專利名稱：磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及磁鎮(zhèn)流器，更具體地涉及用于隔離磁鎮(zhèn)流器故障 的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
磁鎮(zhèn)流器被用在電照明固定裝置(諸如高強度放電(HID)和焚光 照明固定裝置)中，以用于向HID燈或熒光燈提供功率。磁鎮(zhèn)流器時 常會受到內部或外部故障。當前，慢速動作熔斷器(緩動式熔斷器) 和/或熱保護器與磁鎮(zhèn)流器的輸入線串聯(lián)安裝，用以在故障的情況中隔 離磁鎮(zhèn)流器。慢速動作熔斷器目前用于允許高浪涌啟動電流當磁鎮(zhèn) 流器接通時慢速動作熔斷器不打開，這樣可以進行正常操作。熱保護 器在物理上位于磁鎮(zhèn)流器繞組之中或之上，并且當在熱保護器上檢測 到高溫時打開熱保護器以切斷到磁鎮(zhèn)流器的輸入電流。當高溫清除時 熱保護器重新設置為關閉。慢速動作熔斷器和熱保護器單獨或組合使用，并不能防止全范圍 的故障。慢速動作熔斷器可能花費相當多的時間，以分鐘或小時為單 位，來清除剛剛超過熔斷器額定值的故障。如杲故障電流上升非常迅 速，諸如在繞組對磁芯接地故障的情況中可能發(fā)生的，鎮(zhèn)流器可能在 慢速動作熔斷器可以清除故障之前突變地失效。如果相同的故障導致 磁鎮(zhèn)流器的溫度增加，熱保護器可以打開以解除該故障并在溫度回到 正常時重新設置，但這導致了另外的問題。當故障是永久的時，如果 熔斷器沒有永久地清除故障，該熱保護器將重復地循環(huán)。本來地，熱 保護器的溫度設置點隨重復的循環(huán)而增加，所以在熱保護器打開之前 需要不斷更高的磁鎮(zhèn)流器溫度。該熱保護器將最終關閉并且不能提供 保護以清除故障。期望的是，提供一種磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)和方法以克服上述缺點。發(fā)明內容本發(fā)明的一個方面提供了一種磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)，包括具 有電流輸入的磁鎮(zhèn)流器，該,茲鎮(zhèn)流器具有額定工作電流和額定浪涌電 流；以及與電流輸入可操作地串聯(lián)連接的快速動作熔斷器，該快速動 作熔斷器具有額定持續(xù)電流和額定過載電流?？焖賱幼魅蹟嗥鞯陌才?值選擇針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額定持續(xù)電流與針對額 定浪涌電流的額定過載電流中的4交大值。本發(fā)明的另 一 方面提供了 一種磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)制造方法， 包括提供具有電流輸入的磁鎮(zhèn)流器，該磁鎮(zhèn)流器具有額定工作電流 和額定浪涌電流；確定針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額定持 續(xù)電流；確定針對額定浪涌電流的額定過載電流；選擇快速動作熔斷 器，其具有額定持續(xù)電流和額定過載電流中的較大值的安培值；以及將快速動作熔斷器可搡作地串聯(lián)連接到電流輸入。本發(fā)明的另一方面提供了一種磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)，包括用 于從電源提供燈電流的磁裝置，該磁電流提供裝置接收工作電流和浪 涌電流；以及快速動作裝置，用于當提供的電流超過額定安培值時電 氣隔離該磁電流提供裝置，該快速動作隔離裝置具有額定持續(xù)電流和 額定過載電流。額定安培值是針對預定電流因數(shù)乘以工作電流的額定 持續(xù)電流與針對浪涌電流的額定過載電流中的較大值。結合閱讀附圖，通過下面優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的前述 以及其他特征和優(yōu)點將更加清楚。詳細描述和附圖僅僅是本發(fā)明的示 例性說明而非限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍通過所附的權利要求書及其 等效物來限定。


圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明制造的磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的生產方法流程 圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的各種實施例的表。
具體實施方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的示意圖。磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)20包括具有電流輸入24的磁鎮(zhèn)流器22以及與該電 流輸入24可操作地串聯(lián)連接的快速動作熔斷器26。磁鎮(zhèn)流器22從電 源16獲取功率，以便向燈18 (諸如HID或熒光燈)提供電流。磁鎮(zhèn)流 器2 2具有針對接收到的工作電流的額定工作電流以及針對接收到的浪 涌電流的額定浪涌電流。本領域技術人員將會認識到，為了方便說明 磁鎮(zhèn)流器22被表示為簡單的變壓器，并且磁鎮(zhèn)流器22可以是簡單的 變壓器、電感器、自耦變壓器、具有附加電路或系統(tǒng)(諸如功率因數(shù) 校正電路和/或點火器系統(tǒng))的變壓器、或任何特殊應用所需的其他磁 鎮(zhèn)流器?？焖賱幼魅蹟嗥?6具有額定持續(xù)電流和額定過載電流?？焖?動作熔斷器26的安培值選擇針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額 定持續(xù)電流與針對額定浪涌電流的額定過載電流中的4支大值。預定電 流因數(shù)通常在大約1. 5和2. 5之間，并可以是大約1.75。在一個實施 例中，磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)20包括可選的熱保護設備28,諸如熱保 護器或溫度保險絲(thermal cutoff),其與電流輸入24可操作地串 聯(lián)連接。熱保護設備28熱連接到磁鎮(zhèn)流器22用以感測磁鎮(zhèn)流器22的 溫度，并在預定溫度下打開，諸如135攝氏度，以用于切斷到磁鎮(zhèn)流 器22的電流。熱保護設備28可以在物理上外置于磁鎮(zhèn)流器22外部或 內置于磁鎮(zhèn)流器22內部，諸如在繞組中?？焖賱幼魅蹟嗥?6可以是任何適合于磁鎮(zhèn)流器22的工作參數(shù)的 快速動作熔斷器。當提供的電流超過額定安培值一個給定時間時，快 速動作熔斷器26電氣地隔離磁鎮(zhèn)流器22?？焖賱幼魅蹟嗥魅鄙倬弰犹?性，并且在過載和短路條件下非?？焖俚卮蜷_?？焖賱幼魅蹟嗥髂軌?以比緩動式熔斷器短得多的時間來清除故障。依照Underwriters Laboratories ( UL )標準，需要快速動作熔斷器在最大時間內清除故 障，而需要緩動式熔斷器在一個時間范圍內清除故障。以200%過載故 障為例，快速動作熔斷器將在小于5秒內清除該故障，而緩動式熔斷 器將在5到30秒內清除該故障?？焖賱幼魅蹟嗥?6的安培值選擇針對預定電流因數(shù)乘以額定工作 電流的額定持續(xù)電流與針對額定浪涌電流的額定過載電流中的專交大 值。對于低電壓磁鎮(zhèn)流器，諸如低電壓磁HID鎮(zhèn)流器，針對預定電流 因數(shù)乘以額定工作電流的額定持續(xù)電流與針對額定浪涌電流的額定過 載電流通常大約是相等的。如在這里定義的，"選擇較大值"包括當針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額定持續(xù)電流與針對額定浪涌 電流的額定過載電流相等或大致相等時選擇任一 個值?？梢詮腖ittelfuse, Inc., of Des Plaines, 111 ioni s獲《尋示例性的3AB、 3AG、 2AB和2AG系列的快速動作熔斷器。可以從Copper/Bussman, of St. Louis, Missouri獲得其他示例性的GDA系列的快速動作熔斷器?？蛇x的熱保護設備28可以是任何適合于磁鎮(zhèn)流器22的工作參數(shù) 的熱保護設備。當磁鎮(zhèn)流器22的感測部分達到預定溫度時，熱保護設 備28打開。該預定溫度可以根據(jù)磁鎮(zhèn)流器22的正常工作溫度和工作 環(huán)境來確定。