CN100379320C - 放电灯的电子镇流器 - Google Patents

Abstract

一种能检测放电灯运行状态的放电灯的电子镇流器，形成其电路的电子部件紧凑布置。镇流器包括AC-DC转换器，逆变器，一块电路板，安装电子部件的电路板与绝缘片一起容纳在管状外壳内，绝缘片用于使电路板和电子部件与外壳绝缘。输出变压器与一些其他电子部件安装在电路板的上表面。镇流器包括多个形成检测电路的片状部件，用于检测放电灯的运行状态，电路板将检测电路的片状部件在与输出变压器直接相对的位置上安装在下表面上。

Description

放电灯的电子镇流器

技术领域

本发明涉及放电灯的电子镇流器，尤其涉及附加有高级功能但结构紧凑足以安装在有限空间内的电子镇流器组件。

背景技术

在现有技术中，放电灯的电子镇流器被设计成将形成镇流器电路的各种电子部件装配到一个外壳中。在现有镇流器中，人们一直使用电路板，将电子部件安装在电路板的一个表面上然后将电路板装配到外壳中。当需要镇流器具有附加功能时，例如需要根据放电灯的运行状态控制放电灯的运行时，就将电路板设计成安装相当数量的部件来形成检测电路，检测放电灯的运行状态，因此需要有额外的空间来容纳检测电路的部件。此外，当镇流器设计成具有带输出变压器的逆变器且输出变压器本身体积很大时，则电路板也必须相应地足够大，以便与其他电子部件一起安装输出变压器。

因此，现有技术镇流器存在潜在的问题，这是因为当镇流器配有根据检测到的运行状态控制放电灯运行的附加功能且包括输出变压器时，其结构难以做得紧凑以至不易安装在有限空间内。

发明内容

上述问题通过本发明得以解决。本发明提供了一种改进结构，该结构在镇流器配有用于检测放电灯运行状态的检测电路且包括输出变压器时能紧凑布置形成镇流器电路的电子部件。根据本发明的电子镇流器包括AC-DC转换器，该转换器连接成适于接收电源AC电压并将电源AC电压转换成DC电压。设有一个由DC电压给出高频输出电压的逆变器来操作放电灯。逆变器包括至少一个开关元件、用于开关元件的控制电路和适于连接到放电灯的输出变压器。控制电路激活开关元件以重复地中断DC电压，通过输出变压器为放电灯提供高频输出电压。包括在镇流器中的是一块电路板，组成转换器和逆变器的电子部件安装在该电路板上。安装电子部件的电路板与绝缘片一起容纳在管状外壳内，绝缘片用于使电路板和电子部件与外壳绝缘。输出变压器与一些其他电子部件安装在电路板的上表面。本发明的特征在于：镇流器包括多个形成检测电路的片状部件，用于检测放电灯的运行状态，电路板将检测电路的片状部件在与输出变压器直接相对的位置上安装在下表面上。

因此，利用绝缘片可以使电路板与外壳充分绝缘，从而使电路板和外壳之间的间隔最小以实现镇流器组件的低外壳结构。此外，能够最佳利用正好留在本身体积很大的输出变压器后面的死区来安装实现镇流器附加功能、形成检测电路的片状部件，从而使电子部件紧凑地布置在电路板上以降低对电路板尺寸的要求，于是实现了配有输出变压器和检测电路的镇流器的紧凑设计。

因此，本发明的主要目的是提供一种放电灯的电子镇流器，该镇流器即使在设有输出变压器和用于检测放电灯运行状态的附加检测电路的情况下也能设计成足以安装在有限空间内的紧凑结构。

在最佳实施例中，检测电路包括由片状电阻器组成的电阻器网络，用于将逆变器的输出电压分成检测电压送入控制电路以控制逆变器。由于输出电压被分成检测电压送入控制电路，因此电路板的设计相对于对将检测电压送入电路板底部上的控制电路的路径的绝缘距离来说限制较少，从而实现了电路的紧凑布置。

检测电路还可以包括片状电容器，与形成电阻器网络的片状电阻器一起表面安装在电路板的下表面上。

此外，镇流器可以包括另一个由片状电阻器组成的电阻器网络形式的检测电路，用于检测放电灯是否与逆变器相连接。片状电阻器也是表面安装在电路板的底部上，与输出变压器直接相对。

输出变压器最好为扁平结构。为了为输出变压器提供充分的电气绝缘，绝缘片构造成具有覆盖输出变压器整个上表面的扩展部分。在由绝缘片的扩展而实现该绝缘的情况下，在输出变压器和外壳之间不再需要额外空间，从而降低了组件的总高度。所以，本发明的另一个目的是提供一种能实现组件低外壳结构的放电灯。

逆变器包括其中累积来自转换器的DC电压的平滑电容器，且可以进一步包括一组产生较大热量的电容器。电路板最好是细长形，设计成分别在其纵向两端将输出变压器和电容器组安装在其上表面。平滑电容器安装在电路板纵向端部之间中间位置处的上表面上，从而使其所受输出变压器和电容器组的热影响更小。因此，因受热而缩短运行寿命的平滑电容器可以对发热部件带来的热量得到良好的热保护，延长运行寿命。

