CN101534596B

CN101534596B - 滤波电路、具有该滤波电路的无极灯镇流器及无极灯

Info

Publication number: CN101534596B
Application number: CN2009100387780A
Authority: CN
Inventors: 洪明清
Original assignee: YONGCI ELECTRIC (DONGGUAN) CO Ltd
Current assignee: YONGCI ELECTRIC (DONGGUAN) CO Ltd
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: CN101534596A

Abstract

本发明公开了一种滤波电路，共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端与地线之间，所述第三和第四共模电容连接在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。本发明还公开了一种包括所述滤波电路的无极灯镇流器及无极灯。

Description

滤波电路、具有该滤波电路的无极灯镇流器及无极灯

技术领域

本发明涉及照明领域，更具体地涉及一种用于高频无极灯的镇流器及其滤波电路。

背景技术

众所周知，在爱迪生1879年发明碳丝白炽灯之后，照明技术便进入一个崭新的时代。回顾20世纪的照明史，卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、金卤灯、紧凑荧光灯等新光源层出不穷。然而，为21世纪“绿色照明”领域一枝独秀的高频无极灯，以其高光效、高显色性、寿命长、无光闪、节能环保、防震、极少维护的特点，走进我们的日常生活。

高频无极灯是采用荧光灯气体放电和高频电磁感应两个原理结合的一种新型光源。现有的高频无极灯主要由镇流器、耦合器和涂有三基色荧光粉的灯泡三部分组成，其工作原理是：在输入一定范围的电源电压后，镇流器产生高频电能送给耦合器(灯泡中心部位的感应线圈)，使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体，等离子体受激原子返回基态时自发辐射出254nm的紫外线，灯泡内壁的荧光粉受紫外线激发而发出可见光。

可见，高频无极灯相对于常规电光源利用电能通过灯丝进入灯泡转换为光能，高频无极灯没有灯丝或电极，不会因为灯丝或电极材料的化学性质而受到限制，从而从根本上降低了光衰，提高了发光效率和寿命。而且高频无极灯可以在瞬间启动，达到全部光输出，不会因为多次开关后产生光衰退现象，所以寿命可达数万小时。

然而，高频无极灯也存在不足之处：高频无极灯电源的核心部分是一个DC/AC逆变器，它产生2.65MHz的高频功率用以点亮气体放电灯泡，由此会带来电磁干扰(EMI)和抗干扰(EMS)等问题，使电路本身对周围电网产生干扰。因此，高频无极灯的镇流器包含滤波器，滤波器有两种作用：其一，防止灯电源噪声窜入电力网，干扰其他用电设备；其二，可阻止电力网中的噪声输入灯电源，影响灯的正常工作。

现有技术中高频无极灯的滤波器一般是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络，这种两级式电源滤波器能基本减少电路中的差模干扰和共模干扰(差模干扰和共模干扰为电磁干扰的主要两大类)，但并不充分抑制和滤除；而且，这种滤波器通常使用独立电感，容易产生异音，安装麻烦且容易对整个电路工作的稳定性造成影响。

因此，有必要提供一种使其滤波电路能更有效地滤除电网上来的电磁干扰及限制电源本身电磁干扰的高频无极灯镇流器来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种滤波电路，该滤波电路结构功效高，能同时起到抑制电路中差模干扰和共模干扰的作用，能有效地防止电网与工作电路的相互干扰。

本发明的另一目的是提供一种可用于高频无极灯的镇流器，具有结构简单和功效高的滤波电路，能同时起到抑制电路中差模干扰和共模干扰的作用，并更有效地防止电网与工作电路的相互干扰。

本发明的再一目的是提供一种高频无极灯，具有结构简单和功效高的滤波电路的镇流器装置，该滤波电路能同时起到抑制电路中差模干扰和共模干扰的作用，并更有效地防止电网与工作电路的相互干扰。该高频无极灯可普遍应用在照明领域。

