CN1114522A - 装有接地故障检测器的镇流器电路 - Google Patents

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Abstract

镇流器电路(100)包括接地故障检测器(200)。镇流器电路连接电源(101)与负载(135、137)，电源的特征是电源频率，镇流器电路包括电磁干扰(“EMI”)滤波器(110)，该滤波器包括接地端(145)。通过检测出现在接地端子上的高频电流，接地故障检测器(200)就能测定负载是否与接地故障(141)相连接。高频电流的特征是其频率明显地高于电源频率。检测到高频电流时，接地故障检测器给出输出信号(150)，此输出信号(150)用以切断负载与镇流器电路的连接。

Description

装有接地故障检测器的镇流器电路
本发明涉及镇流器电路，该电路包括，但不局限于，装有接地故障检测器的镇流器电路。
镇流器电路是人们所熟悉的。众所周知，镇流器电路将来自市电的电力转换为适于向负载——典型地说，一个或多个放电灯泡——供电的形式。这样的典型的镇流器电路具有电磁干扰(“EMI”)滤波器。这种EMI滤波器共同之点是具有一个或多个接地端。
常见的危险是负载接地的故障状态，从而出现一条通地的路径。例如，倘若人体跟负载之间发生电气接触，就会发生这种情况。在这种情况下，电流流经人体到地，将导致人身伤害。人们已经懂得，用接地故障检测器检测是否存在接地故障，如存在就切断负载与电源之间的连接。例如，Nilssen的专利“Ground Fault ProtectedSeries Resonant Ballast”(美国专利4,939,427号)中，倘若出现接地故障电流，EMI滤流器将动作，以产生控制信号，该控制信号被用来防止接地故障电流的大小超过可允许的限定值。见Nilssen的专利，第2栏，第1—5行。
在此公开的是一种新颖的接地故障检测器，它可以跟具有EMI滤波器的任何镇流器电路配合使用，其中的EMI滤波器包括不同于交流电源线的接地端。
图1为本发明的镇流器100的第一个实施例的框图，其中的镇流器电路100装有接地故障检测器200。
图2为检测器200的详图。
参看图1，所示的镇流器电路100将被连接到交流电源101与负载135、137。负载可包括，例如，一个或多个放电灯泡。电源可以是具有规定频率的如60Hz的市电电源。如图所示，交流电源101通过交流电源线161、163向镇流器电路提供电力。
镇流器电路包括EMI滤波器110，整流器123，以及逆变器129，此EMI滤波器具有滤波器输入端、滤波器输出端，以及接地端145。如图所示，滤波器输入端被连接到电源，滤波器输出端经导线119、121连接到整流器输入端。整流器输出端经导线125、127依次连接到逆变器输入端。逆变器输出端经导线131、133依次连接到负载。
如图所示，EMI滤波器110包括串联电感器103，扼流圈105、107，以及退耦电容器109、111，该退耦电容器有一公共端113，此公共端113被连接到接地端145。虽然所披露的是一种特定的EMI滤波器110，但本发明的技术也同样适用于具有与交流电源线161、163不同的接地端的任何EMI滤波器。
如图所示，镇流器电路100装有接地故障检测器200，后者用于测定负载与接地端143之间是否存在接地故障141。如图所示，检测器200通过接地端子145以及导线127，连接到镇流器电路100，其中导线127是整流器123与逆变器129之间的公共端。
简要地说，依照本发明，接地故障检测器200测定接地端145相对于公共端127，是否存在高频信号。高频信号的特征在于，其频率明显地高于电源101的频率。当检测到高频信号时，接地故障检测器给出输出信号150，该输出信号被用来依次切断负载135、137与镇流器电路的连接。其结果是，接地故障141与电源线131、133的连接被切断。
从图2可以看出，接地故障检测器200包括与接地端145串联连接的耦合电容器201，与耦合电容器201以及整流器—逆变器公共端127串联连接的第一二极管203，和与耦合电容器以及接地故障检测器输出端150串联连接的第二二极管205。
如上所述，当在接地端145相对于公共端子127检测到高频信号时，检测器200将在150端产生输出信号，该高频信号的特征在于，信号频率高于1000Hz，并且信号幅度均方根值大于0.7V。
电容器201的典型值为1500pF，击穿耐压为2000V。电阻器207的典型值为220Ω。二极管203、205的典型型号为1N4937，Motorola公司有售。
可以相信，接地故障检测器200与镇流器电路100一起，具有下列功能：如图所示，当出现接地故障141时，高频电流被迫经由接地端145流向端子113。高频电流将在接地端145与公共端子127之间，产生相应的高频电压信号，这个高频信号被检测器200整流后，给出接地故障检测器输出信号150。通过检测高频电压信号，此检测器200也检测出现在接地端的高频电流。如上所述，信号150可用以切断镇流器100的电源。
