除了第1 0圖所示的昇壓型扼流電路以外’也可以 是例如稱爲昇降壓型等之其他形式者。 以下則簡單地說明構成本發明之第4項之介電體障層 放電燈光源裝置的情形。 -45- 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（ΉΟ>< 297公釐） 414916 A7 _B7 五、發明説明“3 ) 在第1 0圖以及第1 1圖所示之介電體障層放電燈光 源裝置用供電裝置中，爲了要讓根據上述式1、式2所計 算出的△ V 5· /△ V x具有所期望的値，最簡單即是針對反 相電路用閘信號（G u，G !_ )，在兩方之閘信號均爲低位 準之期間（T ^ f )內導入，測量如上述式3 6所說明之 非放電時燈靜電電容，根據產生頻率由該値與昇壓 變壓器2次側電感L s的値所決定之正弦波的L。共振現象 ，燈施加電壓波形（V s ( t ))會成爲如第6圖所示，結 果，可以使昇壓變壓器2次側電感L s、燈施加電壓波形的 週期（T)、兩方之閛信號均爲低位準之期間（丁。[() 內之各個參數的値加以整合，以使根據上述式1、式2所 計算出的△ V >./△ V X成爲所希望的値。 但是，在決定兩方之閘信號均爲低位準之期間（ 丁。f f )時*則當要增減在扼流電路用關開元件（3 4 ) 爲〇 N之期間內之作用週期比，亦即，當要根據增減在兩 方之閘信號均爲低位準之期間（T。f f )而對燈投入電力 實施回饋安定控制時，藉著增減兩方之閘信號均爲低位準 的期間（T。f f )，而使根據上式1、式2所計算出之 △ V >./△ V X變化，但是不會超出所期待之値的範圍。因 此，兩方之閘信號均爲低位準之期間T。f f相對於燈施加 電壓波形之週期T的比例：亦即* TaI</T最好是大的 値，具體地說要在5 0%到9 0%的圍內。 所謂的該値是一例如8 0 %般之大的値，係指扼流電 路用關開元件（3 4 )爲〇 N之期間內的作用週期比是一 (請先閲讀背面之注意事項再填巧本頁) :裝.

'II 經濟部智祛时1笱0;工消費合作社印製 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS } A4規格（210X297公;t ) -46- 414916 A7 A7 ___ B7 五、發明説明（44 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如2 0 %般小的値。在假設回饋安定控制時，由於該小的 値，即使是在例如—2 0%〜+ 2 0%的範圍內變化，若 由在燈施加電壓波形的週期（T)內的變化來看，只不過 是1 6〜2 4%的變化而已，因此’對於根據上述式1式 2而計算出之△V>./AVS&値所帶來的影響會變小之故 〇 若是決定出兩方之閘信號均爲低位準的期間（T。f f )，則可以根據D C電壓源的D C電壓（V d ’所期待之 扼流電路輸出電壓（V,)、燈投入電力等的値’而決定出 扼流線圏（3 3 )的電感。或者也可以實驗地加以決定。 如此所構成之介電體障層放電燈光源裝置，可知同時 具備本發明之第1項之介電體障層放電燈光源裝置所示之 優越的效果以及本發明之第3項之介電體障層放電燈光源 裝置用供電裝置所示之優越的效果。 經濟部智慧財4笱肖工消費合作社印製 亦即，爲了要實現燈施加電壓的急峻的上升’即使昇 壓變壓器（1 0 )的昇壓比被抑制在不致於過大之適當的 時，藉著將扼流電路（2 6 )的昇壓能力設定成可以彌補 昇壓變壓器（1 0 )之昇壓的不足部分’可以得到所期望 之2次側輸出（v s )的電壓値’此時’可以將燈電壓之急 峻變化的開始値（V F )設定在較上昇時之放電開始電壓（ + E ‘）爲低的値*有關上述燈施加電壓的變化速度’由於 在從即將開始放電到到達開始放電後之峰値電壓値爲止的 期間內，可以具有對於不會造成準分子發光之效率降低爲 必要的急峻程度，因此可以有效地解決上述第1問題。