CN101578921A

CN101578921A - 用于高频信号发生装置的电磁干扰抑制装置

Info

Publication number: CN101578921A
Application number: CNA2007800489105A
Authority: CN
Inventors: 程明
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2006-12-31
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2027-12-24
Also published as: JP2010515215A; US20100118506A1; EP2100483A2; US8134845B2; WO2008081392A2; WO2008081392A3; CN201054848Y; CN101578921B

Abstract

本发明涉及一种用于高频信号发生装置的电磁干扰抑制装置，所述高频信号发生装置包括一个逆变装置，用于将一个直流信号转变为一个高频交流信号，其中所述电磁干扰抑制装置包括：一个电导体，与所述高频信号发生装置形成电容或者电感耦合，且与所述直流信号的参考零电压点相连接。通过本发明，可以在不能可靠接地的情况下对高频信号发生装置所产生的电磁干扰有效抑制。本发明还涉及一种具有电磁干扰抑制功能的电子镇流器以及一种具有电磁干扰抑制功能的紧凑型荧光灯。

Description

用于高频信号发生装置的电磁干扰抑制装置

技术领域

本发明涉及一种电磁干扰抑制装置，特别是涉及一种用于高频信号发生装置的电磁干扰抑制装置。本发明还涉及一种电子镇流器以及一种紧凑型荧光灯。

背景技术

电磁干扰(Electromagnetic Interference，简称EMI)有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过电介质或者公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或者电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作，各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关的规章或者标准，符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，简称EMC)。

是否具备电磁兼容性是检验一件电子产品是否合格的重要标志。对于某些利用高频信号工作的电子装置，即本发明中也称为高频信号发生装置，电磁干扰更是需要特别关注的问题。例如，用于驱动荧光灯等气体放电灯工作的电子镇流器就是一种典型的高频信号发生装置。电子镇流器在工作中，通常需要将常规交流信号，经过整流和逆变电路转化为高频交流信号以驱动荧光灯工作，在此过程中所产生的电磁干扰就需要有效地加以抑制。

抑制电磁干扰的方法通常有滤波、屏蔽、接地等方式。滤波方式通常需要在电路中连接较大的电容或者电感，成本较高且连接复杂。而屏蔽方式要达到比较理想的效果，往往需要有可靠的接地方式；在接地不能方便地实现的时候，屏蔽和接地方式也很难有效抑制电磁干扰，因而在应用上受到限制。

发明内容

本发明的一个目的，在于提供一种电磁干扰抑制装置，该装置无需可靠的接地就可以有效实现对电磁干扰的抑制。

为达到此目的，本发明提出一种用于高频信号发生装置的电磁干扰抑制装置，所述高频信号发生装置包括一个逆变装置，用于将一个直流信号转变为一个高频交流信号，其中所述电磁干扰抑制装置包括：一个电导体，与所述高频信号发生装置形成电容或者电感耦合，且与所述直流信号的参考零电压点相连接。

本发明的另外一个目的，是提供一种可以无需可靠接地就可以有效抑制电磁干扰的电子镇流器系统。

为达到此目的，本发明提出一种电子镇流器系统，包括一个电子镇流器和一个电导体；所述电子镇流器包括一个整流装置，用于将一个低频交流信号转变为一个直流信号，和一个逆变装置，用于将所述直流信号转变为一个高频交流信号；所述电导体设置于电子镇流器的周边，与所述电子镇流器通过电容或者电感耦合，且与所述直流信号的参考零电压点电连接。

本发明的另外一个目的，是提供一种可以无需可靠接地就可以有效抑制电磁干扰的紧凑型节能灯。

为达到此目的，本发明提出一种紧凑型节能灯，包括一个灯壳部分；该灯壳部分内设置有一个电子镇流器，该电子镇流器包括：一个整流装置，用于将一个低频交流信号转变为一个直流信号，以及一个逆变装置，用于将所述直流信号转变为一个高频交流信号；该灯壳部分内包括一个金属罩，设置于所述电子镇流器与灯壳之间，与所述电子镇流器通过电容或者电感耦合，且与所述电子镇流器中的所述直流信号的参考零电压点电连接。

