CN2927599Y - 电压信号输出电路、镇流器和照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电压信号输出电路，包含：一个谐振单元，用于产生相对于一个参考电位的一个第一电压和一个第二电压；一个相移单元，与该谐振单元耦合，用于调整该第一电压与该第二电压的相对相位，以使该第一电压与该第二电压相对于该参考电位的极性彼此相反；以及一个输出单元，用于输出该第一电压和该第二电压。本实用新型还提供一种采用该输出电路的镇流器和照明灯具。本实用新型的电压信号输出电路通过输出极性相反的电压，减少了输出端经由参考电位点回流至供电网络以及电子和电气设备的电流，从而抑制了这种对供电网络和电子设备产生的电磁干扰。此外，本实用新型的输出电路结构紧凑，有利于降低成本和小型化。

Description

电压信号输出电路、镇流器和照明装置

技术领域

本实用新型涉及气体放电灯，特别涉及一种可抑制电磁干扰的电压信号输出电路、镇流器和照明装置。

背景技术

电磁干扰广泛存在于各种电子和电气设备中，从而对设备本身以及供电网络产生诸多不利影响，下面以镇流器为例对此作进一步的描述。

图1示出了一种用于荧光灯的镇流器电路的示意图。参见图1，该电路包含滤波电路111、整流电路112、变频电路113和电压信号输出电路114。市电经滤波电路111的滤波处理后输入整流电路112进行整流，整流后得到的直流电压经变频电路113变换为高频振荡电压并送至输出电路114。输出电路114包含一个由线圈L11和电容器C11组成的谐振单元，该单元与变频电路113的输出构成一个谐振回路，荧光灯12并联在电容器C11的两端。在启动时，由于变频电路113的振荡频率接近该谐振回路的谐振频率，因此在电容器C11的两端产生高电压差，从而点燃荧光灯；在正常工作时，大部分电流流经荧光灯12，线圈L11起着镇流作用。

图2为图1所示镇流器电路的实际应用接线图。如图2所示，来自市电变压器13的交流电通过火线L与零线N输入镇流器电路11，镇流器电路11通过导线W₁与W₂分别与灯管12的C、D两端相连接，B点为镇流器电路11内部的高频交流接地点，它与零线N间呈现高频交流低阻抗，电容Cp₁和Cp₂分别为导线W₁和W₂对大地的分布电容。参见图2，u₁(t)和u₂(t)分别为灯管C、D两端的对地交流电压，i₁(t)为由u₁(t)引起的从导线W1流经分布电容C_p1到大地的高频电流，i₂(t)为由u₂(t)引起的从导线W₂流经C_p2到大地的高频电流，i₃(t)为经由大地、市电变压器13和零线N流回镇流器电路11的高频电流。在图1所示的输出电路114中，u₂(t)近似为0，并且一般情况下导线W₁和W₂上的压降可忽略不计，故：

i₃(t)＝i₁(t)+i₂(t)＝2πfC_p1u₁(t)(1)

这里，f为荧光灯的工作频率。由于i₃(t)经由大地、市电变压器13和零线N流回镇流器电路11，将对电网形成电磁干扰，因此需要加以抑制。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种电压信号输出电路，其具有抑制电磁干扰的优点。

本实用新型的该目的可通过下列技术方案实现：

一种电压信号输出电路，包含：

一个谐振单元，用于产生相对于一个参考电位的一个第一电压和一个第二电压；

一个相移单元，与该谐振单元耦合，用于调整该第一电压与该第二电压的相对相位，以使该第一电压与该第二电压相对于该参考电位的极性彼此相反；以及

一个输出单元，用于输出该第一电压和该第二电压。

比较好的是，在上述电压信号输出电路中，所述参考电位为接地电位。

比较好的是，在上述电压信号输出电路中，所述第一电压与所述第二电压相对于所述参考电位的电压值基本相等。

比较好的是，在上述电压信号输出电路中，所述谐振单元包含一个线圈、一个第一电容器和一个第二电容器，所述相移单元为一个变压器，该线圈、该变压器的一个初级绕组、该第一电容器和该第二电容器串联连接，该第二电容器还与该变压器的一个次级绕组并联连接，该线圈的一端以及该第一电容器、该第二电容器和该次级绕组的共接端为所述电压信号输出电路的两个输入端，该初级绕组与该第一电容器的共接端和该次级绕组与该第二电容器的共接端为同名端并且分别作为所述输出单元输出所述第一电压和所述第二电压的输出端，该初级绕组与该次级绕组的匝数之比为1∶1。