在一個實施例中，該預定溫度是135攝氏度。在一個實 施例中，熱保護設備28是熱保護器，當磁鎮(zhèn)流器22的感測部分達到 預定溫度時該熱保護器打開，并且當磁鎮(zhèn)流器22冷卻到預定溫度以下 時該熱4呆護器關閉以<更重新-沒置?？梢詮腡exas Instruments of Attleboro， Massachusetts獲得示例性的7AM的熱保護器族。在另一 個實施例中，熱保護設備28是溫度保險絲，當磁鎮(zhèn)流器22的感測部 分達到預定溫度時該溫度保險絲斷開并且保持斷開。可以從 Therm-O-Disc of Mansfield, Ohio ( Emerson的子公司)獲得示例性 的G4216 Mic^otemp 溫度保險絲。其他示例性的溫度保險絲是可以從 Honeywell of Morris town, New Jersey獲得的D系歹'的溫度保險絲。圖2是根據(jù)本發(fā)明制造的磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的生產方法的流 程圖。該方法包括提供具有電流輸入的磁鎮(zhèn)流器，該磁鎮(zhèn)流器具有 額定工作電流和額定浪涌電流50;確定針對預定電流因數(shù)乘以額定工 作電流的額定持續(xù)電流52;確定針對額定浪涌電流的額定過載電流54; 選擇快速動作熔斷器，其具有額定持續(xù)電流和額定過載電流中的較大 值56;以及將快速動作熔斷器可操作地串聯(lián)連接到電流輸入58。當額定持續(xù)電流和額定過載電流的差別大于預定差值時，該方法還可以包 括將熱保護設備(諸如熱保護器或溫度保險絲)可操作地串聯(lián)連接到 電流輸入。圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的各種實施例的 表。該表舉例說明了用于選擇快速動作熔斷器的額定安培值以及用于 決定何時需要熱保護設備的參數(shù)。圖3的第一列(鎮(zhèn)流器#)列出了可以從Advance Transformer Company of Rosemont, Illionis(Philips Electronics North America的一個分公司)獲得的示例性磁鎮(zhèn)流器的型號。圖3的第二列(B.詳 細說明)列出了第一列的鎮(zhèn)流器模型的詳細說明。詳細說明包括瓦數(shù), 諸如400、 "0;燈類型，諸如M(金屬卣化物)、S (高壓鈉)；電路 類型，諸如SCWA (超級恒定瓦數(shù)自耦變壓器)；以及工作電壓，諸如 120、 208、 240。圖3的第三列和第四列分別列出了針對第一列的鎮(zhèn)流 器模型的額定工作電流(輸入I)和額定浪涌電流(浪涌I)。額定 工作電流是以安培為單位的》茲鎮(zhèn)流器的穩(wěn)態(tài)工作電流，而額定浪涌電 流是以安培為單位的最大啟動電流。圖3的第五列(熔斷器浪涌)列 出了對應于第 一列的鎮(zhèn)流器模型的額定浪涌電流的快速動作熔斷器的 額定過載電流，即允許通過的電流。圖3的第六列(1.751熔斷器) 列出了對應于第一列的鎮(zhèn)流器型號的預定電流因數(shù)乘以額定工作電流 的額定持續(xù)電流。在這些示例中，預定電流因數(shù)是1.75。圖3的第七 列(Rec熔斷器)列出了基于針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額 定持續(xù)電流與針對額定浪涌電流的額定過載電流中的較大值所推薦的 快速動作熔斷器的安培值。圖3的第八列(溫度保險絲設備)列出了 當預定電流因數(shù)乘以額定工作電流與額定過載電流的差別大于預定差 值時所推薦的熱保護設備。在這些示例中，所推薦的熱保護設備是可 以從Therra-0-Disc of Mansfield, Ohio ( Emerson的子公司)獲得的 G4216 Micortemp⑧溫度保險絲。在其他實施例中，熱保護設備是熱保 護器。當不需要熱保護設備時，第八列的行是空白的。即使當不需要 熱保護設備時，可選的熱保護設備可以用于增強整體隔離效果。在確定磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)的參數(shù)時，額定工作電流和額定浪 涌電流可以根據(jù)所選擇的磁鎮(zhèn)流器的制造商規(guī)格說明書或通過實驗方 法來確定。