EP1257153B1 - Betriebsgerät für Lichtquellen mit kostengünstigen Wickelgütern - Google Patents

Betriebsgerät für Lichtquellen mit kostengünstigen Wickelgütern Download PDF

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EP1257153B1
EP1257153B1 EP02004565A EP02004565A EP1257153B1 EP 1257153 B1 EP1257153 B1 EP 1257153B1 EP 02004565 A EP02004565 A EP 02004565A EP 02004565 A EP02004565 A EP 02004565A EP 1257153 B1 EP1257153 B1 EP 1257153B1
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EP
European Patent Office
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winding
parts
wire ends
light sources
shaped
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EP02004565A
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EP1257153A3 (de
EP1257153A2 (de
Inventor
Gunther Dr. Loehmann
Klaus Schadhauser
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2821—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
    • H05B41/2822—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations

Definitions

  • the invention relates to an operating device according to the preamble of claim 1. It is in particular an operating device for the operation of fluorescent lamps, which contains particularly inexpensive winding goods with small dimensions.
  • Inexpensive winding goods contain a core in a simple geometric shape. If the winding material has small dimensions, then it is advantageous if the core surrounds the winding as far as possible. This also prevents the propagation of interference fields. However, such winding materials require complex geometric core shapes that can be produced only with greater cost.
  • a drum-shaped core made of ferrite or similar material serves to accommodate a winding and is mounted on a support plate made of synthetic resin.
  • the core is arranged in a cylinder of ferrite or similar material.
  • a drum-shaped ferrite core has a square flange at its end faces.
  • a flange is cast in a resin support plate.
  • the resin support plate has two wedge-shaped recesses which expose the flange.
  • a square core housing which is pushed over the drum-shaped ferrite core, has lugs which engage in the recesses of the resin support plate.
  • a winding material is generally constructed of several parts. In addition to the winding with its wire ends, there are essentially two types of parts. One type of parts is mainly magnetically active; d. H. It consists of a ferromagnetic material and serves to guide the magnetic field. The other type of parts is mainly mechanically effective. This type of parts is used for. B. for receiving the winding or as a holder for the magnetically active parts. An important task of mechanically effective parts is the fixation of the wire ends of the winding. By fixing the electrical contacting of the winding material is possible.
  • a winding material contains parts which act both magnetically and mechanically. This reduces the number of parts and thus the costs.
  • fixation of the wire ends is taken from a part that is simultaneously magnetically effective.
  • Magnetically effective parts are usually made from a sintered ferrite. Therefore, the production of such parts in a complex form is difficult. However, if according to the invention a magnetically active part also undertakes mechanical tasks, complex shapes are usually required. To solve this problem, parts which are both magnetically and mechanically effective are advantageously made of a composite material containing ferrite and polymers, and thereby can be produced in an injection molding process.
  • the magnetically effective parts of an inductor have a structure having an air gap.
  • the value of the inductance is essentially determined by the size of the air gap. Manufacturing tolerances that relate to the air gap, thus leading to tolerances of the value of the inductance.
  • the o.g. Composite material, in its ferrite / polymer composition can be designed to act like an air gap distributed over a whole part. According to the invention, the entire air gap of an inductance is advantageously formed by a suitable choice of the composition of the composite material. This allows smaller tolerances for the value of an inductance can be achieved.
  • the winding material contains parts which are pushed into each other.
  • these are two parts of said composite material, which form a cavity by nesting, which houses the winding.
  • a part of a pot For ease of manufacture according to the invention forms a part of a pot.
  • a roller In this pot a roller is pushed to which the winding is applied.
  • a part can form a role over which a tubular or cup-shaped part is pushed. Again, the winding is applied to the roll.
  • a winding material which contains two parts 1 and 2, which are both magnetically and mechanically effective. Both parts 1 and 2 are advantageous made of a composite material described above.
  • the part 1 forms a cup-shaped depression, in which the part 2 is inserted.
