通過具有阻尼網(wǎng)絡(luò)的電容屏蔽罩對(duì)開關(guān)?模式功率變換器進(jìn)行共模噪聲抑制的制作方法
【專利摘要】一種為感應(yīng)燈供電的連接光節(jié)點(diǎn)（CLN）感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，包括具有安裝在其上面的元件的印刷電路板，以及與PCB接地部位電絕緣的接地部位。散熱器設(shè)置在所述印刷電路板的底層，并且與所述接地部位電連接，其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間。夾在下絕緣墊板和上絕緣墊板之間的電容屏蔽罩是與支撐所述屏蔽罩的散熱器電絕緣的。阻尼網(wǎng)絡(luò)將所述電容屏蔽罩與所述PCB接地部位電連接在一起。開關(guān)?模式功率變換器安裝在所述上絕緣墊板和所述屏蔽罩上面。所述阻尼網(wǎng)絡(luò)能抑制由位于所述PCB接地部位和所述散熱器之間的寄生電容在高頻功率變換作業(yè)期間產(chǎn)生的噪聲。
【專利說明】通過具有阻尼網(wǎng)絡(luò)的電容屏蔽罩對(duì)開關(guān)-模式功率變換器進(jìn)行共模噪聲抑制
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2014年3月21日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/968，786的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的所有內(nèi)容被收做本文參考。
【背景技術(shù)】
[0002]本申請(qǐng)涉及連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的開關(guān)-模式功率變換器的電磁兼容性。
[0003]美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)在47部分所包含的規(guī)章條例中制定了具有以超過9kHz的頻率有意和無意進(jìn)行射頻發(fā)射的開關(guān)裝置的任何電子系統(tǒng)必須滿足的標(biāo)準(zhǔn)，S卩，電源開關(guān)系統(tǒng)必須遵守FCC的以下要求:
(A)傳導(dǎo)發(fā)射:FCC Part 15(150 kHz - 30 MHz，平均和準(zhǔn)峰值極限)。工業(yè)應(yīng)用被歸類為Class A要求。
[0004](B)傳導(dǎo)發(fā)射;FCC Part 18(450 kHz - 30 MHz，用于無線發(fā)光模塊)。工業(yè)應(yīng)用被歸類為Class A要求。
[0005](C)輻射發(fā)射FCC Part 15(30 MHz - 1000 MHz，準(zhǔn)峰值極限)。工業(yè)應(yīng)用被歸類為Class A要求。
[0006]本發(fā)明涉及解決并緩解由FCC Class A part 15和part 18限定的關(guān)于為感應(yīng)燈供電的連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的規(guī)定的有關(guān)傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射要求的EMI不兼容性問題。
[0007]提供一種電容板并聯(lián)元件是電磁兼容性(EMC)專家曾考慮作為傳導(dǎo)發(fā)射故障的解決技術(shù)的構(gòu)思。不過，增加電容并聯(lián)板會(huì)增加輻射發(fā)射譜，并產(chǎn)生射頻(RE)噪聲能量(RF能含量發(fā)生趨向更高頻率的譜位移)。更重要的是，增加電容板并聯(lián)元件可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振，這會(huì)造成輻射發(fā)射不兼容。其結(jié)果是，所述并聯(lián)電容板構(gòu)思被否決。
[0008]任何意外結(jié)構(gòu)福射天線的形成，即，由于電容屏蔽罩金屬外殼導(dǎo)致的改變或修飾共模RF電流的大小和方向都是有關(guān)EMI不兼容性的問題。因此，為了使傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射場(chǎng)兼容，必須補(bǔ)償上述因素。
[0009]緩解裝置必須適用于多種高頻開關(guān)電路，并且符合所有FCC規(guī)定的參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。所述緩解裝置和部件必須采用這樣一種結(jié)構(gòu)形式，限制感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的室外電纜上的RF電流水平，以確保滿足上文闡述的由FCC要求的EMI兼容性。
[0010]發(fā)明概述