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公廣）-47- 414916 A7 __._B7 五、發明説明（45 ) 又，燈施加電壓波形（V s ( t ))，在從負側燈電壓 V A變化到正側燈電壓V B時，具有較上昇時之放電開始電 壓（+ E ,)爲低的値，而在到達燈電壓之急峻變'化的開始 値（VF)爲止的部分（A1)，藉著設定爲緩慢地變化， 則在燈施加電壓緩慢地變化的期間內，藉著長時間流有微 小充電電流，可以事先實施在放電時之急速的電荷移動中 的某個比例，更者，結果，由於只是由可以減低有關上述 反相電路用之關開元件的峰値電流値的非常少的元件數目 所構成，因此可以有效地解決上述第2問題。又用來控制 上述扼流電路（2 6 )之上述關開元件的上述扼流電路用 閘信號（G。），藉著設成可以針對上述反相電路用閘信號 (G u，G l )確實地被同步產生，由於峰値電流値的大小 直接與1次放電之燈投入能量有關，因此可知到到達放電 開始後之峰値電壓値爲止之期間內的燈施加電壓波形的反 覆再現性除了能夠滿足爲了動作安定的必要條件外，燈投 入電力也會經常進行安定的點燈。 有關以上所說明的事項，當然是一在圖面所示之電路 構成中只記載主要的元件的一例，而在實際的應用中，若 是能夠取得具有等效功能之更適合的其他的元件時，則可 以進行變更，或者是根據所使用之零件的特徵、極性等的 差異而適當地變更、又也可以因應所需追加周邊元件。 本發明之介電體障層放電燈光源裝置及其供電裝置所 具有之優越的效果，不管由介電體障層放電所產生的光的 使用方法如何，也可以經常有效地發揮。又除了應用上述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐^ · 48 - {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 414916 A7 ___B7___ 五、發明説明（46 ) 化學反應的材料處理以外，也包含了例如在燈封體玻璃的 內面或外面形成螢光體層的情形，因此對於藉由所產生的 紫外線讓螢光體發光的應用特別有效。 (發明的效果） 本發明之第1項之介電體障層放電燈光源裝置，其主 要係針對一具有：擁有被塡充有可藉由介電體障層放電而 產生準分子之放電氣體的放電電漿空間（3)，而在用於 誘導上述放電氣體產生放電現象之兩極的電極（4，5 ) 中的至少其中一者與上述放電氣體之間存在有介電體之構 造的介電體障層放電燈（2)，以及對上述介電體障層放 電燈的上述電極施加大約呈週期性之交流的高電壓的供電 裝置（1 )的介電體障層放電燈光源裝置，其特徵在於： 上述供電裝置（1)，在針對介電體障層放電管（2 )結束1次的放電，而燈施加電壓朝向接下來的放電而變 化時， 燈施加電壓波形（V s ( t ))，在經過下一次放電之 有效放電開始電壓（ + Ei，一 Ei)之前，具有進行緩慢 變化的期間，之後則引起急劇的變化，因此，上述第1問 題，亦即，爲了要應付減低消耗電力、減低燈的發熱、達 成燈的長壽命化的強烈的期待，而不得不改善燈的發光效 率的問題，以及上述第2問題，亦即，藉由應用優良之紫 外線而達到經濟性的問題可以獲得解決。 更者，在第2項之發明中，由於有關在結束上述1次 (讀先閏請背面之注意事項再填寫本頁) οί 裝. 訂 經濟部智慧財工消費合作社印製 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2iOX297公釐} _ 49 - 414916 A7 ____Β7____ 五、發明說明（47 ) C琦先閱讀背面之注意事項再填寫表頁) 放電時的電壓V Λ與在下一次放電結束時之電壓Υ Β的電壓 差△ V χ，以及上述電壓V Α與上述燈施加電壓進行緩慢變 化之期間在結束時的電壓v r的電壓差△ v >·，滿足0 . 