Результат интеллектуальной деятельности: ВЫХОДНАЯ СХЕМА ДЛЯ МАГНИТНОГО/ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к схеме для приема выходного сигнала из трансформатора. Кроме того, изобретение относится к устройству.

Примерами такого устройства являются лампы и их части, такие как трансформаторы и преобразователи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В документе US 2004/0095785 A1 раскрывается способ и устройство для обеспечения фильтрации введенных электромагнитных помех в источниках питания. Упомянутая фильтрация электромагнитных помех реализуется посредством фильтра, содержащего конденсатор, расположенный между выпрямителем и силовым преобразователем, индуктивности, расположенной между упомянутым выпрямителем и упомянутым силовым преобразователем или между источником переменного тока и упомянутым выпрямителем, и емкости упомянутого источника переменного тока.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача изобретения заключается в обеспечении улучшенной схемы, которая может обрабатывать прием выходных сигналов по меньшей мере из двух различных типов трансформаторов. Дополнительная задача изобретения заключается в обеспечении улучшенного устройства.

Согласно первому аспекту, обеспечена схема для приема выходного сигнала из трансформатора, причем схема содержит фильтр и выключатель для установки фильтра в активированный режим в случае, если трансформатор является магнитным трансформатором, и для установки фильтра в деактивированный режим в случае, если трансформатор является электронным трансформатором.

Можно различать по меньшей мере два различных типа трансформаторов: магнитные трансформаторы и электронные трансформаторы. Магнитные (пассивные) трансформаторы содержат, например, стальной сердечник и обмотки, изготовленные из меди. Электронные (активные) преобразователи содержат, например, импульсный источник питания на основе полного мостового преобразователя или полумостового преобразователя.

Иногда, например, в случае замены галогенной лампы или флуоресцентной лампы на один или более светоизлучающих диодов имеющийся в наличии трансформатор не может быть заменен или не должен быть заменен. Этот трансформатор может быть любым из двух различных типов трансформаторов.

Упомянутая схема содержит фильтр и выключатель. В случае если трансформатор является магнитным трансформатором, выключатель устанавливает фильтр в активированный режим. В случае если трансформатор является электронным трансформатором, выключатель устанавливает фильтр в деактивированный режим. В результате, магнитный трансформатор комбинируется с фильтром в активированном режиме. В случае если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, то фильтр находится в деактивированном режиме.

Изобретение основано на таком наблюдении, что электронные трансформаторы уже содержат фильтры подавления электромагнитных помех, а магнитные трансформаторы не содержат такие фильтры подавления электромагнитных помех. Изобретение основано на основной идее, заключающейся в том, что магнитные трансформаторы должны приобретать (дополнительную) фильтрацию, а электронные трансформаторы не должны приобретать упомянутую (дополнительную) фильтрацию.

Вариант осуществления схемы определен посредством фильтра, находящегося в активированном режиме, выполняющего фильтрацию постороннего сигнала, поступающего из преобразователя, и фильтра, находящегося в деактивированном режиме, не выполняющего фильтрацию какого-либо сигнала. В результате, посторонний сигнал, такой как шум, поступающий из преобразователя, ввод которого соединен с выходом схемы, фильтруется посредством комбинации магнитного трансформатора и фильтра в активированном режиме, а посторонний сигнал, такой как шум, поступающий из преобразователя, ввод которого соединен с выходом схемы, фильтруется посредством самого электронного трансформатора без задействованного фильтра. В активированном режиме фильтр оказывает относительно высокое влияние и удаляет, совместно с магнитным трансформатором, шум, поступающий из преобразователя, в относительно высокой степени, а в деактивированном режиме, фильтр оказывает относительно низкое влияние и лишь в относительно низкой степени или совсем не создает помехи в работе электронного трансформатора. Упомянутый шум может дать в результате проблемы при подключении к электрической сети и при подключении оборудования в непосредственной близости от схемы.

Вариант осуществления схемы определен посредством фильтра, содержащего конденсатор, выключателя, содержащего плавкий предохранитель, и при этом плавкий предохранитель формирует часть конденсатора или плавкий предохранитель последовательно соединен с конденсатором. В случае если трансформатор имеет форму магнитного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал с относительно низкой частотой. Такой сигнал с относительно низкой частотой даст в результате относительно небольшой ток, протекающий через конденсатор, причем относительно небольшой ток не будет приводить плавкий предохранитель в непроводящий режим. В случае если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно более высокой частоты. Такой сигнал относительно более высокой частоты даст в результате относительно больший ток, протекающий через конденсатор, причем относительно больший ток приведет плавкий предохранитель в непроводящий режим. В результате в случае, если трансформатор имеет форму магнитного трансформатора, то конденсатор соединен с трансформатором и будет формировать, вместе с индуктивностью рассеяния магнитного трансформатора, фильтр подавления электромагнитных помех. В случае если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, то конденсатор отсоединяется от трансформатора.

