專利名稱：用于熒光燈鎮(zhèn)流器的無源防電弧保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)熒光燈的鎮(zhèn)流器的防電弧保護(hù)裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的無源防電弧保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
熒光燈是一種非常普遍的照明方式，具有高光效、長(zhǎng)使用壽命的優(yōu)點(diǎn)，并且不會(huì)通過輻射發(fā)射出太多熱能。然而，熒光燈必須通過在其兩端引入高點(diǎn)火電壓才能啟動(dòng)?，F(xiàn)時(shí)， 有許多通過使用電子鎮(zhèn)流器的用于熒光燈的啟動(dòng)方案。其中一種普遍的電子鎮(zhèn)流器形式是瞬時(shí)啟動(dòng)鎮(zhèn)流器。
瞬時(shí)啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器的特征是在向鎮(zhèn)流器施加交流電時(shí)幾乎立即將燈啟動(dòng)。其不需要啟動(dòng)器裝置或電路。其在工作過程中消耗較少能量，因而更有效率。然而，由于是通過向燈施加非常高的點(diǎn)火電壓將燈強(qiáng)力啟動(dòng)，將燈頻繁開關(guān)切換會(huì)降低其有效使用壽命。
因此，瞬時(shí)啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器在預(yù)期非常長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)照明的應(yīng)用中最為有用。除了許多其他優(yōu)點(diǎn)，例如安裝簡(jiǎn)單和熒光燈能夠獨(dú)立工作(即當(dāng)其中一支熒光燈壞掉或被移除時(shí)，其他燈仍能正常工作)瞬時(shí)啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器亦增強(qiáng)了安全性和維護(hù)的簡(jiǎn)易性。
對(duì)于瞬時(shí)啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器，看到高達(dá)600V到1000V峰值以上的點(diǎn)火電壓并非罕見。 在諸如在維護(hù)期間，在鎮(zhèn)流器仍然被施加交流電時(shí)移除個(gè)別熒光燈，或燈座老化之類的情況下，在燈座中可能會(huì)出現(xiàn)偶發(fā)性開路，因而感應(yīng)出高壓并導(dǎo)致電弧。電弧是在非常高的電位差的作用下，所發(fā)生的空氣電擊穿情況，其時(shí)等離子體放電，形成極高能量的路徑。在燈座內(nèi)產(chǎn)生電弧并不有利，因?yàn)樗纬傻母邷啬軌驅(qū)⑺芰蠚んw熔化并導(dǎo)致金屬觸頭暴露甚至導(dǎo)致火災(zāi)。而且，這會(huì)使觸頭劣化，并使鎮(zhèn)流器內(nèi)的元件承受過大應(yīng)力。
因此,諸如Underwriters Laboratories (簡(jiǎn)稱為UL)之類的全球產(chǎn)品安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)近年來已經(jīng)引入了「CC類型(Commercial Cabinets的簡(jiǎn)稱)」等級(jí)的鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)使燈座內(nèi)的電弧得以減至最小。自此之后，許多照明鎮(zhèn)流器制造商都開始設(shè)計(jì)具有防電弧保護(hù)功能的「CC類型」鎮(zhèn)流器或無電弧熒光燈燈座。通常的作法是感測(cè)鎮(zhèn)流器電路內(nèi)的異常電壓和/或電流，以檢測(cè)是否發(fā)生電弧，并且一旦確定存在電弧則停止鎮(zhèn)流器工作。 這一般涉及到有源裝置甚至微控制器。因而，必須要有更節(jié)省成本，及微型的解決方案，使得額外的元件能夠裝配在現(xiàn)有的外殼中。發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種既節(jié)省成本而不笨重，用于熒光燈電子鎮(zhèn)流器的防電弧元件。該防電弧保護(hù)元件是用于任何突然能量變化的低阻引導(dǎo)路徑，并作為連3接至熒光燈的負(fù)載的潛在旁路，該旁路在電弧形成情形將要發(fā)生時(shí)通過吸收火花能量而產(chǎn)生作用，因而終止電弧的形成。本發(fā)明的保護(hù)元件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是通過利用橋式整流器-電阻器-電容器的網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)至少包含橋式整流器、電阻器和電容器。然而，也可以使用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他等價(jià)實(shí)施方案，只要與負(fù)載并聯(lián)地提供低阻旁路即可。電阻值和電容值的選擇可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員，通過取舍電阻器的穩(wěn)態(tài)功率損耗和防電弧效果來預(yù)先確定。作為指導(dǎo)，較大電容值和較低電阻值將導(dǎo)致較大損耗，但將能給予更好的防電弧性能。因而，電阻器和電容器的具體選擇不是本發(fā)明的一部分。相反，在本發(fā)明的原理的啟示下，它們亦在本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種防電弧保護(hù)裝置，該裝置能夠裝配在現(xiàn)有的電子鎮(zhèn)流器的外殼內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)元件能夠提供用于內(nèi)部增設(shè)的微型設(shè)計(jì)，以便使得現(xiàn)有鎮(zhèn)流器更安全，因而消除了改變現(xiàn)有燈具的需要。
通過所附權(quán)利要求書中的具體細(xì)節(jié)闡明表征本發(fā)明的各種新穎性特征，權(quán)利要求書也形成該公開的一部分。為了更好地理解本發(fā)明、其工作優(yōu)點(diǎn)和通過使用本發(fā)明所獲得的具體目的，現(xiàn)在參照附圖以及如下說明，在所述附圖和說明中圖示并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。


