专利名称：具有远程电容器布局的电子镇流器的制作方法
该发明总体上涉及电子镇流器，具体而言涉及具有远程电容器布局的电子镇流器。
用于照明应用的电子镇流器通常使用两个能量转换级用于将AC市电电压转换成DC电压的AC/DC转换器和用于根据DC总线电压驱动灯的灯驱动器。DC总线包括作为能量存储元件的电容器，其将DC总线电压保持在一个几乎不变的值上。
在工作期间，电子镇流器从功率半导体和其他有源部件中的电阻损耗中产生热。所生成的热使得镇流器壳体内部的温度增加而超过环境温度，以至于使镇流器壳体内部的部件在环境稳定之上工作。在该电子镇流器中，存储电容器定位在壳体的内部并且在较高的壳体温度上工作。随着工作温度增加而超过正常工作温度时，就使电容器寿命按照2的幂次降低，以至于使壳体中较高的工作温度减小了电容器的寿命。例如，如果电容器在高于正常工作温度的10℃上工作，那么电容器寿命减小一半，但是如果电容器在低于正常工作温度的10℃上工作，那么电容器寿命加倍。
在照明应用中，电子镇流器被安装在天花板附件的照明器材中，其中积聚了热空气。诸如HID和白炽灯那样的照明源所生成的热流也增加了照明器材的温度。照明器材周围所增加的环境温度增加了照明器材和镇流器的内部工作温度，使得电容器受到高工作温度的影响。由于电容器是电子镇流器的主要部件，所以高工作温度导致电容器过早的损坏并且过早的更换镇流器，浪费了资源并招致额外的维护。
使电子镇流器具有远程电容器布局以克服上述缺陷是所期望的。
本发明的一个方面是提供一种电子镇流器，其包括第一壳体；第二壳体；AC/DC转换器；可操作连接到AC/DC转换器的DC总线；可操作连接到DC总线的灯驱动器；以及利用电容器线路而连接到DC总线的存储电容器。AC/DC转换器、DC总线和灯驱动器安置在第一壳体内；存储电容器安置在第二壳体内；以及第一壳体与第二壳体热隔离和物理隔开。
根据本发明另一方面，提供一种电子镇流器系统，包括第一装置，用于容纳AC/DC转换器、DC总线和灯驱动器；第二装置，用于容纳存储电容器；以及用于电连接DC总线和存储电容器的装置。第一容纳装置与第二容纳装置热隔离并物理隔开。
根据本发明的又一方面，提供一种电子镇流器，包括第一壳体；第二壳体；AC/DC转换器，AC/DC转换器可操作地连接到市电输入；可操作连接到AC/DC转换器的DC总线；可操作连接到DC总线的灯驱动器，该灯驱动器可操作地连接到灯输出；可操作地跨接在DC总线上的滤波器；以及利用电容器线路连接到滤波器的存储电容器。AC/DC转换器、DC总线、滤波器和灯驱动器安置在第一壳体内；存储电容器安置在第二壳体内；以及第一壳体与第二壳体热隔离和物理隔开。
结合附图，根据以下当前优选实施例的详细描述，本发明前面的特征和其他特征以及优点将变得进一步明显。详细的描述以及附图对于本发明而言仅是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求及其等同物所限定。
图1是具有根据本发明所产生的远程电容器布局的电子镇流器的示意图；以及图2和3是具有根据本发明所产生的远程电容器布局的电子镇流器的物理排列的示意图。
图1是具有根据本发明所产生的远程电容器布局的电子镇流器的示意图。电子镇流器20从市电输入16接收市电功率并且在灯输出18将功率提供到灯。电子镇流器20包括可操作地经由DC总线24而连接到灯驱动器26的AC/DC转换器22，跨接连接在DC总线24上的滤波器28，以及将存储电容器32连接到滤波器28的电容器线路30。AC/DC转换器22、DC总线24、灯驱动器26以及滤波器28安置在第一壳体34内。存储电容器32安置在第二壳体36内并且能够是一个电容器或者能够是并联和/或串连连接的多个电容器。第一壳体34和第二壳体36彼此相互热隔离。在一个实施例中，省略滤波器28，并且电容器线路30直接连接到DC总线24。在可选的实施例中，将滤波器28定位在第一壳体34外部的第一壳体34处。
