專利名稱：電源裝置、采用該電源的電子鎮(zhèn)流器和自鎮(zhèn)流的熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于用作半橋逆變器的電源裝置、采用該電源的電子鎮(zhèn)流器和含有該電源的自鎮(zhèn)流熒光燈。
一種用于放電燈的電子鎮(zhèn)流器，包括半橋逆變器在日本公開專利申請(qǐng)HEI 9-190891(’891申請(qǐng))中已為公知。根據(jù)’891申請(qǐng)的

圖1，該鎮(zhèn)流器包括具有電感器(L2)和至少一個(gè)電容器(C7,C8,C9)的負(fù)載電路、包含一對(duì)開關(guān)元件(T1,T2)的半橋逆變器，以及產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路(AS)。該驅(qū)動(dòng)電路還包括分別連接到開關(guān)元件的第一驅(qū)動(dòng)電路(AS1)和第二驅(qū)動(dòng)電路(AS2)。第一驅(qū)動(dòng)電路(AS1)具備一個(gè)附加繞組(HW1)和一個(gè)LC并聯(lián)諧振電路(L3,C3)。第二驅(qū)動(dòng)電路(AS2)包括一個(gè)附加繞組(HW2)和一個(gè)LC并聯(lián)諧振電路(L4,C4)。每個(gè)附加繞組(HW1,HW2)磁耦合到負(fù)載電路的限流電感器(L2)。
此外，日本公開專利申請(qǐng)HEI 10-162983(’983申請(qǐng))披露了另一種電子鎮(zhèn)流器。根據(jù)’983申請(qǐng)的圖1，半橋逆變器包括具有諧振電感器(LR)的諧振負(fù)載電路(16)、諧振電容(CR)和一對(duì)互補(bǔ)開關(guān)元件(Q1,Q2)。半橋逆變器的一個(gè)門驅(qū)動(dòng)電路(30)使用以電和磁的方式耦合到諧振電感器(LR)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電感器(LD)、直接連接到驅(qū)動(dòng)電感器(LD)的第二電感器(32)，以及對(duì)一對(duì)開關(guān)元件(Q1,Q2)的門電壓進(jìn)行箝位的雙向電壓箝位電路(36)。因此，只有一個(gè)門驅(qū)動(dòng)電路(30)能夠控制一對(duì)開關(guān)元件(Q1,Q2)。根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器，附加繞組(WH1,WH2)或驅(qū)動(dòng)電感器(LD)分別磁耦合到諧振電感器(LR)或電流限制電感器(L2)。
在這些例子中，由于電流限制電感器(L2)或諧振電感器(LR)在燈的工作期間具有一個(gè)高諧振電壓，因此，附加繞組(WH1,WH2)或驅(qū)動(dòng)電感器(LD)應(yīng)當(dāng)在電氣上高度絕緣。否則，附加繞組或驅(qū)動(dòng)電感器偶爾會(huì)發(fā)生誤操作。但是，當(dāng)附加繞組或驅(qū)動(dòng)電感器高度絕緣時(shí)，繞組或驅(qū)動(dòng)電感器的體積趨于變大。
此外，由于電流限制電感器(L2)或諧振電感器(LR)在燈的操作期間具有一個(gè)高諧振電壓，因此，溫度會(huì)上升。由于電感器(L2,LR)的熱量傳導(dǎo)到附加繞組(WH1,WH2)或驅(qū)動(dòng)電感器(LD)，因此，這些部件的特性會(huì)趨于改變。所以，設(shè)計(jì)附加繞組或驅(qū)動(dòng)電感器很難。
另外，附加繞組(WH1,WH2)或驅(qū)動(dòng)電感器(LD)的位置必須與電流限制電感器(L2)或諧振電感器(LR)精確相鄰。如果這些元件不是精確地相對(duì)于電流限制電感器(L2)或諧振電感器(LR)設(shè)置，則磁特性偶爾會(huì)改變。這就很難準(zhǔn)確地安排電流限制電感器(L2)和諧振電感器(LR)的位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種電源裝置，包括具有一對(duì)端子的直流電源。第一和第二開關(guān)元件串聯(lián)連接在直流電源的這對(duì)端子之間。一個(gè)負(fù)載電路(包括諧振電感和諧振電容)接收由第一和第二開關(guān)元件的切換產(chǎn)生的高頻交流電。一個(gè)不飽和的變壓器具有連接到負(fù)載電路的第一繞組和產(chǎn)生與負(fù)載電路中的電流成正比的感應(yīng)電壓的第二繞組。一個(gè)驅(qū)動(dòng)諧振電路包括一個(gè)電容和第二繞組的電感。該驅(qū)動(dòng)諧振電路產(chǎn)生諧振輸出，使第一和第二開關(guān)元件交替導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種使用該電源的電子鎮(zhèn)流器包括該電源裝置和作為負(fù)載電路連接的放電燈。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種自鎮(zhèn)流的熒光燈包括使用該電源的電子鎮(zhèn)流器和容納該放電燈的外殼。