为实现本实用新型的上述目的，本发明采用如下技术方案：一种滤波电路，共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端点与地线之间，所述第三和第四共模电容连接在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。

较佳地，所述滤波电路还包括一泄放电阻，所述泄放电阻并联在一个所述差模电容的两端。

较佳地，所述滤波电路还包括一防雷管，所述防雷管耦接在所述第一共模扼流圈与交流电压输入端之间。

本发明提供的一种镇流器，可用于高频无极灯，包括滤波电路、整流电路、功率因数校正电路和高频逆变电路，滤波电路连接在外部电源与整流电路之间，用以处理电磁传导干扰信号，所述功率因数校正电路与所述整流电路连接，用于获得高功率因数的直流信号后经由高频逆变电路产生高频交流信号点亮无极灯，其特征在于，所述滤波电路包括共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端与地线之间，所述第三和第四共模电容连接在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。

较佳地，所述功率因数校正电路由功率因数控制器、场效应管、升压电感、整流二极管、储能平波电容及反馈环路组成，所述整流二极管的阳极分别与所述升压电感及所述场效应管漏极相接，所述场效应管的栅极与所述功率因数控制器相接。

本发明提供的一种高频无极灯，包括镇流器、耦合器和灯管，所述镇流器包括滤波电路、整流电路、功率因数校正电路和高频逆变电路，滤波电路连接在外部电源与整流电路之间，用以处理电磁干扰信号，所述功率因数校正电路连接在所述整流电路与所述高频逆变电路之间，经高频逆变电路产生的高频交流信号通过所述耦合器点亮所述灯泡，其特征在于，所述滤波电路包括共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端与地线之间，所述第三和第四共模电容连接在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。

与现有技术相比，本发明的高频无极灯及其滤波电路采用共模扼流圈和其自身存在的漏感及电容元件组成差模滤波电路和共模滤波电路，能同时有效的起到抑制差模干扰及共模干扰的作用，有效地防止电路噪声窜入电力网而干扰其他设备，也能有效地抑制和滤除市电对产品的干扰，避免影响同一电磁环境下其他设备的正常工作，结构简单功效高。因此本发明的高频无极灯可普遍应用在照明领域，实现更可靠绿色照明。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明高频无极灯的一个实施例的原理框图。

图2为本发明镇流器的局部工作原理图。

图3为本发明滤波电路的工作原理图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种高频无极灯镇流器及其滤波电路，其滤波电路结构简单，功效高，能同时起到抑制电路中差模干扰和共模干扰的作用，并更有效地防止电网与工作电路的相互干扰。

图1至图3展示了本发明的一种高频无极灯的一个实施例。首先请参考图1，为本发明高频无极灯的原理框图。所述高频无极灯包括镇流器100、耦合器200和泡体300。所述镇流器100包括滤波电路111、整流电路112、功率因数校正电路113、高频逆变电路120、驱动电路131和保护电路132，电源信号经所述滤波电路111滤波后传递给整流电路112，经整流后送所述功率因数校正电路113获得较稳定的高压直流电源，所述直流源经过由所述驱动电路131控制的高频逆变电路120产生高频交流信号通过耦合器200点亮所述泡体300。所述保护电路132的输入端连接所述高频逆变电路120，以检测灯管300的工作状况，输出端连接所述驱动保护电路131，当出现异常情况时控制所述高频逆变电路120停止工作。所述保护电路132包括短路保护、开路保护等保护模式。为了降低制造成本以及简化电路设计，可采用单片机，将所述驱动电路131和保护电路132集成于一个模块中，组成驱动保护电路130。由所述滤波电路111、整流电路112、功率因数校正电路113组合为所述镇流器100的准直流电源电路110，用于将交流输入变换为含一定脉动的的直流输出。下面将详细阐述所述准直流电源电路110的工作原理。