更好的是，在上述电压信号输出电路中，进一步包含一个第三电容器，其一端连接至所述线圈与所述初级绕组的共接端，而另一端连接至所述第一电容器、所述第二电容器和所述次级绕组的共接端。或者，进一步包含一个第三电容器，其一端连接至所述初级绕组与所述第一电容器的共接端，而另一端连接至所述次级绕组与所述第二电容器的共接端。

更进一步，在上述电压信号输出电路中，所述第一电容器与所述第二电容器的电容值相同。

比较好的是，在上述电压信号输出电路中，所述谐振单元包含串联连接的一个线圈和一个电容器，所述相移单元为一个变压器，该变压器的一个初级绕组与该电容器并联连接，该变压器包含异名端串接的两个次级绕组，串接在一起的该组异名端连接至该电容器与该初级绕组的共接端，另一组异名端分别为所述输出单元输出所述第一电压的输出端和输出所述第二电压的输出端，该线圈的一端以及该电容器与该初级绕组的共接端为所述电压信号输出电路的两个输入端。

比较好的是，在上述电压信号输出电路中，所述谐振单元包含一个线圈和一个电容器，所述相移单元为一个变压器，该变压器的一个初级绕组与该线圈串联连接，该变压器包含异名端串接的两个次级绕组，串接在一起的该组异名端连接至该初级绕组，另一组异名端分别与该电容器的两端相连并作为所述输出单元输出所述第一电压的输出端和输出所述第二电压的输出端，该线圈的一端以及串接在一起的该组异名端为所述电压信号输出电路的两个输入端。

更好的是，在上述电压信号输出电路中，所述两个次级绕组的匝数之比为1∶1。

本实用新型的还有一个目的是提供一种镇流器，其具有抑制电磁干扰的优点。

本实用新型的该目的可通过下列技术方案实现：

一种镇流器，包含一个如上所述的电压信号输出电路。

本实用新型的还有一个目的是提供一种照明装置，其具有抑制电磁干扰的优点。

本实用新型的该目的可通过下列技术方案实现：

一种照明装置，包含：

至少一个气体放电灯；以及

一个镇流器，

其中，该镇流器包含一个如上所述的电压信号输出电路，并且所述第一电压和所述第二电压耦合至该气体放电灯。

本实用新型的电压信号输出电路通过输出极性相反的电压，减少了经由参考电位点回流至供电网络以及电子和电气设备的电流，从而抑制了这种对供电网络和电子设备产生的电磁干扰。此外，本实用新型的输出电路结构紧凑，有利于降低成本和小型化。

附图简述

以下借助较佳实施例和附图对本实用新型作更为充分的阐述，其中：

图1示出了一种用于荧光灯的镇流器电路的示意图。

图2为图1所示镇流器的实际应用接线图。

图3为按照本实用新型一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。

图4为图3所示电路的原理分析图。

图5为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。

图6为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。

图7为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。

图8为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。

具体实施方式

本实用新型的基本思路是在电压信号输出电路的两个输出端上提供相对于一个参考电位而言(例如大地)极性相反的电压，这样，从这两个输出端流至参考电位点的电流将完全或部分抵消，由此减少了经由参考电位点回流至供电网络以及电子和电气设备的电流，从而达到抑制电磁干扰的目的。为此，在按照本实用新型的电压信号输出电路中，将具有相移或产生相位差作用的电路或元件与谐振单元耦合，以使两个输出端的电压的极性彼此相反。

值得指出的是，虽然在下面的实施例中都以镇流器电路为例来描述本实用新型的电压信号输出电路，但是这并不意味着它只能局限于在镇流器中应用，事实上，本实用新型的电压信号输出电路还可应用于其它的电子和电气设备中。另外，在下面实施例中都将变压器作为使输出端电压极性相反的相移单元，但是本实用新型并未将其它相移电路或元件排除在外。此外，这里的耦合除了指输出端与相移单元直接相连以外，也可以理解为二者通过其它元件或电路(例如电容器、线圈或光电耦合器件等)耦合的方式连接。在本说明书中，除非特别说明，对于连接的含义都应作上述广义理解。

以下借助附图描述本实用新型的较佳实施例。

图3为按照本实用新型一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。

如图3所示，该镇流器电路包含滤波电路311、整流电路312、变频电路313和输出电路314。市电经火线L和零线N输入滤波电路311，经滤波处理后输入整流电路312进行整流，整流后得到的直流电压经变频电路313变换为高频振荡电压并送至输出电路314。在该镇流器电路中，滤波电路311、整流电路312和变频电路313可以是适于镇流器的各种电路形式，例如，滤波电路311可选用π型滤波电路，整流电路312可选用半波整流电路。