本發(fā)明的一種實(shí)施方案解決并緩解了連接光節(jié)點(diǎn)(CLN)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊存在EMI不兼容由FCC Class A part 15和partl8規(guī)定的有關(guān)傳導(dǎo)發(fā)射和福射發(fā)射要求的問題。結(jié)構(gòu)為適應(yīng)RF開關(guān)電源電路做過調(diào)整，其中電流的變化di/dt和電壓的變化dv/dt是跳變式的，例如，以大于200 KHz的頻率改變。更具體地講，所述RF開關(guān)電源電路是高頻能量的來源，并且在印刷電路板(PCB)接地部位和接地之間形成寄生電容，它提供了開關(guān)頻率及其整個(gè)諧波的RF電流回路。在某些實(shí)施方案中，所述PCB接地部位包括高頻，如210 KHz的開關(guān)電流和電壓波形，和高達(dá)200 MHz的諧波。寄生電容，例如，一個(gè)板位于PCB的接地，而第二個(gè)板位于AC接地的600 pF的寄生電容，不幸成為循環(huán)電流的理想的RF電流通路。因此，所有交流輸入電源線，具體講，交流接地導(dǎo)線，相當(dāng)于具有高共模RF電流(210 kHz及其高達(dá)200MHz的較高的諧波)的無意的天線(天線模式)。所述共模電流的大小會(huì)輕易超過10微安，并且在較高頻率下成為不符合FCC Class A要求的有關(guān)傳導(dǎo)RF發(fā)射(150 kHz - 30 MHz)和輻射發(fā)射(30 MHz - 1000 MHz)的潛在兼容性問題。另外，來自感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的輸出導(dǎo)線能夠起到無意的天線的作用。
[0011]本發(fā)明確保CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊電纜(交流輸入，燈具和所有其他電纜)上的RF電流水平處于RF測(cè)量電流水平(Im)〈 10微安，以保證完全滿足前面闡述的由FCC要求的EMI兼容性。通過維持這種低電流值，滿足了FCC要求。另外，任何無意結(jié)構(gòu)輻射天線的形成，即，由于電容屏蔽罩形成或由于金屬外殼改變或修飾共模RF電流的大小和方向而造成，從而提供了傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射場(chǎng)兼容性。
[0012]在一種實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種為感應(yīng)燈供電的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，包括:一個(gè)印刷電路板，包括一個(gè)劃分成一個(gè)接地部位和一個(gè)印刷電路板接地部位的上層，其中，所述接地部位是與所述印刷電路板接地部位電絕緣的；一個(gè)散熱器，位于所述印刷電路板的相反的底層，并且與所述印刷電路板的接地部位電連接，所述散熱器的尺寸，延伸超出所述印刷電路板的至少一個(gè)外緣，并且，其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間；一個(gè)交流接收連接器，和一個(gè)位于所述所述印刷電路板的接地部位的EMI濾波器;一個(gè)夾在下絕緣墊板和上絕緣墊板之間的長(zhǎng)形電容屏蔽罩，所述絕緣墊板位于所述電容屏蔽罩的相反的外表面上，其中，所述電容屏蔽罩和所述上和下絕緣墊板是沿所述散熱器的長(zhǎng)度方向分布的，靠近所述印刷電路板的至少一個(gè)邊緣，其中，所述電容屏蔽罩是通過所述下絕緣墊板與所述散熱器電絕緣的；一個(gè)阻尼網(wǎng)絡(luò)，將所述電容屏蔽罩與所述印刷電路板接地部位電連接在一起;一個(gè)與所述EMI濾波器連接的整流器，其中，所述整流器設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;一個(gè)功率因素校正電路，與所述整流器連接，并且位于所述印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;和一個(gè)與所述開關(guān)-模式功率變換器連接的輸出功率逆變電路，所述輸出功率逆變電路位于印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間，并且，其中，所述電容屏蔽罩和所述阻尼網(wǎng)絡(luò)提供共模噪聲抑制。
[0013]在另一種實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，來自所述輸出功率逆變電路的輸出以一種射頻頻率工作，并且，所述阻尼網(wǎng)絡(luò)包括電阻器和鐵氧體中的至少一個(gè)，它能減弱共振和諧波，從而使與所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊連接的室外電纜附帶發(fā)生的射頻播散最小化。
[0014]在另一種實(shí)施方案中，所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊包括一個(gè)用于與其他裝置無線通信的zigbee(紫蜂)電路;一個(gè)用于為所述功率因素校正電路、所述輸出功率逆變電路和所述zigbee電路提供供電電壓的回掃電路;和一個(gè)控制器，用于操縱所述電路，并用于通過所述z igbee電路啟動(dòng)對(duì)所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的遠(yuǎn)程無線控制。