AC/DC转换器22、DC总线24、灯驱动器26和存储电容器32是和典型地在电子镇流器中所使用部件一样的常规部件。AC/DC转换器22、DC总线24和灯驱动器26是电子镇流器20的热产生部件，也就是它们包括MOSFET、二极管、电阻器、磁性部件等，它们在电子镇流器工作期间生成热。存储电容器32产生很少的热，但是其寿命受到工作温度的影响。将存储电容器32放置在与第一壳体34内的热产生部件热隔离的第二壳体36中使得存储电容器32保持在较低的温度并且增加电容器的工作寿命。
第一壳体34和第二壳体36能够是适于保持电子镇流器部件的任意壳体，诸如塑料或者金属壳体。所述壳体能够包括冷却部件，诸如通风孔和/或散热片。在一个实施例中，所述壳体能够使用照明器材的一部分用于冷却部件，只要第一壳体34和第二壳体36彼此之间热隔离。当第二壳体36是金属时，第二壳体36和地之间的接地线能够使用来将所述壳体接地。在一个实施例中，第二壳体36与存储电容器32构成一个整体，诸如是在存储电容器或电容器周围安置的外罩。在可选的实施例中，省略第二壳体36并且在没有壳体的情况下安装存储电容器32。
滤波器28能够是适于降低或防止高频电流从DC总线24流到电容器线路30上的任意滤波器。在所示的实例中，滤波器28包括滤波电容器38，差模(differential mode)EMI线圈40和共模EMI线圈42。共模EMI线圈42包括第一EMI线圈44和第二EMI线圈46，所述第一EMI线圈44和第二EMI线圈46磁耦合。第一滤波电容器38并联跨接在DC总线24上。差模EMI线圈40和第一EMI线圈44串连连接在DC总线24的一侧与连接到存储电容器32一侧的电容器线路30的第一导线之间。第二EMI线圈46串连连接在DC总线24的另一侧与连接到存储电容器32的另一侧的电容器线路30的第二导线之间。
切换AC/DC转换器22中的功率半导体以及灯驱动器26以切换频率上生成高频电流。滤波器28降低从DC总线24流到电容器线路30的高频电流以避免在电容器线路30上产生电磁干扰(EMI)。把诸如薄膜电容器那样的滤波电容器38的大小确定成能够在第一壳体34内提供足够的电容，以至于使高频电流流经滤波电容器38。与存储电容器32串连连接的差模EMI线圈40也抑制高频电流流经存储电容器32。差模EMI线圈40和共模EMI线圈44确保了电子镇流器20符合电磁兼容(EMC)要求。本领域技术人员将理解，滤波器要求取决于所期望的电子镇流器的特定配置以及特定部件的屏蔽。在一个实施例中，省略滤波器28并且将电容器线路30直接连接到DC总线24。
在一个实施例中，电容器线路30是一种屏蔽导线对，其具有用地线50电连接到市电输入16的公共地的屏蔽48。在所示的实例中，地线50绕过第一壳体34在其外部。在可选的实施例中，将地线50定位在第一壳体34的内部，或者使其部分在第一壳体34的内部，部分在第一壳体34的外部。在另一可选的实施例中，很容易地将电容器线路30从滤波器28和/或存储电容器32上拆卸下来，以至于能够以预制的长度来提供电容器线路30或者能够与第一壳体34中的部件无关地替换掉存储电容器32。
图2和3是具有根据本发明所产生的远程电容器布局的电子镇流器的物理排列的示意图，其中相似的元件与图1共用相似附图标记。第一壳体和第二壳体彼此热隔离和物理隔开。热隔离在此定义成和所隔离的一样，以至于使第一壳体中的热产生部件所产生的热不增加第二壳体中存储电容器的温度。来自于热产生部件的任何热在其到达存储电容器之前通过传导方式传递到电容器线路而消散掉。