3 客A V >- / △ V x客0 , 9 ，藉此可以更加有利地實現第1 項的發明。 更者，第3項之介電體障層放電燈光源裝置，其主要 係一針對具有被塡充有藉由介電體障層放電，而產生準分 子之放電氣體的放電電漿空間（3 )，而在誘導上述放電 氣體產生放電現象之電極的電極（4 ，5 )中之其中一者 與上述放電氣體之間存在介電體（6 ，7 )的介電體障層 放電管（2 )，在上述介電體障層放電管的上述電極（4 > 5 )，施加大約呈周期性之交流的高電壓的介電體障層 放電管光源裝置用供電裝置，其特徵在於： 經-部智祛財產局員工消費合作社印製 係一由可將D C電壓源（1 2 )的電壓昇壓到較其爲 高之D C電壓而輸出的扼流電路（2 6 )，在2次側產生 交之高電壓的昇壓變壓器（1 0 )，以及將來自上述扼流 電路（2 6 )的輸出轉換成交流，且將其供給到上述昇壓 變器（1 0 )之一次側的反相電路（1 3 )所構成的介 電體障層放電管光源裝置用供電裝置，用於控制上述扼流 電路（2 6 )之關開元件的閘信號（G c )，則相對於用來 控制上述反相電路（1 3 )之開關元件的閘信號（G u ’ Gl) ΙΤΠ呈同步地被產生。 藉此，藉著在反相電路（1 3 )的前段設置扼流電路 (26)，有關上述燈施加電壓的變化速度，沿襲著在從 衣纸張&度適用中舀國家樣準（CN’S)A4規格（210 X 297公芨） -&U - 414916 A7 ________B7______ 五、發明説明（48 ) 即將開始放電到到達開始放電後之峰値電壓値爲止的期間 內，要有不會造成準分子發光效率降低之必要的急峻程度 ，而昇壓變壓器（1 0 )的昇壓比，即使是抑制在不致於 過大的適當的値，藉著將扼流電路（2 6 )之昇壓能力設 定成可以彌補昇壓變壓器（10)之昇壓比的不足部分， 由於很容易得到所期望的2次側輸出（V s )的電壓値，因 此可知可以有效地解決上述第1問題。 又由於係只由1個振盪電路（2 7 )構成，因此可以 有效地解決上述第2問題，又，用來控制上述扼流電路（ 2 6 )之上述關開元件的上述扼流電路用閘信號（G。）， 藉著設成可以針對上述反相電路用閘信號（G u，G l )確 實地呈同步被產生，由於峰値電壓値的大小直接與1次放 電之燈投入能量有關，因此從即將開始放電到到達開始放 電後之峰値電壓値爲止之期間內的燈施加電壓波形的反覆 再現性，可知除了可以滿足對於動作安定爲必要的條件外 ，其燈投入電力也經常可以進行安定的點燈。 更者，第4項之介電體障層放電燈光源裝置，其中之 供電裝置（1 )爲第3項之介電體障層放電燈光源裝置用 供電裝置。 藉此，爲了要實現燈施加電壓的急峻的上升，即使昇 壓變壓器（1 0 )的昇壓比被抑制在不致於過大之適當的 時，藉著將扼流電路（2 6 )的昇壓_能力設定成可以彌補 昇壓變壓器（1 0 )之昇壓的不足部分，可以得到所期望 之2次側輸出（Vs)的電壓値，此時，可以將燈電壓之急 本紙乐尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 51 . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) d 裝 訂 414916 A7 B7 五、發明説明（49 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 峻變化的開始値（VF)設定在較上昇時之放電開始電壓（ + E ί )爲低的値，有關上述燈施加電壓的變化速度，由於 在從即將開始放電到到達開始放電後之峰値電壓値爲止的 期間內，可以具有對於不會造成準分子發光之效率降低爲 必要的急峻程度，因此可以有效地解決上述第1問題= 經濟部智达財產笱貝工消費合作社印製 又，燈施加電壓波形（V s ( t ))，在從負側燈電壓 V A變化到正側燈電壓（V B )時，具有較上昇時之放電開 始電壓（+ E i )爲低的値，而在到達燈電壓之急峻變化的 開始値（V F )爲止的部分（A 1 )，藉著設定爲緩慢地變 化，則在燈施加電壓緩慢地變化的期間內*藉著長時間流 有微小充電電流，可以事先實施在放電時之急速的電荷移 動中的某個比例，更者，結果，由於只是由可以減低有關 上述反相電路用之關開元件的峰値電流値的非常少的元件 數目所構成，因此可以有效地解決上述第2問題。