[0015]在另一種實(shí)施方案中，所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊提供用于驅(qū)動(dòng)燈具的大約300瓦特至大約500瓦特的輸出功率，并且所述上層和下層由所述印刷電路板的四層中的兩層組成。
[0016]在另一種實(shí)施方案中，所述整流器包括一個(gè)橋式整流器，所述功率因素校正電路包括四個(gè)開關(guān)-模式功率變換器，其中，開關(guān)-模式功率變換器包括兩個(gè)輸出功率二極管和兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。所述阻尼網(wǎng)絡(luò)和所述電容屏蔽罩使開關(guān)-模式功率變換器產(chǎn)生的共振頻率附帶輸出最小化。
[0017]在一種實(shí)施方案中，所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊包括將所述功率變換器和所述印刷電路板固定在所述散熱器上的導(dǎo)熱的緊固件，所述緊固件能夠從功率變換器向所述散熱器導(dǎo)熱。所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊還包括將所述印刷電路板固定在所述散熱器上，并且將所述印刷電路板的接地部位與所述散熱器電連接在一起的接地緊固件。
[0018]在一種實(shí)施方案中，所述功率因素校正電路的開關(guān)-模式功率變換器包括兩個(gè)輸出功率二極管和兩個(gè)功率因素校正場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0019]在另一種實(shí)施方案中，所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊包括一個(gè)用于檢測(cè)溫度的溫度傳感器，和一個(gè)用于根據(jù)檢測(cè)到的溫度操縱所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的作業(yè)的控制器，并且所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊包括一個(gè)連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊。
[0020]在一種實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，包括:一個(gè)外殼;一個(gè)位于所述外殼中的連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，所述連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊包括:
一個(gè)印刷電路板，包括一個(gè)劃分成一個(gè)接地部位和一個(gè)印刷電路板接地部位的上層，其中，所述接地部位是與所述印刷電路板接地部位電絕緣的；一個(gè)散熱器，位于所述印刷電路板的相反的底層，并且與所述印刷電路板的接地部位電連接，所述散熱器的尺寸，延伸超出所述印刷電路板的至少一個(gè)外緣，并且，其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間；一個(gè)交流電接收連接器，和一個(gè)位于所述所述印刷電路板的接地部位的EMI濾波器;一個(gè)夾在下絕緣墊板和上絕緣墊板之間的長(zhǎng)形電容屏蔽罩，所述絕緣墊板位于所述電容屏蔽罩的相反的外表面上，其中，所述電容屏蔽罩和所述上和下絕緣墊板是沿所述散熱器的長(zhǎng)度方向分布的，靠近所述印刷電路板的至少一個(gè)邊緣，其中，所述電容屏蔽罩是通過所述下絕緣墊板與所述散熱器電絕緣的；一個(gè)阻尼網(wǎng)絡(luò)，將所述電容屏蔽罩與所述印刷電路板接地部位電連接在一起;一個(gè)與所述EMI濾波器連接的整流器，其中，所述整流器設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;和一個(gè)功率因素校正電路，與所述整流器連接，并且位于所述印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;和一個(gè)與所述開關(guān)-模式功率變換器連接的輸出功率逆變電路，所述輸出功率逆變電路位于印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;所述連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)還包括一個(gè)感應(yīng)燈，固定在所述外殼底部，并且由所述連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊控制，其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間，并且，其中，所述電容屏蔽罩和所述阻尼網(wǎng)絡(luò)提供共模噪聲抑制。
[0021]在另一種實(shí)施方案中，來自所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的輸出功率逆變電路的輸出以大于200 KHz的射頻頻率工作，用于為所述感應(yīng)燈供電。
[0022]通過閱讀詳細(xì)說明和附圖，可以了解本發(fā)明的其他方面特征。
【附圖說明】
[0023]圖1是印刷電路板和連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的部件的俯視圖。