参考图2，下面详细描述本发明镇流器的部分工作原理图。电源接通后，电源信号先经所述滤波电路111进行滤波，所述滤波电路111包括由共模扼流圈的漏感和差模滤波电容组成的差模滤波电路以及由共模扼流圈和共模滤波电容组成的共模滤波电路，电源信号经过所述滤波电路111，其本身产生的干扰信号能够被很好的抑制作用。经EMI滤波器后的电源通过桥式全波整流元件DB1电容C6组成的整流电路112，经所述整流电路112整流后，电源信号由原来的交流市电转换成直流脉动电源；最后所述直流脉动电源进入功率因数校正电路113进行校正，从而获得稳定的高压直流电源。本实施例的功率因数控制器可为MC33262或相似APFC控制芯片。MC33262通过对输入输出条件及电感电流是否过零检测来控制MOSFET管的通断，以达到产品工作在高PF值，使产品产生尽量低的谐波，以满足IEC61000-3-2相应条款的要求，以降低产品对市电的无功损耗。由于MC33262的控制作用，使得输入电流相位及波形紧跟随输入电压而变化，呈平滑的正弦波，使线路功率因数高于0.98。

具体地，参考图2，该功率因数校正电路113主要由功率因数控制器IC芯片MC33262、MOSFET管Q1、升压电感T4、超高速整流二极管D2、储能平波电容C7及反馈环路组成。在Q1导通时，超高速整流二极管D2截止，储能平波电容C7向负载供电.当Q1关断时，升压电感T4为维持其电流使超高速整流二极管D2导通，T4中的储能经D2对储能平波电容C7充电，并同时为后面电路提供能量。由于Q1和D2交替导通，以达到对产品PF值和谐波有效调节。本电路采用双环反馈控制方案。内环反馈的作用是将全波整流输出直流脉动电压通过R2和R10组成的电阻分压器取样输入到MC33262第3脚，以控制通过变压器T4的电流大小以跟踪输入电压的正弦波变化轨迹。外环用作APFC变换器输出直流电压的反馈控制。直流输出电压通过R12、R3及R9组成的电阻分压器取样输入到MC33262的第1脚，MC33262输出PWM驱动信号调节MOSFET功率管的占空比，以使输出稳定电压。

参考图3，为本发明滤波电路的工作原理图。如图3所示，所述滤波电路111包括三个共模扼流圈、四个差模滤波电容和两组四个共模滤波电容。所述三个共模扼流圈包括第一共模扼流圈T1、第二共模扼流圈T2和第三共模扼流圈T3。所述第一共模扼流圈T1耦接至电源输入端的L线和N线之间；所述第二共模扼流圈T2耦接至所述第一共模扼流圈T1输出端的L线与N线之间；所述第三共模扼流圈T3耦接至所述第二共模扼流圈输出端的L线与N线之间。所述差模电容包括第一差模滤波电容C1、第二差模滤波电容C2、第三差模滤波电容C3及第四差模滤波电容C4。所述第一差模滤波电容C1并联在所述第一共模扼流圈T1输入端的L线与N线之间；所述第二差模滤波电容C2并联在所述第一共模扼流圈T1输出端与所述第二共模扼流圈T2输入端的L线与N线之间；所述第三差模滤波电容C3并联在所述第二共模扼流圈T2输出端与第三共模扼流圈T3输入端的L线与N线之间，所述第四差模电容C4并联在所述第三共模扼流圈T3输出端的L线与N线之间。所述第一共模扼流圈T1、第二共模扼流圈T2和第三共模扼流圈T3其自身存在的漏感与第一差模滤波电容C1、第二差模滤波电容C2、第三差模滤波电容C3及第四差模滤波电容C4组成一个七阶差模滤波电路用于抑制电路中的差模干扰噪声。所述共模滤波电容包括第一共模滤波电容Y1-1、第二共模滤波电容Y1-2、第三共模滤波电容Y1-3和第四共模滤波电容Y1-4，所述第一共模滤波电容Y1-1、第二共模滤波电容Y1-2、第三共模滤波电容Y1-3、第四共模滤波电容Y1-4与所述第一共模扼流圈T1、第二共模扼流圈T2、第三共模扼流圈T3组成四阶共模滤波电路用于抑制电路中的共模干扰噪声。所述第一共模滤波电容Y1-1和第二共模滤波电容Y1-2连接在所述第一共模扼流圈T1输入端的L、N线与地线之间，所述第三共模滤波电容Y1-3和第四共模滤波电容Y1-4连接在所述第三共模扼流圈T3输入端的L、N线与地线之间，从而形成四阶共模滤波电路，以有效抑制电路中产生的共模干扰噪声，更有效地减少电路对市电的的传导干扰。电源接通后，电源信号进入所述滤波电路111进行滤波，电源信号经过所述七阶差模滤波电路和四阶共模滤波电路两个过程进行处理，其产生的差模信号干扰和共模信号干扰能够有效的消除。