Вариант осуществления схемы определен в том смысле, что он дополнительно содержит датчик для обнаружения того, является ли трансформатор магнитным трансформатором или электронным трансформатором, и для управления выключателем в ответ на результат обнаружения. Датчик выполнен с возможностью различения обоих типов трансформаторов визуально, или аналитически, или иным способом и выполнен с возможностью управления выключателем. В результате, в случае если трансформатор имеет форму магнитного трансформатора, то фильтр соединен с трансформатором и формирует, вместе с индуктивностью рассеяния магнитного трансформатора, фильтр подавления электромагнитных помех. В случае если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, то фильтр отсоединяется от трансформатора.

Вариант осуществления схемы определен посредством датчика, выполненного с возможностью обнаружения частотного сигнала в выходном сигнале трансформатора, и датчика, содержащего устройство сравнения для сравнения результата обнаружения с пороговым значением. Как было описано выше, в случае, если трансформатор имеет форму магнитного трансформатора, его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно низкой частоты, и в случае, если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно более высокой частоты и т.д.

Вариант осуществления схемы определен посредством фильтра, содержащего конденсатор, последовательно соединенный с выключателем или являющийся частью выключателя. Как было описано выше, в случае, если трансформатор имеет форму магнитного трансформатора, то конденсатор соединен с трансформатором и формирует, вместе с индуктивностью рассеяния магнитного трансформатора, фильтр подавления электромагнитных помех. В случае если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, то конденсатор отсоединяется от трансформатора.

Согласно второму аспекту, обеспечено устройство, содержащее упомянутую схему и дополнительно содержащее выпрямитель. Так, схема может принимать выходной сигнал непосредственно из трансформатора или опосредованно через выпрямитель. Такой выпрямитель содержит, например, один диод, или два диода, или четыре диода в мосте. Каждый диод может быть физическим диодом, или стабилитроном, или частью транзистора, или другим элементом с функцией диода и т.д.

Вариант осуществления устройства определен посредством фильтра, находящегося в активированном режиме, выполняющего фильтрацию постороннего сигнала, поступающего из преобразователя, и фильтра, находящегося в деактивированном режиме, не выполняющем фильтрацию какого-либо сигнала.

Вариант осуществления устройства определен посредством схемы, соединенной с входом выпрямителя, причем фильтр содержит конденсатор, выключатель содержит плавкий предохранитель, и плавкий предохранитель формирует часть конденсатора или плавкий предохранитель последовательно соединен с конденсатором.

Вариант осуществления устройства определен посредством схемы, дополнительно содержащей датчик для обнаружения того, является ли трансформатор магнитным трансформатором или электронным трансформатором, и для управления выключателем в ответ на результат обнаружения, причем фильтр соединен с вводом или выводом схемы выпрямителя, и датчик, соединенный с клеммой выпрямителя. В случае выпрямителя, имеющего форму моста с четырьмя диодами, клемма может быть одним из вводов или одним из выводов моста.

Вариант осуществления устройства определен посредством датчика, выполненного с возможностью обнаружения частотного сигнала в выходном сигнале трансформатора, и датчика, содержащего устройство сравнения для выполнения сравнения результата обнаружения с пороговым значением.

Вариант осуществления устройства определен посредством фильтра, содержащего конденсатор, последовательно соединенный с выключателем или формирующий часть выключателя.

Вариант осуществления устройства определен в том смысле, что он дополнительно содержит трансформатор, вывод которого соединен с вводом схемы.

Вариант осуществления устройства определен в том смысле, что он дополнительно содержит преобразователь, ввод которого соединен с выводом схемы. Такой преобразователь является, например, преобразователем «постоянного тока в постоянный», такой как, например, повышающий преобразователь и т.д.

Вариант осуществления устройства определен в том смысле, что он дополнительно содержит один или более светоизлучающих диодов, соединенных с выводом преобразователя.