[0024]圖2是與散熱器和電容屏蔽罩分開的印刷電路板的透視圖。
[0025]圖3是電容屏蔽罩的仰視圖。
[0026]圖4是具有部件的印刷電路板和散熱器的局部透視圖。
[0027]圖5是印刷電路板和阻尼網(wǎng)絡(luò)的局部俯視圖。
[0028]圖6是連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的方框圖和流程圖。
[0029]圖7是與感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的相關(guān)電路連接的處理器的方框圖。
[0030]圖8是連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊和與之連接的裝置的方框圖。
[0031 ]圖9表示連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的透視圖。
[0032]圖10表示連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的另一個(gè)透視圖。
[0033]詳細(xì)說明
在詳細(xì)說明本發(fā)明的任何實(shí)施方案之前，需要了解的是，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于在隨后的說明中陳述的或在隨后的附圖中所示出的結(jié)構(gòu)和部件排列形式。本發(fā)明能夠采用其他實(shí)施方案，并且以各種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。
[0034]圖1表示CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的主要部件，在某些實(shí)施方案中，這些部件發(fā)揮開關(guān)電源裝置的作用，以210 KHz的開關(guān)頻率工作。圖1所示結(jié)構(gòu)包括一個(gè)印刷電路板22，劃分成一個(gè)接地部位24和一個(gè)印刷電路板(PCB)接地部位26。在一種實(shí)施方案中，所述印刷電路板是一種四層板，包括接收?qǐng)D1所示部件的上層。在一種實(shí)施方案中，印刷電路板下層(未示出)是固體銅，提供一個(gè)返回平面。內(nèi)層(未示出)用于信號(hào)傳輸和電網(wǎng)，以便獲得最佳EMI作業(yè)，減少串?dāng)_并提供最佳信號(hào)完整性。
[0035]參見圖1，印刷電路板22包括一個(gè)前緣28和一個(gè)后緣30。另外，印刷電路板22包括接地部位孔32，34和PCB接地部位孔36，38，40。
[0036]圖1所示感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20包括多個(gè)安裝在印刷電路板22上層上的部件。所述部件包括用于接收電源供電電纜的交流電源供電連接器50，所述電纜包括來自交流電源供電(未示出)的交流電壓線和交流零線。另外，一個(gè)交流接地線連接器52設(shè)置在印刷電路板22上，用于接收所述交流電源供電的接地線。
[0037]以虛線框形式表示的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20包括一個(gè)電磁干擾(EMI)濾波器60，包括多個(gè)部件，包括電容器和感應(yīng)器。EMI濾波器安裝在所述印刷電路板22的接地部位24，并且以已知的方式工作。
[0038]感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20包括一個(gè)有源功率因素校正(PFC)電路70，安裝在印刷電路板22的PCB接地部位26 ο功率因素校正電路70包括電容器和各種部件，并且以已知的方式工作。
[0039]感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20包括小功率回掃電路80，安裝在印刷電路板22的PCB接地部位26。回掃電路80為PFC電路70、輸出功率逆變電路90和zigbee電路100提供供電電壓?；貟唠娐?0包括各種電氣元件，并且以已知的方式工作。
[0040]感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的輸出功率逆變電路90安裝在印刷電路板22的PCB接地部位26。輸出功率逆變電路90包括各種電氣元件，并且以已知的方式工作為燈具提供輸出電壓。
[0041 ] 一個(gè)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的2.4 GHz Zigbee電路100安裝在印刷電路板22的PCB接地部位Set3Zigbee電路100包括一個(gè)印刷電路102，它用于與其他裝置無線通信。另外，一個(gè)微處理器(圖1中未示出)位于或靠近限定所述Zigbee電路的虛線框100。所述微處理器控制感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的工作。
