專利名稱：電路設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)燈的電路設(shè)備。該電路設(shè)備配備有平衡變壓器，它包括圍繞其提供第一繞組和第二繞組的可磁化材料的主芯，各自有基本上等于N的匝數(shù)的第一和第二繞組，所說(shuō)的第一和第二繞組在運(yùn)行期間與各個(gè)燈串聯(lián)連接，電感鎮(zhèn)流裝置。
本發(fā)明還涉及電感元件。
從EP07665500-A1中可知如在第一節(jié)中所述的電路設(shè)備。該已知電路設(shè)備被廣泛地應(yīng)用于給低壓水銀放電燈供電。在該已知電路設(shè)備中平衡變壓器完成兩個(gè)功能。首先，在點(diǎn)燃期間，第一個(gè)燈已被點(diǎn)燃后，平衡變壓器確定在尚未點(diǎn)燃的燈上的電壓高到能實(shí)現(xiàn)那個(gè)燈的點(diǎn)燃。其次，在穩(wěn)定運(yùn)行期間平衡變壓器確定流過(guò)燈的電流基本上相等。電感鎮(zhèn)流裝置通常由與兩個(gè)燈都串聯(lián)的單個(gè)扼流圈組成。電感鎮(zhèn)流裝置的功能是限制流過(guò)燈的電流。已知電路設(shè)備的缺點(diǎn)是，該電路設(shè)備中所包含的元件總數(shù)比較大以致它相對(duì)復(fù)雜，并因而制造該電路設(shè)備昂貴。
本發(fā)明的目的是提供只包含較小數(shù)目元件的電路設(shè)備。
因此，如開(kāi)頭節(jié)中所述的一種電路設(shè)備按本發(fā)明特點(diǎn)是，電感鎮(zhèn)流裝置包括圍繞可磁化材料芯的第三繞組和第四繞組，所說(shuō)的第三和所說(shuō)的第四繞組各自有基本上等于M的匝數(shù)，以及第三和第四繞組相對(duì)于第一和第二繞組對(duì)稱地配置。
在按照本發(fā)明的電路設(shè)備中平衡變壓器和電感鎮(zhèn)流裝置已被集成一單個(gè)的電感元件。按此結(jié)果，組裝按照本發(fā)明的電路設(shè)備的方法和它在小型燈中的集成是比較簡(jiǎn)單的。
由于第三和第四繞組有基本上相等的匝數(shù)并相對(duì)第一和第二繞組對(duì)稱配置，在運(yùn)行期間通過(guò)第三和第四繞組的磁通量很難干擾第一和第二繞組的作用。換句話說(shuō)，很難有電感鎮(zhèn)流裝置和平衡變壓器之間的任何相互作用。第三和第四繞組如此配置以致運(yùn)行期間在它們之間只有比較小的磁耦合。因?yàn)檫@個(gè)比較小的磁耦合第三和第四繞組能一起形成一個(gè)電感器。然而，第一和第二繞組如此配置以致運(yùn)行期間在它們之間存在有良好的磁耦合。這個(gè)良好的耦合為第一和第二繞組形成平衡變壓器所需要。當(dāng)兩個(gè)繞組在主芯上靠近時(shí)第一和第二繞組之間的磁耦合良好。通過(guò)按雙線繞組形成第一和第二繞組可進(jìn)一步改進(jìn)磁耦合。在這種情況下第一和第二繞組不僅互相靠近而且占據(jù)相同空間。
第一繞組和第二繞組最好配置在第三和第四繞組中間。在這樣的配置下第一和第二繞組之間的耦合可是良好的，因?yàn)樗鼈兛梢钥拷?。同時(shí)第三和第四繞組被第一和第二繞組互相分離以致第三和第四繞組之間的耦合相對(duì)小。
按照本發(fā)明的電路設(shè)備最好包括由可磁化材料組成的第一E字形芯和第二E字形芯，其中第一E字形芯的橫向鐵芯(leg)的一端面面對(duì)第二E字形芯的端面，并且其中第一繞組和第三繞組圍繞第一E字形芯的中間橫向鐵芯，而第二和第四繞組圍繞第二E字形芯的中間橫向鐵芯。
