專利名稱：用于el板的具有零斷開電流的交流開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池操作的逆變器，具體地說涉及一種開關(guān)電 路，用于選擇性地把EL板耦聯(lián)到電源，并對(duì)EL板提供基本上零斷 開電流。
背景技術(shù)：
如在本說明書中使用的，橋是一種具有四個(gè)臂的電路，其中兩對(duì) 臂并聯(lián)連接在第一對(duì)端子之間.在每對(duì)臂中，所述的臂被串聯(lián)連接. 在每個(gè)串聯(lián)對(duì)中的臂的連接點(diǎn)是笫二對(duì)端子.借助于同時(shí)導(dǎo)通的一對(duì)
臂和另一對(duì)臂中的單向電流元件，橋具有跨過一對(duì)端子的DC對(duì)角線 和跨過第二對(duì)端子的AC對(duì)角線.
如在本說明書中使用的和本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，"厚膜"指的 是一種類型的EL燈，"薄膜"指的是另一種EL燈.這些術(shù)語僅僅直 白地涉及實(shí)際厚度，并實(shí)際上標(biāo)識(shí)不同的要求. 一般地說，薄膜EL 燈通過通常在玻璃襯底上或在先前層上真空淀積不同的層構(gòu)成.厚膜 EL燈一般通過例如借助于輥涂、噴濺或各種印刷技術(shù)在襯底上沉積 油墨層構(gòu)成.所述用于沉積油墨的技術(shù)是非窮舉的，雖然一般以相同 的方式例如絲網(wǎng)印刷沉積若干個(gè)燈層.薄膜、厚膜EL燈在術(shù)語上并 不矛盾，厚膜EL燈比薄腹EL燈厚得多.
如在本說明書中使用的，EL板是一種包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光區(qū)域 的單一的薄板，其中每個(gè)發(fā)光區(qū)域是一個(gè)EL燈.EL燈實(shí)質(zhì)上是一個(gè) 電容器，在兩個(gè)導(dǎo)電的電極之間具有電介質(zhì)層，其中一個(gè)電極是透明 的.電介質(zhì)層可以包括熒光體顆粒，或者可以是鄰近電介質(zhì)層的熒光 體顆粒的單獨(dú)的層.熒光體顆粒在存在強(qiáng)電場(chǎng)的情況下發(fā)光，其使用 相當(dāng)小的電流.在厚膜EL燈的情況下，并如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，"無機(jī) 的"指的是一種晶體的發(fā)光材料，其不含有硅或鍺作為基質(zhì)晶體.(晶 體可能偶然地或故意地?fù)诫s有雜質(zhì)."基質(zhì)"指的是晶體本身，不是摻 雜物.)術(shù)語"無機(jī)的"不涉及用于制造EL燈的其它材料.
EL熒光體顆粒一般是基于硫化鋅的材料，包括一種或多種化合 物例如硫化銅(CU2S)、硒化鋅(ZnSe)和疏化鋅晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的固溶體內(nèi) 的疏化鎘(CdS)，或者作為顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二相或域.EL熒光體一 般含有適量的其它材料例如摻雜劑，諸如溴、氯、錳、銀等作為色中 心，作為觸媒劑，或者用于修正顆粒晶格中的缺陷，以便按照需要改 進(jìn)熒光體的特性.由摻雜程度確定發(fā)出的光的顏色.雖然在原理上理 解，但是尚未詳細(xì)地理解EL熒光體顆粒的發(fā)光.熒光體的發(fā)光隨時(shí) 間和使用而變差，如果熒光體被暴露于濕氣或高頻(大于1000 Hz) 的交流電流，則變得更差，
在便攜式電子裝置、汽車顯示器以及以低電壓電池為電源的其他 應(yīng)用中，EL燈由用于把直流變成交流的逆變器供電。為了使EL燈充 分地發(fā)光，需要超過大約120V的峰峰電壓.實(shí)際的電壓取決于燈的 結(jié)構(gòu)，特別是取決于熒光體粉末內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度.通過EL燈的交流電 流的頻率影響燈的壽命，其中優(yōu)選的頻率是200Hz到lOOOHz之間. 在200Hz以下的頻率，在熒光體中發(fā)生離子遷移.在1000Hz以上， 熒光體的壽命和頻率成反比.
