CN1047038C - 电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明灯(LA)用电路，具有与电压源连接的输入端子(K1，K2)，输入一低频交流电压，一整流装置(D1-D4)连接到该输入端子，对输入的交流电压进行整流，并且具有输出端子(K3，K4)，一个第一支路包括相互串连的一个闸流器件(X1)和第一电容(C1)以及与输出端子内连，还具有一个第二支路，跨接在第一电容(C1)上，用于第一电容(C1)的放电。根据本发明，本电路还加装了一个第二电容(C2)，在灯工作时，它具有一直流电压，给照明灯施加电压，以及一个与输出端子和另一电容相连的直流一直流变换器(L1，D5，S1，SC)，还有一个第三支路，它由一个二极管(D6)和另一电容串联，并且与第一电容(C1)并联。采用这种电路方案，当在两个陆陆续续的瞬态过程的情况下或在具有较高幅值或在具有较长周期的一个瞬态过程情况下，在第二电容(C2)上的直流电压不会升高或略微升高。

Description

电路装置
本发明涉及电路装置，特别是涉及一种照明灯用电路装置。
先有技术的一种照明灯用电路装置包括：
输入端子，它连接一个提供低频交流电压的电压源，
整流装置，它与该输入端子连接，将低频交流电压整流后输出给输出端子，
第一支路，包括相互串连的一个闸流器件和第一电容并与输出端子互连，以及
第二支路，跨接在第一电容上，用于所述第一电容的放电。
这种电路装置公开在DE-OS2100931德国专利文件中，在公开的这个电路中的第二支路由一个电阻构成。如果低频交流电压是由一个主电源提供的，这个主电源同时向(通常是大量的)用户提供同样的低频交流电压，由于各种情况可能引起瞬态过程。这里的瞬态过程是指在比较短的时间内叠加在低频交流电压上的电压峰值较高(经常达到大约1000伏)。如果这个电路没有安装瞬态过程抑制器，这种瞬态过程的发生很可能会损坏构成这个电路的器件。在公开的这个电路中，由第一支路和第二支路共同构成一个瞬态过程抑制器。当瞬态过程发生时，闸流器件的电压超过其标称电压值，于是这个闸流器件导通，第一电容放电。由于在导通状态的闸流器件的电阻值较低，第一电容的放电电流较大，使瞬态过程受到较强的抑制。当第一电容上的电压上升到等于输出端子之间电压的瞬时值时，流过闸流器件的电流变为零，并且这个闸流器件变为导通。现在第一电容通过与其并联的电阻放电。在公开的这个电路中的电阻是一个正温度系数的电阻。它可在闸流器件截止后相当快地达到较高电阻值，因此流过闸流器件的电流较大，这个电流用于第一电容的放电。如果这个电阻的值太低，第一电容将不能成功地放电，再现闸流器件的非导通。在闸流器件截止后相当快地达到较高电阻值的涵意是指第一电容在抑制瞬态过程后放电时间较长。如果在第一电容完全放电之前又发生一个瞬态过程的话，由于加在第一电容上的电压瞬态值较高，瞬态过程抑制器的容量相当低，也就是说，当两个瞬态过程一个接着一个发生时，电路中的器件很可能被损坏。同样地，当较高能量的瞬态过程出现时，也会发生类似情况。为了克服这个缺陷，DE-OS2100931建议在该电路中增加一个与第一瞬态过程抑制器并联的具有同样结构的瞬态过程抑制器，并且这个瞬态过程抑制器的闸流器件的闸流电压应高于其前面的瞬态过程抑制器的闸流器件的闸流电压。但是，采用这种方案，必然需要增加较多器件和投入，因此这种电路的成本较高。
因此本发明的目的是提供一种照明灯用电路装置，它采用较少和较便宜的器件实现了抗瞬态过程的高可靠性。
本发明的上述发明目的是通过以下的技术方案实现的：
一种照明灯用电路装置，具有
输入端子，它连接一个提供低频交流电压的电压源，
整流装置，它与该输入端子连接，将低频交流电压整流后输出给输出端子，
第一支路包括相互串连的一个闸流器件和第一电容并与输出端子互连，以及
第二支路跨接在第一电容(C1)上，用于第一电容(C1)的放电，
其特征在于：该电路装置还具有
又一电容装置，跨接在提供给照明灯的直流电压的两端上，
一个直流--直流变换器，连接到输出端子和上述电容器上，以及
第三支路，包括一个由二极管和上述电容器构成的串联线路，并且与第一电容装置相并联。
