CN1117784A - 使用电荷泵功率因数校正的电子镇流器的保护电路 - Google Patents

使用电荷泵功率因数校正的电子镇流器的保护电路 Download PDF

Info

Publication number
CN1117784A
CN1117784A CN94191124A CN94191124A CN1117784A CN 1117784 A CN1117784 A CN 1117784A CN 94191124 A CN94191124 A CN 94191124A CN 94191124 A CN94191124 A CN 94191124A CN 1117784 A CN1117784 A CN 1117784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rectifier
switch
circuit
capacitor
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN94191124A
Other languages
English (en)
Inventor
彼得·W·沙克尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Lighting Inc
Original Assignee
Motorola Lighting Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Lighting Inc filed Critical Motorola Lighting Inc
Publication of CN1117784A publication Critical patent/CN1117784A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4275—Arrangements for improving power factor of AC input by adding an auxiliary output voltage in series to the input
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

使用电荷泵功率因数校正的电子镇流器的保护电路包括具有一个过压传感器、一个电阻和一个二极管的一个开关。在故障情况下，该开关禁止电荷泵功率因数校正，同时该电阻和二极管防止该开关不适当地消耗大量的能量。

Description

使用电荷泵功率因数校正的 电子镇流器的保护电路
电源变换电路如DC(直流)电源和电子镇流器经常使用一个整流电路，以将输入AC(交流)线路电源变换为DC电源，然后存储在一个大的电解存储电容器中，作为该系统的一个稳定的DC电源。这种装置的缺点是每当电源线电压上升高于存储电容器的电压时，输入线电流呈现大尖峰的形式。这些电流尖峰不是以电力事业公司希望的方式正比于该线路电压，而是以具有差的功率因数为特征。理想的情况是从电源线吸取的电流应该直接地正比于该电压并且与它同相，在这种情况下，认为功率因数是1，即输入电压与流出的电流之间的波形正好相对应。
业已叙述了从电源线吸取的电流为正弦波的很多方案。一个特别的想法是从该系统的输出取出一些功率并且使用它从具有正弦波形的AC电源线引入电源。这种方案的一个例子在由Steigerwald在美国专利5113337关于DC电源中叙述。关于电子镇流器的另一个类似的方案由Mere在美国专利5134556中叙述。这些电路的特征在于存在电荷泵(Charge pump)。在这些电荷泵中，在该系统输出的高频AC电压用于驱动一个电容器装置和二极管，以致电荷被“泵”送出AC电源线并且进入存储电容器。通过很好的控制泵电压和正确确定泵电容器的大小，可取得0.999的功率因数，暗示在电压是正弦波时，从电源线取出的电流几乎是纯正弦的。这些技术称为“电荷泵功率因数校正”。
虽然电荷泵功率因数校正是取得功率因数校正的一个有效而经济的手段，所叙述的所有方案具有以下共同的缺点：当去掉输出负荷时，电荷泵将继续工作，以便该系统继续从电源线提取能量，即使没有能量从该输出被取出。除非采取预防措施来避免这个情况，该系统将继续吸收能量直到它通过一些部件的故障自毁为止。保护系统的方法必须是简单且便宜。
图1示出体现电荷泵功率因数校正、具有低费用实现的保护方案的电子镇流电路的原理部分。
在其负荷已去掉的环境中用于保护和关闭具有电荷泵功率因数校正的电子镇流器的一个简单且便宜的电路保持该逆变器工作，以便当负荷被更换时间保证正常的操作。这种保护电路的实现包含增加一个开关，该开关具有一个过压传感器、一个电阻和一个二极管。在故障情况下，该开关禁止电荷泵功率因数校正，而电阻和二极管防止该开关不正当地消耗大量的能量。
在图1中，整流二极管10、20、30和40用于将60HzAC电流变换为脉动DC电源。平滑电容器50用于防止该电路的操作来的高频噪声流入AC电源线。在60Hz整流器的作用下产生的DC电荷存储在电解电容器60中。高频二极管70、80、90、100、110把60Hz整流器连接到存储电容器60。产生相应高频(35KHz)功率来驱动包括放电灯负载的逆变器120跨接在存储电容器60上。逆变器120有两个输出。输出130用于驱动放电灯负荷，而输出140用于通过电荷泵电容器150将电源反馈回到高频二极管80、90、100、110。有时，输出140可在该逆变器内从耦合电路180得出，该耦合电路180用于将该逆变器连接到灯。
当电路正常工作时，在整流器80和90两端的峰电压被调整等于电容器60上的电压，它等于AC电源线的峰电压。电容器50两端的电压跟踪AC电源线电压，从零变化到峰值线路电压。如果负荷突然去掉，电荷泵的作用将继续使电荷从该线路被吸引出并存储在电容器60中，以使电容器60上的电压迅速增加。电压的这个快速建立可在电容器60上或在该系统的其它点处感测到，并且用于触发过压传感器150。过压传感器150的触发使开关160闭合。这短路了高频整流器80、90、100、110的输出，停止所有电荷泵入存储电容器60并且限制电容器60上的电压为AC电源线的峰值电压。
在开关160闭合时，则如果输入电源线电压接近于在闭合瞬间过零的线电压，电流将从大的存储电容器60流入平滑电容器50，使在平滑电容器50上的电压突然达到线电压的峰值。当出现这情况时，极大的电流将流过开关160，在开关160中消耗了等于被充电到该线路峰值的电容器能量的能量，可能使开关160熔化和失效。这个问题的一个明显的解决方案是开关160做得极大和昂贵，以致它能消耗大量的能量。但是，由于电子镇流器应是便宜的和开关160不经常使用，这是最不希望的。
图1中所示的优选解决方案是在所示的电路中放置与电阻170并联的二极管70。在正常工作中，具有半正弦波形的电流正向通过二极管70并且进入存储电容器60。但是，在开关160闭合时的故障情况的瞬间，由于电容器60总是比电容器50电压高，所以总是尝试正充电和流出电容器60的正端，并且进入电容器50的上端。这个电流与电流的正常流动的方向相反。因此，在正常工作中无影响的二极管变成反向偏置并且防止错误电流流出电容器60并进入电容器50。相反地，该电流被迫流过电阻170。电阻170限制在开关160闭合时流动的电流，和在两个电容器50和60突然达到相同电压时必须消耗的所有能量在相对大的、价廉的电阻170中无害地消耗。在正常情况下流过电阻170的电流很小。
利用刚才叙述的安排，开关160可以是一个小的、便宜的开关，因为它既不承受大的电流冲击也不消耗大量能量。在故障情况持续和开关160闭合时，反向器继续工作，准备好对连接的灯供能。从该线路引出的电源没有功率因数校正，这是可接受的，因为所引出的能量大大地减少了。在开关160闭合时，流过开关160的短路的电荷泵的输出从开关端子162流向开关端子161。但是，两倍的每线周期，电容器60由线电压峰值充电，并且在这时刻，大电流以从端子161向端子612的方向流动约一毫秒。正常地这个电流最可能流过高速整流器二极管80、90、100、110。由于出现这情况，开关160两端的电压极性反向约一毫秒。因此，可构成开关160，如果希望使用便宜的、低电流、低频半导体开关元件，因为在其两端上电压的这个周期反向用于关断它和清除存储的少数载流子。

Claims (9)