优选地，外壳为细长形，由下壳和上壳组成，下壳具有基底和一对从基底的相对的两个横向边上直立起来的下侧壁，上壳具有顶和一对从顶的相对横向边悬下来分别盖住下侧壁的上侧壁。开关元件模制到扁平树脂封装内，并在电路板的一个横向侧在相对纵向端部中间该开关元件安装在电路板上，从而在电路板的上表面上突起。树脂封装的主要表面与其中一个下侧壁保持密切接触，以便将开关元件处产生的热量排到下壳。这样，通过最佳利用下壳完成开关元件的热辐射。此外，由于热辐射效应，开关元件可以位于相当临近平滑电容器的地方而不会对平滑电容器产生热影响，保证了部件在电路板上的紧凑布置。

其中一个下侧壁形成有凹口，凹口的底向下壳内突出。凹口位于下壳纵向端部的中间。开关元件的封装通过弹簧片固定到凹口的底上，以使封装的主要表面与凹口的底密切接触。弹簧片的形状为U-型结构，具有一对通过薄扁平构件连接起来的弹性腿，用于在腿之间夹紧封装的顶部和所述凹口的底。薄扁平构件与封装的顶和上壳的顶保持密切接触，以便通过构件将封装处产生的热量也排到上壳。弹性腿的厚度小于凹口的深度。因此，弹簧片易于固定与凹口的底密切接触的封装。此外，弹簧片构件也用于将来自封装的热量排到上壳，改善封装的热辐射，这是本发明的另一个目的。此外，弹簧片的腿收入凹口的深度内，使得弹簧片不给镇流器的外壳或整个组件增加额外宽度。

优选地，逆变器包括一对串联连接在AC-DC转换器输出两端的开关元件。控制电路包括具有电平移动电路的驱动器，用于提供高驱动电压以接通高压侧的一个开关元件。控制电路与驱动器一起集成到一个芯片上，该芯片在电路板纵向端部中间的一个位置安装在电路板的下表面上。由于这种将控制电路和驱动器集成到一个芯片上的结构，形成控制电路和驱动器的多个分立元件可以装配成一个部件，减少了安装在电路板上的总的部件数量，因此实现了镇流器的紧凑布置。

逆变器包括多个电容器，每个电容器可以是薄膜电容器。而且，最好在电路板纵向端部的上表面上分别设置输入端子插口和输出端子插口，输入端子插口用于将转换器连接到电源AC电压，输出端子插口用于将输出变压器连接到放电灯。输出变压器与输出端子相邻放置，而薄膜电容器集体安装在输出变压器和输出端子插口之间的电路板上。由此，只形成相对低热量的薄膜电容器可以紧密地包装到小空间内而不会给彼此带来充分的热效应，从而增加了部件的安装密度，使组件紧凑。

电路板的宽度在其长度方向上大致是均匀的。该宽度选择成与输出变压器的宽度几乎相等，输出变压器在所有电子部件中是最宽的。因此，组件可以缩减至输出变压器宽度那样小，以实现组件的紧凑设计。

电路板在其下表面上形成有用于逆变器的地线和将高频电流运送到输出变压器的主电流路径。主电流路径包括一对主电流线，主电流线的主要部分彼此以靠拢平行关系行进。控制电路芯片安装在电路板的下表面上，通过地线与主电流线隔离，使得控制电路受到保护而不受主电流路径中出现的噪声的影响。此外，由于主电流线的主要部分彼此以靠拢平行关系行进，所以容易使主电流路径限制的区域最小，从而减小来自那里的辐射噪声量。

电路板最好隔成阵列，其中多个电路板并排布置，相邻两个电路板之间有分隔线。每个电路板在其长度内都有宽度缩小的部分，从而在相邻电路板之间沿分隔线限定一个缝隙。逆变器包括至少一个片状陶瓷电容器形式的电容器。片状陶瓷电容器安装在宽度缩小的部分上。当电路板以阵列隔开时，由于所形成的应力对宽度缩小的部分的影响更小，所以片状陶瓷电容器对应力带来的影响能得到良好的保护，以便保持逆变器整体的可靠性。

电子部件包括多个芯片，每个芯片在其相对的端部上分别具有端子。芯片安装在电路板的下表面上，所有端子以所述电路板的宽度方向取向。因此，当沿电路板的长度方向通过焊接路径为电路板送电时，芯片的端子能同等地、可靠地焊接到电路板上。

绝缘片最好有多个柱螺栓支承电路板。由于设有柱螺栓，所以电路板能以避免一些电子部件引线和绝缘片之间不必要的接合的方式稳定地支承在绝缘片上，否则，这种接合会损坏绝缘片。

外壳可以设置有定位装置，用于将电路板固定在正确位置以便于镇流器的装配。

输出变压器最好包括第一辅助绕组、第二辅助绕组和第三辅助绕组，第一辅助绕组提供驱动电压，为控制电路供电；第二辅助绕组提供用高频输出电压表示的检测输出，以监视放电灯的运行；第三辅助绕组为放电灯的灯丝提供预热电流。由此，仅仅是输出变压器就可以提供各种各样的功能，这减少了用于逆变器的分立元件的数量，使镇流器的装配紧凑。

优选地，输出变压器是磁漏变压器，该变压器具有初级绕组和次级绕组。初级绕组连接在电路中，流过高频电流，次级绕组与初级绕组磁耦合，感应加到放电灯上的高频输出电压。由于使用了磁漏型的输出变压器，所以能最佳地利用漏电感作为逆变器操作用的振荡感应电感，不需要附加的独立电感，因此减少了逆变器元件的总数量，使镇流器布置紧凑。此外，第一辅助绕组与第一辅助绕组耦合，以便提供驱动电压，为控制电路供电。因此，不管放电灯的运行状态如何，都能为控制电路可靠供电。而且，第二辅助绕组与次级绕组耦合，以便提供用高频输出电压表示的检测输出，使得第二辅助绕组能为放电灯运行状态的检测提供足够可靠的检测输出。