  • the part 2 is essentially a role of which only the upper disc-shaped conclusion can be seen in the plan view.
  • an air gap 6 is formed between the part 1 and the part 2. This can be dispensed with, if the material for the parts 1 and 2 is chosen so that it can take over the task of the air gap 6.
  • part 1 is a part which is made entirely of a material and is both magnetically effective and forms an assembly platform.
  • FIG. 2 the embodiment of FIG. 1 is shown in section. Same components are provided with the same numbers. Clearly the role form of Part 2 can be seen, on which the winding 3 is applied. In Fig. 2 is also clear how the wire ends 7 and 8 come to lie in a slot in the wall of the cup-shaped depression of Part 1.
  • part 1 can also be designed so that a roller is formed on an assembly platform, to which the winding is applied. About this role then a tubular or cup-shaped part is pushed, whereby the winding is enclosed.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung geht aus von einem Betriebsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um ein Betriebsgerät zum Betrieb von Leuchtstofflampen, das besonders kostengünstige Wickelgüter mit kleinen Abmessungen enthält.
    • Stand der Technik
  • Für Betriebsgeräte für Lichtquellen, insbesondere elektronische Betriebsgeräte für Leuchtstofflampen, gibt es zwei wesentliche Kriterien welche die Schwerpunkte der Weiterentwicklung bilden: Größe und Kosten. Eine wichtige Rolle für die Größe und die Kosten eines Betriebsgeräts für Lichtquellen, im folgenden kurz Betriebgerät genannt, spielen die sog. Wickelgüter. Dabei handelt es sich um Induktivitäten, die ausgeführt sind als eine Drahtwicklung, im folgenden nur Wicklung genannt, auf einem ferromagnetischen Kern.
  • Kostengünstige Wickelgüter enthalten einen Kern in einer einfachen geometrischen Form. Soll das Wickelgut geringe Abmessungen aufweisen, so ist es vorteilhaft, wenn der Kern die Wicklung weitestgehend umschließt. Dies verhindert zudem die Ausbreitung von Störfeldern. Derartige Wickelgüter bedingen jedoch aufwendige geometrische Kernformen, die nur mit größerem Kostenaufwand hergestellt werden können.
  • In den PATENT ABSTRACTS OF JAPAN zu JP 10326711 (Suzuki) ist folgender Aufbau einer Induktivität vorgeschlagen: Ein trommelförmiger Kern aus Ferrit oder ähnlichem Material dient zur Aufnahme einer Wicklung und ist auf einer Trägerplatte aus Kunstharz montiert. Der Kern ist in einem Zylinder aus Ferrit oder ähnlichem Material angeordnet.
  • In den PATENT ABSTRACTS OF JAPAN zu JP 2000124038 (Fushimi) ist folgender Aufbau einer Induktivität vorgeschlagen: An den Stimflächen eines trommelförmigen Kerns sind unterschiedlich große Scheiben angebracht. Auf den Kern wird eine Drahtwicklung aufgebracht. Die kleinere Scheibe weist Kerben zur Fixierung der Enden der Drahtwicklung auf Der Kern ist mit der kleineren Scheibe voran in einen Ringkern geschoben. Die kleinere Scheibe ist mit einer Trägerplatte verbunden.
  • In den PATENT ABSTRACTS OF JAPAN zu JP 2000340428 (Sato) ist folgender Aufbau einer Induktivität vorgeschlagen: Ein trommelförmiger Ferritkem hat an seinen Stirnflächen je einen quadratischen Flansch. Ein Flansch ist eingegossen in eine Kunstharzträgerplatte. Die Kunstharzträgerplatte hat zwei keilförmige Aussparungen die den Flansch freilegen. Ein quadratisches Kerngehäuse, das über den trommelförmigen Ferritkern geschoben wird, weist Nasen auf, die in die Aussparungen der Kunstharzträgerplatte greifen.