1.一种由AC电源对气体放电灯管供电的电路，其特征在于，包括：
一个第一整流器，具有第一整流器输入端和第一整流器输出端，第一整流器输入端接到AC电源；
一个平滑电容器，与第一整流器输出并联连接；
一个二极管，具有一个并联电阻；
一个第二整流器，具有第二整流器输入端和第二整流器输出端，第二整流器输入端连接到一个高频电源；
一个开关，跨接在第二整流器输出端上；
一个存储电容器，与驱动气体放电灯管的一个逆变器并联连接；
该平滑电容器、具有并联电阻的二极管、能量存储电容器和第二整流器输出端串联连接。
2.根据权利要求1的电路，其特征在于，包括一个传感器，用于检测能量存储电容器上的电压非常高时的状态。
3.根据权利要求2的电路，其特征在于：在正常工作期间所述开关是打开的，将该传感器耦合到该开关上，以便在能量存储电容器上的电压极高时该开关是闭合的。
4.根据权利要求1的电路，其特征在于，高频AC电源是从该逆变器得到的。
5.根据权利要求1的电路，其特征在于，该逆变器包括耦合到该气体放电灯管的一个耦合电路，和其中高频AC电源是从该耦合电路得到的。
6.一个从AC电源对气体放电灯管供电的电路，其特征在于，包括：
一个第一整流器，具有第一整流器输入端和第一整流器输出端，第一整流器输入端连接到AC电源；
一个平滑电容器，与第一整流器输出端并联；
一个二极管，具有一个并联电阻；
一个第二整流器，具有第二整流器输入端和第二整流器输出端；
第二整流器输入端连接到高频电源；
一个开关，跨接在第二整流器输出端上；
一个存储电容器，与驱动气体放电灯管的逆变器并联；
一个传感器，用于检测能量存储电容器上的电压极高时的状态；
该平滑电容器、具有并联电阻的二极管、能量存储电容器和第二整流器输出端串联连接。
7.根据权利要求2的电路，其特征在于，在正常工作期间开关是打开的，和该传感器接到该开关，使得当能量存储电容器上的电压是极高时该开关是闭合的。
8.根据权利要求1的电路，其特征在于，该逆变器包括耦合到该气体放电灯管的一个耦合电路，和其中高频AC电源是从该耦合电路得到的。
9.一种从AC电源以第一频率对气体充电灯管供电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将AC电源整流为第一DC电源；
将第一DC电源变换为第二较高频率的AC电源；
将第二高频的AC电源的一部分整流为第二DC电源；
在能量存储电容器中存储一部分第一DC电源和第二DC电源；
以第二频率的AC电源对气体放电灯供能；
检测能量存储电容器上的电压极高时的状态；
如果能量存储电容器上的电压极高时，禁止第二较高频率的一部分AC电源整流为第二DC电源。
CN94191124A 1993-12-09 1994-11-07 使用电荷泵功率因数校正的电子镇流器的保护电路 Pending CN1117784A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/164,243 US5396153A (en) 1993-12-09 1993-12-09 Protection circuit for electronic ballasts which use charge pump power factor correction
US08/164,243 1993-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1117784A true CN1117784A (zh) 1996-02-28

Family

ID=22593605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94191124A Pending CN1117784A (zh) 1993-12-09 1994-11-07 使用电荷泵功率因数校正的电子镇流器的保护电路

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5396153A (zh)
EP (1) EP0688492B1 (zh)
JP (1) JPH08506930A (zh)
KR (1) KR100188177B1 (zh)
CN (1) CN1117784A (zh)
BR (1) BR9405820A (zh)
DE (1) DE69429985T2 (zh)
WO (1) WO1995016339A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102904436A (zh) * 2012-10-22 2013-01-30 张逸兴 一种新型功率因数校正电路

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453666A (en) * 1992-03-24 1995-09-26 Philips Electronics North America Corporation High intensity discharge lamp ballast having a transient protected power factor correction scheme
US5719473A (en) * 1994-03-11 1998-02-17 Patent-Treuhand-Gelsellschaft F. Elektrische Gluehlampen Mbh High frequency operating circuit with in-rush current protection for operation of discharge lamps
DE4410492A1 (de) * 1994-03-25 1995-09-28 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen
CN1040272C (zh) * 1995-03-15 1998-10-14 松下电工株式会社 逆变装置
US5661645A (en) 1996-06-27 1997-08-26 Hochstein; Peter A. Power supply for light emitting diode array
US6082452A (en) * 1996-09-27 2000-07-04 Baker Hughes, Ltd. Oil separation and pumping systems
US6150771A (en) * 1997-06-11 2000-11-21 Precision Solar Controls Inc. Circuit for interfacing between a conventional traffic signal conflict monitor and light emitting diodes replacing a conventional incandescent bulb in the signal
TW379515B (en) * 1997-07-10 2000-01-11 Koninkl Philips Electronics Nv Circuit arrangement
CN1299578A (zh) * 1998-07-01 2001-06-13 皇家菲利浦电子有限公司 电路装置
US5986901A (en) * 1998-07-09 1999-11-16 Matsushita Electric Works R&D Laboratory, Inc. Power factor correction circuit for a power supply
JP2003515876A (ja) * 1999-11-19 2003-05-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 高周波電流によって放電ランプを作動させる回路装置
DE10220471A1 (de) * 2002-05-07 2003-11-20 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Betrieb von Entladungslampen
CN102318444B (zh) * 2009-02-13 2014-12-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 电磁镇流器、控制电路和用于保护可控半导体开关的方法
US8810146B1 (en) 2011-11-04 2014-08-19 Universal Lighting Technologies, Inc. Lighting device with circuit and method for detecting power converter activity
GB2499020B (en) * 2012-02-03 2016-04-20 Tridonic Gmbh & Co Kg Lamp ballast
US9263944B2 (en) 2014-01-06 2016-02-16 Maxat Touzelbaev Valley-fill power factor correction circuit with active conduction angle control

