具有遠程電容器布局的電子鎮流器的製作方法
2023-12-07 09:28:06
專利名稱：具有遠程電容器布局的電子鎮流器的製作方法
該發明總體上涉及電子鎮流器，具體而言涉及具有遠程電容器布局的電子鎮流器。
用於照明應用的電子鎮流器通常使用兩個能量轉換級用於將AC市電電壓轉換成DC電壓的AC/DC轉換器和用於根據DC總線電壓驅動燈的燈驅動器。DC總線包括作為能量存儲元件的電容器，其將DC總線電壓保持在一個幾乎不變的值上。
在工作期間，電子鎮流器從功率半導體和其他有源部件中的電阻損耗中產生熱。所生成的熱使得鎮流器殼體內部的溫度增加而超過環境溫度，以至於使鎮流器殼體內部的部件在環境穩定之上工作。在該電子鎮流器中，存儲電容器定位在殼體的內部並且在較高的殼體溫度上工作。隨著工作溫度增加而超過正常工作溫度時，就使電容器壽命按照2的冪次降低，以至於使殼體中較高的工作溫度減小了電容器的壽命。例如，如果電容器在高於正常工作溫度的10℃上工作，那麼電容器壽命減小一半，但是如果電容器在低於正常工作溫度的10℃上工作，那麼電容器壽命加倍。
在照明應用中，電子鎮流器被安裝在天花板附件的照明器材中，其中積聚了熱空氣。諸如HID和白熾燈那樣的照明源所生成的熱流也增加了照明器材的溫度。照明器材周圍所增加的環境溫度增加了照明器材和鎮流器的內部工作溫度，使得電容器受到高工作溫度的影響。由於電容器是電子鎮流器的主要部件，所以高工作溫度導致電容器過早的損壞並且過早的更換鎮流器，浪費了資源並招致額外的維護。
使電子鎮流器具有遠程電容器布局以克服上述缺陷是所期望的。
本發明的一個方面是提供一種電子鎮流器，其包括第一殼體；第二殼體；AC/DC轉換器；可操作連接到AC/DC轉換器的DC總線；可操作連接到DC總線的燈驅動器；以及利用電容器線路而連接到DC總線的存儲電容器。AC/DC轉換器、DC總線和燈驅動器安置在第一殼體內；存儲電容器安置在第二殼體內；以及第一殼體與第二殼體熱隔離和物理隔開。
根據本發明另一方面，提供一種電子鎮流器系統，包括第一裝置，用於容納AC/DC轉換器、DC總線和燈驅動器；第二裝置，用於容納存儲電容器；以及用於電連接DC總線和存儲電容器的裝置。第一容納裝置與第二容納裝置熱隔離並物理隔開。
根據本發明的又一方面，提供一種電子鎮流器，包括第一殼體；第二殼體；AC/DC轉換器，AC/DC轉換器可操作地連接到市電輸入；可操作連接到AC/DC轉換器的DC總線；可操作連接到DC總線的燈驅動器，該燈驅動器可操作地連接到燈輸出；可操作地跨接在DC總線上的濾波器；以及利用電容器線路連接到濾波器的存儲電容器。AC/DC轉換器、DC總線、濾波器和燈驅動器安置在第一殼體內；存儲電容器安置在第二殼體內；以及第一殼體與第二殼體熱隔離和物理隔開。
結合附圖，根據以下當前優選實施例的詳細描述，本發明前面的特徵和其他特徵以及優點將變得進一步明顯。詳細的描述以及附圖對於本發明而言僅是說明性的，而非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物所限定。
圖1是具有根據本發明所產生的遠程電容器布局的電子鎮流器的示意圖；以及圖2和3是具有根據本發明所產生的遠程電容器布局的電子鎮流器的物理排列的示意圖。
圖1是具有根據本發明所產生的遠程電容器布局的電子鎮流器的示意圖。電子鎮流器20從市電輸入16接收市電功率並且在燈輸出18將功率提供到燈。電子鎮流器20包括可操作地經由DC總線24而連接到燈驅動器26的AC/DC轉換器22，跨接連接在DC總線24上的濾波器28，以及將存儲電容器32連接到濾波器28的電容器線路30。AC/DC轉換器22、DC總線24、燈驅動器26以及濾波器28安置在第一殼體34內。存儲電容器32安置在第二殼體36內並且能夠是一個電容器或者能夠是並聯和/或串連連接的多個電容器。第一殼體34和第二殼體36彼此相互熱隔離。在一個實施例中，省略濾波器28，並且電容器線路30直接連接到DC總線24。在可選的實施例中，將濾波器28定位在第一殼體34外部的第一殼體34處。
