專利名稱：用于熒光燈鎮流器的無源防電弧保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于驅動熒光燈的鎮流器的防電弧保護裝置。更具體地說，本發明涉及一種用于瞬時啟動型電子鎮流器的無源防電弧保護裝置。
背景技術：
熒光燈是一種非常普遍的照明方式，具有高光效、長使用壽命的優點，并且不會通過輻射發射出太多熱能。然而，熒光燈必須通過在其兩端引入高點火電壓才能啟動。現時， 有許多通過使用電子鎮流器的用于熒光燈的啟動方案。其中一種普遍的電子鎮流器形式是瞬時啟動鎮流器。
瞬時啟動型鎮流器的特征是在向鎮流器施加交流電時幾乎立即將燈啟動。其不需要啟動器裝置或電路。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火電壓將燈強力啟動，將燈頻繁開關切換會降低其有效使用壽命。
因此，瞬時啟動型鎮流器在預期非常長時間連續照明的應用中最為有用。除了許多其他優點，例如安裝簡單和熒光燈能夠獨立工作(即當其中一支熒光燈壞掉或被移除時，其他燈仍能正常工作)瞬時啟動型鎮流器亦增強了安全性和維護的簡易性。
對于瞬時啟動型鎮流器，看到高達600V到1000V峰值以上的點火電壓并非罕見。 在諸如在維護期間，在鎮流器仍然被施加交流電時移除個別熒光燈，或燈座老化之類的情況下，在燈座中可能會出現偶發性開路，因而感應出高壓并導致電弧。電弧是在非常高的電位差的作用下，所發生的空氣電擊穿情況，其時等離子體放電，形成極高能量的路徑。在燈座內產生電弧并不有利，因為所形成的高溫能夠將塑料殼體熔化并導致金屬觸頭暴露甚至導致火災。而且，這會使觸頭劣化，并使鎮流器內的元件承受過大應力。
因此,諸如Underwriters Laboratories (簡稱為UL)之類的全球產品安全認證機構近年來已經引入了「CC類型(Commercial Cabinets的簡稱)」等級的鎮流器，該鎮流器的設計使燈座內的電弧得以減至最小。自此之后，許多照明鎮流器制造商都開始設計具有防電弧保護功能的「CC類型」鎮流器或無電弧熒光燈燈座。通常的作法是感測鎮流器電路內的異常電壓和/或電流，以檢測是否發生電弧，并且一旦確定存在電弧則停止鎮流器工作。 這一般涉及到有源裝置甚至微控制器。因而，必須要有更節省成本，及微型的解決方案，使得額外的元件能夠裝配在現有的外殼中。發明內容
因而，本發明的一個目的是提供一種既節省成本而不笨重，用于熒光燈電子鎮流器的防電弧元件。該防電弧保護元件是用于任何突然能量變化的低阻引導路徑，并作為連3接至熒光燈的負載的潛在旁路，該旁路在電弧形成情形將要發生時通過吸收火花能量而產生作用，因而終止電弧的形成。本發明的保護元件的一個優選實施方案是通過利用橋式整流器-電阻器-電容器的網絡，所述網絡至少包含橋式整流器、電阻器和電容器。然而，也可以使用對本領域技術人員公知的其他等價實施方案，只要與負載并聯地提供低阻旁路即可。電阻值和電容值的選擇可以由本領域技術人員，通過取舍電阻器的穩態功率損耗和防電弧效果來預先確定。作為指導，較大電容值和較低電阻值將導致較大損耗，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明的一部分。相反，在本發明的原理的啟示下，它們亦在本領域技術人員的技術范圍內。
本發明的另一目的是提供一種防電弧保護裝置，該裝置能夠裝配在現有的電子鎮流器的外殼內。根據本發明的保護元件能夠提供用于內部增設的微型設計，以便使得現有鎮流器更安全，因而消除了改變現有燈具的需要。
通過所附權利要求書中的具體細節闡明表征本發明的各種新穎性特征，權利要求書也形成該公開的一部分。為了更好地理解本發明、其工作優點和通過使用本發明所獲得的具體目的，現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明的優選實施方式。


圖I描繪出了驅動一支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器的一般結構(現有技術)。
圖2描述出了驅動兩支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器的一般結構(現有技術)。
圖3描繪出了驅動四支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器的一般結構(現有技術)。
圖4是在驅動一支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器中使用無源防電弧元件的本發明的具體實施方式
的示意圖。
圖5是在驅動兩支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器中使用無源防電弧元件的本發明的具體實施方式
的示意圖。
圖6是在驅動四支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器中使用無源防電弧元件的本發明的具體實施方式
的示意圖。
圖7示出了在沒有根據本發明在瞬時啟動型電子鎮流器中使用無源防電弧元件的情況下，當燈從燈座突然斷開時連接至燈的輸出導線之間的波形。
圖8示出了當燈間歇地連接至圖5中所示的實施方式的燈座時連接至燈的輸出導線之間的波形。
具體實施方式
下面參照附圖詳細描述本發明。
圖I示出了驅動一支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器的一般結構。如附圖中的左側所示，電壓被施加至熒光燈鎮流器電路。該熒光燈鎮流器電流在點R和Y之間積累高電壓(如右側所示)來啟動燈，并且在啟動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性，則在點R和Y處可能發生電弧，從而導致問題出現。
在圖2中所示的驅動兩支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器的一般結構中亦存在類似問題。啟動燈的過程是類似的，也就是說，通過在點B-Y以及R-Y之間引入高電壓而將燈啟動。由于電子電路連續運行，能量必須始終保持。因而，當個別熒光燈突然由于某種原因而斷開時，則分別在斷開點Hl和H2或H3和H4之間積累高電位，從而導致高感應電場。 這種高電場是引發電弧的條件。