本發(fā)明的這些方面和其他方面將在以下的附圖和本發(fā)明詳述中作進(jìn)一步的描述。
下面將通過附圖展示的例子來更詳細(xì)地描述本發(fā)明圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括一種電源裝置的一個(gè)電子鎮(zhèn)流器的電路圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)緊湊型的自鎮(zhèn)流熒光燈的前視圖；圖3是圖2所示的緊湊型的自鎮(zhèn)流熒光燈的部分放大的縱向截面圖；圖4是不飽和變壓器的第一個(gè)實(shí)施例的前視圖；圖5是圖4所示的不飽和變壓器的放大的前視圖(部分為截面圖)；圖6是圖5所示的不飽和變壓器的底視圖；圖7是圖5所示的不飽和變壓器鐵芯的放大的縱向截面圖；圖8是圖4所示的不飽和變壓器的電路圖；圖9是不飽和變壓器的第二個(gè)實(shí)施例的凸緣的底視圖；圖10是不飽和變壓器的第三個(gè)實(shí)施例的凸緣的底視圖；圖11是不飽和變壓器的第四個(gè)實(shí)施例的鐵芯的放大的縱向截面圖12是不飽和變壓器的第五個(gè)實(shí)施例的前視圖；圖13是圖12所示的不飽和變壓器的側(cè)視圖；圖14是不飽和變壓器的第六個(gè)實(shí)施例的前視圖；圖15是不飽和變壓器的第七個(gè)實(shí)施例的前視圖；圖16是不飽和變壓器的第八個(gè)實(shí)施例的放大的前視圖(部分為截面圖)；圖17是不飽和變壓器的第九個(gè)實(shí)施例的放大的前視圖(部分為截面圖)。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，包括一個(gè)電源裝置的電子鎮(zhèn)流器的電路圖。放電燈的電子鎮(zhèn)流器采用100V的交流電源(AS)。保險(xiǎn)絲(f)安裝在電路板上。噪聲濾波器(NF)的第一部分被直接安排在電源(AS)與整流直流電源(RD)之間，它的第二部分被安排在整流直流電源(RD)與第一開關(guān)元件(Q1)之間。噪聲濾波器(NF)減少由一對(duì)開關(guān)元件(Q1,Q2)的切換產(chǎn)生的噪聲。噪聲濾波器(NF)的第一部分具有一個(gè)電容器(C1)和一個(gè)電涌吸收器(SA)。噪聲濾波器(NF)的第二部分具有一個(gè)電感器(L1)。
整流直流電源(RD)包括連接到一個(gè)平滑電容器(C2)的全波整流電路(BRC)。第一開關(guān)元件(Q1)(例如，一個(gè)N-溝道增強(qiáng)型MOSFET)的一個(gè)端子(例如漏極)連接到整流直流電源(RD)的一個(gè)正端。第二開關(guān)元件(Q2)(例如，一個(gè)P-溝道增強(qiáng)型MOSFET)的一個(gè)端子(例如漏極)連接到整流直流電源(RD)的一個(gè)負(fù)端。其他的電子元件(例如，電感器或電阻器)可以被安排在整流直流電源(RD)與開關(guān)元件(Q1,Q2)之間相應(yīng)地，第一和第二開關(guān)元件(Q1,Q2)彼此互補(bǔ)連接，可以為負(fù)載電路(LC)產(chǎn)生高頻交流電。也就是說，若來自驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓同時(shí)在每個(gè)MOSFET的控制極與源極之間提供，則當(dāng)提供的電壓為正時(shí)，N溝道MOSFET導(dǎo)通；當(dāng)提供的電壓為負(fù)時(shí)，P溝道MOSFET導(dǎo)通。如果不提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則兩個(gè)MOSFET都保持截止?fàn)顟B(tài)。在這種情況下，MOSFET輪流導(dǎo)通。因此，驅(qū)動(dòng)電路變得簡(jiǎn)單，以致使用驅(qū)動(dòng)電路的鎮(zhèn)流器也可以緊湊化。
直流電源可以是一個(gè)電池。這對(duì)開關(guān)元件可以是互補(bǔ)的，或是相同類型的。
放電燈的電子鎮(zhèn)流器還包括一個(gè)負(fù)載電路(LC)、一個(gè)不飽和變壓器(NST)、一個(gè)驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路(DC)和一個(gè)啟動(dòng)電路(ST)。
