[发明专利]场发射光源用电源

说明书

技术领域

本发明涉及场发射，尤其涉及适用于场发射光源的紧凑型电源。本发明还涉及包括电源的场发射光源。

背景技术

目前，传统的白炽灯泡正逐渐被其它能效高、环境污染小的光源取代。用于替代的灯泡包括发光二极管(LED)装置和荧光灯源。然而，发光二极管装置价格昂贵且安装复杂，已知的荧光灯源则含少量汞，汞暴露引发的健康风险会造成潜在健康隐患。此外，由于含有汞，荧光灯源的回收利用复杂又昂贵。

目前已出现的一种较为理想的替代光源为场发射光源，包括阳极和阴极，其中，阳极包括透明导电层和涂在透明玻璃管等内表面上的荧光粉层。该荧光粉层受电子激励后发出冷光。阳极和阴极间电压引起电子发射。为实现高光发射，建议使用的电压范围为2至12kV。

US2008185953中公开了一种建议此类场发射光源使用的电源。在该专利中，所述电源包括防止非期望发射的桥式整流器和滤波组件，以及用于提供适用于所述场发射光源阴阳极间功率的高电压的倍压器。

然而，US2008185953中提供的实施例在供电范围和供电效率方面具有一些有害缺点。这些缺点一般因倍压器内部出现多次较大电压阶跃造成。

因此，需要提供一种场发射光源用改良型高压电源，特别要考虑到允许电源与场发射光源相结合所需的电源的大小。

发明内容

鉴于现有技术的上述及其它缺点，本发明大致目的在于，提供一种场发射光源用改良型电源。

根据本发明第一个方面，提供一种场发射光源用电源，包括：

DC-DC变换器，用于接收所述DC-DC变换器输入端处于第一电压水平的直流电流源并输出所述DC-DC变换器输出端处于第二电压水平的直流电，其中，所述第二电压水平高于所述第一电压水平；带变压器的谐振逆变器，所述谐振逆变器连接至所述DC-DC变换器输出端，用于提供具有第三电压水平处于第一频率的脉冲信号，所述第三电压水平高于所述第二电压水平；及倍压器，将脉冲信号整流成处于第四电压水平的直流电，所述第四电压水平高于所述第三电压水平，所述倍压器包括一对用于连接至所述场发射光源的输出端，

其中，所述电源还包括控制器，所述控制器用于控制谐振逆变器，所述控制器基于一个反馈(电流和/或电压等)，所述反馈与场发射光源的操作相关，所述反馈由倍压器提供。

本发明基础是，通过采用连接至所述倍压器(通常包括多个二极管电容阶段)的控制器以及所述谐振逆变器，所述倍压器发出的反馈信号可用于对所述已连接的场发射光源进行平稳控制。具体地，在高压条件下，电压尖峰的出现实际上会限制所述场发射光源的使用寿命，甚至将其直接“烧毁”。

此外，通过使用所述控制器，可提供直观的且能进行录像的较小的暂时性光输出变化，进而，高压变频器输入电平、电压在合适阶段分接的所述倍压器和所述倍压器输入输出电流均可采样。由于倍压电容器导致时滞，无法直接调节所述倍压器输出电流。取而代之的是，通过算法对所述高压变频器频率进而对输出功率进行控制。通过使用查表法，所述算法可用于校正任何采样值的非线性特征。

灯光的调整会使所述调节变得更加复杂，因为频率和输出电压控制范围太过有限，因而无法提供所需的调光范围。此外，根据一实施例，可使用所述高压变频器的通断调制，仍能满足所述光输出变化要求。

还应注意的是，同正常情形下谐振电路位于第一级变压相比，本发明提供的实施例中，谐振电路位于第二级变压。

较佳地，接收的处于第一电压水平的直流电流源作为主电源发出的整流电压信号。换言之，在一实施例中，所述主电源型号为90–140VAC(RMS)、60Hz，或者，在另一实施例中，所述主电源型号为190–270VAC(RMS)、50Hz，经整流(如全波整流)产生平均电压水平略小于上述主电源RMS电压水平的带有波纹的直流信号。因此，所述电源可包括整流器，如提供全波整流的整流器。在此应用背景下，根据一实施例，所述第一电压水平为该整流式主电源。然而，所述直流电流源还可为基本恒定直流电流源，其中，所述控制器接收的直流信号上叠加有用于控制所述电源的控制信号。

此外，所述第二电压水平高于所述第一电压水平。在此应用背景下，应理解为所述第二电压水平的平均值高于所述第一电压水平的平均值。通常，若提供交流电，所述第二电压水平可起波纹，波纹电压可达到100V。较佳地，所述第二电压水平可设置为不超过700V。