額定過載電流是通過查看快速動作熔斷器的制造商的規(guī)格 說明書以及識別能夠承受所選擇的磁鎮(zhèn)流器的額定浪涌電流的快速動 作熔斷器來確定的。額定過載電流是所識別的快速動作熔斷器的穩(wěn)態(tài)額定電流。額定持續(xù)電流是通過計算預定電流因數(shù)乘以所選擇的磁鎮(zhèn) 流器的額定工作電流的乘積來確定的。預定電流因數(shù)通常在大約1.5 和2.5之間，在這個示例中是1.75。預定電流因數(shù)考慮到額定過載電 流中的變化性，該變化性是由于諸如鎮(zhèn)流器額定輸出中的單元到單元 的變化(imit-to-unit variation)、來自燈到燈的變化的鎮(zhèn)流器輸 入電流的變化、隨著燈壽命的增加的電流汲取(特別是在燈壽命的后期)、來自高周圍溫度的針對高鎮(zhèn)流器工作溫度的電勢、等因素形成 的。快速動作熔斷器的推薦安培值基于額定持續(xù)電流和額定過載電流 中的較大值。如在這里定義的，"較大值"包括當額定持續(xù)電流與額 定過載電流相等或大致相等時的任一個值。當額定持續(xù)電流和額定過 載電流的差別小于預定差值時，不需要熱保護設備，盡管可選的熱保 護設備可以用作額外保護的需要。當額定持續(xù)電流和額定過載電流的 差別大于預定差值時，可以使用熱保護設備。在一個實施例中，該預定差值是大約2到3安培。在另一實施例中，該預定差值是額定過載 電流的大約50%。在圖3的第一行中使用71A6091-600A磁鎮(zhèn)流器在120伏特作為一 個例子，如在制造商的數(shù)據(jù)中指出的那樣，71A6091-600A磁鎮(zhèn)流器具 有4. 1安培的額定工作電流和77安培的額定浪涌電流。如在快速動作 熔斷器制造商的數(shù)據(jù)中指出的那樣，快速動作熔斷器處理77安培的額 定浪涌電流所需的額定過載電流具有8安培的穩(wěn)態(tài)操作電流。對應于 1. 75的預定電流因數(shù)乘以4. 1安培的額定工作電流的額定持續(xù)電流是 7安培?；?安培的額定持續(xù)電流和8安培的額定過栽電流中的較大 值推薦的快速動作熔斷器的安培值是8安培。7安培的額定持續(xù)電流和 8安培的額定過載電流的差別小于預定差值，所以不需要熱保護設備。 快速動作熔斷器獨自通常足夠用于具有小于200伏特輸入電壓的低壓 磁鎮(zhèn)流器(諸如120伏特磁鎮(zhèn)流器)的隔離保護。在圖3的第二行中 的71A6092-500D磁鎮(zhèn)流器在120伏特的例子中，7安培的額定持續(xù)電 流和7安培的額定過載電流相等，所以任一個均可以用作確定7安培 的快速動作熔斷器的推薦安培值的較大值。在圖3的第四行中使用71A6091-600A磁鎮(zhèn)流器在208伏特作為另 一個例子，如在制造商的數(shù)據(jù)中指出的那樣，71A6091-600A磁鎮(zhèn)流器 具有2. 36安培的額定工作電流和62安培的額定浪涌電流。如在快速 動作熔斷器制造商的數(shù)據(jù)中指出的那樣，快速動作熔斷器處理62安培 的額定浪涌電流所需的額定過載電流具有7安培的穩(wěn)態(tài)操作電流。對 應于1. 75的預定電流因數(shù)乘以2. 36安培的額定工作電流的額定持續(xù) 電流是4安培。基于4安培的額定持續(xù)電流和7安培的額定過載電流 中的較大值推薦的快速動作熔斷器的安培值是7安培。4安培的額定持 續(xù)電流和7安培的額定過載電流的差別大于大約2到3安培的預定差值，所以熱保護設備是需要的。在這個例子中，使用了可以從Therm-O-Disc of Mansfield, Ohio ( Emerson的子公司)獲得的G4216^"01611^ 溫度保險絲。具有快速動作熔斷器的熱保護設備通常是具有大于200伏特輸入電壓的較高電壓磁鎮(zhèn)流器的隔離保護所需要的， 其中快速動作熔斷器的額定過載電流支配了熔斷器的選擇。如果沒有 熱保護，具有低故障電流的繞組故障會存在延長的時間，直到繞組故 障變成接地故障并且快速動作熔斷器打開為止。在圖3的第五行中的 71A6091-600A f茲鎮(zhèn)流器在277伏特的另一個例子中，3安培的額定持 續(xù)電流和7安培的額定過載電流的差別大于額定過載電流的大約50% 的預定差值，所以熱保護設備是需要的。是可4行各種改變和修改而不超出:發(fā)明的范圍。本發(fā)^的范圍在所 附權利要求書中指出，所有在等效物的含義與范圍中的修改都包含在 其中。
權利要求
1.一種故障隔離系統(tǒng)，包括具有電流輸入24的磁鎮(zhèn)流器22，該磁鎮(zhèn)流器22具有額定工作電流和額定浪涌電流；以及與該電流輸入24可操作的串聯(lián)連接的快速動作熔斷器26，該快速動作熔斷器26具有額定持續(xù)電流和額定過載電流；其中，該快速動作熔斷器26的安培值選擇針對預定電流因數(shù)乘以該額定工作電流的額定持續(xù)電流與針對額定浪涌電流的額定過載電流中的較大值。
2. 權利要求1的系統(tǒng)，其中預定電流因數(shù)在大約1. 5到2. 5之間。
3. 權利要求l的系統(tǒng)，其中電流輸入24向磁鎮(zhèn)流器22提供小于 200伏特。
4. 權利要求1的系統(tǒng)，還包括與該電流輸入24可操作地串聯(lián)連 接的熱保護設備28。
5. 權利要求4的系統(tǒng)，其中該熱保護設備28是熱保護器。
6. 權利要求4的系統(tǒng)，其中該熱保護設備28是溫度保險絲。
7. 權利要求4的系統(tǒng)，其中輸入電流24向該磁鎮(zhèn)流器22提供大 于200伏特。
8， 一種磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)制造方法，包括 提供具有電流輸入的磁鎮(zhèn)流器，該磁鎮(zhèn)流器具有額定工作電流和 額定浪涌電流5 0;確定針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額定持續(xù)電流52; 確定4十對額定浪涌電流的額定過載電流5 4;選擇快速動作熔斷器，其具有額定持續(xù)電流和額定過載電流中的 較大值56;以及將快速動作熔斷器可操作地串聯(lián)連接到電流輸入5 8 。
9. 權利要求8的方法，其中預定電流因數(shù)在大約1. 5到2. 5之間。
10. 權利要求8的方法，還包括當額定持續(xù)電流和額定過載電流 的差別大于預定差值時，將熱保護設備與電流輸入可操作地串聯(lián)連接。
11. 權利要求10的方法，其中該熱保護設備是熱保護器。
12. 權利要求10的方法，其中該熱保護設備是溫度保險絲。
13. 權利要求10的方法，其中預定差值是大約2到3安培。
14. 權利要求10的方法，其中預定差值是大約該額定過載電流的5 0%。
15. —種故障隔離系統(tǒng)，包括用于從電源提供燈電流的磁裝置，該磁電流提供裝置接收工作電 流和浪涌電流；以及快速動作裝置，用于當提供的電流超過額定安培值時電氣隔離該 磁電流提供裝置，該快速動作隔離裝置具有額定持續(xù)電流和額定過載 電流；其中，額定安培值是針對預定電流因數(shù)乘以工作電流的額定持續(xù) 電流與針對浪涌電流的額定過載電流中的4交大值。
16. 權利要求15的系統(tǒng)，其中預定電流因數(shù)在大約1. 5到2. 5之間。
17. 權利要求15的系統(tǒng)，還包括當該磁電流提供裝置的溫度超過預定溫度時電氣隔離該磁電流提供裝置的熱裝置。
18. 權利要求17的系統(tǒng)，其中該熱隔離裝置是熱保護器。
19. 權利要求17的系統(tǒng)，其中該熱隔離裝置是溫度保險絲。
20. 權利要求15的系統(tǒng)，其中磁電流提供裝置具有大于200伏特 的輸入電壓。
全文摘要
磁鎮(zhèn)流器故障隔離系統(tǒng)和方法，其中故障隔離系統(tǒng)包括具有電流輸入(24)的磁鎮(zhèn)流器(22)，該磁鎮(zhèn)流器(22)具有額定工作電流和額定浪涌電流；以及與電流輸入(24)可操作地串聯(lián)連接的快速動作熔斷器(26)，該快速動作熔斷器(26)具有額定持續(xù)電流和額定過載電流。該快速動作熔斷器(26)的安培值選擇針對預定電流因數(shù)乘以額定工作電流的額定持續(xù)電流與針對額定浪涌電流的額定過載電流中的較大值。
文檔編號H05B41/28GK101273668SQ200680035554
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權日2005年9月26日
發(fā)明者A·烏帕迪亞伊 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司