在本实施例中，对于镇流器的输出电路作了改变，参见图3，该输出电路314包含线圈L31、电容器C31、C32和C33、变压器，其中，线圈L31、变压器的初级绕组T31-a、电容器C32和电容器C33依次串联连接在一起，电容器C31的一端与线圈L31和初级绕组T31-a的共接端相连，另一端与电容器C32和C33共接在一起，电容器C33还与变压器的次级绕组T31-b并联连接，变压器的初级绕组T31-a与次级绕组T31-b的匝数之比为1∶1。变频电路313的输出端A通过线圈L31接入输出电路314，输出端B接镇流器内部的高频交流接地点并且连接至电容器C31、C32和C33的共接端，初级绕组T31-a与电容器C32的共接端作为输出电路314的一个输出端连接至荧光灯的C端，次级绕组T31-b与电容器C33的共接端作为输出电路314另一个输出端连接至荧光灯的D端。在图3所示的输出电路314中，为了使两个输出端上的输出电压极性相反，应使与它们相连的初级绕组T31-a和次级绕组T31-b的端子为同名端。

在图3所示的输出电路中，线圈L31、初级绕组T31-a、电容器C31和C32可构成一个LC谐振电路，线圈L31、次级绕组T31-b和电容器C33可构成另一个LC谐振电路，它们通过变压器以电感方式耦合在一起。当变压器以图3所示方式与C端和D端相连时，将确保C端和D端上的对地输出电压u₁(t)和u₂(t)极性相反，因此在这里变压器又相当于一个调整输出电压之间相对相位的相移单元。在启动时，由于变频电路313的振荡频率接近谐振电路的谐振频率，因此在荧光灯的两端C端和D端产生高电压差，从而点燃荧光灯；在正常工作时，大部分电流将流经荧光灯32，线圈L31起着镇流作用。

以下借助图4对图3所示的输出电路作进一步的分析。

参见图4，i₄(t)为流经变压器初级线圈T31-a的电流，i₅(t)为荧光灯32的灯管电流，i₆(t)为流经电容器C32的电流，i₇(t)为流经电容器C33的电流，i₈(t)为变压器次级线圈T31-b中的电流，u₁(t)和u₂(t)分别灯管C、D两端对地的交流电压，也即电容器C32和C33上的交流电压。由图4可见，对于节点F和G，分别有式(2)和(3)：

对于F点，i₆(t)＝i₄(t)-i₅(t)(2)

对于G点，i₇(t)＝i₅(t)-i₈(t)(3)

根据式(2)与(3)得到：

i₇(t)＝i₄(t)-i₈(t)-i₆(t)  (4)

当初级绕组与次级绕组的匝数之比为1∶1时，i₄(t)＝i₈(t)，因此式(4)变为：

i₇(t)＝-i₆(t)  (5)

另，灯管C、D端对地的交流电压u₁(t)和u₂(t)分别为：

$u_1\left(t\right)=\frac{i_6\left(t\right)}{2\·\mathrm{\π}\·f\·C_{32}}---\left(6\right)$

$u_2\left(t\right)=\frac{i_6\left(t\right)}{2\·\mathrm{\π}\·f{\·C}_{33}}---\left(7\right)$

这里，f为荧光灯的工作频率，C₃₂和C₃₃为电容器C32和C33的电容值。由式(5)、(6)和(7)可得：

$\frac{u_1\left(t\right)}{u_2\left(t\right)}=-\frac{C_{33}}{C_{32}}---\left(8\right)$

由上可见，图3所示的输出电路314确保了灯管两端的对地电压u₁(t)和u₂(t)极性相反，幅值比例为电容器C33与C32的电容值之比。一般情况下，导线W₁和W₂对大地的分布电容电容C_p1和C_p2比较接近，因此电容器C32和C33的电容值可取为相等，以使流向大地的高频电流相互抵消。

图5为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。本实施例的电路结构与图3所示的实施例基本相同，其差别主要是在输出电路部分，因此以下借助图5，仅对输出电路514进行描述。

参见图5，在本实施例的电压信号输出电路514中，与图3相比省略了电容器C31，从而使得原先由线圈L31、初级绕组T31-a、电容器C31和C32构成的LC谐振电路变为由线圈L31、初级绕组T31-a、电容器C32构成的LC谐振电路。显然，就实现灯管两端输出电压极性相反的电路功能而言，图5的输出电路514与图3的输出电路314是等效的，因此其工作原理此处不再赘述。