参考图2，第一壳体34和第二壳体36通过空间60而彼此之间物理隔开并且热隔离。空间60能够是任意期望的尺寸。例如，能够把第一壳体34定位在房间中心上的天花板照明器材处，能够把第二壳体36定位在房间的角落中。除了电容器线路30之外还有部件也能够安置在空间60中。例如，能够把第一壳体34定位在房间中心的天花板照明器材处，并且能够把第二壳体36定位在天花板上方，该天花板安置在空间60中。
参考图3，通过第三壳体62而使得第一壳体34和第二壳体36彼此之间物理隔开并热隔离。除了电容器线路30之外还有部件也能够安置在第三壳体62中。例如，能够将第一壳体34定位在照明器材的一端上，能够将灯和其他的照明器材部件定位在第三壳体62中和/或附着在第三壳体62上，并且能够把第二壳体36定位在所述照明器材的相反端。
虽然此处所公开的本发明的实施例目前被认为是优选的，但是在不脱离本发明的范围的情况下，能够产生各种变化和修改。本发明的范围由所附权利要求所指示，并且等同物意义上和范围内的所有变化被确定为包含于其中。
权利要求
1.一种电子镇流器，包括第一壳体34；第二壳体36；AC/DC转换器22；可操作连接到AC/DC转换器22的DC总线24；可操作连接到DC总线24的灯驱动器26；以及可操作地利用电容器线路30而连接到DC总线24的存储电容器32；其中将AC/DC转换器22、DC总线24和灯驱动器26安置在第一壳体34内；存储电容器32安置在第二壳体36内；以及第一壳体34与第二壳体36相互之间热隔离并且物理隔开。
2.如权利要求1所述的电子镇流器，进一步包括电连接在DC总线24和电容器线路30之间的滤波器28，该滤波器28安置在第一壳体34处。
3.如权利要求2所述的电子镇流器，其中滤波器28包括滤波电容器38；差模EMI线圈40；以及共模EMI线圈42，共模EMI线圈42具有磁耦合到第二EMI线圈46的第一EMI线圈44；其中滤波电容器38并联跨接在DC总线24上；差模EMI线圈40和第一EMI线圈44串连连接在DC总线24的第一侧与电容器线路30的第一导线之间；以及第二EMI线圈46串连连接在DC总线的第二侧与电容器线路30的第二导线之间。
4.如权利要求1所述的电子镇流器，其中存储电容器32包括多个电容器。
5.如权利要求1所述的电子镇流器，其中电容器线路30是屏蔽导线对，其具有电连接到公共地的屏蔽48。
6.如权利要求1所述的电子镇流器，其中第二壳体36是接地的金属壳体。
7.如权利要求1所述的电子镇流器，进一步包括在第一壳体34和第二壳体36之间形成的空间60。
8.如权利要求1所述的电子镇流器，进一步包括安置在第一壳体34和第二壳体36之间的第三壳体62。
9.如权利要求1所述的电子镇流器，其中从由金属壳体和塑料壳体组成的组中选择第一壳体34。
10.如权利要求1所述的电子镇流器，其中从由金属壳体和塑料壳体组成的组中选择第二壳体36。
11.一种电子镇流器系统，包括第一装置，用于容纳AC/DC转换器、DC总线和灯驱动器；第二装置，用于容纳存储电容器；以及用于电连接DC总线和存储电容器的装置；其中第一容纳装置与第二容纳装置热隔离并物理隔开。
12.如权利要求11所述的系统，进一步包括用于对连接装置的高频电流进行滤波的装置。
13.如权利要求11所述的系统，进一步包括用于屏蔽所述连接装置的装置。