AC-DC转换器为整流器的形式，整流器提供整流后的DC电压。控制电路最好包括降压电阻器，该电阻器与整流器相连接，用于在启动逆变器时导出为控制电路供电的DC电压。因此，将降压电阻器结合到控制电路中，以减少分立元件的数量。

最优选地，逆变器为具有电容器的电荷泵型，电容器连接在从所述AC-DC转换器接收输入电流并使输入电流流过逆变器的振荡元件和流过开关元件的路径中，以抑制来自电源AC电压的输入电流中的谐波。由于使用了电荷泵型逆变器，所以能抑制来自电源AC电压的输入电流的谐波，因此在不需要任何外部谐波滤波器的情况下改善了镇流器的功率因数，减少了能抑制谐波的逆变器的电路元件数量。

镇流器可以包括安装在电路板上、调整放电灯输出特性的调整装置，用于甚至在镇流器由不同电压的电源AC电压供电时也能使放电灯顺利运行，从而用同一个镇流器就能使灯在变化的AC电压源下一贯地运行。

调整器装置能分别在灯启动时和灯稳态运行期间调整灯启动输出功率和送入放电灯的灯运行输出功率，从而使加到逆变器的电子元件上的电应力最小，因此在便于逆变器电路设计之外提供了可靠性。

本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。

附图说明

图1是根据最佳实施例的放电灯电子镇流器的分解透视图；

图2是用于上述镇流器中的电路板的底的透视图；

图3是上述镇流器的电路图；

图4A至4F是上述镇流器中逆变器的操作图；

图5是用于控制逆变器运行的控制电路方框图；

图6是结合在控制电路中的驱动器的电路图；

图7是显示驱动器运行的时序图；

图8是电路板的局部顶视图；

图9是固定到镇流器外壳上的开关晶体管的局部透视图；

图10示出了固定开关晶体管的弹簧片；

图11是固定到外壳上的开关晶体管的截面图；

图12是电路板的底的一部分的示意平面图；

图13是电路板的底的一部分的示意平面图；

图14是下壳端部的透视图；

图15是定位支承在下壳上的电路板的示意顶视图；

图16和17分别是用于将电路板支承到下壳的修改的布置的示意顶视图；

图18根据图17的布置示出了电路板的端部与下壳的定位支座啮合；

图19是彼此隔开的电路板阵列的平面图；

图20是阵列的截面图；以及

图21是根据另一个修改实施例的部分电路板平面图。

具体实施方式

现在参考图1，图中示出了根据本发明最佳实施例的电子镇流器。镇流器包括安装形成镇流器电子电路的各种电子部件的电路板10，由下壳210和上壳220组成以包围电路板的管状外壳，以及覆盖电路板10和电子部件以使它们与外壳绝缘的绝缘片230。外壳由钢和铝这样的金属制成。电路板10为细长形，在其相对纵向端部的上表面上分别设有与AC电源21线连接的输入端子插口20和与放电灯LA1和LA2线连接的输出端子插口30。电路板由浸渍酚醛树脂的纸或合成环氧材料(CEM)制成。

图3示出了设计成操作两个放电灯LA1和LA2的镇流器电路。镇流器电路具有通过输入端子插口20连接的全波二极管桥式整流器形式的AC-DC转换器40，用于从AC电源21接收电源AC电压并将电源AC电压转换成脉动DC电压。转换器40通过滤波电容器41与AC电源21相连接，滤波器42由共模扼流圈43和正规形扼流圈44组成。整流器40输出的脉动DC电压经降压斩波器50平滑，降压斩波器由平滑电容器51、电感器52、二极管53至55和开关元件72组成。平滑电容器51与电感器52和二极管53串联连接在整流器40两端，分别与电容器61和62成并联关系。电路包括逆变器70，该逆变器将DC电压转换成高频输出AC电压加到放电灯LA1和LA2上。逆变器70包括一对开关元件71和72以及磁漏型输出变压器80，开关元件71和72串联连接在整流器40两端，与二极管73和74的串联组合串联，磁漏型输出变压器80具有初级绕组81和次级绕组82。初级绕组81与电感83串联连接在开关元件71两端，电感83由变压器的漏电感、DC阻塞电容器75和二极管74给出。次级绕组82连接在放电灯LA1和LA2的串联组合两端，与振荡感应电容器77成并联关系。开关元件72与初级绕组81、漏电感83、电容器75和二极管73串联连接在整流器40两端，用于通过开关元件72提取输入电流。畸变改善电容器76连接在二极管74两端。

开关元件71和72可以通过具有允许反向电流流动的固有寄生二极管的MOSFET来实现，所述开关元件受到控制，以彼此交替的方式高频重复接通，以便在由漏电感83、放电灯LA1和LA2以及电容器77组成的谐振电路产生高频电压，从而为操作放电灯提供高频输出电压。

控制电路100控制开关元件71和72接通和断开，控制电路包括驱动器IC110，驱动器IC110分别通过电阻器79和78为开关元件71和72的栅极提供驱动电压。电容器61与降压斩波器50的平滑电容器51、电感器52和二极管53的串联组合并联连接，以绕过逆变器的高频输出，同时电容器62连接在整流器40两端，绕过逆变器的高频输出以减小整流器40处的应力。

平滑电容器51与开关元件64和电阻器65串联连接在整流器40两端。开关元件64由控制电路100控制，仅在为逆变器供电时保持断开，目的是限制涌流流入逆变器以保护电路。在平滑电容器51被充电之后，开关元件64被断开，使逆变器工作提供高频输出电压。

此外，输出变压器80还包括感应与逆变器的高频输出电压成正比的各电压的第一辅助绕组84、第二辅助绕组85和第三辅助绕组86。第一辅助绕组与初级绕组81耦合，通过二极管66为控制电路供电。由于第一辅助绕组耦合在初级绕组81侧，所以它能为控制电路100稳定供电而不受耦合在次级绕组82侧的放电灯状态的影响。第二辅助绕组85与次级绕组82耦合，提供对应于高频输出电压的一个电压加到放电灯上，从而可靠监视输出电压。第三辅助绕组86与次级绕组82耦合，并与电容器87一起为放电灯的灯丝提供预热电流以利于放电灯的启动。顺便提及，电容器88连接次级绕组82的一端，电容器89连接在一个放电灯LA1两端。

如图4A至4F所示，逆变器的操作是在一个完整的AC电压周期内多次重复六种方式以抑制谐波，即，从AC电压源到逆变器的输入电流中的输入电流畸变。在这些图中，输出变压器80、放电灯LA1和LA2以及相关联部分集中称为负载电路RL，还有电感器52、二极管53至55、开关元件64和电阻器65，为简便起见省略。

方式1(图4A)

当开关元件72接通时，由整流器40提供振荡电流(谐振电流)I。在这种状态下，在平滑电容器51的电压V51、畸变改善电容器76的电压V76和逆变器的输入电压Vin(整流器40的输出电压)之间建立一种关系：Vin≥V51+V76。

方式2(图4B)

在开关元件72断开后，振荡电流I继续流过开关元件71的寄生二极管为平滑电容器51充电。然后，开关元件71被触发接通。

方式3(图4C)

当输出变压器80的漏电感83在方式2下被耗尽时，振荡电流I由于累积在电容器76和75中的电荷而被反向，同时对电容器76放电。

方式4(图4D)

当电容器76放电时，二极管74导通，使振荡电流I继续流动。

方式5(图4E)

在开关元件71断开后，振荡电流I继续流过开关元件72的寄生二极管为平滑电容器51充电。然后，开关元件72被触发接通。

方式6(图4F)

当输出变压器的漏电感83在方式5下被耗尽时，振荡电流I由于累积在平滑电容器51中的电荷而被反向，从而为电容器76充电。当电容器76充电至满足Vin＝V51+V76这一关系时，操作返回方式1。

因此，通过设置V51·Vin(峰值)以及V76(峰值)＝V51，以上六种方式在来自AC电源的一个完整的AC电压周期内多次重复，从而抑制输入电流中的谐波(输入电流畸变)。换言之，当AC电压在AC电压周期内处于低电平时提取来自AC电源的输入电流流入逆变器，从而抑制输入电流中的谐波。在这种意义上，具有图3电路结构的逆变器称为电荷泵型逆变器，它本身能抑制谐波而无需附加的如无源滤波器和有源滤波器这样的谐波抑制电路，由图可知逆变器70包括电容器77，87，88，89，并且逆变器70可以包括其他数目个电容器。因此，使用电荷泵型逆变器能减少部件数量，实现整个镇流器组件的紧凑设计。

控制电路100设计成控制开关元件71和72，目的是预热、启动和操作放电灯，并且一旦检测到非正常状态和空载状态就使逆变器停止工作。如图5所示，控制电路100包括为驱动器IC110提供一系列振荡脉冲的VCO(压控振荡器)101，振荡脉冲的频率随外加电压变化。驱动器I-110响应来自VCO101的振荡脉冲，用于产生驱动电压以接通开关元件71和72，详细说明见下文所述。控制电路100包括第一计时器102、第二计时器103、非正常状态确定电路104和空载状态确定电路105。此外，控制电路100包括与整流器40相连接的降压电阻器(未示出)，用于导出DC电压以在启动逆变器时为控制电路供电。此后，控制电路100由来自第-辅助绕组84的电压连续供电。形成控制器100的电路的部件与驱动器IC110-起集成到一片安装在电路板10下表面上的片状封装100A上。对第一计时器102编程以便分别为驱动器IC110提供VCO101，从而根据预定时间表操作逆变器以预热、启动和操作放电灯。非正常状态确定电路104被连接成监视逆变器的输出电压，使得它在所监视的输出电压在灯的运行寿命结束时由于所见灯电压增大而变得非常高时确定非正常状态并发送非正常信号。一旦收到非正常信号，第一计时器102操作，使逆变器中止预定时间段，在该预定时间段之后，它再使逆变器重新启动。非正常信号还被送入第二计时器103中，第二计时器103测量非正常信号持续时间并在测得的时间超过预定范围(level)时发出停止信号。输送停止信号使VCO101停止工作，以便停止驱动开关元件。空载状态确定电路105耦合在电路中以监视放电灯是否正确安装，并在两个放电灯中的任何一个卸下来时发出空载信号。一旦收到空载信号，第一计时器102操作，使VCO101停止工作以中止逆变器。

逆变器的输出电压由电压监视器监视，电压监视器除了第二辅助绕组85之外还包括检测电路90，检测电路90具有电阻器91和92的电阻器网络、二极管93和电容器94。电阻器网络与电容器94一起为非正常状态确定电路104提供由逆变器输出电压表示的分割后的DC电压。换句话说，由片状电阻器(91，92)组成的电阻器网络将所述逆变器的输出电压分成检测电压送入所述控制电路(100)以控制所述逆变器。第三辅助绕组86与另一个检测电路99相连接，检测电路99是一个由电阻器95至98组成的电阻器网络，电阻器95至98与放电灯LA1和LA2的灯丝串联连接在从整流器40的一端引向控制电路100的空载状态确定电路105的路径中。当放电灯LA1和LA2的其中之一或两者都断开时，没有电流流过电阻器95至99的电阻器网络。一旦出现这种情况，控制电路100作出响应使逆变器停止工作。

现在参考图6，驱动器IC110包括电平移动电路111和一对缓冲电路112和113。电平移动电路111用于产生高驱动电压以接通高压侧开关元件71，并且包括脉冲发生器114、一对晶体管115和116以及触发器117。控制电路100发出的信号在电平移动电路111上经过处理，并通过缓冲电路112在端子HO处提供高驱动电压以接通逆变器的高压侧开关元件71。而控制电路100发出的同一信号经处理后通过缓冲电路113在端子LO处提供低驱动电压以接通逆变器的低压侧开关元件72。图7示出了图6电路中点A至F处的波形。

回过来参考图1和2，如图所示，镇流器电路的部件安装在电路板10的多个部分上。电路板10为宽度均匀的细长形，在其下表面上形成有连接镇流器电路部件的电路图案。注意，体积大的部件安装在电路板的上表面上，而片状部件安装在电路板的下表面上，片状部件可以包括多个。如图1所示，体积大的部件包括输入端子插口20、滤波电容器41、滤波器42、电容器61、62和76、开关元件71和72、二极管73和74的组合、电感器52、平滑电容器51、电阻器65、可变电阻器67和68、DC阻塞电容器75、输出变压器80、电容器77、87至89以及输出端子插口30。如图2所示，片状部件包括片状电阻器91、92、95至98，片状电容器94，片状二极管93和66、片状晶体管(FET)64，结合了部分控制电路100和驱动器IC110的片状封装100A，以及形成控制电路100其余部分的片状部件100B。

输入端子插口20和输出端子插口30安装在电路板10纵向端部的末端处。每个端子插口20和30都具有快速线连接和释放结构以易于线连接和断开。输出变压器80以占据电路板10整个宽度的方式安装在输出端子插口30的一侧上。即，如图8所示，输出变压器80在那些体积大的部件中是最宽的，电路板10的尺寸设计成其宽度与输出变压器80的宽度大致相等。均为薄膜电容器形式的电容器77、87至89集中安装在输出端子插口30和输出变压器80之间，使得只产生相对低热量的薄膜电容器可以紧密包装到小空间中而不会给彼此带来显著的热效应。

如上文参考图3所述的，检测逆变器高频输出电压并将检测到的电压提供给控制电路100的检测电路90由二极管93、电阻器91和92以及电容器94实现。如图2所示，所有这些部件都表现为片状部件，并且都在正对着输出变压器80的位置上安装在电路板10的下表面上，目的是最佳地利用输出变压器后面的空间，以便将检测电路加入镇流器中。此外，电阻器95至98形成检测电路99，用于通过最佳利用输出变压器后面的空间检测放电灯是否安装在与输出变压器80相对的部分内。图2中，输入端子插口20、输出端子插口30、输出变压器80、开关元件71和72以及二极管73和74的组合73A的焊接引线端部分别用数字20X、30X、71X、72X和口73X指示。

返回图1，平滑电容器51安装在电路板10的纵向中心，以便使输出变压器80和一组电容器61、62和76对其的热影响少些，电容器61、62和76安装在邻近输入端子插口20的一个纵向端部。由于平滑电容器51为铝电解电容器形式，在遭受高温时其寿命缩短，所以上述布置有利于延长平滑电容器的寿命。开关元件71和72均模制到一个扁平树脂封装内，安装在电路板10纵向端部中间的一个部分，沿电路板的横向边缘并排布置。而且，二极管73和74的组合模制到类似的扁平树脂封装73A内，该封装与开关元件72成相邻关系安装。在这种连接中，控制电路100的片状封装100A、片状部件100B和相关联的片状电阻器79及78集中安装在底上，在靠近电路板纵向中心的地方，与开关元件71和72成间隔关系，除控制电路及其相关联的电阻器密集地装在电路板10的底上之外，控制电路还得到了良好保护，免受开关元件影响，因此免受噪声影响。

如图9至11所示，扁平封装71、72和73A通过弹簧片250固定到下壳210的一个侧壁212上。如图1所示，侧壁212形成有凹口213，凹口的底向下壳内突出，且位于下壳纵向端部的中间。该凹口213用于把持封装71、72和73A以及将那里的热量释放到下壳210。即，每个封装的主要表面与凹口213的底保持密切接触，从而将热量释放到下壳。弹簧片250包括一对通过薄扁平构件253连接起来的弹性腿251和252。如图11所示，弹簧片250用于将封装71(72，73A)的上端和凹口213的底夹持在弹性腿251和252之间，而构件253接触封装的上端。当下壳210被上壳220覆盖时，构件253与上壳220的顶部222接触，从而有助于将封装的热量也释放到上壳220中，因此改善了封装的热辐射。如图11所示，弹性腿251的厚度小于凹口213的深度，使得芯片不给整个组件增加额外宽度。确定上壳220的侧壁222的尺寸以复盖凹口230。注意，在该连接中，由电路板10加上弹簧片50的构件253的厚度而测得的封装高度几乎与输出变压器80的高度相等。因此，组件高度由输出变压器

