低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器的製作方法

2023-05-24 19:03:56

專利名稱：低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高頻電子鎮流器，具體涉及一種低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器。
電子鎮流器輸入電流畸變的大小與電子鎮流器的輸入功率因數相關，輸入電流的波形畸變越小，輸入功率因數就越高。現有的無源類高功率因數電子鎮流器，如逐流式或雙泵式電子鎮流器的輸入參數只能達到IEC929和GB/T15144標準中的H類要求，不能達到低畸變的L類要求。而且逐流電路的燈電流波峰比還大於1.7。對於要求低畸變高輸入功率因數的使用場合，上述已有技術達不到要求。
本實用新型為解決上述問題而提出的，其目的在於提供一種低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器。
本實用新型的低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器，包含對電網電壓進行橋式整流的橋式整流器，以所述橋式整流器輸出電壓為供電電壓的高頻振蕩器，利用負載的部分高頻電流產生兩個輔助電壓與所述橋式整流器輸出電壓疊加供給所述高頻振蕩器的第一輔助電源，其特徵在於，所述電子鎮流器進一步包含利用負載的部分高頻電流產生直流補償電壓供給所述高頻振蕩器以改善所述橋式整流器輸入電流波形的第二輔助電源，所述第二輔助電源包含電容器和二極體，所述電容器的一端接於所述第一輔助電源與負載相連的負載端，所述電容器的另一端與所述二極體的一端相連後接於所述橋式整流器輸出電壓的一端，所述二極體串接在所述橋式整流器向所述高頻振蕩器供電的一端支路中且所述二極體的另一端接於所述振蕩器的供電端。
按照上述本實用新型的技術方案，能以簡單結構實現上述發明目的，即按照本實用新型構成的無源類電子鎮流器具有低輸出燈電流波峰比(＜1.7)和高輸入功率因數(pf可達0.97～0.99)的優點。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的較佳實施例。