Была решена проблема обеспечения улучшенной схемы. Дополнительное преимущество состоит в том, что в случае если трансформатор имеет форму магнитного трансформатора, то выполняется полноценная фильтрация электромагнитных помех, и в случае если трансформатор имеет форму электронного трансформатора, то фильтр уже не будет создавать помехи электронному трансформатору, который уже сам способен выполнять полноценную фильтрацию электромагнитных помех.

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные далее в настоящем документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

НА ЧЕРТЕЖАХ:

Фиг. 1 изображает первый вариант осуществления схемы,

Фиг. 2 изображает второй вариант осуществления схемы,

Фиг. 3 изображает третий вариант осуществления схемы,

Фиг. 4 изображает вариант осуществления датчика,

Фиг. 5 изображает формы сигналов для электронного трансформатора, и

Фиг. 6 изображает формы сигналов для магнитного трансформатора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг. 1 изображен первый вариант осуществления схемы 1. Выводы трансформатора 2 соединены с вводами выпрямителя 3, содержащего четыре диода 31-34 в диодном мосте. Выводы выпрямителя 3 соединены с вводами преобразователя 4. Вводы (не показаны) трансформатора 2, например, соединены с источником напряжения переменного тока (не показан), возможно, через регулятор (не показан). Выводы (не показаны) преобразователя 4, например, соединены с одним или более светоизлучающими диодами (не показаны).

Схема 1 содержит последовательное соединение фильтра 11 и выключателя 12, и это последовательное соединение соединено с выводами трансформатора 2. Фильтр 11, например, может быть конденсатором, а выключатель 12 может быть, например, помимо прочего, плавким предохранителем.

Можно различать по меньшей мере два различных типа трансформаторов 2: магнитные трансформаторы и электронные трансформаторы. Магнитные трансформаторы, например, содержат стальной сердечник и обмотки, изготовленные из меди. Электронные трансформаторы, например, содержат импульсный источник питания на основе полного мостового преобразователя или полумостового преобразователя.

В случае если трансформатор 2 имеет форму магнитного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно низкой частоты. Такой сигнал относительно низкой частоты даст в результате относительно небольшой ток, протекающий через конденсатор, и этот относительно небольшой ток будет сохранять плавкий предохранитель в проводящем режиме. В случае если трансформатор 2 имеет форму электронного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно более высокой частоты. Такой сигнал относительно более высокой частоты даст в результате относительно больший ток, протекающий через конденсатор, и этот относительно больший ток приведет плавкий предохранитель в непроводящий режим. В результате, в случае если трансформатор 2 имеет форму магнитного трансформатора, то конденсатор соединен с трансформатором 2 и формирует, вместе с индуктивностью рассеяния магнитного трансформатора, фильтр подавления электромагнитных помех. В случае если трансформатор 2 имеет форму электронного трансформатора, то конденсатор окончательно отсоединяется от трансформатора 2.

В самых общих чертах, в случае, если трансформатор 2 является магнитным трансформатором, то выключатель 12 устанавливает фильтр 11 в активированный режим. В случае если трансформатор 2 является электронным трансформатором, то выключатель 12 устанавливает фильтр 11 в деактивированный режим. В результате, магнитный трансформатор комбинируется с фильтром 11 в активированном режиме. В случае если трансформатор 2 имеет форму электронного трансформатора, то фильтр 11 находится в деактивированном режиме.

В активированном режиме выполняется фильтрация (по существу, удаление) постороннего сигнала, такого как шум, поступающего из преобразователя 4, посредством комбинации магнитного трансформатора и фильтра 11, находящегося в активированном режиме, а в деактивированном режиме выполняется фильтрация (по существу, удаление) постороннего сигнала, такого как шум, поступающего из преобразователя 4, посредством самого электронного трансформатора без задействования фильтра 11.

На Фиг. 2 изображен второй вариант осуществления схемы 1. В свою очередь, схема 1 содержит последовательное соединение фильтра 11 и выключателя 12, причем в данном случае последовательное соединение соединено с выводами выпрямителя 3. Фильтр 11 может быть, например, конденсатором, а выключатель 12 может быть, например, управляемым выключателем. Второй вариант осуществления дополнительно отличается от первого варианта осуществления в том смысле, что схема 1 содержит датчик 13 для обнаружения того, является ли трансформатор 2 магнитным трансформатором или электронным трансформатором, и для управления выключателем 12 в ответ на результат обнаружения выполненный/произведенный посредством датчика 13. Датчик 13 выполнен с возможностью различения обоих типов трансформаторов 2 визуально, или аналитически, или иным способом. В результате, в случае, если трансформатор 2 имеет форму магнитного трансформатора, то фильтр 11 соединяется с трансформатором 2 (в данном случае, через выпрямитель 3) и будет формировать, вместе с индуктивностью рассеяния магнитного трансформатора, фильтр подавления электромагнитных помех. В случае если трансформатор 2 имеет форму электронного трансформатора, фильтр 11 отсоединяется от трансформатора 2.

