CN201119101Y - 灯管故障保护装置 - Google Patents

Abstract

一种灯管故障保护装置，包括一控制模块、一开关模块、一变压器模块及一反馈电路。控制模块用以输出一脉波信号；开关模块由控制模块的脉波信号控制导通与否；变压器模块包括至少一变压器，其具有一初级线圈及一次级线圈，初级线圈受开关模块控制电流通与否，次级线圈感应初级线圈的电流以产生一第一驱动信号及一与第一驱动信号相位相反的第二驱动信号，且第一、第二驱动信号用以分别供应二支灯管；反馈电路用以将流经所述灯管的信号耦合后产生一侦测信号供控制模块判断所述灯管是否异常。本实用新型可检测多支灯管故障，且无须对应各灯管加设MOS－FET等元件而可节省用料成本。

Description

灯管故障保护装置

技术领域

本实用新型是有关于一种电器保护装置，特别是涉及一种灯管故障保护装置。

背景技术

目前照明用的灯管应用于许多领域，例如显示装置或投影装置皆需要安装多支灯管，但是在运送的过程中，稍有不慎则容易因为灯管松脱，进而导致整个电源电路短路，或者因为灯管老化，也会使整个电源电路供电不稳定甚至故障的现象发生。

参阅图1，目前的灯管保护装置9包括一控制模块91、一开关模块92、一变压器模块93、多支灯管94及一保护电路95；其中，保护电路95包括对应灯管94数量的一整流模块951、一直流模块952及多个MOS-FET元件Q₉₁、Q₉₂、Q₉₃、Q₉₄及Q₉₅。

其控制方法是由控制模块91输出一脉波信号控制开关模块92在一导通模式和一不导通模式运作，而变压器模块93是将外部电源功率转换并依据脉波信号的控制时序产生一具有正负周期的驱动信号，所述灯管94受驱动信号驱动以发出光亮；至于保护电路95则是由整流模块951取得具有正负周期的驱动信号后，保留正周期信号并除去负周期信号，之后由直流模块952将前述正周期信号滤为一直流信号。

在正常模式下，也就是所述灯管94皆未有脱落或短路时，由于其产生的直流信号的电压电平皆大于各MOS-FET元件Q₉₁、Q₉₂、Q₉₃及Q₉₄的电压V_gs，各MOS-FET元件Q₉₁、Q₉₂、Q₉₃及Q₉₄的电压V_gs接地，使得MOS-FET元件Q₉₅不导通，因此反馈信号V_S为高电平(High)；在异常模式下，也就是所述灯管94有任一支或多支脱落或短路时，其灯管94所对应的MOS-FET元件的V_gs无法导通，使得MOS-FET元件Q₉₅导通，因此反馈信号V_S为低电平(Low)，如此一来，控制模块91就可依据电压电平变化得知有故障产生而作出对应的处理。然而，此类保护电路95需要多个MOS-FET元件，无法节省用料成本。

实用新型内容

因此，本实用新型的一目的，是提供一种可节省用料成本的灯管故障保护装置。

本实用新型的另一目的，是提供一种可侦知电压异常放电现象的灯管故障保护装置。

于是，本实用新型灯管故障保护装置包括一控制模块、一开关模块、一变压器模块及一反馈电路。

该控制模块用以输出一脉波信号；该控制模块的脉波信号控制该开关模块导通与否；该变压器模块包括至少一组变压器，该变压器具有一初级线圈及一次级线圈，该初级线圈连接该开关模块以接收电流，且该开关模块控制该初级线圈导通与否，该次级线圈感应该初级线圈的电流以产生一第一驱动信号及一与第一驱动信号相位相反的第二驱动信号，且该第一驱动信号、第二驱动信号用以分别供应一支灯管；该反馈电路用以将流经所述灯管的信号耦合后产生一侦测信号供该控制模块判断所述灯管是否异常。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，所述的反馈电路包括分别耦接各该灯管的一电阻，及耦接于各该电阻及该控制模块之间的二极管。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，所述的变压器模块包括至少二个变压器，各该变压器的该初级线圈连接该开关模块以接收电流，且该开关模块控制该初级线圈导通与否，其中一变压器的次级线圈感应初级线圈的电流，并产生该第一驱动信号及该第二驱动信号，且第一驱动信号、第二驱动信号用以供应一灯管对，另一变压器的次级线圈感应初级线圈的电流，并产生一第三驱动信号及一第四驱动信号，且第三驱动信号、第四驱动信号用以供应另一灯管对；及该反馈电路是取出属于不同灯管对的不同相位的驱动信号彼此互为耦合为一输出供该控制模块判断所述灯管是否异常。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，所述的反馈电路还包括四个耦接各该灯管对的电阻，及二个耦接于各该电阻及该控制模块之间的二极管。