14.一种电子镇流器，包括第一壳体34；第二壳体36；AC/DC转换器22，AC/DC转换器22可操作地连接到市电输入16；可操作连接到AC/DC转换器22的DC总线24；可操作连接到DC总线24的灯驱动器26，灯驱动器26可操作地连接到灯输出18；可操作地跨接连接在DC总线24上的滤波器28；以及可操作地利用电容器线路30而连接到滤波器28的存储电容器32；其中将AC/DC转换器22、DC总线24、滤波器28和灯驱动器26安置在第一壳体34内；存储电容器32安置在第二壳体36内；以及第一壳体34与第二壳体36热隔离和物理隔开。
15.如权利要求14所述的电子镇流器，其中滤波器28包括滤波电容器38；差模EMI线圈40；以及共模EMI线圈42，共模EMI线圈42具有磁耦合到第二EMI线圈46的第一EMI线圈44；其中滤波电容器38并联跨接连接在DC总线24上；差模EMI线圈40和第一EMI线圈44串连连接在DC总线24的第一侧与电容器线路30的第一导线之间；以及第二EMI线圈46串连连接在DC总线的第二侧与电容器线路30的第二导线之间。
16.如权利要求14所述的电子镇流器，其中电容器线路30是屏蔽导线对，其具有电连接到公共地的屏蔽48。
17.如权利要求14所述的电子镇流器，进一步包括在第一壳体34和第二壳体36之间形成的空间60。
18.如权利要求14所述的电子镇流器，进一步包括安置在第一壳体34和第二壳体36之间的第三壳体62。
19.一种电子镇流器，包括第一壳体34；AC/DC转换器22；可操作连接到AC/DC转换器22的DC总线24；可操作连接到DC总线24的灯驱动器26；以及可操作地利用电容器线路30而连接到DC总线24的存储电容器32；其中将AC/DC转换器22、DC总线24和灯驱动器26安置在第一壳体34内；以及第一壳体34与存储电容器32热隔离和物理隔开。
20.如权利要求19所述的电子镇流器，进一步包括电连接在DC总线24和电容器线路30之间的滤波器28，该滤波器28安置在第一壳体34处。
21.如权利要求20所述的电子镇流器，其中滤波器28包括滤波电容器38；差模EMI线圈40；以及共模EMI线圈42，共模EMI线圈42具有磁耦合到第二EMI线圈46的第一EMI线圈44；其中滤波电容器38并联跨接连接在DC总线24上；差模EMI线圈40和第一EMI线圈44串连连接在DC总线24的第一侧与电容器线路30的第一导线之间；以及第二EMI线圈46串连连接在DC总线的第二侧与电容器线路30的第二导线之间。
22.如权利要求19所述的电子镇流器，其中存储电容器32包括多个电容器。
23.如权利要求19所述的电子镇流器，其中电容器线路30是屏蔽导线对，其具有电连接到公共地的屏蔽48。
24.如权利要求19所述的电子镇流器，其中从由金属壳体和塑料壳体组成的组中选择第一壳体34。
全文摘要
一种具有远程电容器布局的电子镇流器，包括第一壳体(34)；第二壳体(36)；AC/DC转换器(22)；可操作连接到AC/DC转换器(22)的DC总线(24)；可操作连接到DC总线(24)的灯驱动器(26)；以及可操作地利用电容器线路(30)而连接到DC总线(24)的存储电容器(32)。AC/DC转换器(22)、DC总线(24)和灯驱动器(26)安置在第一壳体(34)内；存储电容器(32)安置在第二壳体(36)内；以及第一壳体(34)与第二壳体(36)热隔离和物理隔开。
文档编号H05B41/285GK101053284SQ200580037948
公开日2007年10月10日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月4日
发明者S·佩尔金斯三世, J·洛德, S·穆图, B·克劳伯格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司