[發明專利]單級式電子安定器電路及其整流及功因修正電路

無效

• 申請號: 201310451045.6
• 申請日: 2006-08-04
• 公開（公告）號: CN103533728A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李清然;鐘輝雄
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H05B41/231
• 分類號: H05B41/231
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;田景宜

本案是申請日：2006.8.4，申請號：200610103878.3的發明專利《單級式電子安定器電路及其整流及功因修正電路》的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種單級電子安定器電路，尤其涉及一種可輸出低頻方波電流的高功因單級電子安定器電路，以驅動高壓氣體放電燈。

背景技術

高壓氣體放電燈(HID燈)具有超高亮度、省電及低熱的功效，因此已成為一種高質量的照明光源，深受世人的愛用，而目前HID燈的電子安定器設計方式，可概分為[高頻弦波電流供電]與[低頻方波電流供電]兩種方式。

其中高頻弦波電流供電的電子安定器電路圖如圖1所示，其電路結構較簡單，主要包括第一級功因修正器11及第二級直-交流換流器12，并可搭配一諧振電路13使用，減少開關元件Q1、Q2的切換損失，所以整體轉換效率較高，但音頻共振問題是重大、難解的隱憂，而且額定功率越小的燈管10現象越嚴重，即使通過繁復的檢測、控制機制進行回避，也很難完全克服，且高頻供電的HID燈發光效率較差。

因此目前市售產品幾乎都采用低頻方波電流供電的設計，將燈管工作于1kHz以下的低頻區域，以避免音頻共振的困擾。該低頻方波電流供電具有多級式的電路架構，如圖2所示為一三級式HID燈電子安定器電路圖，是在整流器之后，以三級切換電路達成電源轉換功能。

三級切換電路包括：第一級的功因修正器21，由直流-直流轉換器(DC-DC?converter)構成，一般以升壓式轉換器(Boost?converter)和降-升壓式轉換器(Buck-Boost?converter)較常被采用，第二級的高頻截波限流器22，一般為降壓式轉換器(Buck?converter)，用以調節輸出負載量；以及第三級的低頻換流器23，以全橋式換流電路，將直流電流轉成低頻方波電流輸出給燈管10。

一般多級式電子安定器電路具有下列幾項主要缺點：

1.電路結構較復雜，且使用較多量的主動切換元件。

2.多級轉換將增加電路功率損耗，使整體轉換效率降低。

3.因多級電流切換產生切換噪聲，造成彼此的電磁干擾，易造成電路誤動作，降低電路的可靠度。

4.各級電路的控制裝置各別操作，控制電路較繁雜且功能難以統合。

5.各級電路都需自行裝設保護電路，需使用較多的檢測及決策裝置。

而解決上述多級式電子安定器電路缺點最直接的方法是簡化電路，目前可輸出低頻方波電流的電子安定器已有兩級式電路，將高頻截波限流器與低頻全橋換流器整合成一級，但仍保留第一級的功因修正器，因此仍有上述的缺點。

因此，本案發明人即為解決上述現有電子安定器電路所使用高頻弦波電路及低頻方波電路的缺失，提出一種可輸出低頻方波電流的單級式電子安定器電路，用以驅動HID燈，且整合上述現有電路的優點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種單級式電子安定器電路，輸出低頻方波電流驅動至少一HID燈，可簡化電路復雜度，減少主動元件的使用，以減少多級電路的轉換損失，提高整體效率，同時可防止多級切換造成彼此的電磁干擾，減少因電流切換產生噪聲而造成誤動作，進而增加電路的可靠度。

為實現上述的目的，本發明所提供的單級式電子安定器電路，包括一整流與功因修正器、一橋式換流器及一控制電路，該整流與功因修正器可輸入一交流電源，將交流電整流成直流電，并配合橋式換流器中開關元件的切換動作以修正輸入電流波形使具有高功率因子輸出；該橋式換流器由四開關元件組成一橋式臂，橋式臂中點連接至該整流與功因修正器的輸出，可將直流電轉成低頻方波輸出電流，以驅動該HID燈；及該控制電路其輸入端分別連接于該橋式換流器的電源端及輸出端，輸出端連接該橋式換流器的該四開關元件，用以驅動該四開關元件進行脈波寬度調變控制與保護，使該橋式換流器輸出低頻方波電流，同時并使該整流與功因修正器的輸入電流具有高功率因子。

為實現上述目的，上述本發明所提供的單級式電子安定器電路，其中該橋式換流器的輸出端與該HID燈之間，還連接有一輸出濾波器，用以濾除輸出電流中的諧波電流成份。

為實現上述目的，上述本發明所提供的單級式電子安定器電路，其中該整流與功因修正器由至少一組功因修正儲能電感L_PFC連接于一組整流器所組成。

為實現上述目的，上述本發明所提供的單級式電子安定器電路，該整流與功因修正器與該交流電源間還連接一輸入濾波器，用以濾除輸入電流中的諧波電流。