[发明专利]用于直流供电的吊顶系统中的照明器材的具有自动极性保护和应急备份的高效直流镇流器结构

说明书

背景技术

建筑结构中的传统吊顶或悬顶系统包括网格框架，框架组件在天花板平面内沿纵向和横向延伸而相互正交，并且交叉处构成多个通常是四边形的多边形开口，在这些开口内插入并支撑照明器材、天花板瓷砖、风道、扬声器等类似的天花板部件。天花板系统提供对建筑基础设施及其它机械和电气服务的视觉和听觉屏障及其它功能，其中，建筑基础设施是诸如喷淋管、水管、空调通道、电气管道、电源线缆、电话线缆、计算机网络线缆、线缆托架、接线盒等，天花板系统通常安装在建筑结构的实际天花板和悬挂框架之间的头顶空间内。

希望对办公环境或家庭环境中的不同电气设备提供直流(DC)电压以使其运转，因而，例如在美国专利7,661,229中，在先技术已提出通过在框架组件内沿框架组件支撑电导体或电线，而把直流电源集成在天花板系统中。电线连接到直流电源的正负极端子。电抽头用于把正负极电源端子连接到电气设备上的输入端。

还希望从上述直流供电的天花板系统对例如具有直流镇流器的荧光照明器材的照明器材供电。照明器材安装在所选的一个开口中，例如直接安装在新安装部或已有安装部的任何所选开口中，新的照明器材可替代同一开口内的另一照明器材，或者，可把已有照明器材从一个开口重新布置到另一开口以适合不同照明需求。照明器材可以有意或无意地以不同朝向安装在所选开口内，也就是说，照明器材可以安装在纵向延伸的框架组件的纵向，或者可调转九十度，并且可以安装在横向延伸的框架组件的横向。

然而，由于照明器材只能由一个朝向的直流电源实现正确供电，另一朝向的直流电源会提供错误供电，所以不同朝向会为直流镇流器带来直流极性问题。具体而言，镇流器的一个直流输入正极端必须连接到直流电源的正极端，而镇流器的另一直流输入负极端必须连接到直流电源的负极端。在照明器材的一个朝向可实现这些正确电连接，但是在照明器材的另一朝向不能实现。当然，具有错误电连接的照明器材不能正确工作，实际上，照明器材会被损坏，因而需要修理以及/或者更换。

发明内容

简而言之，本发明的一个特征在于用于安装在吊顶系统中的照明器材的镇流器结构，优选地，照明器材具有一个或多个荧光灯和镇流器，吊顶系统具有框架组件在天花板平面内沿纵向和横向延伸而相互交叉并且限定多个开口的网格框架。在如办公环境或家庭环境中的吊顶系统为直流供电，具有直流(DC)电源从而为诸如照明器材等的电气设备供电。照明器材安装在所选的一个开口内，而且在所选开口内能够有意或无意地设置成不同朝向，也就是说，照明器材可以安装在纵向延伸的框架组件的纵向，或者可调转九十度，可以安装在横向延伸的框架组件的横向。

如上所述，由于在先技术的照明器材镇流器只能由一个朝向的直流电源实现正确供电，另一朝向的直流电源会提供错误供电，所以这些不同的朝向会产生直流极性问题。具体而言，在先技术的镇流器具有必须连接到直流电源正极端的一个直流输入正极端，以及必须连接到直流电源负极端的另一直流输入负极端。

根据本发明的一方面，本发明的镇流器结构具有连接到一对直流输入端的自动极性保护电路，用于不管器材安装成任何朝向都提供极性恒定的输出直流电压。因而，无论直流电源的正极端或负极端连接到镇流器结构的哪个输入端，产生的输出直流电压一直具有相同极性，例如为正极性。因而，照明器材在所选开口内的位置不像在先技术中那般重要。

在优选实施例中，保护电路是高效直流-直流电桥并包括第一支路和第二支路，第一支路具有类型相反的第一对金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，第二支路具有类型相反的第二对MOSFET，两个支路在第一对MOSFET和第二对MOSFET之间桥接在一起。保护电路还包括多个齐纳二极管，用于保持MOSFET的栅极偏置电压为稳定值。由于MOSFET的插入损耗低，因此来自保护电路的输出直流电压和来自直流电源的供电直流电压的差小于十分之一伏特。这与基于二极管的传统电桥相比是有利的，基于二极管的传统电桥插入损耗高得多因而效率较低。

镇流器结构包括：主直流镇流器电路，其包括由保护电路的输出直流电压供电的主直流镇流器，用以在正常工作期间使器材中的灯被点亮；以及应急备份直流镇流器电路，用以在直流电源出现故障的应急工作期间使器材中的灯被点亮。感测电路有益地感测直流电源故障，并在感测到该故障时启动应急备份直流镇流器电路。应急备份直流镇流器电路包括：电池，用于在正常工作期间被输出直流电压充电到充电直流电压；以及应急直流镇流器，由来自电池的充电直流电压供电，以在应急工作期间使器材中的灯被点亮。