[0042]感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20包括多個(gè)功率變換器，包括開關(guān)-模式功率變換器。所述功率變換器包括橋式整流器110。功率因素校正電路70包括一對(duì)變換器或與之相關(guān)，所述變換器包括PFC場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FETs)112，114和一對(duì)PFC功率二極管116，118。另外，輸出功率逆變電路90包括一對(duì)輸出功率逆變器場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FETs)120，122或與之相關(guān)。還可以采用其他類型的晶體管和功率變換器。
[0043]圖2表示CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20包括一個(gè)散熱器130。所述散熱器30包括緊固件接收元件132，134和一個(gè)散熱器后部136，向外和向后延伸超過印刷電路板22的后緣30。出于安全考慮，所述散熱器130與機(jī)殼接地電焊接，一個(gè)交流接地線與交流接地線連接器52結(jié)合。為了避免電擊事故，所述電焊接是必不可少的。
[0044]圖2表示起絕緣墊板作用的一個(gè)上SIL墊板140和一個(gè)下SIL墊板142，它們環(huán)繞或包圍一個(gè)長(zhǎng)形電容屏蔽罩150。所述電容屏蔽罩150包括一個(gè)安裝孔152和向外突出的一個(gè)電連接器元件154。參見圖3，電連接器元件154還由延伸到所述電容屏蔽罩150中的平行相對(duì)的槽156，158限定。所述電容屏蔽罩150是由銅或其他導(dǎo)電材料制成的薄的導(dǎo)電金屬板。
[0045]圖4表示將上SIL墊板140的一部分向上抬起，以便示出設(shè)置在所述下SIL墊板142上的電容屏蔽罩150的工具159。因此，圖4示出的下SIL墊板142是與所述散熱器后部136面-面接觸的。圖4還示出了所述電容屏蔽罩10的第一表面與下SIL墊板142的相對(duì)的表面接觸，第二相對(duì)表面與上SIL墊板140的表面接觸的情形。盡管圖4示出的散熱器后部136是固定在一部分散熱器130上的金屬板，在某些實(shí)施方案中，所述散熱器和散熱器后部136是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。圖4還示出了輸出逆變器FETs 120，122固定在上SIL墊板140上，因此，是與所述電容屏蔽罩150絕緣的。
[0046]參見I和2，整流器110和功率變換器112，114，116，118，120，122被安裝在上SIL墊板140上。
[0047]圖5是表示阻尼網(wǎng)絡(luò)160的圖1左上角的放大示意圖，它包括一個(gè)與電連接器元件154電連接的電阻器162，和一個(gè)與印刷電路板22的PCB接地部位26電連接的導(dǎo)線164。在不同實(shí)施方案中，網(wǎng)絡(luò)160包括鐵氧體或其他元件。在某些實(shí)施方案中，電阻器162的值大約為1歐姆。
[0048]參見圖2，緊固件172，174通過印刷電路板22中的印刷電路提供了交流接地線連接器52之間的電和熱連接。因此，為感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20供電的交流電電源的交流接地導(dǎo)線提供了印刷電路板22的接地部位24的接地和支撐所述印刷電路板的散熱器130的接地。
[0049]圖2表示將印刷電路板22固定在散熱器130上的一對(duì)緊固件176，178。盡管緊固件176,178提供了熱連接，但在印刷電路板22和散熱器130之間沒有電接地連接。
[0050]圖2和3表示通過在其上設(shè)置的接收元件(未示出)將SIL墊板140，142、電容屏蔽罩150、橋式整流器10和功率變換器112，114.116，118，120，122固定在散熱器130上的多個(gè)緊固件180和板182。緊固件180提供了功率變換器和所述散熱器130之間的熱連接。在任一個(gè)功率變換器、電容屏蔽罩150、SIL墊板彼此之間以及與所述散熱器130之間都沒有電接地連接。因此，PCB接地部位22起著有源PFC電路70、輸出功率逆變電路90、回掃電路80和2.4 GHzZigbee電路100的基準(zhǔn)面的作用。所述接地部位24是與PCB接地部位22電絕緣的。
[0051 ]圖6是表示CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20工作的方框圖。該結(jié)構(gòu)基于有源功率因素校正中電容屏蔽罩150與阻尼網(wǎng)絡(luò)160的整合。圖6表示為EMI濾波器電路60提供交流電的單相交流建筑電源188AMI濾波器電路60為全波橋式整流器110提供電力。全波橋式整流器110為有源PFC電路70提供直流電壓。所述PFC電路70為回掃電路80和功率逆變器電路90提供電力?；貟唠娐?0為控制器和輔助負(fù)荷190提供電力。功率逆變器電路90為感應(yīng)燈200提供200-400 KHz的高頻交流電源。