負(fù)載電路(LC)具備一個(gè)串聯(lián)諧振電路，該電路包括一個(gè)諧振電感器(L2)、一個(gè)切斷直流的電容器(C3)和一個(gè)諧振電容器(C4)。負(fù)載電路(LC)還包括作為負(fù)載的放電燈(DL)，它并聯(lián)連接在諧振電容器(C4)的兩端。電容器(C3)和諧振電容器(C4)用作諧振電容。在此情況下，由于電容器(C3)的電容大于電容器(C4)的電容，所以，諧振電容器(C4)主要作為諧振電容工作。諧振電感器(L2)的一端連接到不飽和變壓器(NST)的初級(jí)繞組(p)的一端，其另一端連接到電容器(C3)的一端。諧振電感器(L2)也可以作為限流阻抗。電容器(C3)的另一端連接到放電燈(DL)的一端。在這個(gè)實(shí)施例中，放電燈(DL)是一臺(tái)熒光燈。該熒光燈具有一對(duì)燈絲(E1,E2)。燈絲(E1)的電源端連接到電容器(C3)的另一端。此外，燈絲(E2)的電源端連接到第二開關(guān)元件(Q2)的漏極。諧振電容器(C4)的一端連接到燈絲(E1)的電源端，其另一端連接到燈絲(E2)的另一端。燈絲(E1)的另一端不與任何物體連接。
一個(gè)不飽和變壓器(NST)具備一個(gè)鐵芯(CO)、一個(gè)次級(jí)繞組(s)和一個(gè)初級(jí)繞組(p)。圖5所示的鐵芯由鐵氧體構(gòu)成，形狀為鼓狀，并為鐵芯留有一個(gè)磁通路。因此，變壓器(NST)沒有飽和。
由絕緣的導(dǎo)線繞制的次級(jí)繞組(s)對(duì)應(yīng)于圖5所示的第二繞組(w2)，并纏繞在鐵芯(CO)上270圈。次級(jí)繞組(s)的一端連接到第一和第二開關(guān)元件(Q1,Q2)的源極。次級(jí)繞組(s)的電感(Ln2)是1857μH。此外，當(dāng)初級(jí)繞組(p)短路時(shí)，等效存在于次級(jí)繞組(s)中的等效電感(Ln2eq)是1855μH。
由絕緣的導(dǎo)線繞制的初級(jí)繞組(p)對(duì)應(yīng)于圖5所示的第一繞組(w1)，并纏繞在次級(jí)繞組(s)上10圈。初級(jí)繞組(p)的一端連接到第一和第二開關(guān)元件(Q1,Q2)的源極。初級(jí)繞組(p)的另一端連接到諧振電感器(L2)的一端。初級(jí)繞組(p)設(shè)置成與負(fù)載電路(LC)串聯(lián)。初級(jí)繞組(p)的電感(Ln1)是2.1μH。此外，當(dāng)次級(jí)繞組(s)短路時(shí)，等效存在于初級(jí)繞組(p)中的等效電感(Ln1eq)是1.2μH。Ln2/Ln1的比率是884，Ln2eq/Ln2的比率約是1。上述電感(Ln1,Ln2,Ln1eq和Ln2eq)以1KHz的頻率和1V的電壓測(cè)得。
Ln2/Ln1的比率可以是100或更大。在此情況下，由于初級(jí)繞組不作為諧振電感運(yùn)作，所以，次級(jí)繞組(s)可以與負(fù)載電路的電流成比例地產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓。但是，當(dāng)Ln2/Ln1的比率小于100時(shí)，初級(jí)繞組(p)的電感(Ln1)相對(duì)變大。因此，初級(jí)繞組(p)的電感(Ln1)逐漸開始作為諧振電感運(yùn)作，從而使次級(jí)繞組不能根據(jù)負(fù)載電路中的電流成比例地產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓。此外，驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)(對(duì)次級(jí)繞組(s)的感應(yīng)電壓產(chǎn)生諧振)不能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電路(DC)的諧振輸出。所以，Ln2/Ln1的比率可以在500與1000之間。
Ln2eq/Ln2的比率可以是0.5或更大。當(dāng)初級(jí)繞組(p)短路時(shí)，等效存在于串聯(lián)次級(jí)繞組(s)中的等效電感(Ln2eq)表示一個(gè)實(shí)際的電感。驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)通過使用此電感連同電容來產(chǎn)生諧振。
而且，初級(jí)繞組(p)不會(huì)從負(fù)載電路接收高諧振電壓，因?yàn)槌跫?jí)繞組(p)的電感很小，它實(shí)質(zhì)上不作為諧振電感運(yùn)作。所以，初級(jí)繞組(p)無須像傳統(tǒng)的附加繞組那樣具有高介電強(qiáng)度。與諧振電感相比，初級(jí)繞組(p)的電感比率為2％或更小是合適的。比率可以是1％或更小。此外，更好的做法是，不飽和變壓器被安排成不干涉負(fù)載電路的諧振電感。在此情況下，如果其他元件(例如，電容器)被安排在不飽和變壓器與諧振電感器之間，則這些元件可以保護(hù)變壓器不受諧振電感器的干涉。
驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)包括與不飽和變壓器(NST)的次級(jí)繞組(s)并聯(lián)連接的電容器(C5)。驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)(由次級(jí)繞組(s)中的感應(yīng)電壓和電容器(C5)的電容產(chǎn)生諧振)產(chǎn)生提供給驅(qū)動(dòng)電路(DC)的一個(gè)諧振輸出。驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)由次級(jí)繞組(s)的電感(Ln2)和電容器(C5)的電容形成一個(gè)串聯(lián)諧振電路。也就是說，當(dāng)次級(jí)繞組(s)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓時(shí)，次級(jí)繞組(s)的等效電感(Ln2eq)與電容器(C5)串聯(lián)連接。電容可以是電容器(C5)的電容或開關(guān)元件的電容(例如，MOSFET的控制極與源極之間的電容)。
驅(qū)動(dòng)電路(DC)包括具有大電容的電容器(C6)和一個(gè)控制極保護(hù)電路(GP)。驅(qū)動(dòng)電路(DC)為開關(guān)元件(Q1,Q2)提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。電容器(C6)設(shè)置在開關(guān)元件(Q1,Q2)的控制極與連接電容器(C5)和驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)的次級(jí)繞組(s)的接點(diǎn)之間?？刂茦O保護(hù)電路(GP)將“控制極至源極”的電壓鉗位在由對(duì)接的齊納二極管(ZD1,ZD2)的電壓額定值確定的極限。
包括三個(gè)電阻器(R1、R2和R3)的啟動(dòng)電路(ST)串聯(lián)跨接在整流直流電源(RD)的兩端。電阻器(R1)的一端連接到整流直流電源(RD)的正端，其另一端連接到位于第一開關(guān)元件(Q1)的控制極與驅(qū)動(dòng)電路(DC)的電容器(C6)之間的接點(diǎn)。電阻器(R2)與電容器(C6)并聯(lián)連接。電阻器(R3)與第二開關(guān)元件(Q2)的漏極和源極并聯(lián)連接。電阻器(R3)還與電容器(C7)并聯(lián)連接。啟動(dòng)電路(ST)通過將直流電源電壓分壓產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)鎮(zhèn)流器。此外，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第一開關(guān)元件(Q1)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)端，它傳導(dǎo)來自直流電源的電流。
負(fù)載電路(LD)的放電燈可以是低壓或高壓放電燈。合適的低壓放電燈的一個(gè)例子是一臺(tái)具有一對(duì)燈絲的熒光燈，當(dāng)燈絲被加熱時(shí)，它會(huì)發(fā)射熱離子。加熱過程如下所述。諧振電容器(C4)與該熒光燈并聯(lián)連接。當(dāng)燈啟動(dòng)時(shí)，電流通過諧振電容(C4)和諧振電感(L2)流入燈絲(E2)，燈絲(E2)被加熱。同時(shí)，諧振電感(L2)與諧振電容(C4)適度產(chǎn)生諧振，從而使燈(DL)迅速點(diǎn)亮。
上述電路的運(yùn)作情況將在以下加以說明。當(dāng)交流電源(AS)接通時(shí)，來自整流直流電源(RD)的直流電壓提供給平滑電容器(C2)。平滑電容器(C2)使直流電壓平滑。平滑后的直流電壓分別供應(yīng)在第一和第二開關(guān)元件(Q1,Q2)的漏極與源極之間。這時(shí)，第一和第二開關(guān)元件(Q1,Q2)截止，因?yàn)闆]有電壓提供給其控制極。此外，整流直流電源(RD)還向包括電阻器(R1、R2和R3)的串聯(lián)電路提供直流電壓，以便使每個(gè)電阻器兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓降。結(jié)果，電容器(C6)由電阻器(R2)兩端的電壓降充電。此外，還分別在開關(guān)元件(Q1,Q2)的控制極與源極之間提供該電壓降。當(dāng)電阻器(R2)兩端的電壓降提供給第一個(gè)開關(guān)元件(Q1)的控制極時(shí)，它導(dǎo)通。但是，第二個(gè)開關(guān)元件(Q2)仍然截止，因?yàn)橛幸粋€(gè)負(fù)電壓提供給其控制極。