本实用新型提供一种灯管故障保护装置，包括一用以输出一脉波信号的控制模块及一由该控制模块的脉波信号控制导通与否的开关模块，所述灯管故障保护装置还包括：一变压器模块，包括至少二个变压器，各该变压器分别电性连接一灯管对，各该变压器具有一初级线圈及一次级线圈，各该初级线圈连接该开关模块以接收电流，且该开关模块控制该初级线圈导通与否，各该次级线圈感应各该初级线圈的电流以产生一第一驱动信号及一与第一驱动信号相位相反的第二驱动信号，且该第一驱动信号、第二驱动信号用以分别供应一支灯管；及一反馈电路，用以将流经所述灯管的信号耦合后产生一侦测信号供该控制模块判断所述灯管是否异常。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，该变压器模块包括至少四个变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且其中的一第一变压器的次级线圈具有一第一端，一第二变压器的次级线圈具有一第二端，一第三变压器的次级线圈具有一第三端，及一第四变压器的次级线圈具有一第四端，其中该第一端和该第二端分别与一个灯管相连接，且该第一端和该第二端的输出相位相反，其中该第三端和该第四端分别与一个灯管相连接，且该第三端和该第四端的输出也是相位相反。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，该变压器模块包括至少四个变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且其中的一第一变压器的初级线圈具有一第一输入端，一第二变压器的初级线圈具有一第二输入端，一第三变压器的初级线圈具有一第三输入端，及一第四变压器的初级线圈具有一第四输入端，其中该第一输入端和该第二输入端相连接，而且该第一输入端和该第二输入端的输入反相，且该第三输入端和该第四输入端相连接，而且该第三输入端和该第四输入端的输入反相。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，该变压器模块包括至少二对变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且各对变压器中的二输入起绕点的位置相反，及二输出起绕点的位置为相同。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，该变压器模块包括至少二对变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且各对变压器中的二输入起绕点的位置相同，及各对变压器中的二输出起绕点的位置相反。

本实用新型所述的灯管故障保护装置，该反馈电路还包括至少四个耦接各该灯管的电阻，及至少二个耦接于该电阻及该控制模块之间的二极管。

通过本实用新型灯管故障保护装置于正常模式下，由于流经两两灯管的信号耦合后相位互为抵销，但是若有一支甚至多支灯管故障，则相位不相抵销，因此控制模块就能侦知此变化而判断灯管是否异常，相较于现有技术，本实用新型灯管故障保护装置即使多支灯管故障也可检测出来，且无须对应各灯管加设MOS-FET等元件而可节省用料成本。

附图说明

下面通过较佳实施例及附图对本实用新型的灯管故障保护装置进行详细说明，附图中：

图1是一电路方块图，说明目前的灯管保护装置的架构；

图2是一电路方块图，说明本实用新型灯管故障保护装置的较佳实施例是用于保护多个灯管；

图3是一电路图，说明本实用新型灯管故障保护装置具有的变压器模块的第一较佳实施例；

图4是一电路图，说明本实用新型灯管故障保护装置具有的变压器模块的第二较佳实施例；

图5是一电路图，说明本实用新型灯管故障保护装置具有的变压器模块的第三较佳实施例；

图6是一电路图，说明本实用新型灯管故障保护装置具有的变压器模块的第四较佳实施例；

图7是一电路图，说明本实用新型灯管故障保护装置具有的变压器模块的第五较佳实施例。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。在本实用新型被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图2，本实用新型灯管故障保护装置1的较佳实施例是用于保护多个灯管2，本例是四支灯管21～24，然不以此数为限制，只要是二支灯管以上(包括二支)皆可应用本实用新型。

该灯管故障保护装置1包括一控制模块11、一开关模块12、一变压器模块13及一反馈电路14。控制模块11是一PWM控制电路，用以输出一脉波控制信号101；控制模块11的脉波控制信号101控制开关模块12导通与否，进而可调整灯管2的亮度。

参阅图2及图3，变压器模块13的第一较佳实施例包括一第一变压器31及一第二变压器32，第一变压器31具有一初级线圈311及一次级线圈312，第二变压器32具有一初级线圈321及一次级线圈322，且第一变压器31的次级线圈312具有一第一端P₁及一第二端P₂，第二变压器32的次级线圈322具有一第三端P₃及一第四端P₄。

其中，以第一变压器31为例，其初级线圈311受开关模块12控制一电流I导通与否，当电流I导通时，其次级线圈312感应初级线圈311的电流I，并可于其第一端P₁产生一第一驱动信号V_P1，以及于第二端P₂产生一与第一驱动信号相位相反的第二驱动信号V_P2，且第一驱动信号V_P1用以供应灯管21，第二驱动信号V_P2用以供应灯管22。

