[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

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