  • In der Schrift US 4.498.067 (Kumokawa) ist folgender Aufbau einer Induktivität vorgeschlagen: Auf einem Bodenteil aus Ferritmaterial sitzt eine Nase, auf der eine Wicklung mit Drahtenden aufgebracht ist. Die Unterseite des Bodenteils ist an zwei Stellen mit einer Metallbeschichtung versehen an die jeweils ein Drahtende gelötet ist. Über dem Bodenteil mit Wicklung sitzt eine Kappe aus einer ferromagnetischen Legierung.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betriebsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, dessen Wickelgüter zugleich geringe Abmessungen haben und kostengünstig sind.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Betriebsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Ein Wickelgut ist im allgemeinen aus mehreren Teilen aufgebaut. Neben der Wicklung mit ihren Drahtenden gibt es im wesentlichen zwei Arten von Teilen. Eine Art von Teilen ist hauptsächlich magnetisch wirksam; d. h. sie besteht aus einem ferromagnetischen Material und dient zur Führung des magnetischen Feldes. Die andere Art von Teilen ist hauptsächlich mechanisch wirksam. Diese Art von Teilen dient z. B. zur Aufnahme der Wicklung oder als Halterung für die magnetisch wirksamen Teile. Eine wichtige Aufgabe von mechanisch wirksamen Teilen ist die Fixierung der Drahtenden der Wicklung. Durch die Fixierung wird die elektrische Kontaktierung des Wickelguts ermöglicht.
  • Um die Kosten eines Wickelguts zu verringern muss die Anzahl der Teile, aus denen es besteht, reduziert werden. Erfindungsgemäß enthält ein Wickelgut Teile, die sowohl magnetisch als auch mechanisch wirken. Dadurch wird die Anzahl der Teile und damit die Kosten reduziert. Insbesondere die Fixierung der Drahtenden wird von einem Teil übernommen, das gleichzeitig magnetisch wirksam ist.
  • Magnetisch wirksame Teile sind in der Regel aus einem gesinterten Ferrit hergestellt. Deshalb ist die Herstellung solcher Teile in einer komplexen Form schwierig. Soll jedoch erfindungsgemäß ein magnetisch wirksames Teil auch mechanische Aufgaben übernehmen sind meist komplexe Formen erforderlich. Um dieses Problem zu lösen, sind Teile, die sowohl magnetisch als auch mechanisch wirksam sind, vorteilhaft aus einem Verbundmaterial hergestellt, das Ferrit und Polymere enthält und dadurch in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden kann.
  • Üblicherweise besitzen die magnetisch wirksamen Teile einer Induktivität einen Aufbau, der einen Luftspalt aufweist. Der Wert der Induktivität wird wesentlich durch die Größe des Luftspalts bestimmt. Fertigungstoleranzen, die den Luftspalt betreffen, führen somit zu Toleranzen des Werts der Induktivität. Das o.g. Verbundmaterial kann in seiner Zusammensetzung aus Ferrit und Polymer so ausgelegt werden, das es wie ein über ein ganzes Teil verteilter Luftspalt wirkt. Erfindungsgemäß wird vorteilhaft der gesamte Luftspalt einer Induktivität durch geeignete Wahl der Zusammensetzung des Verbundmaterials gebildet. Damit können kleinere Toleranzen für den Wert einer Induktivität erreicht werden.
  • Wie oben erläutert ist es wichtig, dass die Wicklung möglichst komplett von magnetisch wirksamen Teilen umgeben ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Wickelgut Teile enthält, die ineinander geschoben sind. Vorteilhaft handelt es sich dabei um zwei Teile aus besagtem Verbundmaterial, die durch Ineinanderschieben einen Hohlraum bilden, der die Wicklung beherbergt.