第二变压器31也类似，可于其第三端P₃产生一第三驱动信号V_P3，以及于第四端P₄产生一与第三驱动信号相位相反的第四驱动信号V_P4，且第三驱动信号V_P3用以供应灯管23，第四驱动信号V_P4用以供应灯管24。

反馈电路14具有分别耦接各灯管21、24、22及23的电阻R₁₁、R₁₂、R₁₃及R₁₄，及耦接R₁₁、R₁₂并联后输出的二极管D₁，耦接R₁₃、R₁₄并联后输出的二极管D₂，且二极管D₁、D₂并联的输出为一侦测信号V_S，该侦测信号V_S可供控制模块11判断所述灯管21～24是否异常。

反馈电路14的作用原理是取出属于不同灯管对21、24及22、23的不同相位的驱动信号互为耦合为一输出供控制模块1判断所述灯管21、24及22、23是否异常；因此，反馈电路14是将第一驱动信号V_P1、第四驱动信号V_P4互为耦合，以及第二驱动信号V_P2、第三驱动信号V_P3互为耦合，以交错的方式将属于不同灯管的驱动信号互为耦合，可避免例如当V_P1、V_P4互为耦合时，同一组的灯管对21、24或22、23有二支皆短路或故障时，会让侦测信号V_S仍维持低电平而无法被侦知。

参阅图3，补充说明的是，除了前述的灯管故障保护功能，控制模块11具有另外一种反馈侦测功能。各灯管分别接上二极管，因此合成的弦波都变成正半周波形而成高电压V_FB，再加上二极管D则滤波为直流电平，所以当有灯管被移除时，控制模快可判断当电平变低时即为异常状况。借二种机制搭配使用，如同一组的灯管对(例如21、24)有二支皆短路或故障时，也能侦知多个灯管故障。

参阅图2及图4，变压器模块13的第二较佳实施例包括四个变压器41、42、43及44，变压器41～44分别具有初级线圈411～441及次级线圈412～442，且变压器41的次级线圈412具有一第一端P₁，变压器42的次级线圈422具有一第二端P₂，变压器43的次级线圈432具有一第三端P₃，及变压器44的次级线圈442具有一第四端P₄，其特点是次级线圈412和次级线圈422的各输出端(也就是第一端P₁和第二端P₂)的输出相位相反，同样的第三端P₃和第四端P₄也是如此接法。

参阅图2及图5，变压器模块13的第三较佳实施例也有四组变压器51、52、53及54，变压器51～54分别具有初级线圈511～541及次级线圈512～542，且变压器51的次级线圈512具有一第一端P₁，变压器52的次级线圈522具有一第二端P₂，变压器53的次级线圈532具有一第三端P₃，及变压54的次级线圈542具有一第四端P₄，其不同的地方在于，初级线圈511的第一输入端a1和初级线圈521的第二输入端a2相连，且第一输入端a1及第二输入端a2的输入反相，同样的初级线圈531、初级线圈541的一第三输入端a3、一第四输入端a4也为相反的接法。

参阅图2及图6，变压器模块13的第四较佳实施例也有二对变压器61、62及63、64，其不同的地方在于，变压器对61、62中的二输入起绕点b1、b2的位置相反，以及变压器对63、64中的二输入起绕点b3、b4的位置相反，而变压器对61、62的二输出起绕点的位置c1、c2相同，以及变压器对63、64中的二输出起绕点的位置c3、c4相同。

参阅图2及图7，变压器模块13的第五较佳实施例也有二对变压器71、72及73、74，其不同的地方在于，变压器对71、72中的二输入起绕点d1、d2的位置相同，以及变压器对73、74中的二输入起绕点d3、d4的位置相同，而变压器对71、72的二输出起绕点的位置e1、e2相反，以及变压器对73、74中的二输出起绕点的位置e3、e4相反。

归纳上述，本实用新型灯管故障保护装置1主要是设计将两灯管21、24及22、23分别配置为一组，且由变压器模块13供应二相位相反的驱动信号予各灯管21、24及灯管22、23后，再将流经各灯管21、24及灯管22、23的信号耦合后反馈给控制模块1，正常模式下，由于流经两两灯管21、24及灯管22、23的信号耦合后相位互为抵销因此为低电平的侦测信号，但是若有一支甚至多支灯管故障，则相位不相抵销而会输出高电平的侦测信号，因此控制模块1就能利用侦知侦测信号的电平高低判断灯管是否异常。相较于原有技术，本实用新型灯管故障保护装置1具有下述优点：