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)開關(guān)元件(Q1)導(dǎo)通時(shí)，整流直流電源(RD)的直流流過一個(gè)通路。該通路包括整流直流電源(RD)的正端、第一開關(guān)元件(Q1)的漏極和源極、不飽和變壓器(NST)的初級(jí)繞組(p)、負(fù)載電路(LC)、諧振電容器(C4)，以及整流直流電源(RD)的負(fù)端。同時(shí)，具有諧振電感(L2)、電容器(C3)和諧振電容器(C4)的串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，從而使諧振電容器(C4)的電壓可以增加，也即被充電。
此外，流入初級(jí)繞組(p)的電流根據(jù)負(fù)載電路(LC)的電流成比例地在次級(jí)繞組(s)中感應(yīng)一個(gè)電壓。次級(jí)繞組(s)中的感應(yīng)電壓在驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)中產(chǎn)生諧振，該驅(qū)動(dòng)諧振電路包括次級(jí)繞組(s)的電感(Ln2)和電容器(C5)的電容。諧振電壓可以持續(xù)在開關(guān)元件(Q1)的控制極與源極之間提供一個(gè)電壓。所以，開關(guān)元件(Q1)維持“導(dǎo)通”狀態(tài)。但是，第二開關(guān)元件(Q2)仍然截止，因?yàn)樯鲜鲋C振電壓的負(fù)電壓供應(yīng)在第二開關(guān)元件(Q2)的控制極與源極之間。然而，驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)的諧振電壓在諧振電壓的后半周期中被轉(zhuǎn)化為相反的極性。這時(shí)，第一開關(guān)元件(Q1)的“控制極至源極”的電壓變?yōu)樨?fù)，從而使開關(guān)元件(Q1)截止。但是，第二開關(guān)元件(Q2)導(dǎo)通，因?yàn)榈诙_關(guān)元件(Q2)的“控制極至源極”的電壓翻轉(zhuǎn)為一個(gè)正電壓。因此，驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)的電容器(C5)的電容和不飽和變壓器(NST)的次級(jí)繞組(s)的電感(Ln2)能夠控制第一開關(guān)元件(Q1)的導(dǎo)通時(shí)期。
此外，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件(Q1)截止時(shí)，存儲(chǔ)于諧振電感(L2)的電磁能量作為電流被釋放出來。電流流過一個(gè)通路，該通路包括諧振電感(L2)、電容器(C3)、諧振電容器(C4)、包含一個(gè)二極管(未示出)的第二開關(guān)元件(Q2)、不飽和變壓器(NST)的初級(jí)繞組(p)，以及諧振電感(L2)。當(dāng)此電流停止時(shí)，諧振電容器(C4)的電荷通過一個(gè)相反的通路放電，該通路包括電容器(C3)、諧振電感(L2)、不飽和變壓器(NST)的初級(jí)繞組(p)、第二開關(guān)元件(Q2)，以及諧振電容器(C4)。在此情況下，次級(jí)繞組(s)的感應(yīng)電壓在驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)中產(chǎn)生諧振，以便諧振電壓使第一開關(guān)元件(Q1)截止，并使第二開關(guān)元件(Q2)導(dǎo)通。但是，驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)的諧振電壓在諧振的后半周期中被轉(zhuǎn)換為另一極性。而且，如果驅(qū)動(dòng)諧振電路(DRC)的諧振電壓超過一個(gè)限壓，過量的電壓將被控制極保護(hù)電路(GP)吸收。
流入諧振電容器(C4)的電流也會(huì)流入電極的燈絲(E2)，以便于電流加熱燈絲。所以，燈絲可容易地發(fā)射熱電子。由于較高的諧振電壓也施加在電極(E1,E2)之間，因此，負(fù)載電路(LD)的放電燈可以更容易地點(diǎn)亮。相應(yīng)地，在存儲(chǔ)于諧振電感(L2)的電磁能量被釋放后，整流直流電源(RD)向負(fù)載電路(LD)提供電流。繼續(xù)重復(fù)半橋逆變器的上述操作。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)緊湊型自鎮(zhèn)流熒光燈的前視圖。圖3表示圖2所示的燈的部分放大的縱向截面圖。緊湊型自鎮(zhèn)流的熒光燈具備熒光燈(1)、電子鎮(zhèn)流器(2)、外殼(3)和一個(gè)燈蓋(4)。該熒光燈包括一個(gè)透光燈殼(通過耦合三個(gè)U形玻璃燈泡制成)、建立在該燈殼內(nèi)表面的一個(gè)熒光層、一對(duì)電極和一種電離的氣體(充滿該燈殼，并具有水銀和一種稀有氣體)。圖1所示的電子鎮(zhèn)流器用于該緊湊型自鎮(zhèn)流熒光燈。
