[發(fā)明專利]亮度可調(diào)型節(jié)能燈的高功率因數(shù)鎮(zhèn)流器無效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200810135148.0 | 申請(qǐng)日: | 2008-08-13 |
| 公開(公告)號(hào): | CN101652015A | 公開(公告)日: | 2010-02-17 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 安德魯·鮑拜爾 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 安德魯·鮑拜爾 |
| 主分類號(hào): | H05B41/38 | 分類號(hào): | H05B41/38;H05B41/295 |
| 代理公司: | 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人: | 黃 威 |
| 地址: | 美國伊*** | 國省代碼: | 美國;US |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 亮度 可調(diào) 節(jié)能燈 功率因數(shù) 鎮(zhèn)流器 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及由交流電力線供電的單級(jí)電子能量變換器,其在輸出端可以為照明度恒定或可調(diào)的氣體放電燈之類的負(fù)載供電。
背景技術(shù)
電子能量變換器,有時(shí)被稱作“開關(guān)電源”,需要直接運(yùn)行在交流供電線路。針對(duì)受用電設(shè)備影響的電能質(zhì)量,電力公司為這些用電設(shè)備中的特定類型制定了技術(shù)要求。
作為用電設(shè)備之一,該電子鎮(zhèn)流器大量應(yīng)用于照明燈。通常對(duì)于電能質(zhì)量而言,為了滿足工業(yè)技術(shù)要求,電子鎮(zhèn)流器必須滿足兩個(gè)基本技術(shù)條件:(i)從供電線路獲取功率時(shí),功率因數(shù)(PF)至少為0.9,(ii)從供電線路獲取電流時(shí),總諧波失真(THD)小于33%(根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))。
電子鎮(zhèn)流器必須滿足與燈載荷的兼容性相關(guān)的其它技術(shù)要求。它所提供的電燈電流波峰系數(shù)小于1.7,這里波峰系數(shù)等于燈的電流峰值與有效(RMS)值的比值。這與電燈電流大小的最大容許幅度相關(guān),它是導(dǎo)致光線閃爍發(fā)光效率低的原因,其中的發(fā)光效率用消耗每瓦電能所產(chǎn)生的光的流明度來表示。理想的是,電力線提供電壓的整個(gè)周期中給電燈負(fù)載所加的功率為恒定功率。最近預(yù)計(jì),電子鎮(zhèn)流器可望操作照明度恒定或可調(diào)的燈,所采用的方式類似于采用普通線路電壓相控調(diào)光器對(duì)普通白熾燈的亮度進(jìn)行調(diào)整。此外,市場(chǎng)要求電子鎮(zhèn)流器有極低的起動(dòng)電流,防止功率開關(guān)觸點(diǎn)過早失效,并使鎮(zhèn)流器號(hào)碼(數(shù)目)最大化,其中鎮(zhèn)流器可以與單熔絲配電支路相連,而不必對(duì)熔絲過高定額。
為了將低頻電力線交流電壓(120V/60赫茲或220V/50赫茲)轉(zhuǎn)換為高頻(一般從10千赫茲到100千赫茲)交流電壓或電流源,人們必須將電力線信號(hào)整流為直流電壓,隨后該直流電壓由開關(guān)晶體管轉(zhuǎn)換為高頻電源。
傳統(tǒng)的脫機(jī)整流器都在二極管整流器以外設(shè)一電容性平滑濾波器。整流輸出高于濾波電容器電壓期間以及所述電容器充電期間,所述濾波電容器會(huì)引起電流波形的諧波畸變。如果采用大電容器,充電時(shí)間或?qū)щ娊欠浅P。⑶宜兴璧碾姾杀仨氃诙唐趦?nèi)存入到電容器中,這導(dǎo)致從整流電源中輸出較大的電流。這些電流尖脈沖會(huì)使電源諧波含量增加,并且當(dāng)許許多多鎮(zhèn)流器從電力線受電工作時(shí),所增加的諧波畸變就會(huì)使供電中的功率因數(shù)降低。這種情況,不僅電力供應(yīng)部門不能接受,而且還會(huì)干擾其它電氣設(shè)備。
改善功率因數(shù)的方法包括被動(dòng)式的波形整形方法。這些方法之一在授予BOBEL的美國專利5,150,013中有敘述。該方法要求電感器按與電容器諧振的模式運(yùn)行,并且當(dāng)電力線頻率是60赫茲時(shí),諧振頻率大約為180赫茲。這是比較廉價(jià)并可靠的方法。然而所述電感器大小必須足夠。
使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換原理是眾所周知的,其中為了使濾波電容器在較寬的導(dǎo)電角范圍內(nèi)充電,對(duì)電感器進(jìn)行高頻控制。可是,該系統(tǒng)需要用于存儲(chǔ)變換器(也稱作“升壓轉(zhuǎn)換器”)的控制電路,以調(diào)整存儲(chǔ)電感器中的能量釋放。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換原理的這種應(yīng)用要求附加的噪聲過濾,因?yàn)殚_關(guān)裝置會(huì)產(chǎn)生大量的噪音。所述電路非常復(fù)雜、昂貴。此外,為了將直流電壓源轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓或電流源,第二級(jí)變換器是必需的。該類型電路在授予Herfurth的美國專利5,049,790中有描述。
使用單級(jí)變換器也是眾所周知的,其從正弦電力線電源中獲取近似正弦電流并將高頻電流傳給燈載荷。依據(jù)該原則,即采用能夠存放和釋放能量的諧振振蕩電路,部分諧振能量從變換器的輸出端改道到輸入端。這種方法會(huì)在振蕩電路中產(chǎn)生較大的環(huán)流,從而在變換器內(nèi)部產(chǎn)生大量的功率散失。下列專利描述的單級(jí)變換器中,有部分能量從變換器的輸出端改道到輸入端,并呈現(xiàn)大量的功率耗散。
美國專利編號(hào)???????????????????????????專利權(quán)人
4,017,785………………………………………Perper
4,109,307………………………………………Knoll
4,642,745………………………………………Steigerwald等
4,782,268………………………………………Fahnrich等
4,808,887………………………………………Fahnrich等
4,985,664………………………………………Nilssen
4,954,754………………………………………Nilssen
5,010,277………………………………………CourierdeMere
5,134,556………………………………………CourierdeMere
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