和封装中较高的一个确定。

可变电阻器67和68包括在控制电路100内，目的是根据世界各地不同的电源AC电压调整逆变器的振荡频率。特别地，可变电阻器67的设置是调整启动放电灯时的振荡频率，而可变电阻器68在放电灯的稳态操作时调整振荡频率。由于包括了可变电阻器，因此尽管电源AC电压不同仍能为放电灯提供恒定的发光输出，同时使加到逆变器部件上的电应力最小。

如图1所示，绝缘片230设计成几乎覆盖整个电路板10，并包括细长底231、一对侧壁232和扩展其中一个侧壁的扩展部分233。扩展部分233在安装在电路板10上的部件上方弯折，以便至少覆盖输出变压器80、电容器77、87至89、平滑电容器51、电容器75、电阻器65和可变电阻器67的整个顶部。对上壳220有充分绝缘能力的电容器41和滤波器42留出来，未被扩展部分233覆盖，以便改善从这些部件到绝缘片230的热辐射。其中一个侧壁232在与下壳210的凹口213相对应的部分处有一个切口235，用于使封装71、72和73A直接与凹口213的底接触。整体突出在绝缘片230的底231上的是支承电路板10的纵向隔开的柱螺栓236，改善电路板10与下壳210底的电绝缘。柱螺栓236在没有安装在电路板顶上的部件引线端部的部分上紧靠电路板10的底形成。因此，可以保护绝缘片230不被电路板10顶上的部件引线端部刮擦。其中一个柱螺栓236定位成支承镇流器中最重的部件-输出变压器80。注意，在这种连接中，部件的引线端部在电路板10的下表面上突起，使得不超过安装在电路板10底上芯片64和100A的最大高度。

如图12所示，电路板10在其底上形成有一对平行线P1和P2以及逆变器的地线P3，平行线P1和P2形成将高频输出电流输送到输出变压器80的主电流路径。控制电路100的片状部件安装在区域X内，通过地线P3与线P1和P2隔离。因此，控制电路可以得到良好保护，免受高频电流的负面影响。此外，主电流路径可以紧密布置以形成占据一个区域的密集电路，该区域小到足以减少来自主电流路径的辐射噪声。

如图13所示，所有芯片包括安装在电路板10底上的控制电路100的片状封装100A都一致取向，使得每个部件相对端部处的端子或电极D在电路板10的宽度方向上定向。这有利于在沿电路板纵向(箭头所示)的焊接路径内移动电路板的同时将电极D可靠焊接到电路图案上。

如图1所示，电路板10保持在多个支座214上，支座形成在下壳210的底211的四个角上，从底向上翻起。其中一个支座214具有装配到在电路板10的一个纵向且宽端部形成的一个缝隙11中的直立翅片215。正如图14所示，一个支座214的直立翅片215做得比其他三个支座214的那些翅片长，使得电路板10能正确地定位在下壳210的底上，而其他三个支座的直立翅片紧靠电路板的纵向端部，如图15所示。因此，具有长翅片215支座214与缝隙11一起限定定位装置，以将电路板正确组装到外壳内。或者，如图16所示，可以在电路板10的纵向端部分别形成缝隙11但朝其一个宽端部偏移，以便接收下壳210纵向端部上的相应长直立翅片215。此外，如图17和18所示，支座214之一可以形成有插入电路板10的相应孔12中的单独翅片216，以正确定位电路板。

如图19和20所示，以阵列形式准备多个电路板10，其中电路板10并排布置，在相邻板之间形成分隔线或V-型切割S。进一步，每个板10沿其长度形成有宽度缩小的部分13，从而使相应的缝隙14留在相邻两个板10之间。在设有缝隙14的情况下，宽度缩小的部分对于在沿分割线S弯折板10而使其从阵列上分隔出来时形成的应力的灵敏度降低。该宽度缩小的部分13被保留下来，用于安装精密或易损坏的片状部件M，以便保护片状部件免受分隔板时施加的应力。片状部件通常包括片状陶瓷电容器。

返回图1，上壳220具有一对上侧壁222，这对上侧壁从顶221的横向端部垂下，与下壳210的下侧壁212交叠。上侧壁222分别设有啮合到下壳210的下侧壁212中相应开口217内的向内突起223，从而将上壳固定到下壳上。分别悬垂在上壳220纵向端部的是位于输入和输出端子插口20和30后面的分块224和225，从而将镇流器的其他部件隐藏在管状外壳内。

参考数字列表

10电路板                  11缝隙

12宽度缩小的部分          13缝隙

20输入端子插口            21AC电源

30输出端子插口            40AC-DC转换器

41滤波电容器              42滤波器

43共模扼流圈                   44正常型扼流圈

50降压斩波器                   51平滑电容器

52电感器                       53二极管

54二极管                       55二极管

61电容器                       62电容器

64开关元件                     65电阻器

66二极管                       67可变电阻器

68可变电阻器                   70逆变器

71开关元件                     72开关元件

73二极管                       74二极管

75DC阻塞电容器                 76畸变改善电容器

77振荡感应电容器               78电阻器

79电阻器                       80输出变压器

81初级绕组                     82次级绕组

83漏电感                       84第一辅助绕组

85第二辅助绕组                 86第三辅助绕组

87电容器                       88电容器

89电容器                       90检测电路

91电阻器                       92电阻器

93二极管                       94电容器

95电阻器                       96电阻器

97电阻器                       98电阻器

99检测电路                     100控制电路

101压控振荡器                  102第一计时器

103第二计时器                  104非正常状态确定电路

105空载状态确定电路               110驱动器IC

111电平移动电路                   112缓冲器电路

113缓冲器电路                     114脉冲发生器

115晶体管                         116晶体管

117触发器                         210下壳

211底                             212侧壁

213凹                             214支座

215直立翅片                       216销

217开口                           220上壳

221顶                             222侧壁

223突起                           224分块

225分块                           230绝缘片

231底                             232侧

233扩展部分                       235切口

236柱螺栓                         250弹簧片

251弹性腿                         252弹性腿

253构件

Claims (23)

