CN201119095Y

CN201119095Y - 多路输出点亮电光源的装置

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Publication number: CN201119095Y
Application number: CNU2007200981987U
Authority: CN
Inventors: 王尺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2017-11-28

Abstract

本实用新型公开了一种多路输出点亮电光源的装置，交流电源依次通过有源滤波电路、高频整流滤波电路CF，高频开关电源控制电路分别与有源滤波电路和脉冲延时移相电路电连接，高频开关电源控制电路根据电光源负载的不同调整振荡频率，并产生两路互锁的正脉冲输出，经过脉冲延时移相电路对两路互锁输出的脉冲延时和移相，通过大功率斩波电路实现多路输出高频电压、电流，多路输出点亮电光源。有益效果是：有效消除电光源的频闪与频闪效应，明显改善了照明质量，减少了输入电流谐波分量，使电光源能在使用较小功率的前提下获得较高的光电转换效率，从而达到节约电能的目的。

Description

多路输出点亮电光源的装置

技术领域

本实用新型涉及电光源照明技术领域，特别涉及一种多路输出点亮电光源的装置。

背景技术

传统的点亮电光源的方式，是采用单相电源，分别通过开关点亮多只并联在该单相电源供电电路中的电光源；目前家庭用电光源基本可以分为三大类型：普通灯(钨丝灯)，卤素灯和荧光灯。

在电网电压220V情况下，几种常用电光源的实际工作电流：

400W高压钠灯单只灯，工作电流为4.2A。

250W高压钠灯单只灯，工作电流为2.5A。

400W金属卤化物灯单只灯，工作电流为3.8A。

250W金属卤化物灯单只灯，工作电流为2.3A。

电感式镇流器40W荧光灯单只灯，工作电流为0.36A。

电子式镇流器40W荧光灯单只灯，工作电流为0.18A。

根据以上数据可知，电光源耗电除电光源本身外，镇流器同时也在消耗电能。另外，大多数从事照明技术开发、生产的厂家投入大量人力、设备、资金致力于把照明器具作为纯阻性负载的研究，收效甚微，未能明显改善节能效果。

电光源的频闪与频闪效应，给我们的工作和生活带来了严重的危害。然而，我们在应用电光源时，并没有引起应有的重视和正确的认识。科学正确认识节能灯频闪与频闪效应的危害性，对于科学推广应用节能灯，构建明亮、清晰、舒适的照明环境，具有重要的意义。频闪效应是指电光源由光通量的波动而产生的危害效应。电光源频闪越严重，频闪效应的危害也越严重。频闪与频闪效应是针对电光源光通量的波动深度和由此产生的危害效应(称为频闪效应)大小的两个互为因果的物理量。光通量波动深度越大，频闪越严重。电光源光通量波动深度大小，与电光源的技术品质有直接关系。电光源光通量波动深度大小，通常用百分数来描述。现阶段应用的电光源中，如电感镇流器驱动的T8(26mm)直管日光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯光通量的波动深度高达55％-65％。而市场上部分技术品质较差的节能灯，仍然存在高达20％-30％的频闪深度。

现有技术中，由于大部分常用电光源对电能的利用率低，存在频闪与频闪效应，并且照明质量不高，造成宝贵能源的浪费。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种成本低、照明质量高、有效节能的多路输出点亮电光源的装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种多路输出点亮电光源的装置，包括：有源滤波电路、高频整流滤波电路，高频开关电源控制集成电路，脉冲延时移相电路，三路斩波功率输出电路和三路电光源负载，交流电源通过所述有源滤波电路输出给所述高频整流滤波电路，所述高频整流滤波电路与所述三路斩波功率输出电路相连接，所述高频开关电源控制集成电路分别与所述有源滤波电路和所述脉冲延时移相电路相连接，所述脉冲延时移相电路的输出端分别与所述三路斩波功率输出电路输入端相连接，所述三路斩波功率输出电路为并联连接的所述三路电光源负载提供电力，所述三路电光源负载为相同种类、相同物理特性，相同功率或相同功率因数的负载。