通过以下描述的具体实施方式，本发明的的这些方面和其他方面可以得到更充分地说明。

附图说明

以下示例性地结合附图进一步解释本发明，其中：

图1是根据本发明的电磁干扰抑制装置的功能示意图。

图2是根据本发明的电子镇流器系统的示意性电路图。

图3是根据本发明的紧凑型节能灯的结构示意图。

在上述附图中，相同的参考标记表示相同的、类似的或者相应的功能特征；相同、类似或相应的功能特征用相同的标记符号表示。

具体实施方式

图1(Fig.1)是根据本使用新型的电磁干扰抑制装置的功能示意图。在本图中，虚框内的部分是一个高频信号发生装置101。该高频信号发生装置101包括一个整流装置102，用于将从两个输入端103，104输入的惯用交流电压信号，转化为一个直流电压信号并输出，其中输出端105为直流电压总线(DCBUS)，输出端106为参考零电压点。该高频信号装置101还包括一个逆变装置107，用于将由前面得到的直流电压信号再转变为一个高频交流信号，并通过输出端108，109输出。该高频信号发生装置101还可能包括其它电路装置，例如启动电路，及利用所输出的高频交流信号进行工作的电路或装置，以及对各种电信号根据需要进行处理的所需的各种常规电路或装置等，在本图中均未示出。在该高频信号发生装置101工作过程中，可能产生各种高频干扰信号；这些高频干扰信号可能是以电磁辐射的方式进行空间传播，形成辐射干扰，也可能通过各种方式，连接或者耦合到输入端子103，104，从而通过端子103，104对外部电网形成传导干扰。

根据本实施例，电导体110设置为与高频信号发生装置101发生电容耦合或者电感耦合的方式，并与上述高频信号发生装置101的参考零电压点相连接。

首先分析电导体110与高频信号发生器101之间的电容效应。电导体110与高频信号发生装置101之间存在分布电容。该分布电容的电容值满足如下关系：

C＝ε*S/d

其中，C为电导体110与高频信号发生装置101之间的电容值，S为电导体110与高频信号发生装置101之间的正对面积，d为电导体110与高频信号发生装置101之间的平均距离，ε则是处于电导体110与高频信号发生装置101之间的介质材料的绝对介电常数。而电导体110与高频信号发生装置101之间的容抗Xc则满足如下关系：

Xc＝1/(2πf*C)

即电导体110与高频信号发生装置101之间的电容越大，容抗越小。

同时，电容又具有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”的电路特性。这样，将电导体110与高频信号发生装置101中的参考零电压点短接后，高频干扰信号所形成的干扰电压，就可以与上述参考零电压点106之间形成回路，转化为高频信号发生装置101的内部负载，从而减少了对外界的电磁干扰。

优选的，可以将电导体110设置为与高频信号发生装置101之间存在较大的正对面积，例如，设置为一个包围高频信号发生装置101的金属罩；同时，尽可能使该电导体110接近高频信号发生装置101，特别是接近产生高频信号发生装置的主要元件。这样，在公式C＝ε*S/d中，由于S的值较大，而d的值较小，因而电导体110和高频信号发生装置101之间存在很大的电容值C，又根据公式Xc＝1/(2πf*C)，可知二者之间的电抗非常小。在这种情况下，高频干扰信号就可以很容易地通过电容C与参考零电压点之间形成低电抗回路，从而减少了对外部的电磁干扰。

由于电容具有的通高频阻低频的特点，以上对电导体110与高频信号发生装置101之间的电容效应进行了重点分析。利用上述电容效应对电导体的设置和连接方式，对于减少高频信号发生装置的电磁干扰，特别是对于传导干扰具有重要作用。同样的。高频信号发生装置101与电导体110之间也存在电感效应；就是说，高频信号发生装置101所产生的干扰信号，可以通过电磁感应的方式向空间传播，形成辐射干扰。接地的电导体，特别是以金属罩方式存在的电导体，可以有效减少这种辐射干扰。与通常所采用的接地方式不同的是，在本发明中，电导体110是与高频信号发生装置中的零电压参考点106相短接，从而将干扰信号转化为内部负载，这样就在高频信号发生装置101不方便接地的情况下有效减少了其电磁干扰。

以上虽然对电导体110和高频信号发生装置101之间的电容和电感效应分别作了分析，实际电路中这两种形式往往是同时存在的。对于高频信号发生装置所产生的电磁干扰，一般应当重视从电容效应的角度对电导体的空间形状和位置关系进行设置。