在按照本發(fā)明的電路設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施例中，主芯包括由可磁化材料組成的第一U字形芯和第二U字形芯，其中第一U字形芯的橫向鐵芯端面面對(duì)第二U字形芯的橫向鐵芯端面，以及其中第一繞組和第三繞組圍繞第一U字形芯的第一橫向鐵芯，而第二和第四繞組圍繞第二U字形芯的第一橫向鐵芯，第一U字形芯的第一橫向鐵芯的端面面對(duì)第二U字形的第一橫向鐵芯的端面。實(shí)際上發(fā)現(xiàn)，包括兩個(gè)U字形芯的主芯的性能不如包括兩個(gè)E字形芯的主芯的性能好，但在第一種情況下需要使用不太可磁化的材料，所以電路設(shè)備可以較小和較便宜。
應(yīng)提到，例如在US5313176中公開(kāi)了一種電感元件，其中兩個(gè)扼流圈和變壓器的功能結(jié)合在一起。這種電感元件只包括兩個(gè)繞組，很適合用于，例如，EMI/RFI濾波器中。但是，由于該元件的兩個(gè)功能很強(qiáng)地互相影響，扼流圈和變壓器不能獨(dú)立地使用，或更具體說(shuō)不能傳導(dǎo)不同的電流。因此，在US5313176中公開(kāi)的電感元件不適合用作在按照本發(fā)明的電路設(shè)備中的集成的平衡變壓器加電感鎮(zhèn)流裝置。
將參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。其中，

圖1表示按照本發(fā)明的電感元件的5個(gè)實(shí)施例；和圖2表示按照本發(fā)明的電路設(shè)備的實(shí)施例，包括這樣的電感元件連同兩個(gè)燈。
在圖1A中，E1和E2是一起組成主芯的兩個(gè)由可磁化材料組成的E字形芯。第一E字形芯E1的橫鐵芯端面面對(duì)第二E字形芯E2的端面。1和2分別是圍繞第一E字形芯E1的橫向中間鐵芯和第二E字形芯E2的中間橫向鐵芯的第一和第二繞組。由于第一和第二繞組非?？拷鼈冎g有良好的磁耦合。第一繞組1和第二繞組2同兩個(gè)E字形芯E1和E2一起組成平衡變壓器。第三繞組3圍繞第一E字形芯E1的中間橫向鐵芯，而第四繞組4圍繞第二E字形芯E2的中間橫向鐵芯。因?yàn)榈谌偷谒睦@組被其他繞組互相分割開(kāi)，所以第一和第二繞組間的磁耦合比較小。因此第三繞組3和第四繞組4同兩個(gè)E字形芯一起組成可用作電感鎮(zhèn)流裝置的電感器。第一繞組1和第二繞組2各有基本上等于N的匝數(shù)，而第三繞組3和第四繞組各有基本上等于M的匝數(shù)。第一繞組1和第二繞組2配置在第三繞組3和第四繞組4之間。在圖1所示的電感元件的運(yùn)行期間，第一繞組和第二繞組如此連接以致它們中的每一個(gè)都載基本上相同數(shù)量的電流，以及它們產(chǎn)生的磁通量基本上互相抵消。類似地，第三和第四繞組如此連接以致在運(yùn)行期間它們載基本上相同數(shù)量的電流，以及它們產(chǎn)生的通量在第一和第二繞組圍繞的主芯部分基本上互相抵消。因此，組成電感鎮(zhèn)流裝置的電感元件部分不與組成平衡變壓器的電感元件部分互相作用。
在圖1所示的其他實(shí)施例中，類似的部分用相同的參考數(shù)字表示。圖1B所示的實(shí)施例與圖1A的實(shí)施例的不同只在于第一繞組和第二繞組按雙線繞組實(shí)現(xiàn)。這個(gè)特點(diǎn)進(jìn)一步改進(jìn)了第一和第二繞組之間的耦合以致這個(gè)實(shí)施例的性能稍優(yōu)于圖1A所示實(shí)施例的性能。
圖1C的實(shí)施例與圖1B的實(shí)施例的不同在于雙線繞組不圍繞E字形芯的中間橫向鐵心，而是圍繞E字形芯的兩個(gè)側(cè)橫向鐵芯。為減少第三和第四繞組間的磁耦合，在兩個(gè)E字形芯的中間橫向鐵芯端面之間存在氣隙。在這個(gè)實(shí)施例中，平衡變壓器和鎮(zhèn)流電感器比圖1B實(shí)施例更易去磁耦，所以性能稍有改進(jìn)。
在圖1D的實(shí)施例中，第一和第二繞組由圍繞兩個(gè)E字形芯的側(cè)橫向鐵芯的雙線繞組組成，而第三和第四繞組各圍繞E字形芯的另外側(cè)橫向鐵芯。在這個(gè)實(shí)施例中，平衡器和鎮(zhèn)流電感器之間的磁耦合相對(duì)于圖1C的實(shí)施例進(jìn)一步減小。在第三和第四繞組之間存在氣隙以便減少它們之間的磁耦合。這個(gè)元件的總性能很類似于圖1A實(shí)施例的性能。