[0052]圖7表示用于CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的處理器210。同樣可以采用ASIC、微處理器和其他類型的控制器。處理器210通過Zigbee天線102與其他無線燈和其他裝置進(jìn)行雙向無線通信。另外，處理器210接收來自回掃電路80的電力，并且控制PFC電路70和功率逆變器電路90的工作。處理器210接收來自溫度傳感器216和環(huán)境光線傳感器220以及孤立的調(diào)光電路224的輸入。另外，在某些實(shí)施方案中，處理器210控制感應(yīng)燈200的輔助加熱器230，并且與輔助傳感器234通信。因此，處理器210通過感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20基于多種因素控制所述功率輸出。圖8表示感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的輸入和輸出，詳細(xì)的說明是不需要的。電阻負(fù)載表示在圖7中示出的輔助加熱器234，用于加熱感應(yīng)燈200，以便感應(yīng)燈能夠正常工作。
[0053]測(cè)定阻尼網(wǎng)絡(luò)
在工作時(shí)，CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的功率變換器112，114，116，118，120，122會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾，并產(chǎn)生RF能量，包括各種高頻信號(hào)和熱能。在某些實(shí)施方案中，輸出功率要求在300瓦特至500瓦特范圍內(nèi)，效率超過90%。所述高頻信號(hào)和由功率變換器產(chǎn)生的信號(hào)的諧波不得通過為CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20提供電力的交流輸入導(dǎo)線附帶播散，因?yàn)樗鼋涣鬏斎雽?dǎo)線起做天線的作用。另外，類似的高頻電壓信號(hào)不得通過圖4中示出的CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20的輸出電源線236，238附帶播散。輸出電源線236，238與感應(yīng)燈200連接。為輔助加熱器提供電力的其他導(dǎo)線(未示出)不得播散RF信號(hào)。
[0054]操作包括為感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20提供電容屏蔽罩150，同時(shí)提供特制的阻尼網(wǎng)絡(luò)160。測(cè)定與PCB的接地26和接地部位24相應(yīng)的電容屏蔽罩150相對(duì)散熱器130的阻抗，能夠確定所述電容屏蔽罩的阻抗的共振，從而協(xié)助測(cè)定/計(jì)算阻尼網(wǎng)絡(luò)“阻抗”和/或，依賴于頻率的裝置，即，用于減弱RF能量的“鐵氧體”。因此，舉例來說，安裝在PCB接地部位所述的阻尼網(wǎng)絡(luò)可以包括一個(gè)0603 SMD電阻器，一個(gè)0603鐵氧體(MuRata BLM系列鐵氧體)，或一個(gè)位于電容屏蔽罩150和PCB接地部位26之間的串聯(lián)的電阻器-鐵氧體組合。
[0055]就熱管理而言，緊固件180和板182允許熱能從高功率的功率變換器向與接地部位24接地的散熱器130轉(zhuǎn)移。其他高溫部件也可以與散熱器130熱連接。
[0056]圖9表示感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)240，包括感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊外殼240，該外殼包含CLN感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊20。感應(yīng)燈200固定在外殼240的下邊緣。感應(yīng)燈200沿遠(yuǎn)離外殼240的方向向下傳輸光線。圖10更好地示出了感應(yīng)燈200，在某些實(shí)施方案中，它包括環(huán)形熒光燈管。
[0057]對(duì)于其他事項(xiàng)，本發(fā)明提供了一個(gè)用于為以一定射頻頻率工作的開關(guān)-模式功率變換器提供共模噪聲抑制的電容屏蔽罩和阻尼網(wǎng)絡(luò)。在隨后的權(quán)利要求書中提出了本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種為感應(yīng)燈供電的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，包括: 一個(gè)印刷電路板，包括一個(gè)劃分成一個(gè)接地部位和一個(gè)印刷電路板接地部位的上層，其中，所述接地部位是與所述印刷電路板接地部位電絕緣的； 一個(gè)散熱器，位于所述印刷電路板的相反的底層，并且與所述印刷電路板的接地部位電連接，所述散熱器的尺寸，延伸超出所述印刷電路板的至少一個(gè)外緣，并且，其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間； 一個(gè)交流電接收連接器，和一個(gè)位于所述印刷電路板的接地部位的EMI濾波器； 一個(gè)夾在下絕緣墊板和上絕緣墊板之間的長(zhǎng)形電容屏蔽罩，所述絕緣墊板位于所述電容屏蔽罩的相反的外表面上，其中，所述電容屏蔽罩和所述上和下絕緣墊板是在所述散熱器的整個(gè)長(zhǎng)度上分布的，靠近所述印刷電路板的至少一個(gè)邊緣，其中，所述電容屏蔽罩是通過所述下絕緣墊板與所述散熱器電絕緣的； 一個(gè)阻尼網(wǎng)絡(luò)，將所述電容屏蔽罩與所述印刷電路板接地部位電連接在一起； 一個(gè)與所述EMI濾波器連接的整流器，其中，所述整流器設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣； 一個(gè)功率因素校正電路，與所述整流器連接，并且位于所述印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;和 一個(gè)與所述開關(guān)-模式功率變換器連接的輸出功率逆變電路，所述輸出功率逆變電路位于所述印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣； 其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間，并且，其中，所述電容屏蔽罩和所述阻尼網(wǎng)絡(luò)提供共模噪聲抑制。