Для обеспечения возможности различения обоих типов трансформаторов 2, вводы датчика 13 соединяются с выводами трансформатора 2. Альтернативно, вводы датчика 13 могут быть соединены с выводами выпрямителя 3 или с одним вводом и одним выводом выпрямителя 3 и т.д. Альтернативно, последовательное соединение может быть соединено с вводами выпрямителя 3.

Предпочтительно датчик 13 выполнен с возможностью обнаружения частотного сигнала в выходном сигнале трансформатора 2, и датчик 13 содержит устройство 15 сравнения для сравнения результата 14 обнаружения, выполненного/произведенного посредством датчика 13, с пороговым значением. Как было описано выше, в случае, если трансформатор 2 имеет форму магнитного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно низкой частоты (например, 50 Гц или 60 Гц), и в этом случае выключатель 12 должен быть помещен в проводящий режим, и в случае, если трансформатор 2 имеет форму электронного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно более высокой частоты (например, >10 кГц), и в этом случае выключатель 12 должен быть помещен в непроводящий режим, и т.д.

Второй вариант осуществления не является «окончательным» вариантом осуществления, но может «неоднократно» реагировать на новые ситуации.

Для обоих вариантов осуществления будет возможно большое количество альтернатив. Например, выключатель 12 в форме плавкого предохранителя может формировать часть фильтра 11, и фильтр 11 в форме конденсатора может формировать часть выключателя 12. Не должны исключаться и другие соединения фильтра 11 и выключателя 12, такие как параллельные соединения, и другие фильтры 11, такие как катушки индуктивности или комбинации конденсаторов и катушек индуктивности или комбинации реактивных элементов и резисторов. Вид фильтра 11 и вид требуемого соединения могут зависеть от того, какая реакционная способность должна быть активирована/деактивирована, и от того, каким образом эта реакционная способность должна быть активирована/деактивирована.

На Фиг. 3 изображен третий вариант осуществления схемы 1, который отличается от второго варианта осуществления только тем, что вводы датчика 13 теперь присоединены к одному вводу и одному выводу выпрямителя 3.

На Фиг. 4 изображен вариант осуществления датчика 13 для третьего варианта осуществления схемы 1, как показано на Фиг. 3. Датчик 13 содержит конденсатор 41 (фильтр верхних частот), соединенный с упомянутым вводом выпрямителя 3 и с одной стороной стабилитрона 42 (устройства определения напряжения) и с одной стороной диода 43 (выпрямителя). Другая сторона стабилитрона 42 соединена с упомянутым выводом (заземлением) выпрямителя 3, а другая сторона диода 43 соединена с одной стороной резистора 44, и с одной стороной конденсатора 45 (буфера), и с одной стороной резистора 46. Другая сторона резистора 44 и другая сторона конденсатора 45 соединены с упомянутым выводом (заземлением) выпрямителя 3, а другая сторона резистора 46 соединена с управляющим электродом транзистора 47. Первый главный электрод транзистора 47 соединен с упомянутым выводом (заземлением) выпрямителя 3, а второй главный электрод транзистора 47 соединен с одной стороной резистора 48, с другой стороны которого осуществляется прием сигнала напряжения из источника 49 напряжения. Второй главный электрод транзистора 47 дополнительно соединен с управляющим электродом транзистора MOSFET (полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник), который, в данном случае, формирует выключатель 12. Первая главная сторона этого транзистора MOSFET соединена с упомянутым выводом (заземлением) выпрямителя 3, а вторая главная сторона этого транзистора MOSFET соединена через фильтр 11 с другим выводом упомянутого выпрямителя 3. Не должны исключаться и другие виды выключателей, такие как другие виды транзисторов и механических выключателей и т.д.