利用變壓器可以從逆變器獲得合適的電壓.對(duì)于小的板，變壓器 是相對(duì)昂貴的.現(xiàn)有技術(shù)披露了若干種逆變器，其中在電感器中存儲(chǔ) 的能量當(dāng)電感器或者通過燈或者在存儲(chǔ)電容器內(nèi)放電時(shí)以高電壓小 電流提供給EL燈.借助于來自逆變器的一系列高頻脈沖，存儲(chǔ)電容 器上的電壓被升高.電容泵浦電路也是已知的，但是在商業(yè)上未被廣 泛地應(yīng)用.
由逆變器產(chǎn)生的直流電流必須被轉(zhuǎn)換換成交流電流以便向EL燈 供電.美國(guó)專利US 4210848 (Suzuki等人的)披露了一種用于此目 的的切換橋.這種橋作為雙極雙擲開關(guān)，以低的頻率改變通過EL燈的電流，美國(guó)專利US5313141(Kimball)披露了一種直接產(chǎn)生交流電壓 的逆變器.使用每種技術(shù)的多種逆變器是在市場(chǎng)上可以得到的.
利用開關(guān)把多個(gè)EL燈連接到一個(gè)電源在本領(lǐng)域中是已知的.見 US5347198(Kimba11).如在該專利中所述，即使在燈被截止的狀態(tài)下， 此時(shí)在理論上和電源斷開，也具有通過EL燈的極小的電流.已經(jīng)發(fā) 現(xiàn)，這個(gè)對(duì)應(yīng)于非常小的直流偏壓的極小的電流會(huì)引起離子遷移，即 使一個(gè)小的直流偏置也是有害的，和被正確驅(qū)動(dòng)的EL燈相比，會(huì)引 起縮短的壽命.
因此，由上述可見，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于由電池驅(qū) 動(dòng)EL板的電源，其在所述板上不產(chǎn)生直流偏壓.
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種用于EL板的對(duì)稱的驅(qū)動(dòng).
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種對(duì)稱的開關(guān)電路，其可被經(jīng) 濟(jì)地復(fù)制，以便提供對(duì)多個(gè)燈的單獨(dú)的控制.
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種具有通過EL燈的零斷開電 流的對(duì)稱開關(guān)電路，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的上述目的被這樣實(shí)現(xiàn)了，其中用于驅(qū)動(dòng)EL板的電源包 括一個(gè)逆變器，其在一對(duì)輸出端產(chǎn)生極性相反的電壓.被連接到所述 輸出端以及至少一個(gè)EL燈的開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)下對(duì)至少一個(gè)EL 燈提供交流電流，在截止?fàn)顟B(tài)下阻斷來自EL燈的電流.所述開關(guān)電 路包括用于使EL燈的笫一端和第一輸出端相連的笫一雙向開關(guān)，以 及用于使EL燈的第二端和笫二輸出端相連的笫二雙向開關(guān).


通過結(jié)合附圖參看下面的詳細(xì)說明可以獲得本發(fā)明的更全面的
理解，其中
圖l表示橋式電路的操作；
困2是在市場(chǎng)上可得到的具有橋式輸出的逆變器的原理圖；以及困3是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)成的開關(guān)電路的原理圖，
具體實(shí)施例方式
如上所述，電致發(fā)光燈的工作需要交流電流.當(dāng)只能得到直流電 源時(shí)，交替地反向EL燈和直流電源的連接將提供交流電流.如圖1 所示，EL燈11的端子通過電阻13和14耦聯(lián)到雙極雙擲(DPDT)開 關(guān)12的各個(gè)極。開關(guān)12的擲被連接到電容器16,該電容器存儲(chǔ)來自 未示出的合適的源的高壓直流。當(dāng)開關(guān)12向左閉合時(shí)，笫一極性的 電壓被加于EL燈11上，當(dāng)開關(guān)12向右閉合時(shí)，施加于EL燈11上 的電壓的極性被反向，從而在連續(xù)的周期上產(chǎn)生通過燈的交流電流.