2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，來自所述輸出功率逆變電路的輸出以一種射頻頻率工作，并且，所述阻尼網(wǎng)絡(luò)包括電阻器和鐵氧體中的至少一個(gè)，它能減弱共振和諧波，從而使與所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊連接的室外電纜附帶發(fā)生的射頻播散最小化。3.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，還包括: 一個(gè)用于與其他裝置無線通信的zigbee電路； 一個(gè)用于為所述功率因素校正電路、所述輸出功率逆變電路和所述zigbee電路提供供電電壓的回掃電路;和 一個(gè)控制器，用于操縱所述電路，并用于通過所述zigbee電路啟動(dòng)對(duì)所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的遠(yuǎn)程無線控制。4.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，提供用于驅(qū)動(dòng)燈具的在大約300瓦特和大約500瓦特之間的輸出功率。5.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，所述上層和下層由所述印刷電路板的四層中的兩層組成。6.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，所述整流器包括一個(gè)橋式整流器，所述功率因素校正電路的開關(guān)-模式功率變換器包括四個(gè)開關(guān)-模式功率變換器，而所述輸出逆變電路的開關(guān)-模式功率變換器包括兩個(gè)開關(guān)-模式功率變換器。7.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，所述阻尼網(wǎng)絡(luò)和所述電容屏蔽罩使開關(guān)-模式功率變換器產(chǎn)生的共振頻率附帶輸出最小化。8.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，所述開關(guān)-模式功率變換器包括輸出功率二極管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管。9.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，還包括將所述功率變換器和所述印刷電路板固定在所述散熱器上的導(dǎo)熱的緊固件，所述緊固件能夠從功率變換器向所述散熱器導(dǎo)熱。10.如權(quán)利要求9所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，還包括將所述印刷電路板固定在所述散熱器上并且將所述印刷電路板的接地部位與所述散熱器電連接在一起的接地緊固件。11.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，所述功率因素校正電路的開關(guān)-模式功率變換器包括兩個(gè)輸出功率二極管和兩個(gè)功率因素校正場(chǎng)效應(yīng)晶體管。12.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，還包括一個(gè)用于檢測(cè)溫度的溫度傳感器，和一個(gè)用于根據(jù)檢測(cè)到的溫度操縱所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的作業(yè)的控制器。13.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，其中，所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊包括一個(gè)連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊。14.