В случае если трансформатор 2 имеет форму магнитного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно низкой частоты, и в этом случае элементы 41-46 предоставят первый результат обнаружения в форме сигнала относительно низкого напряжения на управляющий электрод транзистора 47, в ответ на этот первый результат обнаружения транзистор 47 не будет проводить. В результате, выключатель 12 принимает сигнал относительно высокого напряжения на его управляющий электрод через резистор 48 и источник 49 напряжения и помещается в режим проведения. В случае если трансформатор 2 имеет форму электронного трансформатора, то его выходной сигнал будет содержать сигнал относительно более высокой частоты, и в этом случае элементы 41-46 предоставят второй результат обнаружения в форме сигнала относительно высокого напряжения на управляющий электрод транзистора 47, в ответ на который второй результат обнаружения транзистор 47 будет проводить. В результате, выключатель 12 принимает сигнал относительно низкого напряжения на его управляющий электрод и помещается в непроводящий режим и т.д.

Таким образом, элементы 41-46 предоставляют результат 14 обнаружения на устройство 15 сравнения, которое реализуется при помощи транзистора 47, и оно выполняет сравнение сигнала напряжения, предоставленное посредством элементов 41-46, с его пороговым напряжением, которое необходимо между управляющим электродом и первым главным электродом. Однако изобретение не ограничено этим вариантом осуществления датчика, и будет возможно множество других альтернативных вариантов осуществления датчика 13. Например, последовательный конденсатор 41 может быть заменен и/или скомбинирован с катушкой индуктивности, параллельно соединенной со стабилитроном 42, и другие устройства сравнения могут быть реализованы при помощи других транзисторных конструкций и/или операционных усилителей и т.д.

На Фиг. 5 изображены формы сигналов в случае присутствия электронного трансформатора. С левой стороны верхняя форма сигнала изображает сигнал выходного напряжения, поступающий из трансформатора 2, средняя форма сигнала изображает сигнал входного напряжения, представленный на датчик 13, и нижняя форма сигнала изображает сигнал входного напряжения, представленный на выключатель 12. Все формы сигналов с левой стороны показаны для первых 20 мс. С правой стороны показаны те же самые формы сигналов, но теперь на временном интервале от 0,95 мс до 1,07 мс, для пояснения запуска электронного трансформатора. Как только сигнал относительно более высокой частоты в выходном сигнале электронного трансформатора обнаружен, выключатель 12 помещается в непроводящий режим, и фильтр 11 деактивируется.

На Фиг. 6 изображены формы сигналов в случае присутствия магнитного трансформатора. В свою очередь, верхняя форма сигнала изображает сигнал выходного напряжения, поступающий из трансформатора 2, средняя форма сигнала изображает сигнал входного напряжения, представленный на датчик 13, и ниже форма сигнала изображает сигнал входного напряжения, представленный на выключатель 12. Все формы сигналов изображены для первых 20 мс. Выключатель 12 находится в проводящем режиме в течение всего времени, а фильтр 11 активирован.

Обобщая сказанное, схемы 1 для приема выходных сигналов из трансформаторов 2 содержат фильтры 11 и выключатели 12. Для магнитных/электронных трансформаторов фильтры 11 активированы/деактивированы, например, для выполнения/не выполнения фильтрации посторонних сигналов, поступающих из преобразователей 4. Фильтры 11 могут содержать конденсаторы. Выключатели 12 могут содержать плавкие предохранители. Выходные сигналы магнитных/электронных трансформаторов содержат сигналы относительно низкой/высокой частоты, которые дают в результате токи относительно небольшой/большой силы, протекающие через конденсаторы, и эти токи будут обуславливать перегорание/не перегорание плавких предохранителей. Конденсаторы, в случае их активации, формируют, вместе с индуктивностью рассеяния магнитных преобразователей, фильтры подавления электромагнитных помех. Альтернативно, схемы 1 могут дополнительно содержать датчики 13 для обнаружения типов трансформатора и для управления выключателями 12 в ответ на результаты обнаружения. Тогда, возможно, датчики 13 будут выполнены с возможностью обнаружения частотных сигналов в выходных сигналах и будут содержать устройства 15 сравнения для выполнения сравнения результатов 14 обнаружения с пороговыми значениями.

Несмотря на то что изобретение было подробно иллюстрировано и описано на чертежах и в предшествующем описании, такие иллюстрации и описание должны считаться иллюстративными или примерными, но не ограничивающими; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть реализованы и произведены посредством специалистов в данной области техники в процессе осуществления на практике заявленного изобретения, исходя из исследования чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличие других элементов или этапов, а признак единственного числа не исключает наличия множества. Тот факт, что конкретные меры сформулированы во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что комбинация этих мер не может быть успешно использована. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем.