CN102255523B - 具备功率因数改进用电流控制电路的电源供应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可实现小型化和低价且可达到高功率因数的目的的功率因数改进电路。本发明的功率因数改进用电源供应装置的特征在于，包括：整流电路(1)，对所输入的交流电压进行整流；第一恒定电流电路(3)，以串联方式连接至负载；电容器(C)，其负载以并联方式与上述串联连接的第一恒定电流电路(3)连接；第二恒定电流电路(2)，存在于上述整流电路(1)的输出和上述电容器(C)之间。利用如上所述的本发明功率因数改进用电路，则可提供可实现小型化和低价，且可达到高功率因数的目的的功率因数改进电路。
Description
技术领域
本发明涉及在LED灯、紧凑型荧光灯及小型适配器用小型电源供应装置中改进功率因数的电路。
背景技术
LED灯、紧凑型荧光灯及小型适配器因体积小而在其内部使用小型电源供应装置，而如图1所示，现有技术的电源供应装置中，交流(AC)供应至桥式二极管电路并形成脉动电流之后，再利用电解电容器转换成接近直流(DC)的状态并提供至负载。
但是，如图3的第二个曲线图所示，因在上述现有技术中只使用电解电容器，因此，在输入电压的峰值附近迅速充电并迅速放电，从而因输入电流流动的时间太短，只在输入电压的波形中的部分区间存在输入电流，导致功率因数的降低，供应电力的传送线路的损失。
为了改进上述情况，需使用具备功率因数改进用电路(Power FactorCorrection Circuit，PFC)的电源供应装置，而在这些LED灯、紧凑型荧光灯及小型适配器中，因可容置电路的内部空间大小有限，且功率因数改进电路的增加导致费用的提高，因此，难以降低使用功率因数改进电路的电源供应装置的费用，且难以达到小型化目的，从而大多数情况下不使用功率因数改进电路，导致能源的浪费。
另外，在功率因数改进电路中有被动(Passive)方式和主动(Active)方式，其中，如图2所示，代表性的被动方式为替代电解电容器C使用感应器L的LC谐振电路方式，而在此方式中，如图3的低三个曲线图所示，较之第二个曲线图，通过由感应器补偿电容器的相位差改进功率因数(即，用感应器的相位滞后补偿电容器导致的相位超前)，而在此被动方式中，一般可以将功率因数改进至0.8左右。
但是，因交流电流为50Hz至60Hz的低频，但低频感应器的体积大，重量重，因此，不能用于小型电源供应装置。
另外，主动方式虽然可通过切换方式实现，但电路复杂，价格高，而且，因切换会产生谐波，从而需采取EMI等对策，因此，在内部空间狭小，且需降低制造成本的小型电源供应装置，难以使用主动方式的功率因数改进电路。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之主动方式及被动方式的功率因数改进装置的不足而提供一种功率因数改进电路，其可实现小型化和低价，且可达到高功率因数的目的。
为了达到上述目的，本发明的功率因数改进用电源供应装置，包括：
整流电路1，对所输入的交流电压进行整流；
第一恒定电流电路3，以串联方式连接至负载；
电容器C，其与被串联连接的上述第一恒定电流电路3和上述负载并联连接；
第二恒定电流电路2，存在于上述整流电路1的输出和上述电容器C之间。
若利用如上所述的本发明功率因数改进电路，则可提供适用于LED灯、紧凑型荧光灯及小型适配器的小型化和低价，且可达到高功率因数的功率因数改进电路。
附图说明
图1为现有技术的电源供应装置示意图；
图2为在现有技术中替代电解电容器C而使用感应器L的LC谐振电路方式的功率因数改进电路示意图；
图3为现有技术和本发明的输入电流波形图；
图4为本发明第一实施例电源供应装置示意图；
图5为本发明第二实施例电源供应装置示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细说明。
如图4所示，在本发明中，交流电源通过桥式二极管电路1整流为脉动电流，而替代现有技术中体积大，重量重的感应器而使用恒定电流电路2。