一種連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，包括: 一個(gè)外殼； 一個(gè)位于所述外殼中的連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊，所述連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器t吳塊包括: 一個(gè)印刷電路板，包括一個(gè)劃分成一個(gè)接地部位和一個(gè)印刷電路板接地部位的上層，其中，所述接地部位是與所述印刷電路板接地部位電絕緣的； 一個(gè)散熱器，位于所述印刷電路板的相反的底層，并且與所述印刷電路板的接地部位電連接，所述散熱器的尺寸，延伸超出所述印刷電路板的至少一個(gè)外緣，并且，其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間； 一個(gè)交流電接收連接器，和一個(gè)位于所述所述印刷電路板的接地部位的EMI濾波器； 一個(gè)夾在下絕緣墊板和上絕緣墊板之間的長(zhǎng)形電容屏蔽罩，所述絕緣墊板位于所述電容屏蔽罩的相反的外表面上，其中，所述電容屏蔽罩和所述上和下絕緣墊板是在所述散熱器的整個(gè)長(zhǎng)度上分布的，靠近所述印刷電路板的至少一個(gè)邊緣，其中，所述電容屏蔽罩是通過所述下絕緣墊板與所述散熱器電絕緣的； 一個(gè)阻尼網(wǎng)絡(luò)，將所述電容屏蔽罩與所述印刷電路板接地部位電連接在一起； 一個(gè)與所述EMI濾波器連接的整流器，其中，所述整流器設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣； 一個(gè)功率因素校正電路，與所述整流器連接，并且位于所述印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;和 一個(gè)與所述開關(guān)-模式功率變換器連接的輸出功率逆變電路，所述輸出功率逆變電路位于印刷電路板接地部位，并且包括開關(guān)-模式功率變換器，設(shè)置在所述上絕緣墊板上，靠近所述電容屏蔽罩，并且與所述電容屏蔽罩和所述散熱器電絕緣;和 一個(gè)感應(yīng)燈，固定在所述外殼底部，并且由所述連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊控制， 其中，一個(gè)寄生電容出現(xiàn)在所述印刷電路板接地部位和所述散熱器之間，并且，其中，所述電容屏蔽罩和所述阻尼網(wǎng)絡(luò)提供共模噪聲抑制。15.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，其中，來自所述輸出功率逆變電路的輸出以大于200 KHz的射頻頻率工作，用于為所述感應(yīng)燈供電。16.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，其中，來自所述輸出功率逆變電路的輸出以一種射頻頻率工作，并且，所述阻尼網(wǎng)絡(luò)包括電阻器和鐵氧體中的至少一個(gè)，它能減弱共振和諧波，從而使與所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊連接的室外電纜附帶發(fā)生的射頻播散最小化。17.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，其中，所述阻尼網(wǎng)絡(luò)和所述電容屏蔽罩使所述開關(guān)-模式功率變換器產(chǎn)生的共振頻率附帶輸出最小化。18.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，其中，所述連接光節(jié)點(diǎn)感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊還包括一個(gè)用于檢測(cè)溫度的溫度傳感器，和一個(gè)用于根據(jù)檢測(cè)到的溫度操縱所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的作業(yè)的控制器。19.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器系統(tǒng)，其中，所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊還包括: 一個(gè)用于與其他裝置無線通信的zigbee電路； 一個(gè)用于為所述功率因素校正電路、所述輸出功率逆變電路和所述zigbee電路提供供電電壓的回掃電路;和 一個(gè)控制器，用于操縱所述電路，并用于通過所述zigbee電路啟動(dòng)對(duì)所述感應(yīng)發(fā)光鎮(zhèn)流器模塊的遠(yuǎn)程無線控制。
【文檔編號(hào)】H05B41/28GK106068679SQ201480077333
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2014年6月16日 公開號(hào)201480077333.2, CN 106068679 A, CN 106068679A, CN 201480077333, CN-A-106068679, CN106068679 A, CN106068679A, CN201480077333, CN201480077333.2, PCT/2014/42506, PCT/US/14/042506, PCT/US/14/42506, PCT/US/2014/042506, PCT/US/2014/42506, PCT/US14/042506, PCT/US14/42506, PCT/US14042506, PCT/US1442506, PCT/US2014/042506, PCT/US2014/42506, PCT/US2014042506, PCT/US201442506
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