又用來 控制上述扼流電路（2 6 )之上述關開元件的上述扼流電 路用閘信號（G :)，藉著設成可以針對上述反相電路用閘 信號（G u * G L )確實地被同步產生，由於峰値電流値的 大小直接與1次放電之燈投入能量有關，因此可知到到達 放電開始後之峰値電壓値爲止之期間內的燈施加電壓波形 的反覆再現性，具有也能夠滿足爲了動作安定之條件的效 果。 圖面之簡單說明： 第1圖係表存在2個介電體之介電體障層放電燈。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X 297公釐） _ 52 414916 A7 B7 經濟部智您財/l^a:工消費合作社印製 五、發明説明（so ) 第2圖係表介電體障層放電燈的等效圖。 第3圖係表矩彤波之燈施加電壓波形之槪念的說明圖 〇 第4圖係表與本發明之第1項有關之介電體障層放電 燈光源裝置之燈施加電壓波形之槪念的說明圖。 第5圖係表與本發明之第3項有關之介電體障層放電 燈光源裝置用供電裝置的方塊圖。 第6圖係表與本發明之第1項有關之介電體障層放電 燈光源裝置之一實施例之電路的各部分波形的槪念圖的一 例。 第7圖係表與本發明之第1項有關之介電體障層放電 燈光源裝置之一實施例之被簡化的構成圖的一例。 第8圖係表與本發明之第1項有關之介電體障層放電 燈光源裝置之一實施例之被簡化的構成圖的一例。 第9圖係表與本發明之第1項有關之介電體障層放電 燈光源裝置之一實施例之被簡化的構成圖的一例。 第1 0圖係表與本發明之第3項有關之介電體障層放 電燈光源裝置用供電裝置之一實施例之被簡化的構成圖的 一例。 第1 1圖係表與本發明之第3項有關之介電體障層放 電燈光源裝置用供電裝置之其他實施例之被簡化之構成的 部分圖的一例。 第1 2圖係表與本發明之第3項有關之介電體障層放 電燈光源裝置用供電裝置之一實施例之電路各部分波形的 (請先K1請背面之注意事項再填寫本頁) •裝.

*1T d. 本紙展尺度適用中囷囡家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐 53 414916 A7 B7 五、發明説明（51 ) 槪念圖的一例。 符號說明 1 供 電 裝 置 2 介 電 體 rmi 層 放 電 燈 3 放 電 電 漿 空 間 4,5 電 極 6,7 介 電 體 8 密 封 體 9 放 電 路 徑 10 昇 壓 變 壓 器 11 交 流 高 電 壓 12 DC電 ；壓 源 13 反 相 電 路 14,15 反 相 電 路 用 切 換 元 件 16,17 反 相 閘 驅 動 電 路 18,19,20,21 關 開 元 件 22,23,24,25 反 相 閘 驅 動 電 路 26 扼 流 C chopper) 電 路 27 振 盪 電 路 28 振 盪 信 號 29 反 相 閘 信 號 產 生 電 路 30 扼 流 閘 信 號 產 生 電 路 3 1 交 流 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .0 裝'