圖I描繪出了驅(qū)動(dòng)一支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的一般結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有技術(shù))。
圖2描述出了驅(qū)動(dòng)兩支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的一般結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有技術(shù))。
圖3描繪出了驅(qū)動(dòng)四支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的一般結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有技術(shù))。
圖4是在驅(qū)動(dòng)一支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器中使用無源防電弧元件的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的示意圖。
圖5是在驅(qū)動(dòng)兩支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器中使用無源防電弧元件的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的示意圖。
圖6是在驅(qū)動(dòng)四支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器中使用無源防電弧元件的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的示意圖。
圖7示出了在沒有根據(jù)本發(fā)明在瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器中使用無源防電弧元件的情況下，當(dāng)燈從燈座突然斷開時(shí)連接至燈的輸出導(dǎo)線之間的波形。
圖8示出了當(dāng)燈間歇地連接至圖5中所示的實(shí)施方式的燈座時(shí)連接至燈的輸出導(dǎo)線之間的波形。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖I示出了驅(qū)動(dòng)一支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的一般結(jié)構(gòu)。如附圖中的左側(cè)所示，電壓被施加至熒光燈鎮(zhèn)流器電路。該熒光燈鎮(zhèn)流器電流在點(diǎn)R和Y之間積累高電壓(如右側(cè)所示)來啟動(dòng)燈，并且在啟動(dòng)之后維持足夠的電能以支撐燈的正常工作。如果在燈座中的連接為斷續(xù)性，則在點(diǎn)R和Y處可能發(fā)生電弧，從而導(dǎo)致問題出現(xiàn)。
在圖2中所示的驅(qū)動(dòng)兩支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的一般結(jié)構(gòu)中亦存在類似問題。啟動(dòng)燈的過程是類似的，也就是說，通過在點(diǎn)B-Y以及R-Y之間引入高電壓而將燈啟動(dòng)。由于電子電路連續(xù)運(yùn)行，能量必須始終保持。因而，當(dāng)個(gè)別熒光燈突然由于某種原因而斷開時(shí)，則分別在斷開點(diǎn)Hl和H2或H3和H4之間積累高電位，從而導(dǎo)致高感應(yīng)電場(chǎng)。 這種高電場(chǎng)是引發(fā)電弧的條件。
在圖3中所示的驅(qū)動(dòng)四支熒光燈的瞬時(shí)啟動(dòng)型電子鎮(zhèn)流器的一般結(jié)構(gòu)中也可能存在類似的電弧形成條件。積累高電壓將燈啟動(dòng)，當(dāng)個(gè)別熒光燈突然因?yàn)槟撤N原因而斷開時(shí)，電弧有可能會(huì)在點(diǎn)H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7或H8處出現(xiàn)。
為了防止或最小化上述危險(xiǎn)的電弧條件，本發(fā)明提出了一種新穎結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器。圖4示出了使用這種新穎電子鎮(zhèn)流器的單支熒光燈構(gòu)。在該具體實(shí)施方式
中，在鎮(zhèn)流器的輸出端，實(shí)際上橫跨燈的兩端增加包括橋式整流器BR1、電阻器Rl和電容器Cl的電路元件。該附加電路用作用于任何能量的突然變化之低阻引導(dǎo)路徑。當(dāng)電子鎮(zhèn)流器正常工作時(shí)，其僅消耗微量電能。然而，當(dāng)在仍然施加交流電的同時(shí)將燈從燈座斷開時(shí)，將可能導(dǎo)致火花或甚至電弧的原始能量通過橋式整流器BRl中的二極管而被引導(dǎo)到Rl-Cl網(wǎng)絡(luò)。因而， 斷開點(diǎn)之間的電位差將不會(huì)升高到足以產(chǎn)生足夠高電場(chǎng)。因此，潛在的電弧將能夠可靠地消除。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，該實(shí)施方式用在兩支熒光燈的結(jié)構(gòu)中。這里，需要兩個(gè)橋式整流器-電阻器-電容器的網(wǎng)絡(luò)(根據(jù)本發(fā)明的電路元件)，一燈使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。通過該構(gòu)造，能夠防止在個(gè)別熒光燈因某些原因而突然斷開時(shí)所引發(fā)的電弧。
類似地，本發(fā)明可以應(yīng)用于用于驅(qū)動(dòng)四支熒光燈的結(jié)構(gòu)，如圖6所示。每個(gè)輸出導(dǎo)線都分別配備有本發(fā)明的橋式整流器-電阻器-電容器的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)任何一支熒光燈發(fā)生突然斷開時(shí)，火花能量將被引導(dǎo)至與該燈對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)清楚的是，本發(fā)明的原理可以容易地應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)任何實(shí)際數(shù)量的燈的鎮(zhèn)流器電路。
在證明附加電路的功能狀況的試驗(yàn)設(shè)置中獲得了滿意的結(jié)果。該試驗(yàn)使用根據(jù)圖 5的電子鎮(zhèn)流器。所使用的燈是32W的T8熒光管。二極管橋式整流器是用于高電壓和低電流情況的一般類型的整流器。電容器是幾百毫微法，而電阻器是幾百千歐。電容和電阻的選擇是電阻器的穩(wěn)態(tài)功率損耗和防電弧效果之間的取舍。較大的電容值和較低的電阻值將導(dǎo)致較高損耗，但是將給出更好的防電弧性能。
在圖7和圖8中示出了試驗(yàn)結(jié)果。圖7描述出了在增加根據(jù)本發(fā)明的橋式整流器-電阻器-電容器電路元件之前的波形。CH4表示連接至燈的輸出導(dǎo)線之間的電壓。當(dāng)突然從燈座將燈移除時(shí)，上述電壓增高到非常高的值，從而發(fā)生電弧，如圖中強(qiáng)調(diào)的時(shí)段X。 當(dāng)將燈進(jìn)一步移開時(shí)，電弧消失，上述電壓變成穩(wěn)定的高壓。如果此時(shí)將燈重新連接至燈座，則可能再次發(fā)生電弧。
另一方面，圖8描述出了在增加根據(jù)本發(fā)明的橋式整流器-電阻器-電容器電路元件之后的情況。波形示出了流過橋式整流器中的二極管的電流(CH3)和連接至燈的輸出導(dǎo)線之間的電壓(CH4)。當(dāng)突然斷開燈時(shí)，電流通過二極管流入電阻器-電容器網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果不會(huì)發(fā)生電弧。當(dāng)燈再次連接至燈座時(shí)，電流還是通過二極管流入電阻器-電容器網(wǎng)絡(luò)。其再次有效地消除了電弧。
盡管已經(jīng)描述并指出了本發(fā)明的應(yīng)用于其優(yōu)選實(shí)施方式的基本優(yōu)選特征，應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)所示的實(shí)施方式的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種省略、替換和改變。本發(fā)明并不受到作為實(shí)施例呈現(xiàn)的上述實(shí)施方式的限制，而是僅僅可以在由所附專利權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍內(nèi)以各種方式進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種電氣裝置，所述電氣裝置包括(a)由位于燈座中的至少一個(gè)熒光燈構(gòu)成的負(fù)載；(b)電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器用于供電以啟動(dòng)所述熒光燈并維持所述熒光燈的正常工作；以及(c)無源防電弧元件，所述無源防電弧元件形成低阻電路徑，通過旁路由熒光燈構(gòu)成的所述負(fù)載，以吸收任何突然能量變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件至少包括電阻器、電容器和二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件包括多個(gè)二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件連接至所述電子鎮(zhèn)流器的輸出導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件在內(nèi)部連接至所述電子鎮(zhèn)流器的輸出導(dǎo)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件在外部連接至所述電子鎮(zhèn)流器的輸出導(dǎo)線。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件位于所述鎮(zhèn)流器的外殼內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件位于所述鎮(zhèn)流器的外殼外部。
9.一種電氣元件，所述電氣元件包括(a)至少二極管、電阻器和電容器的網(wǎng)絡(luò)；和(b) 連接元件，所述連接元件用于連接至電子鎮(zhèn)流器并形成由熒光燈構(gòu)成的負(fù)載的旁路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電氣元件，其中所述網(wǎng)絡(luò)位于所述電子鎮(zhèn)流器的外殼外部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電氣元件，其中所述網(wǎng)絡(luò)位于所述電子鎮(zhèn)流器的外殼內(nèi)部。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣裝置，其中所述多個(gè)二極管形成橋式整流器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電氣元件，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電氣元件，其中所述多個(gè)二極管形成橋式整流器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于熒光燈的電子鎮(zhèn)流器之無源防電弧保護(hù)元件。該保護(hù)元件是至少包含二極管、電阻器和電容器的橋式整流器-電阻器-電容器之網(wǎng)絡(luò)。所述元件的電路在燈側(cè)電連接至鎮(zhèn)流器，并用作用于任何突然能量變化之低阻引導(dǎo)路徑。當(dāng)將要發(fā)生電弧情形時(shí)，該保護(hù)電路會(huì)將火花能量吸收，從而消除電弧情形。
文檔編號(hào)H05B41/295GK102548169SQ20111036386
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者何銘泰, 陳祖盛 申請(qǐng)人:禧榮有限公司