在圖1E的實(shí)施例中，利用的是兩個(gè)U字形芯U1和U2，而不是兩個(gè)E字形芯。組成第一和第二繞組的雙線繞組圍繞第一U字形芯U1的第一橫向鐵芯和第二U字形芯U2的第一橫向鐵芯。第三繞組圍繞第一U字形芯U1的第一橫向鐵芯，第四繞組圍繞第二U字形芯U2的第一橫向鐵芯。在這個(gè)實(shí)施例中使用不太可磁化的材料，所以這個(gè)實(shí)施例比較便宜。但在實(shí)際上發(fā)現(xiàn)這個(gè)實(shí)施例的性能不如包括兩個(gè)E字形芯的實(shí)施例的性能好。
在圖2，K1和K2是適合連接到直流電壓電源的輸入接線端。利用開(kāi)關(guān)元件S1和S2的串聯(lián)配置連接輸入接線端K1和K2。開(kāi)關(guān)元件S1和S2的運(yùn)行電極連接到運(yùn)行電路SC的各自輸出接線端，用于使開(kāi)關(guān)元件交替地成為導(dǎo)電的和非導(dǎo)電的。開(kāi)關(guān)元件S2被第三繞組3、第四繞組4和電容器C1的串聯(lián)電路旁路。K3、K3’，K4和K4’是用于燈連接的接線端。電容器C1被接線端K3、燈LA1、接線端K3’和第一繞組1的第一串聯(lián)電路旁路。電容器C1也被接線端K4、燈LA2、接線端K4’和第二繞組2的第二串聯(lián)電路旁路。
圖2所示的電路設(shè)備的工作如下。
在直流電壓源連接到輸入接線端K1和K2的情況下，運(yùn)行電路SC使開(kāi)關(guān)元件S1和S2交替地成為導(dǎo)電的和非導(dǎo)電的。結(jié)果，交流電壓在電容C1上出現(xiàn)。在作為這個(gè)交流電壓出現(xiàn)的結(jié)果2例如燈LA1點(diǎn)燃的情況下，第一繞組1將攜帶電流。因?yàn)榈谝缓偷诙@組間良好的磁耦合，通過(guò)第一繞組的電流在第二繞組上感應(yīng)電壓。出現(xiàn)在第二燈上的電壓是電容器C1上的電壓和第二繞組2上的電壓之和。雖然燈LA1點(diǎn)燃后在電容器C1上的電壓已減小，但這個(gè)和電壓是足夠高能點(diǎn)燃燈LA2。
在兩個(gè)燈都已點(diǎn)燃后，第一和第二繞組兩者都分別載有等于通過(guò)燈LA1的電流和通過(guò)燈LA2的電流。如果通過(guò)兩個(gè)燈的電流基本上相等，第一和第二繞組間的磁耦合在每個(gè)繞組上引起感應(yīng)電壓，這個(gè)感應(yīng)電壓基本上抵消因繞組載電流而在每個(gè)繞組上出現(xiàn)的電壓。但是，如果例如通過(guò)燈LA1的燈電流大于通過(guò)燈LA2的燈電流，則由第一和第二繞組間磁耦合而感應(yīng)的在第二繞組上的電壓比因第二繞組載的電流而在這第二繞組上出現(xiàn)的電壓高。結(jié)果出現(xiàn)在第二繞組上的兩個(gè)電壓不完全互相抵消而在第二繞組上出現(xiàn)剩余電壓。由于類似的原因，具有基本上相等的幅度但相反極性的剩余電壓出現(xiàn)在第一繞組上。出現(xiàn)在第一繞組上的剩余電壓迫使通過(guò)燈LA1的電流減小，而出現(xiàn)在第二繞組上的剩余電壓迫使通過(guò)燈LA2的電流增加。結(jié)果通過(guò)每個(gè)燈的電流在穩(wěn)定的燈工作期間保持基本相等。
在圖2所示的電路中，第三繞組和第四繞組成串聯(lián)配置，每個(gè)攜帶如通過(guò)第一和第二繞組的每一個(gè)的電流的2倍大的電流。換一個(gè)方式，第三繞組可與第四繞組成并聯(lián)配置。然而，圖2所示布局的重要優(yōu)點(diǎn)是第三和第四繞組總載相同電流的事實(shí)。
權(quán)利要求