外殼包括一個(gè)透光外玻璃泡殼(3a)(其內(nèi)部表面上有漫射體)、一個(gè)通過硅樹脂粘合劑(3d)固定于外泡殼(3a)的一個(gè)開口端的塑料底座(3b)，以及安排在外泡殼(3a)與支架(3b)之間的一個(gè)隔板。該隔板(通過硅樹脂粘合劑確定了一些孔，以固定外殼)也通過硅樹脂粘合劑(3d)固定于外泡殼(3a)的這個(gè)開口端。相應(yīng)地，外泡殼(3a)的內(nèi)部被分割成容納外殼的燈罩(A)和容納連接到燈的鎮(zhèn)流器電路的鎮(zhèn)流器罩(B)。耦合到底座(3b)的一端的燈蓋(4)連接到一個(gè)交流電源。緊湊型自鎮(zhèn)流熒光燈可以不包括外泡殼。此外，燈還可以包括一個(gè)反射器。另外，鎮(zhèn)流器可以與燈分開。
變壓器的第一個(gè)實(shí)施例將參照?qǐng)D4～8來加以說明。圖4表示一個(gè)不飽和變壓器的前視圖。圖5表示圖4所示的不飽和變壓器的放大前視圖(部分為截面圖)。圖6表示圖5所示的不飽和變壓器的底視圖。圖7表示圖5所示的不飽和變壓器鐵芯的放大的縱向截面圖。圖8是圖4所示的不飽和變壓器的電路圖。圖4～8中所示的變壓器具備一個(gè)鐵芯(CO)、凸緣(F1,F2)、第一連接端(t1)、第二連接端(t2)、第三連接端(t3)、第一繞組(w1)、第二繞組(w2)和殼體(K)。
由鎳-鋅鐵氧體構(gòu)成的鐵芯(包括主體(COa)和分別安排在主體相反端的凸緣(F1,F2))的形狀呈鼓狀。如圖5中所示，由絕緣體構(gòu)成的凸緣(F1)嵌于第一連接端(t1)、第二連接端(t2)和第三連接端(t3)的每個(gè)連接端的一端中。凸緣(F2)也由絕緣體構(gòu)成，被安排在主體(COa)的對(duì)面。凸緣(F1,F2)引導(dǎo)繞組(w1,w2)。相比形成閉合磁路的傳統(tǒng)環(huán)鐵芯，對(duì)于繞組(w2)(對(duì)應(yīng)于上述的次級(jí)繞組(s))而言，纏繞在鐵芯上很容易。此外，由于鐵芯在運(yùn)作時(shí)不飽和，因此，次級(jí)電壓可以根據(jù)流過第二繞組(w2)的電流成比例地產(chǎn)生。
鐵芯(COa)的磁路在鐵芯與周圍地區(qū)形成。尤其是，磁通路不只是在鐵芯中形成。所以，鐵芯沒有充分飽和。鐵芯可以由鐵氧體(具有良好的高頻特性)構(gòu)成。
如圖6中所示，第一和第二連接端(t1,t2)由導(dǎo)電的針構(gòu)成，并被安排在凸緣(F1)的相反面上。此外，第三連接端(t3)被中途布置在兩個(gè)端(t1,t2)之間。尤其是，三個(gè)端(t1,t2和t3)在凸緣(F1)上形成一個(gè)三角形。而且，三個(gè)端(t1,t2和t3)被插入一塊電路板上的孔中，并被焊接到該板。因此，連接端(t1,t2和t3)可以連接到其他的電氣元件，并由該電路板支持。此外，當(dāng)?shù)诙B接端(t2)連接到第二繞組(w2)的一端和第一繞組(w1)的一端時(shí)，第一和第二繞組(w1,w2)串聯(lián)連接，以便不會(huì)弄錯(cuò)繞組(w1,w2)的極性。此外，當(dāng)連接端從殼體(K)延伸出去時(shí)，第一和第二連接端(t1,t2)如圖4中所示彎曲分叉。但是，第三連接端(t3)由筆直延伸的導(dǎo)電的針構(gòu)成。
導(dǎo)電的針可以制作成很長(zhǎng)。每個(gè)導(dǎo)電的連接端可以做成扁平形狀，以便被安裝在電路板上。此外，每個(gè)導(dǎo)電的連接端可以不用導(dǎo)電的針制作。例如，連接端可包括纏繞在由凸緣構(gòu)成的伸出部分上的第一和第二繞組(w1,w2)的各端。
由絕緣導(dǎo)線形成的第二繞組(w2)可容易地纏繞在鐵芯主體(COa)上，因?yàn)殍F芯不是傳統(tǒng)的環(huán)鐵芯。此外，第二繞組(w2)的兩端分別延伸至第一和第二連接端(t1,t2)，并被焊接。第二繞組(w2)有相對(duì)多的匝數(shù)，從而使其電感(Lf)也相對(duì)較大。對(duì)應(yīng)于上述初級(jí)繞組(p)的第一繞組(w1)的電感(Ls)相對(duì)較小。
由絕緣導(dǎo)線構(gòu)成的第一繞組(w1)仍然容易地纏繞在第二繞組(w2)上。第一繞組(w1)的各端分別固定在第二和第三連接端(t2,t3)。第一繞組(w1)相對(duì)于第二繞組(w2)沒有許多匝數(shù)。第一繞組(w1)的一端和第二繞組(w2)的一端分享第二連接端(t2)。因此，變壓器可以變得更小。第一和第二繞組(w1,w2)可以被絕緣紙分隔。
塑料殼體包括容納鐵芯的一個(gè)罩(Ka)、第一和第二繞組(w1,w2)和使用粘合劑固定在凸緣(F1)的較低表面上的一個(gè)底座(Kb)。底座(1b)的側(cè)面與罩(Ka)粘合。而且，該底座確定了連接端(t1,t2和t3)通過其中的孔(h)。此外，洞(r)形成于每個(gè)連接端(t1,t2和t3)與繞組(w1,w2)之間的接點(diǎn)周圍。
圖9～17表示變壓器的第二個(gè)至第九個(gè)實(shí)施例。類似的參照號(hào)表示與第一實(shí)施例相同的或?qū)?yīng)的元件。所以，不再提供有關(guān)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