圖2是包括DPDT開關(guān)的電子模擬的市場(chǎng)上可得到的逆變器的 原理圖.逆變器20包括電感器21和開關(guān)晶體管22，它們以熟知的增 壓配置操作，以把電容器23充電到高壓.橋式電路包括SCR25， SCR 26，開關(guān)晶體管27和開關(guān)晶體管28. EL燈24在輸出端A和B被連 接到橋的交流對(duì)角線.電容器23被連接到橋的直流對(duì)角線上.SCR 25 和晶體管28同時(shí)導(dǎo)通，以使電流沿著第一方向通過EL燈24.與SCR 25和晶體管28交替地，SCR 26和晶體管27同時(shí)導(dǎo)通以使電流沿著 笫二方向通過EL燈24。
圖3是用于選擇地啟動(dòng)EL板中的燈的電路的原理圖.輸入端A 和B被連接到圖2的輸出端A和B.只要對(duì)逆變器20 (圖2 )提供功 率，EL燈31便被點(diǎn)亮.借助于和EL燈32、 33相連的各自的開關(guān)電 路，EL燈32、 33被選擇性地點(diǎn)亮.這些是完全相同的電路，因而只 說明燈32的操作.開關(guān)電路使EL燈導(dǎo)通和截止，當(dāng)截止時(shí)，則阻斷 通過燈的全部電流.
燈32通過由和晶體管51串聯(lián)連接的并M極性二極管47旁路 的二極管46構(gòu)成的雙向開關(guān)被耦聯(lián)到端子A.燈32通過由和晶體管 52串聯(lián)連接的并^l反極性二極管49旁路的二極管48構(gòu)成的雙向開關(guān) 被耦聯(lián)到端子B.反極性指的是電流通路是反并聯(lián)的，即這些通路是 單向的，并沿相反的方向流動(dòng).電阻41、 42、 43和44提供用于操作晶體管51、 52的偏壓.這 個(gè)開關(guān)電路是關(guān)于EL燈32對(duì)稱的.即，沿每個(gè)方向通過電路的電流 遇到相同數(shù)量的二極管電壓降和相同類型的晶體管.
端子35是邏輯電平輸入端.使用正邏輯，即，大約+5V是"真" 或"高"或"導(dǎo)通"，而大約0V是"假"或"低"或"截止".通過觀看圖2 可以看出，端子A和B接收燈操作電壓，不接收控制信號(hào)或邏輯電平 電壓.例如，"高"指的是大于80VDC的電壓，"低"指基本上是地電 位(在接地的兩個(gè)或三個(gè)二極管正向電壓降之內(nèi)).精確的電壓并不 重要.端子A和端子B永不同時(shí)為高.
當(dāng)端子A是高時(shí)，電流從端子A通過燈31流向端子B.當(dāng)端子 B是高時(shí)，電流從端子B通過燈31流向端子A。
當(dāng)輸入端35是低時(shí)，不論端子A和B的狀態(tài)如何，電流不流過 燈32.當(dāng)端子A是高時(shí)，小的電流流過二極管47、晶體管51的集電 極-基極結(jié)和電阻42，到在輸入端35的地.這個(gè)小電流正向偏置二 極管47,從而把EL燈32的上端耦聯(lián)到端子A. EL燈32的下端通 過晶體管52和二極管49與地隔離，沒有電流流過EL燈32到地.
類似地，當(dāng)端子B是高時(shí)， 一個(gè)小電流流過二極管49，但是沒 有電流流過EL燈32.
當(dāng)輸入端35是高時(shí)，晶體管51和52被使能，雖然不一定導(dǎo)通. 如果端子A為低，則晶體管51導(dǎo)通，然后晶體管52導(dǎo)通.