圖1是本實用新型一實施例的結構原理圖，圖2是本實用新型上述實施例的具體結構電路圖，圖3是本實用新型上述實施例的又一具體結構電路圖，圖4(a)是已有技術中未接入第二輔助電源時的輸入電壓電流波形圖，
圖4(b)是本實用新型接有第二輔助電源時的輸入電壓電流波形圖。
參見圖1，圖1是本實用新型實施例的結構原理圖，其中第二輔助電源4為本實用新型的發明特徵，給出了具體結構，其餘部分來自已有技術，故用框圖表示。由圖1可見，本實用新型的低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器D，包含對電網電壓VAC進行橋式整流的橋式整流器1，以橋式整流器1輸出電壓為供電電壓的高頻振蕩器2，利用負載L即螢光燈管Lpl-Lpn的部分高頻電流iL1產生兩個輔助電壓±ΔV與橋式整流器1輸出電壓VDC』疊加供給所述高頻振蕩器2的第一輔助電源3。負載L是一個或多個並聯連接的螢光燈管支路，各螢光燈管支路由各螢光燈管Lpl-Lpn兩端的一燈絲端串接一鎮流電感L31-L3n和跨接在所述螢光燈管兩端的另一燈絲端間的啟輝電路C11-C1n構成，並跨接在高頻振蕩器2的輸出端與第一輔助電源3的負載端O4之間。電子鎮流器D進一步包含利用負載L的另一部分高頻電流iL2產生直流補償電壓與橋式整流器1輸出電壓VDC』疊加供給高頻振蕩器2以改善橋式整流器1輸入電流波形的第二輔助電源4，第二輔助電源4包含電容器C5和二極體D5，電容器C5的一端接於第一輔助電源與負載相連的負載端O4，電容器C5的另一端與二極體D5的正端相連後接於橋式整流器1輸出電壓的正端+，二極體D5串接在橋式整流器1向高頻振蕩器2供電的正端+支路中且二極體D5的負端接于振蕩器2的正供電端S+。
在上述實施例中，高頻振蕩器2是一種半橋式對稱振蕩器，採用了兩個n-p-n三極體組成。若採用p-n-p三極體組成或採用其它類型振蕩器需負電壓供電時，所述二極體D5的負端應與電容器C5的另一端相連後接於橋式整流器1輸出電壓的負端-，二極體D5應串接在橋式整流器1向高頻振蕩器2供電的負端-支路中且二極體D5的正端接于振蕩器2的負供電端S-。
第一輔助電源3利用負載即螢光燈管L的部分高頻電流iL1產生兩個輔助電壓±ΔV與橋式整流器1輸出電壓VDC』疊加供給所述高頻振蕩器2以改善高頻燈電流iL的波峰比，使波峰比CFi＜1.7。這屬已有技術範疇，故這裡不再贅述。
此外，在電網與橋式整流器1之間可接有濾波器5用於濾波、抗幹擾和隔離，在振蕩器2的輸出可接有異常保護電路6對該振蕩器2進行控制，在螢光燈出現燈不啟動、整流效應或啟輝電路短路等呈低阻特性的異常情況下對電子鎮流器實施保護。這些特徵也屬於已有技術範疇，這裡不再贅述。
本實用新型的關鍵在於增加了第二輔助電源4，以改善橋式整流器1的輸入電流的波形提高輸入功率因數，其原理參見圖4(a)和圖4(b)加以說明，其中uλ是橋式整流器1的輸入電壓。圖4(a)是未接入第二輔助電源4時橋式整流器1的輸入電流電壓的波形圖，其中輸入電流i入呈「鏝頭」狀，在0°，180°，......等處有25°～～30°的間斷，這樣的波形通過分析、積分，其功率因數Pf只能達到0.93～0.95之間，其諧波總量THD為0.3左右，其中三次諧波雖然在0.37λ以下，但也在0.28～0.34λ之間，只能達到H類的要求。
參見圖4(b)，該圖顯示了本實用新型的第二輔助電源4對橋式整流器1輸入電流i入波形的改善情況。由於第二輔助電源4中的電容C5把來自負載端(即螢光燈管的一端)O4的高頻燈電流的一部分iL2經過第二輔助電源4中的二極體D5再整流在對應於橋式整流器1輸入電流i入的間斷處加上一個小直流電壓的補償電壓，使供電直流得到提高，波峰係數變小(當輸入電壓uλ＝220V時，第一輔助電源4可提供約20～25V的補償電壓)，同時，在燈電流的負半周通過橋式整流器1向其輸入端提供一個反向電流，從該輸入端看等效於流入一個正向電流，從而消除了輸入電流i入的間斷使波形得到改善，使i入近似為正弦波，提高了功率因數Pf，使Pf達0.97～0.99，使THD＜0.2，3rd＜30λ，5rd＜0.07，7rd＜0.05，9rd＜0.03，11～39rd＜0.02。因此，按照本實用新型的電子鎮流器，其輸入輸出參數可達L類要求。
現在回到圖1，由於第二輔助電源4的作用，使從橋式整流器1的輸入端看，整個電子鎮流器D相當於一個「純電阻」，故這樣的電子鎮流器D可與串接在電網間的普通白熾燈用可控矽調光器7構成可調光的電子鎮流器，能夠消除調光時的螢光燈的閃爍現象。
參見圖2，這裡給出了本實用新型一實施例的具體線路圖。其中，互感元件L1、電容C6和C7構成圖1中濾波器5；二極體D6～D構成橋式整流器1；三極體Q1、Q2、二極體D10～D12、電阻R1～R6、電感L2、L42、L43、L31～L3n及電容C8～C9組成高頻振蕩器2；螢光燈Lpl～Lpn為電子鎮流器的負載；電容C1～C4、二極體D1～D4構成第一輔助電源3；電容C5和二極體D5構成第二輔助電源4。
參見圖3，這裡給出了本實用新型電子鎮流器的又一具體線路圖。其中，三極體T3、二極體D12、觸發二極體D18、電阻R12～R15和電容C10～C11構成圖1中異常保護電路6。
由圖2、圖3可見，具體已有技術的線路可有種種變化，某個特定的具體線路不能作為對本實用新型的限定。本實用新型的電子鎮流器應由所附權利要求書所確定的範圍加以限定。
權利要求1.一種低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器，包含對電網電壓進行橋式整流的橋式整流器，以所述橋式整流器輸出電壓為供電電壓的高頻振蕩器，利用負載的部分高頻電流產生兩個輔助電壓與所述橋式整流器輸出電壓疊加供給所述高頻振蕩器的第一輔助電源，其特徵在於，所述電子鎮流器進一步包含利用負載的部分高頻電流產生直流補償電壓供給所述高頻振蕩器以改善所述橋式整流器輸入電流波形的第二輔助電源，所述第二輔助電源包含電容器和二極體，所述電容器的一端接於所述第一輔助電源與負載相連的負載端，所述電容器的另一端與所述二極體的一端相連後接於所述橋式整流器輸出電壓的一端，所述二極體串接在所述橋式整流器向所述高頻振蕩器供電的一端支路中且所述二極體的另一端接於所述振蕩器的供電端。
2.如權利要求1所述的電子鎮流器，其特徵在於，所述負載是一個或多個並聯連接的螢光燈管支路，所述各螢光燈管支路由螢光燈管兩端的一燈絲端串接一鎮流電感和跨接在所述螢光燈管兩端的另一燈絲端間的啟輝電路構成，並跨接在所述高頻振蕩器的輸出端與所述第一輔助電源的負載端之間。
3.如權利要求1或2所述的電子鎮流器，其特徵在於，所述鎮流器進一步包含接於所述電網與所述整流器之間用於濾波和隔離的濾波器。
4.如權利要求3所述的電子鎮流器，其特徵在於，所述鎮流器進一步包含利用所述振蕩器的輸出對所述螢光燈管的異常進行異常保護的異常保護電路。
5.如權利要求4所述的電子鎮流器，其特徵在於，在所述濾波器輸入端的任一端與電網之間可串接有對所述螢光燈管調光的可控矽調光器。
專利摘要一種低燈電流波峰比的高功率因數電子鎮流器,包含橋式整流器,高頻振蕩器,第一輔助電源,其特徵在於,電子鎮流器還包含利用負載的部分高頻電流產生直流補償電壓供給高頻振蕩器改善橋式整流器輸入電流波形的第二輔助電源,該電源包含電容器和二極體,電容器的一端接於負載端,電容器的另一端與二極體的一端相連後接於橋式整流器輸出電壓的一端,二極體的另一端接于振蕩器的供電端。該鎮流器具有輸出燈電流波峰比小和輸入功率因數高的優點。
文檔編號H05B41/28GK2394401SQ9924002
公開日2000年8月30日 申請日期1999年10月25日 優先權日1999年10月25日
發明者楊長根, 俞志龍 申請人:俞志龍, 楊長根