圖9表示根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的凸緣的底視圖。第一與第二個(gè)實(shí)施例之間的區(qū)別在于在第二個(gè)實(shí)施例中，切口(n)形成于鄰近連接端(t1,t2和t3)的凸緣(F1)的側(cè)面上。切口對(duì)于引導(dǎo)連接端(t1,t2和t3)的各端有用。
圖10表示根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的凸緣的底視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，突出部分(p1)形成于鄰近連接端(t1,t2和t3)的凸緣(F1)的側(cè)面上。突出部分(p1)對(duì)于引導(dǎo)連接端(t1,t2和t3)的各端也有用。
圖11表示根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的鐵芯的放大的縱向截面圖。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，鐵芯(CO’)由連桿構(gòu)成，并且，一對(duì)塑料凸緣被安排在連桿的兩端上。
圖12表示根據(jù)第五個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的前視圖。圖13表示圖12所示的不飽和變壓器的側(cè)視圖。這個(gè)實(shí)施例與第一個(gè)實(shí)施例的不同之處是在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)連接端(t1,t2和t3)的長(zhǎng)度都相同。而且，三個(gè)連接端(t1,t2和t3)被安排在相同的平面。
圖14表示根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的前視圖。在此實(shí)施例中，第一和第二連接端(t1,t2)是筆直的，并具有相同的長(zhǎng)度。
圖15表示根據(jù)第七個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的前視圖。一個(gè)不飽和變壓器的的三個(gè)連接端(t1,t2和t3)通過使各條帶相互連接的密封部分而保持于一對(duì)帶之間。具有變壓器的帶被裝載在一個(gè)插裝機(jī)內(nèi)，以便在電路板上安裝連接端(具有一些密封部分(sp))。在此情況下，該機(jī)器可以適當(dāng)?shù)貙⒆儔浩鞯倪B接端插入電路板(未示出)的孔中。
圖16表示根據(jù)第八個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的放大的前視圖(部分為截面圖)。在此實(shí)施例中，可以使用傳統(tǒng)的變壓器。第一繞組(w1)進(jìn)一步纏繞在傳統(tǒng)變壓器的第二繞組(w2)周圍的殼體(K)的外表面上，并被粘合。繞組(w1)的一端連接到第二連接端(t2)，另一端連接到第三連接端(t3)。
圖17表示根據(jù)第九個(gè)實(shí)施例的不飽和變壓器的放大的前視圖(部分為截面圖)。在此實(shí)施例中，一個(gè)傳統(tǒng)的電感繞組被用作第一繞組(w1)。此外，第一繞組(w1)纏繞在該傳統(tǒng)電感繞組上。第一繞組(w1)被一條帶(未示出)固定。第一和第二繞組(w1,w2)的連接端如第八個(gè)實(shí)施例中那樣安排。
權(quán)利要求
1．一種電源裝置，其特征在于包括具有一對(duì)端子的直流電源；在所述直流電源的所述一對(duì)端子之間串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件；負(fù)載電路，它包括一個(gè)諧振電感和一個(gè)諧振電容，接收由所述第一和第二開關(guān)元件的切換產(chǎn)生的高頻交流電；不飽和變壓器，它具有連接到所述負(fù)載電路的第一繞組和根據(jù)所述負(fù)載電路中的電流成比例地產(chǎn)生感應(yīng)電壓的第二繞組；以及驅(qū)動(dòng)諧振電路，它包括一個(gè)電容和所述第二繞組的一個(gè)電感，并產(chǎn)生一個(gè)諧振輸出，該諧振輸出施加到所述第一和第二開關(guān)元件，以便使所述第一和第二開關(guān)元件交替導(dǎo)通。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電源裝置，其特征在于，所述不飽和變壓器的所述第一繞組的電感小于所述負(fù)載電路的所述諧振電感。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電源裝置，其特征在于，所述不飽和變壓器的Ln2/Ln1比率是100或更大；其中，所述Ln2是所述不飽和變壓器的所述第二繞組的一個(gè)電感，所述的Ln1是所述第一繞組的一個(gè)電感。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3的電源裝置，其特征在于，所述不飽和變壓器的比率Ln2δ/Ln2[單位？]是0.5或更大，當(dāng)所述第一繞組短路時(shí)，所述Ln2δ是等效存在于所述第二繞組中的等效電感。