所述三路斩波功率输出电路通过所述脉冲延时移相电路使所述三路斩波功率输出电路输出的电压、电流相位产生相位差，并分别为并联在所述三路斩波功率输出电路的所述三路电光源负载提供电力，所述有源滤波电路、高频开关电源控制集成电路和三路并联的斩波功率输出电路组成高频开关电源，其开关频率为40-120KC。

所述脉冲延时移相电路是将所述高频开关电源控制集成电路的正负半周触发脉冲分三路输出，分别触发所述三路斩波功率输出电路的正负半周输入端，所述脉冲延时移相电路的三路触发脉冲输出之间的电压、电流相位差的取值范围是1至179度。

所述高频开关电源的开关频率最佳值为80KC，所述脉冲延时移相电路的三路脉冲输出之间电压、电流相位差最佳值是120度，或延时T/3，T为触发所述三路斩波功率输出电路的触发脉冲周期。

所述三路斩波功率输出电路的每一路可以是多路功率输出相并联，每组电光源负载为1至2000只电光源，所述三路电光源负载可以同时接入2×3组或3×3组或N×3组，N为自然数。

所述高频开关电源控制集成电路采用具有两路互锁的正脉冲输出集成电路，其型号为LM4835，所述脉冲延时移相电路采用集成电路的型号为74L1414。

本实用新型的有益效果是：本实用新型由于采用高频开关电源、脉冲延时移相电路和三路斩波功率输出电路输出至同时为相同物理性质的三路电光源负载，有效消除电光源的频闪与频闪效应，明显改善了照明质量，减少了输入电流谐波总量，使电光源能在使用较小功率的前提下获得较高的光电转换效率；从而达到节约原材料和能源的目的。

附图说明

图1是本实用新型的组成方框示意图；

图2是本实用新型的电路组成方框图；

图3是本实用新型实施例的电原理图。

图中：

PFC：有源滤波电路

IC：高频开关电源控制集成电路

CF：高频整流滤波电路

TK、TK₁、TK₂、TK₃、TK₄：脉冲延时移相电路

PW、PW₁、PW₂、PW₃：斩波功率输出电路

D、D₁、D₂、D₃：电光源负载电路

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型的组成方框示意图，图2是本实用新型的电路组成方框图，如图1图2所示，本实用新型一种多路输出点亮电光源的装置，包括：有源滤波电路PFC、高频整流滤波电路CF，高频开关电源控制集成电路IC，脉冲延时移相电路TK，三路斩波功率输出电路PW和三路电光源负载D，交流电源通过所述有源滤波电路PFC输出给所述高频整流滤波电路CF，高频开关电源控制集成电路IC分别与有源滤波电路PFC和脉冲延时移相电路TK相连接，脉冲延时移相电路TK的输出端分别与三路斩波功率输出电路PW相连接，三路斩波功率输出电路PW为并联连接的三路电光源负载D提供电力，三路电光源负载D同时为相同种类、相同物理特性、相同功率、相同功率因数的负载。三路斩波功率输出电路PW，通过脉冲延时移相电路TK，使三路斩波功率输出电路PW输出的电压、电流相位产生相位差，并分别为并联在三路斩波功率输出电路PW的三路电光源负载D提供电力，有源滤波电路PFC、高频开关电源控制集成电路IC和三路并联的斩波功率输出电路PW组成高频开关电源，其开关频率为40-120KC，高频开关电源的开关频率最佳值为80KC，脉冲延时移相电路TK是将高频开关电源控制集成电路IC的正负半周触发脉冲分三路输出，分别触发三路斩波功率输出电路PW的正负半周输入端，脉冲延时移相电路TK的三路脉冲输出之间电压、电流相位差的取值范围是1至179度。脉冲延时移相电路TK的三路脉冲输出之间电压、电流相位差的最佳值是120度，或延时T/3，T为触发三路斩波功率输出电路PW的触发脉冲周期。三路斩波功率输出电路PW的每一路可以是多路功率输出相并联，每组电光源负载为1至2000只电光源。