1．一種用于運(yùn)行兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)燈的電路設(shè)備，配備有平衡變壓器，包括圍繞其提供第一和第二繞組的可磁化材料主芯，各有基本上等于N匝數(shù)的第一和第二繞組，所說(shuō)的第一和第二繞組在運(yùn)行期間與各個(gè)燈串聯(lián)連接，電感鎮(zhèn)流裝置，其特征是電感鎮(zhèn)流裝置包括圍繞可磁化材料主芯的第三繞組和第四繞組，所說(shuō)的第三和所說(shuō)第四繞組各有基本上等于M的匝數(shù)，以及第三和第四繞組相對(duì)于第一和第二繞組對(duì)稱配置。
2．按照權(quán)利要求1的電路設(shè)備，其中第一繞組和第二繞組配置在第三和第四繞組之間。
3．按照權(quán)利要求1或2的電路設(shè)備，其中第一繞組和第二繞組一起由雙線繞組組成。
4．按照權(quán)利要求1、2或3的電路設(shè)備，其中，主芯包括由可磁化材料組成的第一E字形芯和第二E字形芯，其中第一E字形芯的橫向鐵芯端面面對(duì)第二E字形芯的橫向鐵芯端面，以及其中第一繞組和第三繞組圍繞第一E字形芯的中間橫向鐵芯，而第二和第四繞組圍繞第二E字形芯的中間橫向鐵芯。
5．按照權(quán)利要求1、2或3的電路設(shè)備，其中主芯包括由可磁化材料組成的第一U字形芯和第二U字形芯，其中第一U字形芯的橫向鐵芯端面面對(duì)第二U字形芯的端面，以及其中第一繞組和第三繞組圍繞第一U字形芯的第一橫向鐵芯，而第二和第四繞組圍繞第二U字形芯的第一橫向鐵芯，第一U字形芯的第一橫向鐵芯端面面對(duì)第二U字形芯的第一橫向鐵芯端面。
6．一種用于運(yùn)行兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)燈的電路設(shè)備的電感元件，包括平衡變壓器，包括圍繞其提供第一繞組和第二繞組的可磁化材料主芯，各含有基本上等于N的匝數(shù)的第一和第二繞組，其特征是該元件還包括一個(gè)電感鎮(zhèn)流裝置，其包括圍繞可磁化材料芯的第三繞組和第四繞組，所說(shuō)的第三和所說(shuō)的第四繞組各含有基本上等于M的匝數(shù)，以及第三繞組和第四繞組相對(duì)第一和第二繞組對(duì)稱配置。
7．按照權(quán)利要求6的電感元件，其中第一繞組和第二繞組配置在第三和第四繞組之間。
8．按照權(quán)利要求6或7的電感元件，其中第一繞組和第二繞組一起由雙線繞組組成。
9．如權(quán)利要求6、7或8中所要求的電感元件，其中該元件包括由可磁化材料組成的第一E字形芯和第二E字形芯，其中第一E字形芯的橫向鐵芯端面面對(duì)第二E字形芯的橫向鐵芯端面，以及其中第一繞組和第三繞組圍繞第一E字形芯的中間橫向鐵芯，而第二和第四繞組圍繞第二E字形芯的中間橫向鐵芯。
10．如權(quán)利要求6、7或8中所要求的電感元件，其中主芯包括由可磁化材料組成的第一U字形芯和第二U字形芯，其中第一U字形芯的橫向鐵芯端面面對(duì)第二U字形芯的橫向鐵芯端面，以及其中第一繞組和第三繞組圍繞第一U字形芯的第一橫向鐵芯，而第二和第四繞組圍繞第二U字形芯的第一橫向鐵芯，第一U字形芯的第一橫向鐵芯端面面對(duì)第二U字形芯的第一橫向鐵芯端面。
全文摘要
用于運(yùn)行兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)燈的電路設(shè)備中使用的平衡變壓器和鎮(zhèn)流扼流圈集成為一個(gè)電感元件。
文檔編號(hào)H01F37/00GK1296726SQ00800300
公開(kāi)日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月9日
發(fā)明者H·W·J·德格羅特, P·C·J·拉羅斯 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司