[發(fā)明專利]三相LED照明高性能整流電源裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110361669.X
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103117664A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 尤大千
• 申請（專利權(quán)）人: 尤大千
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/12;H01F27/28;H01F27/30
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 胡婉明

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及LED(發(fā)光二極管)照明及電子屏幕使用的三相LED照明高性能整流電源裝置。

背景技術(shù)

LED燈因其發(fā)光效率高、壽命長、顯色性好、又便于調(diào)光調(diào)色、實行編碼自控等一系列優(yōu)點，倍受青睞，應用范圍越來越廣，除作為指示燈和各種電子屏幕外，還被廣泛用于各種不同用途的室內(nèi)外照明裝置。然而在實際應用中，尤其是在整流電源的技術(shù)上，還存在許多問題，應引起高度關注，如不在推廣發(fā)展之初期加以控制和解決，必將釀成嚴重后患。

其一，LED發(fā)光管和整流電源裝置的壽命不匹配。

LED發(fā)光管屬于直流小功率低電壓產(chǎn)品，單個發(fā)光管的使用電壓為直流3～5V以下，功率目前在5W以下。就單個發(fā)光管而言，其壽命很長，可超過5萬小時。然而有不少產(chǎn)品采用的直流輸出電壓較高，串接的發(fā)光管數(shù)量較多，由于各個發(fā)光管內(nèi)阻參數(shù)的分散性，施予各個發(fā)光管上的實際電壓不同，電壓較高的發(fā)光管會容易損壞。當某個發(fā)光管損壞斷開后，其余串聯(lián)的發(fā)光管也都熄滅。這樣就大大降低了整體照明裝置的可靠性和壽命。

另外，目前電網(wǎng)均采用交流供電，而LED應接直流電源。所以LED照明裝置內(nèi)必須有整流電源裝置。按照目前所采用的傳統(tǒng)技術(shù)，整流電源裝置的直流輸出端都裝有濾波電解電容。而電解電容內(nèi)的電解液容易干凅損壞，通常壽命為2-3年，多則5年。形成了LED燈同整流電源裝置的壽命不匹配。總體說來，LED照明裝置95％的故障出自整流電源裝置。

其二、LED燈整流電源裝置產(chǎn)生的高次諧波電流含量過高。

LED燈整流電源裝置內(nèi)濾波電容的存在，使得電源側(cè)交流電流成為許多弧形脈沖波，含有大量高次諧波電流。我國國家標準規(guī)定LED照明裝置交流電源側(cè)總諧波電流含量不得大于基波(50赫茲/秒)電流的33％。根據(jù)測試，不同廠家的產(chǎn)品其諧波電流總含量分散性很大，好的產(chǎn)品諧波總含量可達到基波電流的25％左右，絕大多數(shù)約為基波電流的40％左右，某些產(chǎn)品甚至超過100％。其中零序的三次諧波電流占主要成分。大量的諧波電流造成對電網(wǎng)的嚴重污染，會導致接入電網(wǎng)中的電子裝置被燒毀、通訊信號受干擾、電源線路中電能損耗大大增加。大致地說，諧波電流總含量每增加10％所造成的電網(wǎng)中電能損耗會高于基波電流增加50％所造成的電能損耗量。尤其是三相電源線路中的零序諧波電流會疊加通過中性線，僅此一項零序諧波電流值就可能會超過相線工作電流，如果再加上三相零序不平衡基波電流，就會造成中性線嚴重過載。不但大大增加線路的電能損耗和電壓降，而且一旦中性線被燒斷，則會釀成嚴重的人身傷亡和電氣設備損壞或火災事故。而目前大多數(shù)LED照明裝置沒有采取抑制諧波的有效措施。如果不加管制，任憑這樣的產(chǎn)品在電網(wǎng)中大量應用，其后果不堪設想。

其三、防雷性能差。

LED發(fā)光管及其整流電源裝置內(nèi)的整流二極管、穩(wěn)流芯片等均屬電子芯片，對雷電極為敏感。而目前絕大多數(shù)LED電源裝置沒有有效的防雷保護措施。電源裝置的電子電路中需要有零電位參考點(邏輯地)同燈具金屬外殼和接地線相連接。如果建筑物上裝有避雷裝置，當其接受雷擊(包括直擊雷和感應雷)時，強大的雷電流經(jīng)避雷引下線和接地裝置流入地中，可以造成接地裝置上同大地之間的電位差達到數(shù)萬伏甚至超過20萬伏以上。這樣高的電位通過接地線傳到燈具金屬外殼(因為燈具金屬外殼需要保護接地)和電子電路上，再經(jīng)過交流電源線路連接到變壓器中性點接地裝置，形成雷擊時地電位反擊通道。電子元器件必損壞無疑。室內(nèi)各種電子裝置和室外照明裝置也都存在同樣問題。這種因雷擊時地電位反擊而造成電子裝置遭損壞或無故障停機的事故在國內(nèi)外都頻頻發(fā)生，然而卻為國家建筑物防雷保護規(guī)范和國際電磁兼容標準所忽略。

其四、提高功率因數(shù)問題。

國家標準規(guī)定LED照明裝置的功率因數(shù)不得低于0.9。功率因數(shù)越低，是指用電設備消耗的無功功率越多，由此而引起的電網(wǎng)中的電能損耗就越大。

影響LED照明裝置功率因數(shù)高低的主要因素是整流電源裝置所產(chǎn)生的諧波電流含量。研究表明，只要LED整流電源裝置諧波電流含量能低于國家標準的規(guī)定值，功率因數(shù)就能達標。所以通常要提高LED照明裝置的功率因數(shù)，總是同抑制整流電源裝置諧波電流的措施相結(jié)合的。由于大多數(shù)LED照明裝置產(chǎn)品缺乏治理諧波的有效措施，只能額外增加補償無功功率用的電容器，電容器屬易損元件，這樣不但增加了產(chǎn)品的體積和成本，還降低了可靠性。

其五、整流電源裝置的穩(wěn)流和效率、節(jié)能問題。