在圖3中所示的驅動四支熒光燈的瞬時啟動型電子鎮流器的一般結構中也可能存在類似的電弧形成條件。積累高電壓將燈啟動，當個別熒光燈突然因為某種原因而斷開時，電弧有可能會在點H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7或H8處出現。
為了防止或最小化上述危險的電弧條件，本發明提出了一種新穎結構的電子鎮流器。圖4示出了使用這種新穎電子鎮流器的單支熒光燈構。在該具體實施方式
中，在鎮流器的輸出端，實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路徑。當電子鎮流器正常工作時，其僅消耗微量電能。然而，當在仍然施加交流電的同時將燈從燈座斷開時，將可能導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到Rl-Cl網絡。因而， 斷開點之間的電位差將不會升高到足以產生足夠高電場。因此，潛在的電弧將能夠可靠地消除。
圖5示出了根據本發明的另一個實施方式，該實施方式用在兩支熒光燈的結構中。這里，需要兩個橋式整流器-電阻器-電容器的網絡(根據本發明的電路元件)，一燈使用一個網絡。通過該構造，能夠防止在個別熒光燈因某些原因而突然斷開時所引發的電弧。
類似地，本發明可以應用于用于驅動四支熒光燈的結構，如圖6所示。每個輸出導線都分別配備有本發明的橋式整流器-電阻器-電容器的網絡。當任何一支熒光燈發生突然斷開時，火花能量將被引導至與該燈對應的網絡。對本領域技術人員來說應清楚的是，本發明的原理可以容易地應用于驅動任何實際數量的燈的鎮流器電路。
在證明附加電路的功能狀況的試驗設置中獲得了滿意的結果。該試驗使用根據圖 5的電子鎮流器。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態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中示出了試驗結果。圖7描述出了在增加根據本發明的橋式整流器-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線之間的電壓。當突然從燈座將燈移除時，上述電壓增高到非常高的值，從而發生電弧，如圖中強調的時段X。 當將燈進一步移開時，電弧消失，上述電壓變成穩定的高壓。如果此時將燈重新連接至燈座，則可能再次發生電弧。
另一方面，圖8描述出了在增加根據本發明的橋式整流器-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線之間的電壓(CH4)。當突然斷開燈時，電流通過二極管流入電阻器-電容器網絡，結果不會發生電弧。當燈再次連接至燈座時，電流還是通過二極管流入電阻器-電容器網絡。其再次有效地消除了電弧。
盡管已經描述并指出了本發明的應用于其優選實施方式的基本優選特征，應理解的是，在不脫離本發明的精神的情況下，可以由本領域技術人員對所示的實施方式的形式和細節進行各種省略、替換和改變。本發明并不受到作為實施例呈現的上述實施方式的限制，而是僅僅可以在由所附專利權利要求限定的保護范圍內以各種方式進行修改。
權利要求
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熒光燈構成的負載；(b)電子鎮流器，所述電子鎮流器用于供電以啟動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成的所述負載，以吸收任何突然能量變化。
2.根據權利要求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.根據權利要求I所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件包括多個二極管。
4.根據權利要求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流器的輸出導線。
5.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件在內部連接至所述電子鎮流器的輸出導線。
6.根據權利要求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流器的輸出導線。
7.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中所述無源防電弧元件位于所述鎮流器的外殼內部。
8.根據權利要求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絡；和(b) 連接元件，所述連接元件用于連接至電子鎮流器并形成由熒光燈構成的負載的旁路。
10.根據權利要求9所述的電氣元件，其中所述網絡位于所述電子鎮流器的外殼外部。
11.根據權利要求9所述的電氣元件，其中所述網絡位于所述電子鎮流器的外殼內部。
12.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中所述多個二極管形成橋式整流器。
13.根據權利要求9所述的電氣元件，其中所述網絡包括多個二極管。
14.根據權利要求13所述的電氣元件，其中所述多個二極管形成橋式整流器。
全文摘要
本發明提供了一種用于熒光燈的電子鎮流器之無源防電弧保護元件。該保護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-電容器之網絡。所述元件的電路在燈側電連接至鎮流器，并用作用于任何突然能量變化之低阻引導路徑。當將要發生電弧情形時，該保護電路會將火花能量吸收，從而消除電弧情形。
文檔編號H05B41/295GK102548169SQ20111036386
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月16日 優先權日2010年12月22日
發明者何銘泰, 陳祖盛 申請人:禧榮有限公司