本发明的电路装置中的新增加的电容器用作阻尼电容器。当照明灯工作时，在这个电容器上产生直流电压，这个电压是由直流--直流变换器从整流后的低频交流电压而产生的。由于这个电容器是通过一个二极管与第一电容相连接的，当第一电容上的电压已经上升到等于照明灯工作期间由于二极管上的压降增加而出现在这个电容器上的电压时，在发生瞬态过程时流过闸流器件的电流也可流过这个电容器。因此这个电容器的作用是在需要时阻尼瞬态过程。例如，当两个瞬态过程接连出现时，或当某个瞬态过程具有较大能量时，它可发挥阻尼作用。这个电容器既能实现瞬态过程抑制器功能，又能用作阻尼电容器。二极管的作用只是对该电路的抗瞬态过程提供辅助的保护。可以这样限制第一电容的容量，使得在出现瞬态过程主体时，又一电容器上的直流电压不会增高或略微增高，这是因为该瞬态过程已经基本完成或其主要部分已被第一电容所吸收。
应该注意的是，US5095261中描述的照明灯用电路具有一个瞬态过程抑制器，在这个专利文件中公开的瞬态过程抑制器包括由一个电阻和一个电容器共同构成的瞬态过程过滤器。当瞬态过程出现时，在电阻上产生相当高的压降，过滤器起到很大作用。这个电容器不仅构成瞬态过程抑制器的一部分，而且用作阻尼电容器：在照明灯工作期间，直流电压出现在这些电容器上，向照明灯供电。可是当出现瞬态过程时，这些电容器上的电压增加较大，这种情况例如尤其是当两个瞬态过程接连出现时，或当某个瞬态过程具有较大能量时更明显。这表示，针对所述电压的升高，电路的电容器两端产生直流电压的部分的容量必须被限制。在本发明的电路中，在新加的电容器上产生的直流电压不会升高或略微升高一点，因为该瞬态过程的能量已经全部被第一电容所吸收，或为第一电容和新加电容器共同吸收。这可以看出本发明的瞬态过程抑制器电路的确具有比US5095261所述的瞬态过程抑制器的过人之处。
我们发现，双向开关元件式闸流器件很适合用于本发明的电路。一个双向开关元件式闸流器件在导通时比较快，并且这种闸流器件在导通状态下只出现少量压降，这个小的压降防止了在直流--直流变换器的输出端上出现很高的电压，同时瞬态过程被吸收，这与该电路的结构也有关。
根据本发明的电路的推荐实施例中，第二支路包括一个欧姆电阻。由于第二支路的结构比较简单和便宜，当闸流器件变为非导通状态之后，第一电容可以通过这个第二支路放电，因而该瞬态过程抑制器可以具有抑制瞬态过程的最大容量。
另外，第一支路可包括一个电感器件。很多种类的闸流器件对于上升很快的电流不能起阻流作用。通过这个电感器件可保证电流不会上升过高。
当直流--直流变换器采用向上变换器时，可以得到良好的瞬态过程抑制效果。
根据本发明，还可以提供与直流--直流变换器相连接的第四支路，这个第四支路包括一个由一个阻抗和另一电容器串联的支路，所述阻抗与一个二极管并联，这种电路可以成功地抑制相当高的浪涌电流。
本发明的实施例将参照附图进一步说明，其中：
附图1和2是本发明的实施例的电路图。
在图1中，K1和K2是与提供低频交流电压的电源相连接的输入端子。二极管(D1-D4)构成整流装置，它与输入端子相连，用于对低频交流电压整流。端子K3和K4构成整流装置的输出端子(K3,K4)。线圈L2，双向开关元件X1和电容器C2分别代表一个电感元件，一个闸流器件和第一电容，它们共同构成第一支路，它与输出端子(K3,K4)互连。在本实施例中，欧姆电阻R2与第一电容(C1)并联构成第二支路，用于第一电容(C1)放电。线圈L1，二极管D5，开关元件S1和一个产生高频控制信号的控制电路SC共同构成向上变换式直流--直流变换器。线圈L1和开关元件S1串联后连接到输出端子(K3,K4)。控制电路SC与开关元件S1的控制电极，在本实施例中，电容器C1构成又一个电容器，二极管D6和电容器C1共同形成一个与第一电容并联的第三支路。电容器C1的端部分别连接到产生通过照明灯LA的电流的电路部分CP的第一和第二输入端上，这个电流是当照明灯工作时由电容器C1上产生的电压所产生的，所述照明灯的两端分别连接到有关的电路部分CP的输出端上。线圈L1和开关元件S1的连接点通过二极管D5接到电路部分CP的第一输入端。
下面说明图1所示的电路的操作情况。
当输入端子K1和K2连接到提供低频交流电压的电源上时，这个低频交流电压在电路的稳定工作期间由D1--D4构成的整流装置整流，整流后的交流电压出现在输出端子(K3,K4)之间。控制电路SC具有高频，它将开关元件S1变为导通和非导通，直流--直流变换器根据在输出端子(K3,K4)之间存在的整流后的电压产生一个跨在电容器C1上的直流电压，电路部分CP根据这个直流电压产生一个流过照明灯LA的电流。在电路的稳定工作期间，如果出现瞬态过程，则在输出端子(K3,K4)之间的电压上升，直到双向开关元件X1变为导通。由于线圈L1具有较大的阻抗，电流陡峭地上升，在瞬态过程发生时，电容器C1很难通过线圈L1和二极管D5进行放电。在导通状态下，双向开关元件X1的阻抗较低，流过电容器C2的电流具有较高的幅值，使瞬态过程得到有效的抑制。