如上所述，可以相信，依照本发明装有接地故障检测器的镇流器电路，对现有技术来说是新颖的。尽管Nilssen的EMI滤波器检测高频电流，但应指出，Nilssen的接地故障检测器，是借助电源输入端PIT1、PIT2中的一个或两个，以及抑制电感器SI的绕组W1和W2中的一个或两个检测高频电流的，因此在辅助绕组AW两端产生相应的电压。还要进一步指出的是，Nilssen的EMI滤波器不包括有别于交流电源线的接地端。见Nilssen的专利，第5栏，第48—66行。
相反，本发明的接地故障检测器200通过EMI滤波器110的接地端1 45检测高频电流。还要进一步指出，EMI滤波器的接地端145不同于交流电源线161、163。
因此，这里所公开的是用于连接电源和负载的镇流器电路100，该电源的特征是电源频率。该镇流器电路包括一个EMI滤波器，一个整流器，以及一个逆变器。该EMI滤波器包括滤波器输入端、滤波器输出端、以及接地端。该整流器包括整流器输入端和整流器输出端。该逆变器包括逆变器输入端和逆变器输出端，在整流器输出端与逆变器输入端之间，有一个公共端。滤波器输入端被连接到电源。滤波器输出端连接到整流器输入端，整流器输出端连接到逆变器输入端。逆变器输出端被连接到负载。镇流器电路包括接地故障检测器200，用以测定接地端与公共端之间是否存在高频信号，并且当高频信号存在时，在输出端给出输出信号。高频信号的特征在于，其频率显著地高于电源频率。
这里还公开了一种镇流器电路100，它被连接到电源与负载，电源的特征是电源频率。镇流器电路包括一个被连接到电源的EMI滤波器，EMI滤波器具有接地端。镇流器电路包括接地故障检测器200，此故障检测器200用于测定在接地端是否存在高频电流，并且当高频电流存在时，测定负载是否与接地故障相连接。高频电流的特征在于，其频率明显地高于电源频率。
此外，接地故障检测器200可以跟具有EMI滤波器的任何镇流器电路配合使用，其中EMI滤波器包括不同于交流电源线的接地端。
概括地说，镇流器电路100包括接地故障检测器200。镇流器电路被连接到电源101以及负载135、137，电源的特征是电源频率，镇流器电路包括一个EMI滤波器110，后者又包括接地端145。通过检测出现在接地端与公共端之间的高频信号，接地故障检测器200就能测定负载是否与接地故障141相连接，高频信号的特征在于，其频率明显地高于电源频率。当高频信号被检测到，接地故障检测器给出输出信号150，该输出信号150可被用来切断负载与镇流器电路的连接。
依据本发明作出的装有接地故障检测器的镇流器电路，相对于Nilssen所发明电路的优点之一是，本发明的检测器200被连接到电路中一个已有的结点，即接地端145，在EMI变压器105、107中不需要设置昂贵的辅助绕组。这将导致生产成本的降低。
上文已经说明了依据本发明作出的装有接地故障检测器的镇流器电路的各种实施例。本发明的范围由下列权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于连接电源与负载的镇流器电路，其特征在于电源的特点是电源频率，镇流器电路包括一个电磁干扰EMI滤波器、一个整流器、以及一个逆变器，EMI滤波器具有滤波器输入端，滤波器输出端，以及接地端，整流器具有整流器输入端以及整流器输出端，逆变器具有逆变器输入端以及逆变器输出端，在整流器输出端和逆变器输入端之间，具有一个公共端，滤波器输入端被连接到电源，滤波器输出端连接到整流器输入端，整流器输出端连接到逆变器输入端，逆变器输出端被连接到负载，镇流器电路包括接地故障检测器，用于测定负载是否与接地故障相连接，接地故障检测器包括：
用以检测接地端与公共端之间是否存在高频信号的装置，当高频信号存在时在它的输出端给出输出信号。
上述高频信号的特征在于，其信号频率明显地高于电源频率。
2.根据权利要求1的镇流器电路，其特征在于，确定与给出信号的装置包括与接地端串联连接的耦合电容器。
3.根据权利要求2的镇流器电路，其特征在于，确定与给出信号的装置还包括与耦合电容器和公共端串联连接的第一二极管。
4.根据权利要求3的镇流器电路，其特征在于，确定与给出信号的装置还包括与耦合电容器以及输出端串联的第二二极管。
5.根据权利要求4的镇流器电路，其特征在于，电源频率为60Hz，并且信号频率高于1000Hz。
6.根据权利要求5的镇流器电路，其特征在于，高频信号的又一特征是，信号幅度均方根值大于0.7V。
7.根据权利要求6的镇流器电路，其特征在于，负载包括一个或多个放电灯。
8.一种连接电源与负载的镇流器电路，其特征在于，电源的特点是电源频率，镇流器电路包括连接到电源的电磁干扰EMI滤波器，此EMI滤波器具有接地端。
镇流器电路包括接地故障检测器，后者又包括一种装置，此装置用以检测在接地端是否存在高频电流，以及当高频电流存在时，用来检测负载是否与接地故障相连接，
上述高频电流的特征在于，电流的频率明显地高于电源频率。
9.根据权利要求8的镇流器电路，其特征在于，电源频率为60Hz，并且信号频率高于1000Hz。
10.根据权利要求9的镇流器电路，其特征在于，负载包括一个或多个放电灯。
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