CN1296726A

CN1296726A - 电路设备

Info

Publication number: CN1296726A
Application number: CN00800300.9A
Authority: CN
Inventors: H·W·J·德格罗特; P·C·J·拉罗斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-05-23
Also published as: WO2000054558A1; US6323602B1; JP2002539619A; EP1077018A1

Abstract

用于运行两个或更多个并联灯的电路设备中使用的平衡变压器和镇流扼流圈集成为一个电感元件。

Description

电路设备

本发明涉及用于运行两个或更多个并联灯的电路设备。该电路设备配备有：

平衡变压器，它包括围绕其提供第一绕组和第二绕组的可磁化材料的主芯，各自有基本上等于N的匝数的第一和第二绕组，所说的第一和第二绕组在运行期间与各个灯串联连接，

电感镇流装置。

本发明还涉及电感元件。

从EP07665500-A1中可知如在第一节中所述的电路设备。该已知电路设备被广泛地应用于给低压水银放电灯供电。在该已知电路设备中平衡变压器完成两个功能。首先，在点燃期间，第一个灯已被点燃后，平衡变压器确定在尚未点燃的灯上的电压高到能实现那个灯的点燃。其次，在稳定运行期间平衡变压器确定流过灯的电流基本上相等。电感镇流装置通常由与两个灯都串联的单个扼流圈组成。电感镇流装置的功能是限制流过灯的电流。已知电路设备的缺点是，该电路设备中所包含的元件总数比较大以致它相对复杂，并因而制造该电路设备昂贵。

本发明的目的是提供只包含较小数目元件的电路设备。

因此，如开头节中所述的一种电路设备按本发明特点是，电感镇流装置包括围绕可磁化材料芯的第三绕组和第四绕组，所说的第三和所说的第四绕组各自有基本上等于M的匝数，以及第三和第四绕组相对于第一和第二绕组对称地配置。

在按照本发明的电路设备中平衡变压器和电感镇流装置已被集成一单个的电感元件。按此结果，组装按照本发明的电路设备的方法和它在小型灯中的集成是比较简单的。

由于第三和第四绕组有基本上相等的匝数并相对第一和第二绕组对称配置，在运行期间通过第三和第四绕组的磁通量很难干扰第一和第二绕组的作用。换句话说，很难有电感镇流装置和平衡变压器之间的任何相互作用。第三和第四绕组如此配置以致运行期间在它们之间只有比较小的磁耦合。因为这个比较小的磁耦合第三和第四绕组能一起形成一个电感器。然而，第一和第二绕组如此配置以致运行期间在它们之间存在有良好的磁耦合。这个良好的耦合为第一和第二绕组形成平衡变压器所需要。当两个绕组在主芯上靠近时第一和第二绕组之间的磁耦合良好。通过按双线绕组形成第一和第二绕组可进一步改进磁耦合。在这种情况下第一和第二绕组不仅互相靠近而且占据相同空间。

第一绕组和第二绕组最好配置在第三和第四绕组中间。在这样的配置下第一和第二绕组之间的耦合可是良好的，因为它们可以靠近。同时第三和第四绕组被第一和第二绕组互相分离以致第三和第四绕组之间的耦合相对小。

按照本发明的电路设备最好包括由可磁化材料组成的第一E字形芯和第二E字形芯，其中第一E字形芯的横向铁芯(leg)的一端面面对第二E字形芯的端面，并且其中第一绕组和第三绕组围绕第一E字形芯的中间横向铁芯，而第二和第四绕组围绕第二E字形芯的中间横向铁芯。

在按照本发明的电路设备的另一优选实施例中，主芯包括由可磁化材料组成的第一U字形芯和第二U字形芯，其中第一U字形芯的横向铁芯端面面对第二U字形芯的横向铁芯端面，以及其中第一绕组和第三绕组围绕第一U字形芯的第一横向铁芯，而第二和第四绕组围绕第二U字形芯的第一横向铁芯，第一U字形芯的第一横向铁芯的端面面对第二U字形的第一横向铁芯的端面。实际上发现，包括两个U字形芯的主芯的性能不如包括两个E字形芯的主芯的性能好，但在第一种情况下需要使用不太可磁化的材料，所以电路设备可以较小和较便宜。

应提到，例如在US5313176中公开了一种电感元件，其中两个扼流圈和变压器的功能结合在一起。这种电感元件只包括两个绕组，很适合用于，例如，EMI/RFI滤波器中。但是，由于该元件的两个功能很强地互相影响，扼流圈和变压器不能独立地使用，或更具体说不能传导不同的电流。因此，在US5313176中公开的电感元件不适合用作在按照本发明的电路设备中的集成的平衡变压器加电感镇流装置。

将参照附图详细解释本发明的实施例。其中，图1表示按照本发明的电感元件的5个实施例；和

图2表示按照本发明的电路设备的实施例，包括这样的电感元件连同两个灯。

在图1A中，E1和E2是一起组成主芯的两个由可磁化材料组成的E字形芯。第一E字形芯E1的横铁芯端面面对第二E字形芯E2的端面。1和2分别是围绕第一E字形芯E1的横向中间铁芯和第二E字形芯E2的中间横向铁芯的第一和第二绕组。由于第一和第二绕组非常靠近它们之间有良好的磁耦合。第一绕组1和第二绕组2同两个E字形芯E1和E2一起组成平衡变压器。第三绕组3围绕第一E字形芯E1的中间横向铁芯，而第四绕组4围绕第二E字形芯E2的中间横向铁芯。因为第三和第四绕组被其他绕组互相分割开，所以第一和第二绕组间的磁耦合比较小。因此第三绕组3和第四绕组4同两个E字形芯一起组成可用作电感镇流装置的电感器。第一绕组1和第二绕组2各有基本上等于N的匝数，而第三绕组3和第四绕组各有基本上等于M的匝数。第一绕组1和第二绕组2配置在第三绕组3和第四绕组4之间。在图1所示的电感元件的运行期间，第一绕组和第二绕组如此连接以致它们中的每一个都载基本上相同数量的电流，以及它们产生的磁通量基本上互相抵消。类似地，第三和第四绕组如此连接以致在运行期间它们载基本上相同数量的电流，以及它们产生的通量在第一和第二绕组围绕的主芯部分基本上互相抵消。因此，组成电感镇流装置的电感元件部分不与组成平衡变压器的电感元件部分互相作用。

在图1所示的其他实施例中，类似的部分用相同的参考数字表示。图1B所示的实施例与图1A的实施例的不同只在于第一绕组和第二绕组按双线绕组实现。这个特点进一步改进了第一和第二绕组之间的耦合以致这个实施例的性能稍优于图1A所示实施例的性能。

图1C的实施例与图1B的实施例的不同在于双线绕组不围绕E字形芯的中间横向铁心，而是围绕E字形芯的两个侧横向铁芯。为减少第三和第四绕组间的磁耦合，在两个E字形芯的中间横向铁芯端面之间存在气隙。在这个实施例中，平衡变压器和镇流电感器比图1B实施例更易去磁耦，所以性能稍有改进。

在图1D的实施例中，第一和第二绕组由围绕两个E字形芯的侧横向铁芯的双线绕组组成，而第三和第四绕组各围绕E字形芯的另外侧横向铁芯。在这个实施例中，平衡器和镇流电感器之间的磁耦合相对于图1C的实施例进一步减小。在第三和第四绕组之间存在气隙以便减少它们之间的磁耦合。这个元件的总性能很类似于图1A实施例的性能。

在图1E的实施例中，利用的是两个U字形芯U1和U2，而不是两个E字形芯。组成第一和第二绕组的双线绕组围绕第一U字形芯U1的第一横向铁芯和第二U字形芯U2的第一横向铁芯。第三绕组围绕第一U字形芯U1的第一横向铁芯，第四绕组围绕第二U字形芯U2的第一横向铁芯。在这个实施例中使用不太可磁化的材料，所以这个实施例比较便宜。但在实际上发现这个实施例的性能不如包括两个E字形芯的实施例的性能好。

在图2，K1和K2是适合连接到直流电压电源的输入接线端。利用开关元件S1和S2的串联配置连接输入接线端K1和K2。开关元件S1和S2的运行电极连接到运行电路SC的各自输出接线端，用于使开关元件交替地成为导电的和非导电的。开关元件S2被第三绕组3、第四绕组4和电容器C1的串联电路旁路。K3、K3’，K4和K4’是用于灯连接的接线端。电容器C1被接线端K3、灯LA1、接线端K3’和第一绕组1的第一串联电路旁路。电容器C1也被接线端K4、灯LA2、接线端K4’和第二绕组2的第二串联电路旁路。

图2所示的电路设备的工作如下。

在直流电压源连接到输入接线端K1和K2的情况下，运行电路SC使开关元件S1和S2交替地成为导电的和非导电的。结果，交流电压在电容C1上出现。在作为这个交流电压出现的结果2例如灯LA1点燃的情况下，第一绕组1将携带电流。因为第一和第二绕组间良好的磁耦合，通过第一绕组的电流在第二绕组上感应电压。出现在第二灯上的电压是电容器C1上的电压和第二绕组2上的电压之和。虽然灯LA1点燃后在电容器C1上的电压已减小，但这个和电压是足够高能点燃灯LA2。

在两个灯都已点燃后，第一和第二绕组两者都分别载有等于通过灯LA1的电流和通过灯LA2的电流。如果通过两个灯的电流基本上相等，第一和第二绕组间的磁耦合在每个绕组上引起感应电压，这个感应电压基本上抵消因绕组载电流而在每个绕组上出现的电压。但是，如果例如通过灯LA1的灯电流大于通过灯LA2的灯电流，则由第一和第二绕组间磁耦合而感应的在第二绕组上的电压比因第二绕组载的电流而在这第二绕组上出现的电压高。结果出现在第二绕组上的两个电压不完全互相抵消而在第二绕组上出现剩余电压。由于类似的原因，具有基本上相等的幅度但相反极性的剩余电压出现在第一绕组上。出现在第一绕组上的剩余电压迫使通过灯LA1的电流减小，而出现在第二绕组上的剩余电压迫使通过灯LA2的电流增加。结果通过每个灯的电流在稳定的灯工作期间保持基本相等。

在图2所示的电路中，第三绕组和第四绕组成串联配置，每个携带如通过第一和第二绕组的每一个的电流的2倍大的电流。换一个方式，第三绕组可与第四绕组成并联配置。然而，图2所示布局的重要优点是第三和第四绕组总载相同电流的事实。

Claims

1．一种用于运行两个或更多个并联灯的电路设备，配备有

平衡变压器，包括围绕其提供第一和第二绕组的可磁化材料主芯，各有基本上等于N匝数的第一和第二绕组，所说的第一和第二绕组在运行期间与各个灯串联连接，

电感镇流装置，

其特征是电感镇流装置包括围绕可磁化材料主芯的第三绕组和第四绕组，所说的第三和所说第四绕组各有基本上等于M的匝数，以及第三和第四绕组相对于第一和第二绕组对称配置。

2．按照权利要求1的电路设备，其中第一绕组和第二绕组配置在第三和第四绕组之间。

3．按照权利要求1或2的电路设备，其中第一绕组和第二绕组一起由双线绕组组成。

4．按照权利要求1、2或3的电路设备，其中，主芯包括由可磁化材料组成的第一E字形芯和第二E字形芯，其中第一E字形芯的横向铁芯端面面对第二E字形芯的横向铁芯端面，以及其中第一绕组和第三绕组围绕第一E字形芯的中间横向铁芯，而第二和第四绕组围绕第二E字形芯的中间横向铁芯。

5．按照权利要求1、2或3的电路设备，其中主芯包括由可磁化材料组成的第一U字形芯和第二U字形芯，其中第一U字形芯的横向铁芯端面面对第二U字形芯的端面，以及其中第一绕组和第三绕组围绕第一U字形芯的第一横向铁芯，而第二和第四绕组围绕第二U字形芯的第一横向铁芯，第一U字形芯的第一横向铁芯端面面对第二U字形芯的第一横向铁芯端面。

6．一种用于运行两个或更多个并联灯的电路设备的电感元件，包括

平衡变压器，包括围绕其提供第一绕组和第二绕组的可磁化材料主芯，各含有基本上等于N的匝数的第一和第二绕组，

其特征是该元件还包括一个电感镇流装置，其包括围绕可磁化材料芯的第三绕组和第四绕组，所说的第三和所说的第四绕组各含有基本上等于M的匝数，以及第三绕组和第四绕组相对第一和第二绕组对称配置。

7．按照权利要求6的电感元件，其中第一绕组和第二绕组配置在第三和第四绕组之间。

8．按照权利要求6或7的电感元件，其中第一绕组和第二绕组一起由双线绕组组成。

9．如权利要求6、7或8中所要求的电感元件，其中该元件包括由可磁化材料组成的第一E字形芯和第二E字形芯，其中第一E字形芯的横向铁芯端面面对第二E字形芯的横向铁芯端面，以及其中第一绕组和第三绕组围绕第一E字形芯的中间横向铁芯，而第二和第四绕组围绕第二E字形芯的中间横向铁芯。

10．如权利要求6、7或8中所要求的电感元件，其中主芯包括由可磁化材料组成的第一U字形芯和第二U字形芯，其中第一U字形芯的横向铁芯端面面对第二U字形芯的横向铁芯端面，以及其中第一绕组和第三绕组围绕第一U字形芯的第一横向铁芯，而第二和第四绕组围绕第二U字形芯的第一横向铁芯，第一U字形芯的第一横向铁芯端面面对第二U字形芯的第一横向铁芯端面。