更优选地，所述滤波电路还包括一个泄放电阻R1，所述泄放电阻连接在第二差模电容C2的两端，作用是给差模电容C2放电，以防测试和调试人员在作业时被电击的事件发生。所述滤波电路还包括一个防雷管TVS1，所述防雷管TVS1经保险丝F1耦接至所述第一共模扼流圈T1与交流电压输入端的L线和N线之间，用来吸收尖峰脉冲过电压和瞬变尖峰电压，达到较佳防雷效果。

需要说明的是，本实施例无极灯的驱动电路131和保护电路132为可选电路，不包括该电路同样属于本发明的保护范围。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims

1.一种滤波电路，包括：共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端与地线之间，所述第三和第四共模电容串联在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。

2.如权利要求1所述的滤波电路，其特征在于：所述滤波电路还包括一泄放电阻，所述泄放电阻并联在一个所述差模电容的两端。

3.如权利要求1所述的滤波电路，其特征在于：所述滤波电路还包括一防雷管，所述防雷管耦接在所述第一共模扼流圈与交流电压输入端之间。

4.一种镇流器，可用于高频无极灯，包括滤波电路、整流电路、功率因数校正电路和高频逆变电路，滤波电路连接在外部电源与整流电路之间，用以处理电磁干扰信号，所述功率因数校正电路与所述整流电路连接，用于获得高功率因数的直流信号后经由高频逆变电路产生高频交流信号点亮无极灯，其特征在于，所述滤波电路包括：共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端与地线之间，所述第三和第四共模电容串连在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。

5.如权利要求4所述的镇流器，其特征在于：所述滤波电路还包括一泄放电阻，所述泄放电阻并联在一个所述差模电容的两端。

6.如权利要求4所述的镇流器，其特征在于：所述功率因数校正电路由功率因数控制器、场效应管、升压电感、整流二极管、储能平波电容及反馈环路组成，所述整流二极管的阳极分别与所述升压电感及所述场效应管漏极相接，所述场效应管的栅极与所述功率因数控制器相接。

7.一种高频无极灯，包括镇流器、耦合器和灯管，所述镇流器包括滤波电路、整流电路、功率因数校正电路和高频逆变电路，滤波电路连接在外部电源与整流电路之间，用以处理电磁干扰信号，所述功率因数校正电路连接在所述整流电路与所述高频逆变电路之间，经高频逆变电路产生的高频交流信号通过所述耦合器点亮所述灯管，其特征在于，所述滤波电路包括：共模扼流圈、差模电容和共模电容，所述差模电容包括第一、第二、第三、第四差模电容，所述第一、第二、第三、第四差模电容依序并联至交流电压输入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分别耦接至所述第一与第二差模电容之间、第二与第三差模电容之间、第三和第四差模电容之间；所述共模电容包括第一、第二、第三和第四共模电容，所述第一和第二共模电容连接在所述第一共模扼流圈的两输入端与地线之间，所述第三和第四共模电容串连在所述第三共模扼流圈的两输入端与地线之间。