AC/DC轉換器22、DC總線24、燈驅動器26和存儲電容器32是和典型地在電子鎮流器中所使用部件一樣的常規部件。AC/DC轉換器22、DC總線24和燈驅動器26是電子鎮流器20的熱產生部件，也就是它們包括MOSFET、二極體、電阻器、磁性部件等，它們在電子鎮流器工作期間生成熱。存儲電容器32產生很少的熱，但是其壽命受到工作溫度的影響。將存儲電容器32放置在與第一殼體34內的熱產生部件熱隔離的第二殼體36中使得存儲電容器32保持在較低的溫度並且增加電容器的工作壽命。
第一殼體34和第二殼體36能夠是適於保持電子鎮流器部件的任意殼體，諸如塑料或者金屬殼體。所述殼體能夠包括冷卻部件，諸如通風孔和/或散熱片。在一個實施例中，所述殼體能夠使用照明器材的一部分用於冷卻部件，只要第一殼體34和第二殼體36彼此之間熱隔離。當第二殼體36是金屬時，第二殼體36和地之間的接地線能夠使用來將所述殼體接地。在一個實施例中，第二殼體36與存儲電容器32構成一個整體，諸如是在存儲電容器或電容器周圍安置的外罩。在可選的實施例中，省略第二殼體36並且在沒有殼體的情況下安裝存儲電容器32。
濾波器28能夠是適於降低或防止高頻電流從DC總線24流到電容器線路30上的任意濾波器。在所示的實例中，濾波器28包括濾波電容器38，差模(differential mode)EMI線圈40和共模EMI線圈42。共模EMI線圈42包括第一EMI線圈44和第二EMI線圈46，所述第一EMI線圈44和第二EMI線圈46磁耦合。第一濾波電容器38並聯跨接在DC總線24上。差模EMI線圈40和第一EMI線圈44串連連接在DC總線24的一側與連接到存儲電容器32一側的電容器線路30的第一導線之間。第二EMI線圈46串連連接在DC總線24的另一側與連接到存儲電容器32的另一側的電容器線路30的第二導線之間。
切換AC/DC轉換器22中的功率半導體以及燈驅動器26以切換頻率上生成高頻電流。濾波器28降低從DC總線24流到電容器線路30的高頻電流以避免在電容器線路30上產生電磁幹擾(EMI)。把諸如薄膜電容器那樣的濾波電容器38的大小確定成能夠在第一殼體34內提供足夠的電容，以至於使高頻電流流經濾波電容器38。與存儲電容器32串連連接的差模EMI線圈40也抑制高頻電流流經存儲電容器32。差模EMI線圈40和共模EMI線圈44確保了電子鎮流器20符合電磁兼容(EMC)要求。本領域技術人員將理解，濾波器要求取決於所期望的電子鎮流器的特定配置以及特定部件的屏蔽。在一個實施例中，省略濾波器28並且將電容器線路30直接連接到DC總線24。
在一個實施例中，電容器線路30是一種屏蔽導線對，其具有用地線50電連接到市電輸入16的公共地的屏蔽48。在所示的實例中，地線50繞過第一殼體34在其外部。在可選的實施例中，將地線50定位在第一殼體34的內部，或者使其部分在第一殼體34的內部，部分在第一殼體34的外部。在另一可選的實施例中，很容易地將電容器線路30從濾波器28和/或存儲電容器32上拆卸下來，以至於能夠以預製的長度來提供電容器線路30或者能夠與第一殼體34中的部件無關地替換掉存儲電容器32。
圖2和3是具有根據本發明所產生的遠程電容器布局的電子鎮流器的物理排列的示意圖，其中相似的元件與圖1共用相似附圖標記。第一殼體和第二殼體彼此熱隔離和物理隔開。熱隔離在此定義成和所隔離的一樣，以至於使第一殼體中的熱產生部件所產生的熱不增加第二殼體中存儲電容器的溫度。來自於熱產生部件的任何熱在其到達存儲電容器之前通過傳導方式傳遞到電容器線路而消散掉。