當(dāng)輸入端35為高且端子A為高時(shí)，電流流過二極管47、 EL燈 32、晶體管52和二極管48到端子B.當(dāng)輸入端35為高且端子B為 高時(shí)，電流流過二極管49、 EL燈32、晶體管51以及二極管46到端 子B.因而，對(duì)EL燈32提供交流電流.在笫一半周的電流和笫二半 周的電流對(duì)稱，這是因?yàn)殚_關(guān)電路是關(guān)于燈32對(duì)稱的.燈的操作不 產(chǎn)生純的直流，并且當(dāng)開關(guān)電路斷開(當(dāng)輸入端35低時(shí))，沒有極 小的直流.
因而本發(fā)明提供一種用于選擇性地驅(qū)動(dòng)EL板中的燈，并且在斷 開(截止)狀態(tài)下阻斷電流的開關(guān).這種開關(guān)是對(duì)稱的，包括晶體管的類型，并且可被經(jīng)濟(jì)地復(fù)制，以便提供多個(gè)燈的單獨(dú)的控制.這種 開關(guān)電路可被附加到現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器上，并且可被包括在一個(gè)單一的集 成電路中而作為新的驅(qū)動(dòng)器.
上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，顯然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在本發(fā)
明的范圍內(nèi)，可以作出各種改型.例如，在美國(guó)專利US 6204609(Kimball)中所述的放電電路可被包括在這種驅(qū)動(dòng)器電路中， 可以由一個(gè)開關(guān)電路操作一個(gè)以上的EL燈.
權(quán)利要求
1.在用于驅(qū)動(dòng)EL板的電源中，所述電源包括一個(gè)逆變器，所述逆變器在一對(duì)輸出端產(chǎn)生極性顛倒的電壓，其改進(jìn)包括用于把EL燈耦連到所述電源的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括用于將EL燈的第一端和第一輸出端相連的第一雙向開關(guān)，以及用于將EL燈的第二端和第二輸出端相連的第二雙向開關(guān)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電源，其中每個(gè)雙向開關(guān)包括 與第一晶體管串聯(lián)耦連的笫一二極管；以及與第一二極管和第 一晶體管反并聯(lián)耦連的第二二極管.
3. 如權(quán)利要求1所述的電源，其中每個(gè)雙向開關(guān)包括用于使該雙 向開關(guān)接通或斷開的邏輯電平輸入端。
4. 如權(quán)利要求3所述的電源，其中當(dāng)雙向開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)， 每個(gè)雙向開關(guān)阻斷來自所述至少一個(gè)EL燈的電流。
5. 如權(quán)利要求1所述的電源，其中所述改進(jìn)包括 多個(gè)開關(guān)電路，被耦連到所述輸出端，并且其中的每一個(gè)被耦聯(lián)到所述EL板中的 一個(gè)EL燈，以便選擇性地點(diǎn)亮所述EL燈.
6. 如權(quán)利要求5所述的電源，其中每個(gè)雙向開關(guān)包括 與第一晶體管串聯(lián)耦連的第一二極管；以及與第一二極管和笫 一 晶體管反并聯(lián)耦連的第二二極管.
7. 如權(quán)利要求5所述的電源，其中每個(gè)雙向開關(guān)包括用于使該雙 向開關(guān)接通或斷開的邏輯電平輸入端.
8. 如權(quán)利要求7所述的電源，其中當(dāng)雙向開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)， 每個(gè)雙向開關(guān)阻斷來自所述至少一個(gè)EL燈的電流.
全文摘要
用于驅(qū)動(dòng)EL板的電源包括一個(gè)逆變器，其在一對(duì)輸出端產(chǎn)生極性顛倒的電壓。被連接到所述輸出端以及至少一個(gè)EL燈(32)的開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)下對(duì)至少一個(gè)EL燈提供交流電流，在截止?fàn)顟B(tài)下阻斷來自EL燈的電流。所述開關(guān)電路包括用于使EL燈的第一端和第一輸出端相連的第一雙向開關(guān)(46，47，51)，以及用于使EL燈的第二端和第二輸出端相連的第二雙向開關(guān)(48，49，52)。
文檔編號(hào)H05B41/36GK101310569SQ200680039994
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者C·E·佩普克, H·G·伊, R·A·金伯爾 申請(qǐng)人:世界產(chǎn)權(quán)公司