5．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的電源裝置，其特征在于，所述第一和第二開關(guān)元件是互補(bǔ)的MOSFET開關(guān)元件。
6．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的電源裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)諧振電路的所述電容包括一個(gè)“控制極至源極”電容。
7．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的電源裝置，其特征在于，所述開關(guān)元件是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述驅(qū)動(dòng)諧振電路的電容包括所述開關(guān)元件的一個(gè)控制極至源極的電容。
8．一種使用電源的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于包括電源裝置，包括具有一對(duì)端子的直流電源；在所述直流電源的所述一對(duì)端子之間串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件；負(fù)載電路，它包括一個(gè)諧振電感和一個(gè)諧振電容，接收由所述第一和第二開關(guān)元件的切換產(chǎn)生的高頻交流電；不飽和變壓器，它具有連接到所述負(fù)載電路的第一繞組和根據(jù)所述負(fù)載電路中的電流成比例地產(chǎn)生感應(yīng)電壓的第二繞組；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)諧振電路，它包括一個(gè)電容和所述第二繞組的一個(gè)電感，并產(chǎn)生一個(gè)諧振輸出，它施加到所述第一和第二開關(guān)元件，以便使所述第一和第二開關(guān)元件交替導(dǎo)通，以及連接到所述負(fù)載電路的放電燈。
9．一種自鎮(zhèn)流放電燈，其特征在于包括使用一個(gè)電源的電子鎮(zhèn)流器，它包括電源裝置，它包括具有一對(duì)端子的直流電源；在所述直流電源的所述一對(duì)端子之間串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件；負(fù)載電路，它包括一個(gè)諧振電感和一個(gè)諧振電容，接收由所述第一和第二開關(guān)元件的切換產(chǎn)生的高頻交流電；不飽和變壓器，它具有連接到所述負(fù)載電路的第一繞組和根據(jù)所述負(fù)載電路中的電流成比例地產(chǎn)生感應(yīng)電壓的第二繞組；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)諧振電路，它包括一個(gè)電容和所述第二繞組的一個(gè)電感，并產(chǎn)生一個(gè)諧振輸出，該諧振輸出施加到所述第一和第二開關(guān)元件，以便使所述第一和第二開關(guān)元件輪流導(dǎo)通)；連接到所述負(fù)載電路的放電燈；以及容納所述放電燈和所述電子鎮(zhèn)流器的一個(gè)外殼。
全文摘要
一種電源裝置,包括具有一對(duì)端子的直流電源。在該直流電源的這對(duì)端子之間串聯(lián)連接了第一和第二開關(guān)元件。包括諧振電感和諧振電容的負(fù)載電路,接收由第一和第二開關(guān)元件的切換產(chǎn)生的高頻交流電。不飽和變壓器的第一繞組連接到負(fù)載電路,其第二繞組根據(jù)負(fù)載電路中的電流成比例地產(chǎn)生感應(yīng)電壓。驅(qū)動(dòng)諧振電路包括電容和第二繞組的一個(gè)電感,它產(chǎn)生一個(gè)諧振輸出,使第一和第二開關(guān)元件輪流導(dǎo)通。該電源可以用于放電燈的鎮(zhèn)流器。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1307400SQ01103398
公開日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月27日
發(fā)明者白田伸彌, 大崎肇 申請(qǐng)人:東芝照明技術(shù)株式會(huì)社