则因恒定电流电路2始终输出恒定的电流，因此，如图3的第四个曲线图(本发明第一实施例曲线图)，较之没有上述恒定电流电路2，从而因急剧变化的充放电电路而使输入电流急剧变化的现有技术(请参考图3的第二个曲线图)，因电荷慢慢充电至电容器C，可获得几乎与输入电压的相位一致的输入电流，从而将功率因数提高至9.0以上。
即，上述恒定电流电路2可增加电容器C的电荷充电时间，从而通过匹配交流输入端的电流及电压的相位减少无效电力，改进功率因数。
此时，因恒定电流电路2的输出是恒定的，因此，此恒定的电流值将分流至负载LED和电容器C。
尤其是，因恒定电流电路2的电流控制电路制作成一个芯片，因此，价格低廉，体积小，从而可适用于适配器、LED灯或紧凑型荧光灯等小型且低价的电源装置并达到高功率因数，从而获得节省能量的效果。
下面，结合图5说明较之图4其改进效果更好的另一实施例。
图5和图4的不同点在于，在负载之前增加一个恒定电流电路3。
在图4中，因利用恒定电流电路2使整个电流变得恒定，从而防止电流在电容器C急剧流动，而缓慢充电于电容器C，因此，其输入电流如图3的第四个曲线图所示。
但是，在图5中，超过防止电流在电容器C中急剧流动的水平，不仅延长电容器C的充电时间，而且，还延长放电时间，从而使输入电流变成如图3中的第五个曲线图(本发明第二实施例曲线图)所示的状态，几乎完全变得与输入电压的相位相同，使功率因数变成0.9以上。
即，因恒定电流电路2和恒定电流电路3的输出电流恒定，例如，若恒定电流电路2的输出电流为25mA，而恒定电流电路3的输出电流为20mA，则在电容器C中始终流过恒定电流(25-20＝5mA)，因此，可缓慢进行充电，从而如图3的第五个曲线图所示，使输入电流更缓慢流动，使输入电压和输入电流成为相同相位，以此改进功率因数。
另外，虽然以上内容为本发明较佳实施例，但本发明不受上述实施例的限制，而可在不脱离本发明技术思想的范围内，进行各种变性。
即，在上述内容中，为了限制急速的充放电电流而使用恒定电流电路，但因本发明的原理是电荷缓慢充放电于电容器，因此，除恒定电流电路之外，还有可实现上述原理的各种电流控制电路。
例如，如图5所示，在替代恒定电流电路2而使用限制电流用电阻R时，也可利用电阻R限制充电电流，延长充电时间并利用恒定电流电路3延长放电时间，从而获得类似图5的功率因数改进效果。
Claims (4)
1.一种功率因数改进用电源供应装置，其中与输入交流电源连接的整流电路(1)被连接在负载与电容器(C)的并联电路上，该功率因数改进用电源供应装置的特征在于，
在上述整流电路(1)与上述并联电路之间设置第一恒定电流电路(2)，并且与上述负载串联连接第二恒定电流电路(3)，由此形成上述负载与上述第二恒定电流电路(3)的串联电路，上述电容器(C)与该串联电路并联连接，
上述第一恒定电流电路(2)和上述第二恒定电流电路(3)输出恒定电流来使恒定电流流过上述电容器(C)，从而使上述电容器(C)慢慢被充电，以增加上述电容器(C)的充电时间，并且还使上述电容器(C)慢慢放电，以延长上述电容器(C)的放电时间，由此增加输入电流流过的期间来改善功率因数。
2.根据权利要求1所述的功率因数改进用电源供应装置，其特征在于：上述负载为发光二极管器件。
3.一种功率因数改进用电源供应装置，其中与输入交流电源连接的整流电路(1)被连接在负载与电容器(C)的并联电路上，该功率因数改进用电源供应装置的特征在于，
在上述整流电路(1)与上述并联电路之间设置电阻(R)，并且与上述负载串联连接恒定电流电路(3)，由此形成上述负载与上述恒定电流电路(3)的串联电路，上述电容器(C)与该串联电路并联连接，
上述电阻(R)限制电流且上述恒定电流电路(3)输出恒定电流，以使上述电容器(C)慢慢被充电，以增加上述电容器(C)的充电时间，并且使上述电容器(C)慢慢放电，以延长上述电容器(C)的放电时间，由此增加输入电流流过的期间来改善功率因数。
4.根据权利要求3所述的功率因数改进用电源供应装置，其特征在于：上述负载为发光二极管器件。
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