图6为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。本实施例的电路结构与图3所示的实施例基本相同，其差别主要是在输出电路部分，因此以下借助图6，仅对输出电路614进行描述。

参见图6，在本实施例的电压信号输出电路614中，电容器C31’的一端连接至初级绕组T31-a与电容器C32的共接端或C端，而另一端连接至次级绕组T31-b与电容器C33的共接端或D端。显然，就实现灯管两端输出电压极性相反的电路功能而言，图6的输出电路614与图3的输出电路314是等效的，因此其工作原理此处不再赘述。

图7为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。本实施例的电路结构与图3所示的实施例相比，差别主要在于输出电路部分，因此以下借助图7，仅对输出电路714进行描述。

参见图7，本实施例的电压信号输出电路714包含线圈L71、电容器C71和变压器T2。如图7所示，线圈L71与电容器C71串联连接，电容器C71还与变压器T2的初级绕组T2-a并联连接，变频电路313的输出端A通过线圈L71接入输出电路714，输出端B接镇流器内部的高频交流接地点并且连接至电容器C71与初级绕组T2-a的共接端。变压器T2包含两个次级绕组T2-b1和T2-b2，这两个次级绕组通过其中一组异名端串接在一起，另一组异名端则作为输出电路714的两个输出端分别与荧光灯的C端和D端相连，串接在一起的该组异名端还连接至电容器C71与初级绕组T2-a的共接端。

在图7所示的输出电路中，线圈L71和电容器C71可构成一个LC谐振电路，该谐振电路的输出通过变压器T2耦合至荧光灯的C端和D端。由于两个次级绕组T2-b1和T2-b2的异名端串接，使得C端和D端上的对地输出电压u₁(t)和u₂(t)极性相反，因此在这里变压器T2相当于一个调整对地输出电压之间相对相位的相移单元。在启动时，由于变频电路313的振荡频率接近谐振电路的谐振频率，因此在荧光灯的两端C端和D端产生高电压差，从而点燃荧光灯；在正常工作时，大部分电流将流经荧光灯32，线圈L71起着镇流作用。

图8为按照本实用新型另一个较佳实施例的镇流器电路的示意图。本实施例的电路结构与图3所示的实施例相比，差别主要在于输出电路部分，因此以下借助图8，仅对输出电路814进行描述。

参见图8，本实施例的电压信号输出电路814包含线圈L71、电容器C71’和变压器T2。如图8所示，线圈L71与变压器T2的初级绕组T2-a串联连接，变频电路313的输出端A和B通过线圈L71和初级绕组T2-a接入输出电路814，输出端B还接镇流器内部的高频交流接地点。变压器T2包含两个次级绕组T2-b1和T2-b2，这两个次级绕组通过其中一组异名端串接在一起，另一组异名端分别连接至电容器C71’的两端，电容器C71’的两端作为输出电路814的两个输出端分别与荧光灯32的C端和D端相连。

图8所示的输出电路实质上是一个LC谐振电路，其中线圈L71与电容器C71’通过变压器T2耦合。由于两个次级绕组T2-b1和T2-b2的异名端串接，使得电容器C71’两端的输出电压u₁(t)和u₂(t)极性相反，因此在这里变压器T2相当于一个调整对地输出电压之间相对相位的相移单元。在启动时，由于变频电路313的振荡频率接近谐振电路的谐振频率，因此在荧光灯的两端C端和D端产生高电压差，从而点燃荧光灯；在正常工作时，大部分电流将流经荧光灯32，线圈L71起着镇流作用。

在图7和图8所示的实施例中，比较好的是，两个次级绕组T2-b1和T2-b2的匝数之比为1∶1，从而使得灯管两端的电压u₁(t)和u₂(t)极性相反，幅值相等。

值得指出的是，在上面的具体描述中，皆以荧光灯为例，但是这并不意味着本实用新型的应用仅局限于荧光灯，上述实施方式也完全适用于各种直接或间接地通过气体、金属蒸气或多种气体和蒸气的混合气的放电以得到光输出的光源，例如包括金属卤化物灯和金属蒸汽放电灯等。此外，虽然上面实施例中所描述的都是一根灯管的情形，但是本实用新型同样也适合于至少两个灯管通过串联、并联或串并联混合连接构成的气体放电灯组，此时可将上面描述的电压信号输出电路的输出端与气体放电灯组的两端相连。

尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本实用新型，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本实用新型不限于所公开的实施方式。

