[發明專利]有功率因數校正功能的燈用電子鎮流器

無效

• 申請號: 00800116.2
• 申請日: 2000-01-10
• 公開（公告）號: CN1293885A
• 公開（公告）日: 2001-05-02
• 發明（設計）人: 錢金榮;G·W·布魯寧
• 申請（專利權）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: H05B41/28
• 分類號: H05B41/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳增勇,傅康

本發明涉及用來驅動諸如熒光燈的放電燈的電子鎮流器，更詳細地說，涉及有源部件數目最小的這種鎮流器。

為了在高度競爭的市場上銷售，人們大量制造主要是磁耦合的自振逆變器。半橋逆變器得到廣泛應用，因為它們具有比較少的零件數。這樣的逆變器可以分類為兩組：利用具有飽和鐵心的電流變壓器并一般帶有功率BJT(雙極結型晶體管)的；和利用具有線性鐵心的電流變壓器并一般帶有MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)的。正如普通的技術人員都會意識到的，在這種情況下，線性鐵心工作在具有曲線形B-H特性的區域，而不是急劇變化的B-H特性的區域上的；就是說，任何時候光通量水平都是這樣的，使得勵磁電流的明顯增加總是伴隨著光通量水平的明顯增加。

美國專利5，608，295公開了一種具有在逆變器輸出和信號地之間的串聯負載電路中的線性鐵心諧振電感的鎮流器電路。該電感具有連接到開關晶體管的控制電極上的次級繞組。負載電路包括調諧電容C8和匹配變壓器的初級繞組。熒光燈連接到次級繞組或匹配變壓器的繞組，而一個或兩個附加的調諧電容連接在燈的兩端。反饋導體連接在匹配變壓器初級繞組一個抽頭和兩個串聯在全波橋式整流電路的AC輸入端兩端的47nf(毫微法拉)反饋電容之間的節點之間。這個專利傳授低頻(電源線)輸入電流對起載波作用的高頻反饋電流進行調幅，以便在低頻周期的大部分通過橋式整流器傳輸低頻輸入電流。因而，很清楚，線電流仍舊是不連續的。

本發明的一個目的是為電子鎮流器中的功率因數校正提供一種效能價格合算的解決方案。

按照本發明，在低頻至高頻的功率變換器中包括：

低頻線電壓的電容性電源阻抗源，它具有電源連接點，在所述連接點之間維持低頻線電壓，

直流電源電路，它具有至少兩個二極管和4個端子以及蓄能電容，這些端子中的兩個是連接到電源連接點的交流側端子，這些端子中的兩個是直流側端子，所述二極管中的一個連接在一個交流側端子和一個直流側端子之間。

半橋逆變器，它連接成從直流側端子接收直流電壓，所述逆變器包括兩個串聯的開關晶體管，并在所述晶體管之間具有輸出節點，用來提供高頻輸出電壓，和

負載電路，用來傳輸高頻電流，它連接在輸出節點和一個直流側端子之間，所述負載電路包括多個負載電路元件，后者包括：諧振電感；和所述諧振電感構成諧振電路的一部分的至少一個諧振電容；和用于非線性負載的兩個負載連接點，所述非線性負載在工作狀態下至少基本上是電阻性的，

高頻電容，用來為第二高頻電流提供通路，所述高頻電容連接在一個交流側端子和沿著負載電路的有高頻電壓的位置之間，所述高頻電容具有這樣選擇的數值，使得高頻電容在高頻電壓每一個周期的第一部分期間從所述交流側端子接收能量，而在高頻電壓每一個周期的不同部分期間高頻電容把所述能量傳輸給蓄能電容。

在第一最佳實施例中，非線性負載是放電燈。給燈供電的連接線之一直接或通過匹配變壓器處于信號地，而電壓反饋電容連接到另一根連接線。在這個實施例中，在正常工作期間，直流電源電路從不直接從交流側端子向蓄能電容傳輸能量。

在另一個實施例中，反饋電容直接連接到逆變器輸出端。從該點起最好有兩個反饋電容，各有一個連接到電磁干擾(EMI)濾波器和整流器輸入端之間交流線路的每一側。在這個實施例中，在由一個開關晶體管和另一個晶體管引起的導通之間的時間間隔過程中，這些電容向交流側提供電流反饋，而這些電容中的一個在開關晶體管另一次導通之前放電。另外，在每一個正常操作的高頻周期的一部分期間中，線路輸入端直接向負載電路提供能量。

直流電源電路最好是全波橋式整流器，它具有與每一根橋路直流連接線串聯的快速恢復二極管。

以下將利用附圖討論按照本發明的轉換器的實施例。

圖1是按照本發明的第一種燈用鎮流器的簡化電路圖；

圖2是基于圖1實施例的概念電路，表示向交流側的電壓反饋；

圖3是定時圖，表示圖2的電路的電壓和電流的波形；

圖4是圖2電路用的線電壓和線電流的模擬；

圖5是具有直接來自逆變器的電壓反饋的圖1的電路的變型的簡化電路圖；

圖6是圖5的實施例的較簡單的電路變型的簡化電路圖；

圖7是圖5的電路的線電流的模擬。