1.一种放电灯的电子镇流器，包括：

AC-DC转换器(40)，连接成适于接收电源AC电压并将电源AC电压转换成DC电压；

逆变器(70)，由所述DC电压给出高频输出电压以操作放电灯(LA1，LA2)，所述逆变器包括至少一个开关元件(71，72)、用于所述开关元件的控制电路(100)和适于连接到所述放电灯的输出变压器(80)，所述控制电路(100)激活所述开关元件(71，72)以重复地中断所述DC电压，通过所述输出变压器(80)为所述放电灯(LA1，LA2)提供高频输出电压，

一块电路板(10)，其上安装组成所述AC-DC转换器和所述逆变器的电子部件；

管状外壳(210，220)，其中容纳所述电路板；

绝缘片(230)，插在所述电路板和所述管状外壳之间，用于使所述电路板和所述电子部件与所述管状外壳绝缘；

其特征在于：

所述镇流器包括多个形成检测电路(90，99)的片状部件(91，92，93，94；95，96，97，98)，用于检测放电灯的运行状态；

所述电路板(10)将所述输出变压器(80)安装在其上表面上，将所述片状部件(91，92，93，94；95，96，97，98)在与所述输出变压器(80)直接相对的位置上安装在其下表面上。

2.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述检测电路(90)用于检测所述放电灯的运行状态，并包括由片状电阻器(91，92)组成的电阻器网络，用于将所述逆变器的输出电压分成检测电压送入所述控制电路(100)以控制所述逆变器。

3.根据权利要求2所述的镇流器，其中：

所述检测电路(90)还包括片状电容器(94)，所述片状电容器与所述片状电阻器(91，92)一起表面安装在所述电路板(10)的下表面上。

4.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述检测电路用于检测所述放电灯(LA1，LA2)是否与所述逆变器相连接，所述检测电路(99)为电阻器网络的形式，所述电阻器网络由片状电阻器(95-98)组成，所述片状电阻器(95-98)与所述输出变压器(80)直接相对地表面安装在所述电路板(10)的底上。

5.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述输出变压器(80)为扁平结构，所述绝缘片(230)具有一个扩展部分(233)，所述扩展部分覆盖所述输出变压器(80)的整个上表面以使其与所述外壳绝缘。

6.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述逆变器(70)包括其中累积来自所述转换器的所述DC电压的平滑电容器(51)，还包括一组产生较大热量的电容器(61，62，76)，所述电路板(10)为细长形，分别在其相对的纵向端部将所述输出变压器(80)和一组电容器(61，62，76)安装在其上表面上，所述平滑电容器(51)安装在所述电路板纵向端部之间中间位置处的上表面上。

7.根据权利要求6所述的镇流器，其中：

所述外壳为细长形，由下壳(210)和上壳(220)组成，所述下壳具有基底(211)和一对从基底的相对的两个横向边上直立起来的下侧壁(212)，上壳(220)具有顶(221)和一对从顶的相对的横向边悬下来分别盖住下侧壁的上侧壁(222)，

所述开关元件(71，72)模制到扁平树脂封装内，并在所述电路板的一个横向侧在相对纵向端部中间安装在所述电路板(10)上，从而在所述电路板的上表面上突起，所述树脂封装的主要表面与其中一个下侧壁(212)保持密切接触，以便将开关元件处产生的热量排到下壳。

8.根据权利要求7所述的镇流器，其中：

其中一个所述下侧壁(212)形成有凹口(213)，凹口(213)的底向所述下壳内突出，所述凹口位于下壳纵向端部的中间，

每个开关元件(71，72)的所述封装通过弹簧片(250)固定到所述凹口(213)的底上，以使所述封装的所述主要表面与所述凹口的底密切接触，

所述弹簧片的形状为U-型结构，具有一对通过薄扁平构件(253)连接起来的弹性腿(251，252)，用于在所述腿(251，252)之间夹紧每个开关元件(71，72)的封装的顶部和所述凹口(213)的底，所述薄扁平构件(253)与每个开关元件(71，72)的所述封装(71，72)的顶和所述上壳(220)的所述顶(221)保持密切接触，以便通过所述构件将封装处产生的热量也排到所述上壳，所述弹性腿(251)的厚度小于所述凹口的深度。

9.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述逆变器(70)包括一对串联连接在所述AC-DC转换器(40)输出两端的开关元件(71，72)，

所述控制电路(100)包括具有电平移动电路(111)的驱动器(110)，用于提供高驱动电压以接通所述开关元件高压侧的开关元件(71)，

所述控制电路(100)与所述驱动器(110)一起集成到一个片状封装(100A)上，

所述片状封装(100A)在所述电路板纵向端部中间的一个位置安装在所述电路板(10)的下表面上。

10.根据权利要求6所述的镇流器，其中：

所述逆变器(70)包括多个电容器(77，87，88，89)，每个电容器均是薄膜电容器，

在所述电路板(10)纵向端部的上表面上分别设置输入端子插口(20)和输出端子插口(30)，所述输入端子插口用于将所述转换器连接到所述电源AC电压，所述输出端子插口用于将所述输出变压器连接到所述放电灯，

所述输出变压器(80)与输出端子插口(30)相邻放置，

所述薄膜电容器(77，87，88，89)集体安装在所述输出变压器(80)和输出端子插口(30)之间的所述电路板(10)上。

11.根据权利要求5所述的镇流器，其中：

所述电路板(10)为细长形，宽度是均匀的，所述宽度与所述输出变压器(80)的宽度相等，所述输出变压器在所有所述电子部件中是最宽的。

12.根据权利要求9所述的镇流器，其中：

所述电路板(10)在其下表面上形成有用于所述逆变器的地线(P3)，和将高频电流运送到所述输出变压器的主电流路径，所述控制电路(100)的所述片状封装(100A)通过所述地线(P3)与所述主电流路径隔离，所述主电流路径包括一对主电流线(P1，P2)，所述主电流线的主要部分彼此以靠拢平行关系行进。

13.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述电路板(10)为细长形并隔成阵列，其中多个所述电路板(10)并排布置，相邻两个所述电路板之间有分隔线(S)，

每个所述电路板(10)在其长度内都有宽度缩小的部分(13)，从而在相邻电路板之间沿所述分隔线限定一个缝隙(14)，

所述逆变器包括至少一个片状陶瓷电容器形式的电容器(M)，所述片状陶瓷电容器(M)安装在所述宽度缩小的部分(13)上。

14.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述电路板(10)为细长形，

所述电子部件包括多个芯片，每个芯片在其相对的端部上分别具有端子(D)，

所述芯片安装在所述电路板(10)的下表面上，所述端子(D)以所述电路板的宽度方向取向。

15.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述绝缘片(230)设有多个柱螺栓(236)支承所述电路板(10)。

16.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述外壳(210)设置有定位装置(214，215)，用于将所述电路板(10)固定在正确位置。

17.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述输出变压器(80)包括第一辅助绕组(84)、第二辅助绕组(85)和第三辅助绕组(86)，所述第一辅助绕组提供驱动电压，为所述控制电路(100)供电；所述第二辅助绕组提供用高频输出电压表示的检测输出，以监视放电灯的运行；所述第三辅助绕组为达到放电灯(LA1，LA2)的灯丝提供预热电流。

18.根据权利要求17所述的镇流器，其中：

所述输出变压器(80)是磁漏变压器，所述变压器具有初级绕组(81)和次级绕组(82)，所述初级绕组连接在电路中，流过高频电流，所述次级绕组与所述初级绕组磁耦合，感应所得到的加到所述放电灯上的高频电压，所述第一辅助绕组(84)与所述初级绕组(81)耦合，所述第二辅助绕组和第三辅助绕组(85，86)与所述次级绕组(82)耦合。

19.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述AC-DC转换器(40)为整流器的形式，所述整流器提供整流后的DC电压，所述控制电路(100)包括降压电阻器，所述降压电阻器与所述整流器相连接，用于在启动逆变器时导出为所述控制电路供电的DC电压。

20.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述逆变器(70)为具有电容器(76)的电荷泵型，所述电容器连接在从所述AC-DC转换器(40)接收输入电流并使输入电流流过逆变器的振荡元件(83，77)和流过开关元件(71，72)的路径中，以抑制来自所述电源AC电压的输入电流中的谐波。

21.根据权利要求20所述的镇流器，其中：

所述镇流器包括可变电阻器(67，68)，所述可变电阻器安装在所述电路板(10)上，用于调整所述放电灯(LA1，LA2)输出特性。

22.根据权利要求21所述的镇流器，其中：

所述可变电阻器(67、68)分别在灯启动时和灯稳态运行期间，调整灯启动输出功率和送入所述放电灯(LA1，LA2)的灯运行输出功率。

23.根据权利要求1所述的镇流器，其中：

所述检测电路(90)包括由片状电阻器(91，92)组成的电阻器网络，用于将所述逆变器的输出电压分成检测电压送入所述控制电路(100)以控制所述逆变器，

所述检测电路(90)还包括片状电容器(94)，所述片状电容器与所述片状电阻器(91，92)一起表面安装在所述电路板(10)的下表面上，

所述镇流器还包括另一个由片状电阻器(95-98)组成的电阻器网络形式的检测电路(99)，用于检测所述放电灯(LA1，LA2)是否与所述逆变器相连接，所述片状电阻器(95-98)表面安装在所述电路板(10)的底上，与所述输出变压器(80)直接相对，

所述逆变器(70)包括一对串联连接在所述AC-DC转换器(40)输出两端的开关元件(71，72)，

所述控制电路(100)包括具有电平移动电路(111)的驱动器(110)，用于提供高驱动电压以接通所述开关元件高压侧的开关元件(71)，

所述控制电路(100)与所述驱动器(110)一起集成到一个片状封装(100A)上，

所述片状封装(100A)在所述电路板纵向端部中间的一个位置安装在所述电路板(10)的下表面上，

所述逆变器(70)为具有电容器(76)的电荷泵型，所述电容器连接在从所述AC-DC转换器(40)接收输入电流并使输入电流流过逆变器的振荡元件(83，77)和流过开关元件(71，72)的路径中，以抑制来自所述电源AC电压的输入电流中的谐波。

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