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017785A (en) * 1975-09-10 1977-04-12 Iota Engineering Inc. Power source for fluorescent lamps and the like
GB2159360B (en) * 1982-02-20 1986-04-23 Transtar Limited Power supplies
GB2115627B (en) * 1982-02-20 1986-04-30 Transtar Limited Power supplies
DE3623749A1 (de) * 1986-07-14 1988-01-21 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum betrieb von niederdruckentladungslampen
US5010277A (en) * 1990-03-16 1991-04-23 Courier De Mere Henri Electronic converter supplied by an alternating current distribution network
AU6531690A (en) * 1990-07-23 1992-02-18 Henri Courier De Mere Self-integration voltage converter
US5099407A (en) * 1990-09-24 1992-03-24 Thorne Richard L Inverter with power factor correction circuit
US5113337A (en) * 1991-02-08 1992-05-12 General Electric Company High power factor power supply
FR2710207B1 (fr) * 1993-09-14 1995-11-10 Courier De Mere Henri Edouard Convertisseur auto-compensé à faible facteur de crête du courant de sortie.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102904436A (zh) * 2012-10-22 2013-01-30 张逸兴 一种新型功率因数校正电路
CN102904436B (zh) * 2012-10-22 2016-01-20 张逸兴 一种新型功率因数校正电路

Also Published As

Publication number Publication date
KR960701580A (ko) 1996-02-24
BR9405820A (pt) 1995-12-26
EP0688492A1 (en) 1995-12-27
US5396153A (en) 1995-03-07
DE69429985T2 (de) 2002-06-27
JPH08506930A (ja) 1996-07-23
WO1995016339A1 (en) 1995-06-15
EP0688492A4 (en) 1996-05-15
EP0688492B1 (en) 2002-02-27
DE69429985D1 (de) 2002-04-04
KR100188177B1 (ko) 1999-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1117784A (zh) 使用电荷泵功率因数校正的电子镇流器的保护电路
CN109256941B (zh) 一种逆变器软启动的软件控制系统和方法
KR20040041200A (ko) 모터전원공급장치 및 모터전원공급방법
CN1240036A (zh) 具有廉价的逆变器升压电路的电源和电子镇流器
US5068573A (en) Power supply with energy storage for improved voltage regulation
Youn et al. A unity power factor electronic ballast for fluorescent lamp having improved valley fill and valley boost converter
JP3974940B2 (ja) 電源
CN2577503Y (zh) 中压变频器中单相桥式逆变器的过电压保护装置
CN101051061A (zh) 一种长时效张弛振荡闪光型高压带电显示器的电路结构
EP0479196B1 (en) Power supply circuit
CN214337811U (zh) 一种交流直流变换电路
CN212258799U (zh) 一种超声波电源电路
CN114365407B (zh) 图腾柱无桥功率因数校正电路和电力电子设备
CN114884203A (zh) 一种供电装置和方法
JPS5978496A (ja) ガス放電バラストランプの高調波成分を減少させる方法とガス放電バラストランプ
WO1995013574A1 (en) Electronic ballast with low harmonic distortion
CN1464626A (zh) 大功率高压直流静电电源装置
US10779375B2 (en) LED driving circuit and protection circuit for DC/DC converter
CN219802153U (zh) 一种变频器制动电路
CN221177545U (zh) 一种电容放电电路及开关电源
CN218997926U (zh) 一种反激电源被动式谐波电路
CN2234663Y (zh) 新型直流环零电压开关装置
Moo et al. A high-power-factor DC-linked resonant inverter
CN210898929U (zh) 一种直流母线放电电路
CN2618368Y (zh) 一种软开关升压及正弦电流逆变型串级调速装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication