电路装置 本发明涉及一种供应负荷的电路装置,包括用来连接电压源极点的输入端,和一个互连输入端并包括一个变阻器的支路。
本发明还涉及集成了变阻器与BOD(击穿二极管)的物理部件Z。
从US 4,573,720中可知上述头段中所述的电路装置。已知的电路装置是设计成用诸如市电网等低频交流电压供电的。已知电路装置中的所述支路是由互连两个输入端的变阻器构成的。如果电源电压是由传送相同的电源电压给若干(通常大量)用户的电压源传送的,则传送给用户的电压可因多种原因而产生瞬变。这里将瞬变理解为在相当短的时间内叠加在电源电压上的相当高的幅度(通常1000V数量级)的电压峰值。如果电路装置中未设置瞬变抑制器,这种瞬变的出现可能破坏构成电路装置的部件,已知电路装置中地瞬变抑制器部分地是由变阻器构成的。选择变阻器使它在电源电压幅度为正常值的情况下通过的电流可以忽略不计,然而在产生瞬变时,通过变阻器的电流陡增。由于通过变阻器的电流陡增,从而强有力地抑制了瞬变。已知电路装置的缺点是伴随瞬变而出现在输入端之间的电压(加在变阻器上的电压)仍然上升到比最大电源电压幅度高许多的值上。为了补偿这一情况,有可能例如在瞬变抑制器上加上相当数量的部件,这使得瞬变抑制器比较复杂而昂贵。另外,可以将电路装置的部件的尺寸设计得使其能承受在瞬变时出现在输入端之间的电压。这样一来同样使电路装置昂贵。
本发明的目的为提供用比较少与比较不昂贵的部件实现对抗瞬变与其它脉动电压的有效保护的电路装置。
按照本发明,为这一目的而在本文开头段落中描述的电路装置的特征在于所述支路包括变阻器与BOD的串联装置。
名词“BOD”理解为“击穿二极管”型半导体元件。当产生了叠加在出现在本发明的电路装置的输入端之间的电源电压上的瞬变时,加在支路上的电压最初上升到BOD击穿值。加在支路两端的这一电压值确是相当高的,但它是在极短的时间间隔中达到的。BOD击穿之后,变阻器与BOD都通过电流而加下支路两端的电压下降至基本上完全由变阻器确定的值。这是因为在导通状态中加于BOD两端的电压降是小到可以忽略的。适当选择BOD与变阻器的值,便有可能达到使支路在电源电压幅度的正常值上几乎不通过任何电流(即BOD击穿时加于支路两端的电压高于电源电压的最大幅度),而在瞬变时BOD击穿之后加于支路的电压低于BOD的击穿电压并且只略高于低频AC电压的最大幅度。结果,电路装置中的部件不需要按照在瞬变期间出现在输入端之间的电压幅度来选择确定。从而,按照本发明的电路配置中比较简单的装置便实现了非常有效的瞬变抑制器。
应该指出,也可能将本发明的电路装置中的包含变阻器与BOD的串联装置的支路构成得使该支路达到:电路装置中产生的脉冲电压不会导致在市电电压源中的瞬变。包含电感元件与电容元件的串联电路可能例如在断开电路装置时产生脉动电压。然而,如果电感元件与电容元件的串联电路被变阻器与BOD的串联装置分流,便可使脉动电压的被阻尼而大大抑制在市电源电压电网中产生瞬变。
适用于低频AC电压供电的本发明的电路装置能达到良好的结果。
由于本发明的电路装置中的瞬变抑制器是由非常少的部件构成的但仍然可有效地抑制瞬变,因此发现采用本发明的电路装置对灯具供电特别有利。为灯具供电的电路装置通常必须具有非常紧凑的构造。对于为灯具供电的电路装置与灯具一体化的紧凑的低压汞放电灯尤其如此。出于同一理由,将变阻器与BOD构制成一个物理部件Z是有利的。
下面参照附图详细说明本发明的电路装置的实施例,附图中:
图1为本发明的电路装置的第一实施例的示意图;
图2为本发明的电路装置的第二实施例的示意图;以及
图3示出在发生瞬变时加于图2中所示的电路装置的一部分上的电压幅度变化率曲线。
图1中,K1与K2为用来连接电压源的两极的输入端。图1中所示的实施例的电压源由供给50Hz频率及大约310伏最大幅度的交流电压的交流电压源构成。输入端K1与K2用变阻器V与BOD DD的串联装置构成的支路互连。输入端K1与K2还与二极管电桥D的各自的输入端相连。二极管电桥D的第一输出连接到给灯具供电的镇流电路B的第一输入端。二极管电桥D的第二输出连接到镇流电路B的第二输入端。二极管电桥的第一与第二输出还用电容器C互连。灯La连接在镇流电路B的输出端上。
图1中所示的电路装置的工作原理如下:
当频率为50Hz与幅度为大约310伏的AC电压出现在输入端K1与K2之间时,二极管电桥D对该电压整流。整流后的AC电压对电容器C充电,从而在稳态时在电容器两端出现DC电压。镇流电路B从这一DC电压中生成通过灯La的灯电流。如果在出现在输入端之间的AC电压上叠加瞬变,则加于由变阻器V与BOD DD构成的支路上的电压幅度将在瞬变时一开始时上升并直到达到BOD DD的击穿电压为止。跨接电容器C的电压也随之上升。紧接在BOD DD击穿之后,输入端之间的电压急剧地下降到极大程度上由变阻器V确定的并且只是略高于AC电压的最大幅度的值上(除非瞬变的幅度异常高)。结果,跨接电容器C上的电压下降。这意味着只在瞬变开始时的非常短的时间间隔内跨接电容器C的电压才到达高于无瞬变时的值。这一结果便是在出现瞬变时,镇流电路B的部件并不处于如果电路装置无包含变阻器V与BODDD的支路时会在电容器C两端出现的高压下。相应地,将构成镇流电路B的部件的规格只需根据BOD DD击穿后加于电容器C两端的电压来选定即可。
图2中,对应于图1中所示的电路装置的部件从图1中以相同的参照号表示。图2中所示的电路装置的构造大部分与图1中所示的电路装置相同。其差别如下:在输入端K1与二极管电桥D的第一输入端之间串接开关元件S用于接通与断开电源电压。这里的变阻器V与BOD DD的串联装置互连二极管电桥D的输出端而不是输入端。此外,将线圈L连接在二极管电桥D的第一输出端与镇流电路B的第一输入端之间。此线圈L的作用为在用开关元件S接通电源电压时,限制用来充电电容器C的电流幅度。
图2中所示的电路装置如下工作:
在接通开关元件S而在输入端K1与K2之间加上频率为50Hz与幅度为大约310伏的交流电压时,这一电压被二极管电桥D整流。整流后的交流电压对电容器C充电,从而在稳态时加于电容器C上的电压为DC。镇流电路B由这一DC电压产生通过灯La的灯电流。当使开关元件S不导通而断开电路时,线圈L与电容器C导致在二极管电桥的输出端之间出现脉动电压。如果这一脉动电压的幅度大到使BOD DD击穿,变阻器V与BOD DD的串联装置变成导通,而将脉动电压阻尼到相当低程度。这一阻尼在相当程度上阻止脉动电压在该电路装置所连接的电源电压的电网中引起瞬变。
图3中,同时在水平轴上以伏特(V)及在垂直轴上以伏特(V)画出电压。用实线表示的曲线指出加于图2中所示的电路装置中的变阻器V与BOD DD的串联装置两端的电压(Vout)与如果不用变阻器V与BOD DD的串联装置互连这两个输出端时并在开关元件S不导通时出现在二极管电桥D的输出端之间的脉动电压(Vin)的幅度两者之间的关系。所采用的变阻器为型号VDR 2322 593 51316(菲利浦)而BOD为型号BR211-200(菲利浦)。这一串联配置在电路配置的稳定工作期间只导通可忽略不计的小量电流。很清楚当Vin的幅度上升到大约425伏时,跨接变阻器V与BOD DD的串联装置的电压上升到大约425伏。在更高的Vin幅值上BOD DD击穿,而跨接变阻器V与BOD DD的电压的幅度下降到大约370伏。还示出Vin的幅度的进一步增加导致加于变阻器V与BOD DD的串联装置两端的电压Vout随之缓慢地升高。
虚线示出在二极管电桥的输出端之间设置变阻器而不是变阻器与BOD的串联配置的情况下,二极管电桥D的输出端之间的电压Vout与Vin的幅度之间的关系。将这一变阻器的尺寸选定为适合于在电路装置的稳定操作期间,在其上由二极管电桥D的输出端之间的电压值所导通的电流量是可以忽略不计的情形。为了满足这一要求,发现必须选择在390伏电压上导通1mA电流的变阻器。上述变阻器与BOD的串联装置中,变阻器为VDR 2322 593 51316型,发现有可能用它来满足在275伏电压上导通1mA电流的要求。虚线示出由于在二极管电桥D的输出端之间存在变阻器而对于高于约550伏的Vin幅值,二极管电桥D的输出端之间的电压只缓慢地上升。然而从图3很明显,二极管电桥D的输出端之间的电压明显高于二极管电桥D的输出端之间存在变阻器与BOD的串联配置的情况。与变阻器与BOD的串联装置相比,只包含变阻器的支路对二极管电桥的输出端之间的电压的阻尼差得多,相应地对在电源电压电网中的瞬变的抑制的程度也小得多。