图2是根据本发明的电子镇流器系统的示意性电路图。这是一种较为典型的用于驱动荧光灯的电子镇流器电路。灯头部分201通过镇流器电路202连接到灯管部分203。图中的椭圆形曲线示出了一个设置在镇流器电路202周围的电导体204。用于驱动荧光灯的镇流器是一种典型的高频信号发生装置，一般包括：整流装置，用于将一个低频交流信号转变为一个直流信号；逆变装置，用于将所述直流信号转变为一个高频交流信号；及其它必要电路。所述电导体设置于电子镇流器的周边，形成一个金属罩，与所述镇流器发生电容或者电感耦合，且与镇流器电路中直流信号的参考零电压点相连接。在镇路器工作过程中，所产生的高频交流信号除驱动荧光灯工作外，还会产生较为严重的高频干扰信号，在电路中形成干扰电压。图中，Chb_lb和Csur示例性地表示了镇流器电路202与金属罩204之间存在的电容耦合关系，而M则示例性地表示了镇流器电路202与金属罩204之间存在的电感耦合关系。镇流器电路202中的不同元件和不同位置，其电容效应和电感效应的效果和强度也有所不同。重要的是，金属罩204在节点V0与镇流器电路中直流电压的参考零电压点相短接。在物理性接地不能实现的情况下，金属罩与镇流器直流电压的参考零电压点的连接可以有效地使高频干扰信号形成内部回路，从而转化为镇流器内部的负载，从而大大减少对外界的电磁干扰。

图3是根据本发明的紧凑型节能灯的结构示意图。紧凑型节能灯具有可以被方便地安装在普通白炽灯的灯座内，又具备荧光灯的发光效率，是一种很受欢迎和得到广泛应用的光源。然而，紧凑型荧光灯存在的电磁干扰问题往往较为严重。紧凑型荧光灯的镇流器往往采用一体化设计，其镇流器存在于灯壳的狭小空间内，而很难采用复杂的滤波电路设计来抑制电磁干扰；同时，对安装灵活方便的要求，又使得紧凑型荧光灯中的镇流器电路不能保证可靠接地，也制约其它电磁干扰抑制措施的采用。而采用本发明的技术方案，则可以在对物理性接地不做要求的情况下，通过低廉的成本显著的增加紧凑型荧光灯的电磁兼容性。

如图3所示的紧凑型荧光灯，包括灯头部分301，灯壳部分302和灯管部分303，镇流器304被置于灯壳内。根据本发明的原理，可以在灯壳部分内的灯壳302与镇流器304之间，设置一层金属罩305。这层金属罩环绕(或部分环绕)在镇流器304的周围，并通过低电阻导线与镇流器电路中直流电压的参考零电压点相连接。这样，金属罩305作为一种特定的电磁干扰抑制装置，基于与前述两个实施例同样的原理，这种设计可以有效减少镇流器高频交流信号所形成的电磁干扰。实验数据，也充分证明了这一技术方案的电磁兼容效果。

尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，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；本发明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

1.一种用于高频信号发生装置的电磁干扰抑制装置，所述高频信号发生装置包括一个逆变装置，用于将一个直流信号转变为一个高频交流信号，其中所述电磁干扰抑制装置包括：一个电导体，与所述高频信号发生装置形成电容或者电感耦合，且与所述直流信号的参考零电压点相连接。

2.如权利要求1所述电磁干扰抑制装置，其中所述电导体为一个金属罩，围绕于所述高频信号发生装置周围。

3.如权利要求1所述的电磁干扰抑制装置，其中所述高频信号发生装置为一个用于驱动气体放电灯工作的电子镇流器。

4.一种电子镇流器系统，包括一个电子镇流器和一个电导体；所述电子镇流器包括一个整流装置，用于将一个低频交流信号转变为一个直流信号，和一个逆变装置，用于将所述直流信号转变为一个高频交流信号；所述电导体设置于电子镇流器的周边，与所述电子镇流器通过电容或者电感耦合，且与所述直流信号的参考零电压点相连接。

5.一种紧凑型节能灯，包括一个灯壳部分；该灯壳部分内设置有一个电子镇流器，该电子镇流器包括：一个整流装置，用于将一个低频交流信号转变为一个直流信号，以及一个逆变装置，用于将所述直流信号转变为一个高频交流信号；该灯壳部分内包括一个金属壳，设置于所述电子镇流器与灯壳之间，与所述电子镇流器通过电容或者电感耦合，且与所述电子镇流器中的所述直流信号的参考零电压点相连接。