參考圖2，第一殼體34和第二殼體36通過空間60而彼此之間物理隔開並且熱隔離。空間60能夠是任意期望的尺寸。例如，能夠把第一殼體34定位在房間中心上的天花板照明器材處，能夠把第二殼體36定位在房間的角落中。除了電容器線路30之外還有部件也能夠安置在空間60中。例如，能夠把第一殼體34定位在房間中心的天花板照明器材處，並且能夠把第二殼體36定位在天花板上方，該天花板安置在空間60中。
參考圖3，通過第三殼體62而使得第一殼體34和第二殼體36彼此之間物理隔開並熱隔離。除了電容器線路30之外還有部件也能夠安置在第三殼體62中。例如，能夠將第一殼體34定位在照明器材的一端上，能夠將燈和其他的照明器材部件定位在第三殼體62中和/或附著在第三殼體62上，並且能夠把第二殼體36定位在所述照明器材的相反端。
雖然此處所公開的本發明的實施例目前被認為是優選的，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，能夠產生各種變化和修改。本發明的範圍由所附權利要求所指示，並且等同物意義上和範圍內的所有變化被確定為包含於其中。
權利要求
1.一種電子鎮流器，包括第一殼體34；第二殼體36；AC/DC轉換器22；可操作連接到AC/DC轉換器22的DC總線24；可操作連接到DC總線24的燈驅動器26；以及可操作地利用電容器線路30而連接到DC總線24的存儲電容器32；其中將AC/DC轉換器22、DC總線24和燈驅動器26安置在第一殼體34內；存儲電容器32安置在第二殼體36內；以及第一殼體34與第二殼體36相互之間熱隔離並且物理隔開。
2.如權利要求1所述的電子鎮流器，進一步包括電連接在DC總線24和電容器線路30之間的濾波器28，該濾波器28安置在第一殼體34處。
3.如權利要求2所述的電子鎮流器，其中濾波器28包括濾波電容器38；差模EMI線圈40；以及共模EMI線圈42，共模EMI線圈42具有磁耦合到第二EMI線圈46的第一EMI線圈44；其中濾波電容器38並聯跨接在DC總線24上；差模EMI線圈40和第一EMI線圈44串連連接在DC總線24的第一側與電容器線路30的第一導線之間；以及第二EMI線圈46串連連接在DC總線的第二側與電容器線路30的第二導線之間。
4.如權利要求1所述的電子鎮流器，其中存儲電容器32包括多個電容器。
5.如權利要求1所述的電子鎮流器，其中電容器線路30是屏蔽導線對，其具有電連接到公共地的屏蔽48。
6.如權利要求1所述的電子鎮流器，其中第二殼體36是接地的金屬殼體。
7.如權利要求1所述的電子鎮流器，進一步包括在第一殼體34和第二殼體36之間形成的空間60。
8.如權利要求1所述的電子鎮流器，進一步包括安置在第一殼體34和第二殼體36之間的第三殼體62。
9.如權利要求1所述的電子鎮流器，其中從由金屬殼體和塑料殼體組成的組中選擇第一殼體34。
10.如權利要求1所述的電子鎮流器，其中從由金屬殼體和塑料殼體組成的組中選擇第二殼體36。
11.一種電子鎮流器系統，包括第一裝置，用於容納AC/DC轉換器、DC總線和燈驅動器；第二裝置，用於容納存儲電容器；以及用於電連接DC總線和存儲電容器的裝置；其中第一容納裝置與第二容納裝置熱隔離並物理隔開。
12.如權利要求11所述的系統，進一步包括用於對連接裝置的高頻電流進行濾波的裝置。
13.如權利要求11所述的系統，進一步包括用於屏蔽所述連接裝置的裝置。