图3是本实用新型实施例的电原理图，如图3所示。220v50Hz或110v60Hz的交流电，通过整流后与有源滤波电路PFC的1、2接线端相连接，有源滤波电路PFC是采用高频开关电路中的PFC电路其主要作用是改变电压、电流谐波分量，提高功率因数，降低电磁辐射，提高输出直流电压，有源滤波电路PFC，通过高频整流滤波升压后的直流电压输出的正极V+端分别与斩波功率输出电路PW1、斩波功率输出电路PW2、斩波功率输出电路PW3的正电压端Vp11、Vp21、Vp31相连接。直流电压输出的负极V-端分别与斩波功率输出电路PW1、斩波功率输出电路PW2、斩波功率输出电路PW3的线路地电压端Vp12、Vp22、Vp32相连接，斩波功率输出电路PW1、斩波功率输出电路PW2、斩波功率输出电路PW3的输出端T11、T12、T21、T22、T31、T32分别与各自的电光源负载电路D1、电光源负载电路D2、电光源负载电路D3的输入端D11、D12、D21、D22、D31、D32相对应连接。高频开关电源控制集成电路IC，为电子镇流器专用芯片或开关电源芯片的指定电路，可根据照明光源负载的不同调整振荡频率，并有两路互锁的正脉冲输出。具有过流、过压、热保护等功能，脉冲延时移相电路TK是将高频开关电源控制集成电路IC的两路互锁的输出脉冲同时延时、移相分三组触发斩波功率输出电路PW，延时移相电路TK由四个相同的脉冲延时移相电路TK1至TK4组成，脉冲延时移相电路TK的三路脉冲输出之间电压、电流相位差的取值范围是1至179度，其最佳值为120度。即，每个脉冲延时移相电路TK的延时时间为TK/3，移相为120度，TK为触发三路斩波功率输出电路PW的触发脉冲周期。移相的角度是指斩波功率输出电路PW1与斩波功率输出电路PW2或斩波功率输出电路PW2与斩波功率输出电路PW3输出的高频交流电压、电流相位差，也就是说要保证斩波功率输出电路PW每路功率输出的电压、电流相位相差120度。高频开关电源控制集成电路IC，根据电光源负载的不同调整振荡频率，并产生两路互锁的正脉冲输出，高频开关电源控制集成电路IC的输出端PWOUT1与斩波功率输出电路PW1的正触发端K11相连接，同时又与脉冲延时移相电路TK1(Tk/3延时电路)的输入端I 10相连接，脉冲延时移相电路TK1的输出端I11与斩波功率输出电路PW2的正触发端K21相连接，同时又与脉冲延时移相电路TK2的输入端I20相互连接，脉冲延时移相电路TK2(Tk/3延时电路)的输出端I21与斩波功率输出电路PW3的正触发端k31连接。高频开关电源控制集成电路IC的另一个输出端PWOUT2与脉冲延时移相电路TK3(Tk/3延时电路)的输入端I30相连接，同时又与斩波功率输出电路PW1的负触发端K12相连接。脉冲延时移相电路TK3输出端I31与斩波功率输出电路PW2的负触发端K22连接，同时又与TK4(Tk/3延时电路)的输入端I40相连接，脉冲延时移相电路TK4的输出端I41与斩波功率输出电路PW3的负触发端K32连接。高频开关电源控制集成电路IC采用具有两路互锁的正脉冲输出集成电路，其型号为LM4835，脉冲延时移相电路TK采用集成电路的型号为74L1414，三路斩波功率输出电路PW为并联连接的三路电光源负载电路D提供电力，每路斩波功率输出电路PW为完全相同的电路，可以是半桥、全桥、谐振电路等，斩波功率输出电路PW输出的高频电压正负半周对称，并有隔直电容串联在输出回路中。每组斩波功率输出电路PW的输出端由功率管直接输出，负反馈由串联在各组的大功率MOS管中的电阻R取得，当三组斩波功率输出电路PW输出端任何一组输出异常时，该电路都会自动保护，斩波功率输出电路输出的MOS管的最大工作电流应大于3倍负载电流。

D1、D2、D3为电光源负载电路，根据斩波功率输出电路PW1、斩波功率输出电路PW2、斩波功率输出电路PW3输出功率的大小，来确定斩波功率输出电路的带载能力，一般每组斩波功率输出电路输出功率应是每组斩波功率输出电路的所带负载功率总和的1.2倍。为了保证节电效果，每组斩波功率输出电路输出提供给电光源负载电路的电压、电流、功率应基本相同，由于每组斩波功率输出电路PW输出的电压、电流相差120度，在其输出的功率、电压、电流相同的情况下，供电交流电源上的交流电流较小，从而达到明显的节电的效果。电光源可以为1只----2000只。三路电光源负载可以同时接入2×3组或3×3组或N×3组，N为自然数，三路电光源负载必须同时为相同性质的电抗，即，同时为容性负载，或感性负载，或阻性负载。由限流电感、照明光源组成，限流电感的参数根据所带光源的品种确定，以白炽灯为例：220V白炽灯，限流电感上的电压应为输出高频电压有效值减去白炽灯的额定电压有效值，从而根据高频开关电源的振荡频率f等参数很容易的计算出电感量，由于高频开关电源的振荡频率为十几KC到上百KC，所以限流电感体积应当很小。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种多路输出点亮电光源的装置，包括：有源滤波电路(PFC)、高频整流滤波电路(CF)，高频开关电源控制集成电路(IC)，其特征在于，还包括脉冲延时移相电路(TK)，三路斩波功率输出电路(PW)和三路电光源负载(D)，交流电源通过所述有源滤波电路(PFC)输出给所述高频整流滤波电路(CF)，所述高频整流滤波电路(CF)与所述三路斩波功率输出电路(PW)相连接，所述高频开关电源控制集成电路(IC)分别与所述有源滤波电路(PFC)和所述脉冲延时移相电路(TK)相连接，所述脉冲延时移相电路(TK)的输出端分别与所述三路斩波功率输出电路(PW)输入端相连接，所述三路斩波功率输出电路(PW)为并联连接的所述三路电光源负载(D)提供电力，所述三路电光源负载(D)为相同种类、相同物理特性，相同功率或相同功率因数的负载。

2.根据权利要求1所述的多路输出点亮电光源的装置，其特征在于，所述三路斩波功率输出电路(PW)通过所述脉冲延时移相电路(TK)使所述三路斩波功率输出电路(PW)输出的电压、电流相位产生相位差，并分别为并联在所述三路斩波功率输出电路(PW)的所述三路电光源负载(D)提供电力，所述有源滤波电路(PFC)、高频开关电源控制集成电路(IC)和三路并联的斩波功率输出电路(PW)组成高频开关电源，其开关频率为40-120KC。

3.根据权利要求2所述的多路输出点亮电光源的装置，其特征在于，所述脉冲延时移相电路(TK)是将所述高频开关电源控制集成电路(IC)的正负半周触发脉冲分三路输出，分别触发所述三路斩波功率输出电路的正负半周输入端，所述脉冲延时移相电路(TK)的三路触发脉冲输出之间的电压、电流相位差的取值范围是1至179度。

4.根据权利要求2或3所述的多路输出点亮电光源的装置，其特征在于，所述高频开关电源的开关频率最佳值为80KC，所述脉冲延时移相电路(TK)的三路脉冲输出之间电压、电流相位差最佳值是120度，或延时T/3，T为触发所述三路斩波功率输出电路的触发脉冲周期。

5.根据权利要求1至4中择一所述的多路输出点亮电光源的装置，其特征在于，所述三路斩波功率输出电路的每一路可以是多路功率输出相并联，每组电光源负载为1至2000只电光源，所述三路电光源负载可以同时接入2×3组或3×3组或N×3组，N为自然数。

6.根据权利要求5所述的多路输出点亮电光源的装置，其特征在于，所述高频开关电源控制集成电路(IC)采用具有两路互锁的正脉冲输出集成电路，其型号为LM4835，所述脉冲延时移相电路采用集成电路的型号为74L1414。