1.即使多支灯管故障也可检测出来，且无须对应各灯管加设MOS-FET元件而可节省用料成本。

2.将不同相位信号耦合后反馈给控制模块，也可侦测出电压放电的异常现象而能将此故障加以排除。

Claims (10)

1.一种灯管故障保护装置，包括一用以输出一脉波信号的控制模块及一开关模块，该控制模块的脉波信号控制该开关模块导通与否，其特征在于，所述灯管故障保护装置还包括：

一变压器模块，包括至少一个变压器，该变压器具有一初级线圈及一次级线圈，该初级线圈连接该开关模块以接收电流，且该开关模块控制该初级线圈导通与否，该次级线圈感应该初级线圈的电流以产生一第一驱动信号及一与第一驱动信号相位相反的第二驱动信号，且该第一驱动信号、第二驱动信号用以分别供应一支灯管；及

一反馈电路，用以将流经所述灯管的信号耦合后产生一侦测信号供该控制模块判断所述灯管是否异常。

2.根据权利要求1所述的灯管故障保护装置，其特征在于，

所述的反馈电路包括分别耦接各该灯管的一电阻，及耦接于各该电阻及该控制模块之间的二极管。

3.根据权利要求1所述的灯管故障保护装置，其特征在于，

所述的变压器模块包括至少二个变压器，各该变压器的该初级线圈连接该开关模块以接收电流，且该开关模块控制该初级线圈导通与否，其中一变压器的次级线圈感应初级线圈的电流，并产生该第一驱动信号及该第二驱动信号，且第一驱动信号、第二驱动信号用以供应一灯管对，另一变压器的次级线圈感应初级线圈的电流，并产生一第三驱动信号及一第四驱动信号，且第三驱动信号、第四驱动信号用以供应另一灯管对；及该反馈电路是取出属于不同灯管对的不同相位的驱动信号彼此互为耦合为一输出供该控制模块判断所述灯管是否异常。

4.根据权利要求3所述的灯管故障保护装置，其特征在于，

所述的反馈电路还包括四个耦接各该灯管对的电阻，及二个耦接于各该电阻及该控制模块之间的二极管。

5.一种灯管故障保护装置，包括一用以输出一脉波信号的控制模块及一由该控制模块的脉波信号控制导通与否的开关模块，其特征在于，所述灯管故障保护装置还包括：

一变压器模块，包括至少二个变压器，各该变压器分别电性连接一灯管对，各该变压器具有一初级线圈及一次级线圈，各该初级线圈连接该开关模块以接收电流，且该开关模块控制该初级线圈导通与否，各该次级线圈感应各该初级线圈的电流以产生一第一驱动信号及一与第一驱动信号相位相反的第二驱动信号，且该第一驱动信号、第二驱动信号用以分别供应一支灯管；及

一反馈电路，用以将流经所述灯管的信号耦合后产生一侦测信号供该控制模块判断所述灯管是否异常。

6.根据权利要求5所述的灯管故障保护装置，其特征在于，该变压器模块包括至少四个变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且其中的一第一变压器的次级线圈具有一第一端，一第二变压器的次级线圈具有一第二端，一第三变压器的次级线圈具有一第三端，及一第四变压器的次级线圈具有一第四端，其中该第一端和该第二端分别与一个灯管相连接，且该第一端和该第二端的输出相位相反，其中该第三端和该第四端分别与一个灯管相连接，且该第三端和该第四端的输出也是相位相反。

7.根据权利要求5所述的灯管故障保护装置，其特征在于，该变压器模块包括至少四个变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且其中的一第一变压器的初级线圈具有一第一输入端，一第二变压器的初级线圈具有一第二输入端，一第三变压器的初级线圈具有一第三输入端，及一第四变压器的初级线圈具有一第四输入端，其中该第一输入端和该第二输入端相连接，而且该第一输入端和该第二输入端的输入反相，且该第三输入端和该第四输入端相连接，而且该第三输入端和该第四输入端的输入反相。

8.根据权利要求5所述的灯管故障保护装置，其特征在于，该变压器模块包括至少二对变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且各对变压器中的二输入起绕点的位置相反，及二输出起绕点的位置为相同。

9.根据权利要求5所述的灯管故障保护装置，其特征在于，该变压器模块包括至少二对变压器，各该变压器的输出端分别电性连接一灯管，且各对变压器中的二输入起绕点的位置相同，及各对变压器中的二输出起绕点的位置相反。

10.根据权利要求5至9中任意一项所述的灯管故障保护装置，其特征在于，该反馈电路还包括至少四个耦接各该灯管的电阻，及至少二个耦接于该电阻及该控制模块之间的二极管。

Images