电容器C2上的电压升高很快。当电容器C2上的压降几乎等于输出端子(K3,K4)之间的电压的瞬间值时，双向开关元件X1变为非导通状态。根据电容器C2的容量，在电压高于跨在电容器C1两端上的电压的大部分瞬态过程中，电容器C2不会放电。这表示，在大部分瞬态过程中，二极管D6不会导通。于是不会引起电容器C1上的电压上升。但是，在遇到具有高能量的瞬态过程或较长周期的瞬态过程时，由于导通的二极管上的压降增加，电容器C2上的电压可能会上升到高于电容器C1上的直流电压，于是二极管D6变为导通，并且电容器C1上的电压上升。当双向开关元件X1变为非导通状态时，电容器C2通过电阻R2放电，电容器C2上的电压降低。当两个瞬态过程相继发生时，在双向开关元件X1变为导通状态的时刻，由于下一个瞬态过程的出现，电容器C2可能不能充分放电。在这种情况下，电容器C2上的电压会上升，直到二极管D6变为导通，并且电容器C1上的电压上升。这样防止过高的电流流过向上变换器的器件，或过高的电压出现在这些组件上，当二极管D6导通的瞬间，这些器件有可能会损坏。在这种情况下，在同一时刻，电容器C1上的电压比较小，这是因为瞬态过程的大部分已经被电容器C2所吸收。因此，在瞬态过程结束时，电容器C1上的电压不会上升或略微上升一点。这表示，构成电路CP的元件应选择得不使电容器C1上的电压上升。
在图2中，所有与图1所示的电路部分相同的电路部分采用同样的符号。电路CP的第一和第二输入端子连接一个由线圈L3，欧姆电阻R1和电容器C3构成的串联支路。欧姆电阻R1和二极管D7并联。类似地，电路CP的第一和第二输入端子与一个电容器C3并联。欧姆电阻R1和二极管D7的作用是，在开关装置启动之时防止由于出现过高的浪涌电流使电容器C1被放电，线圈L3和电容器C3构成的过滤器用于抑制在电容器C1上的电压中的高频分量。这个高频分量特别是由向上变换器引起的，上述两种限制浪涌电流和过滤器装置描述在未提前公开的EP94201859.9中。
图2所述的实施例的操作类似于图1所示的实施例的操作。除了线圈L1外，在本实施例中，线圈L3，欧姆电阻R1也构成一个阻抗，当在输出端子(K3,K4)之间由于瞬态过程出现较高电压时，阻止电容器C1的放电。实际时，当开关元件X1变为导通状态的时刻，这个元件时的电压是相当低的，于是，当瞬态过程出现时，二极管D6变为导通，该电路通过线圈L1和二极管D5防止在电路CP的第一和第二输入端子之间的电压升高。
在本发明的如图2所示的实施例中，线圈L2的电感为0.1MH，闸流器件是由两个开关元件构成的闸流器件串联电路，每个闸流器件的闸流电压为240V，采用MOTOROLA的MKP3V240型，C1和C2的电容值分别为22和10VF。由该电路提供给照明灯的功率为100W。提供给该电路的正旋交流电压的有效值为220V。在电路的稳定工作状态，电路CP的第一和第二输入端子之间的电压大约为410V，电压源的内阻为2(IEC801-5)，如果迭加到电源电压上的脉冲电压幅值大约为1000V，并且半值宽度大约为50VS，则电路CP的第一和第二输入端子之间的电压不会升高到500V之上。因此，本电路的主要部分即使在出现瞬态过程时也能实现对电压升高的抑制，即电压只会略微上升一点。

Claims (6)

1一种照明灯用电路装置，具有
输入端子，它连接一个提供低频交流电压的电压源，
整流装置，它与该输入端子连接，将低频交流电压整流后输出给输出端子，
第一支路包括相互串连的一个闸流器件和第一电容并与输出端子互连，以及
第二支路跨接在第一电容(C1)上，用于第一电容(C1)的放电，
其特征在于：该电路装置还具有
又一电容装置，跨接在提供给照明灯的直流电压的两端上，
一个直流--直流变换器，连接到输出端子和上述电容器上，以及
第三支路，包括一个由二极管和上述电容器构成的串联线路，并且与第一电容装置相并联。
2根据权利要求1所述的电路装置，其中的闸流器件是双向开关元件型。
3根据权利要求1或2所述的电路装置，其中的第二支路包括一个欧姆电阻。
4根据权利要求1所述的电路装置，其中的第一支路还包括一个电感元件。
5根据权利要求1所述的电路装置，其中的直流-直流变换器是向上变换的变换器。
6根据权利要求1所述的电路装置，具有一个与所述直流-直流变换器连接的第四支路，这个第四支路包括一个阻抗和又一电容器构成的串联支路，所述阻抗与一个二极管并联。
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