  • Für eine einfache Herstellbarkeit bildet erfindungsgemäß ein Teil einen Topf aus. In diesen Topf wird eine Rolle geschoben, auf die die Wicklung aufgebracht ist. Umgekehrt kann auch ein Teil eine Rolle ausbilden über die ein rohr- oder topfförmiges Teil geschoben wird. Wiederum ist auf die Rolle die Wicklung aufgebracht.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels
    Figur 2
    ein Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1
  • In Fig. 1 ist ein Wickelgut dargestellt, das zwei Teile 1 und 2 enthält, die sowohl magnetisch als auch mechanisch wirksam sind. Beide Teile 1 und 2 sind vorteilhaft aus einem oben beschriebenen Verbundwerkstoff hergestellt. Das Teil 1 bildet eine topfförmige Vertiefung aus, in die das Teil 2 eingeschoben ist. Das Teil 2 ist im wesentlichen eine Rolle von der in der Draufsicht nur der obere scheibenförmige Abschluss zu sehen ist. Zwischen dem Teil 1 und dem Teil 2 ist ein Luftspalt 6 ausgebildet. Auf diesen kann verzichtet werden, falls das Material für die Teile 1 und 2 so gewählt ist, dass es die Aufgabe des Luftspalts 6 übernehmen kann.
  • Am Teil 1 sind Stutzen 4 und 5 ausgeformt, auf die Drahtenden 7 und 8 aufgewickelt sind. Diese aufgewickelten Drahtenden bilden die Anschlusskontakte des Wickelguts. Damit die Drahtenden 7 und 8 in das innere der topfförmigen Vertiefung geführt werden können, ist die Wandung der topfförmigen Vertiefung mit Schlitzen 9 versehen. Erfindungsgemäß ist das Teil 1 ein Teil, das durchgehend aus einem Material gefertigt ist und sowohl magnetisch wirksam ist als auch eine Montageplattform bildet.
  • In Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 im Schnitt dargestellt. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Nummern versehen. Deutlich ist die Rollenform von Teil 2 ersichtlich, auf dem die Wicklung 3 aufgebracht ist. In Fig. 2 wird auch deutlich wie die Drahtenden 7 und 8 in einem Schlitz der Wandung der topfförmigen Vertiefung von Teil 1 zu liegen kommen.
  • Wie in der Darstellung der Erfindung bereits angedeutet, kann Teil 1 auch so gestaltet werden, dass auf einer Montageplattform eine Rolle ausgebildet ist, auf die die Wicklung aufgebracht ist. Über diese Rolle ist dann ein rohr- oder topfförmiges Teil geschoben, wodurch die Wicklung umschlossen wird.

Claims (3)

  1. Betriebsgerät zum Betreiben von Lichtquellen, mit mindestens einer Induktivität in Form eines Wickelguts das ausser einer Wicklung mit Drahtenden (7, 8) im wesentlichen aus zwei Teilen (1,2) besteht, die ineinander geschoben sind, und dadurch gekennzeichnet sind, dass
    - jedes der beiden Teile (1,2) durchgehend aus einem Verbundmaterial hergestellt ist, das Ferrit und Polymere enthält,
    - eines der Teile (1, 2) topf- oder rohrförmig ist und daran Stutzen ausgeformt sind an denen die Drahtenden (7, 8) fixiert sind,
    - und das andere der Teile (1, 2) rollenförmig ist und darauf die Wicklung (3) aufgebracht ist.
  2. Betriebsgerät zum Betreiben von Lichtquellen, mit mindestens einer Induktivität in Form eines Wickelguts das ausser einer Wicklung mit Drahtenden (7, 8) im wesentlichen aus zwei Teilen (1,2) besteht, die ineinander geschoben sind, dadurch gekennzeichnet sind, dass
    - jedes der beiden Teile (1,2) durchgehend aus einem Verbundmaterial hergestellt ist, das Ferrit und Polymere enthält,
    - eines der Teile (1, 2) rollenförmig ist und daran Stutzen ausgeformt sind an denen die Drahtenden (7, 8) fixiert sind,
    wobei auf dieses Teil die Wicklung aufgebracht ist,
    - und das andere der Teile (1, 2) topf- oder rohrförmig ist.
  3. Betriebsgerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Induktivität des Wickelguts im wesentlichen durch die Zusammensetzung des Verbundmaterials bestimmt wird.
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