14.一種電子鎮流器，包括第一殼體34；第二殼體36；AC/DC轉換器22，AC/DC轉換器22可操作地連接到市電輸入16；可操作連接到AC/DC轉換器22的DC總線24；可操作連接到DC總線24的燈驅動器26，燈驅動器26可操作地連接到燈輸出18；可操作地跨接連接在DC總線24上的濾波器28；以及可操作地利用電容器線路30而連接到濾波器28的存儲電容器32；其中將AC/DC轉換器22、DC總線24、濾波器28和燈驅動器26安置在第一殼體34內；存儲電容器32安置在第二殼體36內；以及第一殼體34與第二殼體36熱隔離和物理隔開。
15.如權利要求14所述的電子鎮流器，其中濾波器28包括濾波電容器38；差模EMI線圈40；以及共模EMI線圈42，共模EMI線圈42具有磁耦合到第二EMI線圈46的第一EMI線圈44；其中濾波電容器38並聯跨接連接在DC總線24上；差模EMI線圈40和第一EMI線圈44串連連接在DC總線24的第一側與電容器線路30的第一導線之間；以及第二EMI線圈46串連連接在DC總線的第二側與電容器線路30的第二導線之間。
16.如權利要求14所述的電子鎮流器，其中電容器線路30是屏蔽導線對，其具有電連接到公共地的屏蔽48。
17.如權利要求14所述的電子鎮流器，進一步包括在第一殼體34和第二殼體36之間形成的空間60。
18.如權利要求14所述的電子鎮流器，進一步包括安置在第一殼體34和第二殼體36之間的第三殼體62。
19.一種電子鎮流器，包括第一殼體34；AC/DC轉換器22；可操作連接到AC/DC轉換器22的DC總線24；可操作連接到DC總線24的燈驅動器26；以及可操作地利用電容器線路30而連接到DC總線24的存儲電容器32；其中將AC/DC轉換器22、DC總線24和燈驅動器26安置在第一殼體34內；以及第一殼體34與存儲電容器32熱隔離和物理隔開。
20.如權利要求19所述的電子鎮流器，進一步包括電連接在DC總線24和電容器線路30之間的濾波器28，該濾波器28安置在第一殼體34處。
21.如權利要求20所述的電子鎮流器，其中濾波器28包括濾波電容器38；差模EMI線圈40；以及共模EMI線圈42，共模EMI線圈42具有磁耦合到第二EMI線圈46的第一EMI線圈44；其中濾波電容器38並聯跨接連接在DC總線24上；差模EMI線圈40和第一EMI線圈44串連連接在DC總線24的第一側與電容器線路30的第一導線之間；以及第二EMI線圈46串連連接在DC總線的第二側與電容器線路30的第二導線之間。
22.如權利要求19所述的電子鎮流器，其中存儲電容器32包括多個電容器。
23.如權利要求19所述的電子鎮流器，其中電容器線路30是屏蔽導線對，其具有電連接到公共地的屏蔽48。
24.如權利要求19所述的電子鎮流器，其中從由金屬殼體和塑料殼體組成的組中選擇第一殼體34。
全文摘要
一種具有遠程電容器布局的電子鎮流器，包括第一殼體(34)；第二殼體(36)；AC/DC轉換器(22)；可操作連接到AC/DC轉換器(22)的DC總線(24)；可操作連接到DC總線(24)的燈驅動器(26)；以及可操作地利用電容器線路(30)而連接到DC總線(24)的存儲電容器(32)。AC/DC轉換器(22)、DC總線(24)和燈驅動器(26)安置在第一殼體(34)內；存儲電容器(32)安置在第二殼體(36)內；以及第一殼體(34)與第二殼體(36)熱隔離和物理隔開。
文檔編號H05B41/285GK101053284SQ200580037948
公開日2007年10月10日 申請日期2005年11月3日 優先權日2004年11月4日
發明者S·佩爾金斯三世, J·洛德, S·穆圖, B·克勞伯格 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司