那些本技术领域的普通技术人员可以通过研究附图、公开的内容和所附的权利要求书，理解和实施对所公开的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。一个单个处理器或者其他单元可以执行权利要求中所引用的多个项的功能。权利要求中的任何参考标记不应理解为对范围的限制。

Claims (12)

1、一种电压信号输出电路，其特征在于，包含：

一个谐振单元，用于产生相对于一个参考电位的一个第一电压和一个第二电压；

一个相移单元，与该谐振单元耦合，用于调整该第一电压与该第二电压的相对相位，以使该第一电压与该第二电压相对于该参考电位的极性彼此相反；以及

一个输出单元，用于输出该第一电压和该第二电压。

2。如权利要求1所述的电压信号输出电路，其特征在于，所述参考电位为接地电位。

3。如权利要求1所述的电压信号输出电路，其特征在于，所述第一电压与所述第二电压相对于所述参考电位的电压值基本相等。

4、如权利要求1所述的电压信号输出电路，其中，所述谐振单元包含一个线圈(L31)、一个第一电容器(C32)和一个第二电容器(C33)，所述相移单元为一个变压器，该线圈(L31)、该变压器的一个初级绕组(T31-a)、该第一电容器(C32)和该第二电容器(C33)串联连接，该第二电容器(C33)还与该变压器的一个次级绕组(T31-b)并联连接，该线圈(L31)的一端以及该第一电容器(C32)、该第二电容器(C33)和该次级绕组(T31-b)的共接端为所述电压信号输出电路的两个输入端(A，B)，该初级绕组(T31-a)与该第一电容器(C32)的共接端和该次级绕组(T31-b)与该第二电容器(C33)的共接端为同名端并且分别作为所述输出单元输出所述第一电压和所述第二电压的输出端(C，D)，该初级绕组(T31-a)与该次级绕组(T31-b)的匝数之比为1∶1。

5、如权利要求4所述的电压信号输出电路，其中，进一步包含一个第三电容器(C31)，其一端连接至所述线圈(L31)与所述初级绕组(T31-a)的共接端，而另一端连接至所述第一电容器(C32)、所述第二电容器(C33)和所述次级绕组(T31-b)的共接端。

6、如权利要求4所述的电压信号输出电路，其中，进一步包含一个第三电容器(C31’)，其一端连接至所述初级绕组(T31-a)与所述第一电容器(C32)的共接端，而另一端连接至所述次级绕组(T31-b)与所述第二电容器(C33)的共接端。

7、如权利要求4-6中任意一项所述的电压信号输出电路，其中，所述第一电容器(C32)与所述第二电容器(C33)的电容值相同。

8、如权利要求1所述的电压信号输出电路，其中，所述谐振单元包含串联连接的一个线圈(L71)和一个电容器(C71)，所述相移单元为一个变压器(T2)，该变压器(T2)的一个初级绕组(T2-a)与该电容器(C71)并联连接，该变压器(T2)包含异名端串接的两个次级绕组(T2-b1，T2-b2)，串接在一起的该组异名端连接至该电容器(C71)与该初级绕组(T2-a)的共接端，另一组异名端分别为所述输出单元输出所述第一电压的输出端(C)和输出所述第二电压的输出端(D)，该线圈(L71)的一端以及该电容器(C71)与该初级绕组(T1-a)的共接端为所述电压信号输出电路的两个输入端(A，B)。

9、如权利要求1所述的电压信号输出电路，其中，所述谐振单元包含一个线圈(L71)和一个电容器(C71’)，所述相移单元为一个变压器(T2)，该变压器(T2)的一个初级绕组(T2-a)与该线圈(L71)串联连接，该变压器(T2)包含异名端串接的两个次级绕组(T2-b1，T2-b2)，串接在一起的该组异名端连接至该初级绕组(T2-a)，另一组异名端分别与该电容器(C71’)的两端相连并作为所述输出单元输出所述第一电压的输出端(C)和输出所述第二电压的输出端(D)，该线圈(L71)的一端以及串接在一起的该组异名端为所述电压信号输出电路的两个输入端(A，B)。

10、如权利要求8或9所述的电压信号输出电路，其中，所述两个次级绕组(T2-b1，T2-b2)的匝数之比为1∶1。

11、一种镇流器，其特征在于，包含一个如权利要求1所述的电压信号输出电路。

12、一种照明装置，包含：

至少一个气体放电灯；以及

一个镇流器，

其特征在于，该镇流器包含一个如权利要求1所述的电压信号输出电路，并且所述第一电压和所述第二电压耦合至该气体放电灯。

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