A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29 7公釐） _ 54 - 經濟部智.¾財i苟工消費合作社印敦 五、發明説明（52 ； ) 32 電 容 器 33 扼 流 線 圏 34 扼流 電 路 Iρ 丨，I ρ 2 尖 峰 電 流 Vs(t) 燈 施 加 電 L(t) 燈 電 流 波 A1 燈 施 加 電 A2 燈 施 加 電 -E. 下 降 時 之 十E i 上 昇 時 之 + E,,-Ei 有 效 放 電 G u, G l 反 相 電 路 Cd 介 電 體 所 C, 放 電 電 梁 Cc 由 浮 游 靜 Va 負 側 燈 pptj Ve 正 側 燈 電 Vf 燈 電 壓 之 用切換元件 値 壓波形 形 壓波形的急劇變化部分 壓波形的緩慢變化部分 放電開始電壓 放電開始電壓 開始電壓 用閘信號 形成的電容器 空間所形成的電容器-電電容所形成的電容器 壓 壓 急劇變化的開始値 本紙乐又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公楚）-55- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) οί 裝. •訂

Claims (1)

1. 414916 ϋ C8 DS 六、申請專利範圍 1 . 一種介電體障層放電燈光源裝置，其主要係針對 一具有•擁有被塡充有可藉由介電體障層放電而產生準分 子之放電氣體的放電電漿空間（3)，而在用於誘導上述 放電氣體產生放電現象之兩極的電極（4，5 )中的至少 其中一者與上述放電氣體之間存在有介電體之構造的介電 體障層放電燈（2)，以及對上述介電體障層放電燈的上 述電極施加大約呈週期性之交流的高電壓的洪電裝置C 1 )的介電體障層放電燈光源裝置，其特徵在於： 上述供電裝置（1)，在針對介電體障層放電管（2 )結束1次的放電，而燈施加電壓朝向接下來的放電而變 化時， 燈施加電壓波形（V s ( t ))，在經過下一次放電之 有效放電開始電壓（+ E i，— E ,)之前，具有進行緩慢 變化的期間，之後則引起急劇的變化。 2 .如申請專利範圍第1項之介電體障層放電燈光源 裝置，有關在結束上述1次放電時的電壓VA與在下一次放 電結束時之電壓VB的電壓差AVX，以及上述電壓VA與 上述燈施加電壓進行緩慢變化之期間在結束時的電壓V F的 電壓差△ V y，則滿足 〇 · 3 S △ V >. / △ V x S 〇 . 9。 3 . —種介電體障層放電燈光源裝置，其主要係一針 對具有被塡充有藉由介電體障層放電，而產生準分子之放 電氣體的放電電漿空間（3)，而在誘導上述放電氣體產 生放電現象之兩極的電極（4，5)中之其中一者與上述 放電氣體之間存在介電體（6 ，7 )的介電體障層放電管 張尺度適η中S :¾家樣乘（CN:S ) A4規格（.；：10 X 297公釐} (详#】£?讀背面之浼4〕事項再填"木頁) 0裝 --部^,1-"「4-^:"工;^货合作社印货 -56 - 414916 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 . (2)，在上述介電體障層放電管的上述電極（4，5) ，施加大約呈周期性之交流的高電壓的介電體障層放電燈 光源裝置用供電裝置，其特徵在於： 係一由可將D C電壓源（1 2 )的電壓昇壓到較其爲 高之DC電壓而輸出的扼流電路（2 6)，在2次側產生 交之高電壓的昇壓變壓器（10)，以及將來自上述扼流 電路（2 6 )的輸出轉換成交流，且將其供給到上述昇壓 變壓器（1 0 )之一次側的反相電路（1 3 )所構成的介 電體障層放電燈光源裝置用供電裝置，用於控制上述扼流 電路（2 6 )之關開元件的閘信號（G c )，則相對於用來 控制上述反相電路（1 3 )之開關元件的閘信號（G u， Gl)而呈同步地被產生。 4.如申請專利範圍第1項之介電體障層放電燈光源 裝置，上述供電裝置（1 )係一第3項之介電體障層放電 燈光源裝置用供電裝置。 . (請itM讀背面之注意事項再填寫本頁) *-» 泉 太氓伕尺度遺用中S國家埭準（CNS ) A4規格（210 X 29了公釐） -57-