CN201435845Y

CN201435845Y - 一种高功率因数led灯具电路

Info

Publication number: CN201435845Y
Application number: CN2009200334933U
Authority: CN
Inventors: 段晓飞; 苏叶滨; 程鹏
Original assignee: 771 Research Institute of 9th Academy of CASC
Current assignee: 771 Research Institute of 9th Academy of CASC
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2019-06-10

Abstract

本实用新型公开了一种高功率因数LED灯具电路，包括一个整流桥，整流桥的两个输入端连接交流电压，其特征在于，整流桥的另两个输出端连接多个串联的LED光源的正、负两端，多个串联的LED光源的正、负两端并联有填谷式功率因数矫正电路。本实用新型由于采用填谷式功率因数矫正电路及恒流电路，流经LED的电流波形为交流脉动波形，使灯内无需再安装AC/DC变换器，减低了设备故障率，具有结构新颖、电路简单、成本低、功率因数高和节电效果好等优点。

Description

一种高功率因数LED灯具电路

技术领域

本实用新型属于半导体照明应用技术领域，涉及一种具有结构简单和良好照明效果的高功率因数LED照明灯具电路。

背景技术

电力电子装置日益广泛的应用，使得谐波污染问题引起了人们越来越多的关注。现在，欧洲的电气设备必须符合欧洲规范EN61000-3-2。这一要求适用于大多数输入功率为75W或以上的电器，而且它规定了包括高达39次谐波在内的工频谐波的最大幅度。虽然美国还没有提出此类要求，但是希望在全球销售产品的电源制造商正在设计符合这一要求的产品。

利用功率因数校正技术可以使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形，使输入电流波形呈纯正弦波，并且和输入电压同相位，此时整流器的负载可等效为纯电阻。功率因数校正电路分为有源和无源两类。无源校正电路通常由大容量的电感、电容组成。虽然无源功率因数校正电路得到的功率因数不如有源功率因数校正电路高，但仍然可以使功率因数提高到0.7~0.8，因而在中小功率电源中被广泛采用。

有源功率因数校正电路自上世纪90年代以来得到了迅速推广。它是在桥式整流器与输出电容滤波器之间加入一个功率变换电路，使功率因数接近1。有源功率因数校正电路工作于高频开关状态，相对于无源PFC电路来说具有体积小、重量轻、效率高的优点。

无源功率因数矫正电路结构简单，但是体积较大、重量高，不适合在LED照明灯具中使用。而有源功率因数矫正电路属于高频开关变换，虽然体积较小，但是电解电容的寿命限制了电路的寿命，无法和LED照明灯具5万小时以上的寿命相匹配。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种长寿命、低成本、节电效果好的高功率因数LED照明灯具电路。

为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：

一种工作在交流脉动电流波形的高功率因数LED灯具，包括一个整流桥，整流桥的两个输入端连接交流电压，其特征在于，整流桥的另两个输出端连接多个串联的LED光源的正、负两端，多个串联的LED光源的正、负两端并联有填谷式功率因数矫正电路。

上述方案中，填谷式功率因数矫正电路包括第一电容、第二电容和正负极相互串联的第一、第二、第三二极管，其中第一二极管的负极和第一电容的正极连接多个串联的LED光源的正端；第三二极管的正极和第二电容的负极连接多个串联的LED光源的负端；第一电容的负极连接第二二极管与第三二极管的串联点；第二电容的正极连接第一二极管与第二二极管的串联点。

所述多个串联的LED光源的负端可通过一个恒流电路再与整流桥的输出连接。

与现有技术相比，本实用新型针对LED为半导体器件，具有耐冲击电流的特点，通过填谷式功率因数矫正电路对输入交流脉动波形进行矫正，使LED灯具的功率因数提高到0.9以上。本实用新型由于采用填谷式功率因数矫正电路及恒流电路，流经LED的电流波形为交流脉动波形，使灯内无需再安装AC/DC变换器，减低了设备故障率，具有结构新颖、电路简单、成本低、功率因数高和节电效果好等优点。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图。

图2为图1的一个具体电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的内容做进一步详细说明，但本发明的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。

如图1所示，实施例的设计电路由整流桥、填谷式功率因数矫正电路、高精度恒流电路和多个串联LED灯(本实施例中为60个)组成。

如图2所示，电容C1、C2和二极管D1、D2、D3组成填谷式功率因数矫正电路。当输入正弦波刚过零点时，加在LED上的输出电压约为供电输入电压峰值的1/3，C1通过D3给负载供电，同时C2通过D1给负载供电，二极管D2反偏不导通。

当输入电压大于填谷电路输出电压时，整流桥BD1导通以增大输出电压。此时二极管D1和D3关断，电容器C1和C2停止向负载供电。LED的电流直接由整流桥提供，此时供电电压小于C1和C2的电压之和，D2不导通。

当输入电压超过C1和C2上的电压之和时，D2导通，对C1、C2充电。

供电电压开始下降时，D1、D2、D3关断，负载电流又重新直通过整流桥BD1供电。当供电电压下降到峰值电压的50％时，二极管D1、D2重新导通，通过并联的C1和C2对LED供电。

电阻R1、R2和三极管Q1、精密可调电压基准U1(TL431)组成高精度恒流电路，计算公式如下：

I_{ce} = \frac{V_{ref}}{R_{2}} + I_{KA}

式中：Ice为恒流电流；Vref为TL431的基准电压。

由上式可知，通过改变R2的阻值，可以精确设定恒流电流。当输入电压高于额定电压时，恒流电路限制流过LED的电流，避免LED因为流过大电流而损坏。同时，恒流电路可以有效抑制上电时的浪涌电流，大大提高了多只LED串联使用的可靠性。

由于本实用新型的电解电容器C1、C2工作在低频脉动电流状态下，电路中的晶体管、MOS管和电阻等器件在额定电压和额定电流条件下寿命与LED相当，可确保灯具的寿命达到5～7万个小时，并且具有非常高的功率因数，有效减少了对电网的污染。在交流电网电压变化时，高精度恒流电路可保证LED稳定工作，完全可以满足要求，而且还可以大大提高LED灯具的可靠性。

Claims

1、一种高功率因数LED灯具电路，包括一个整流桥，整流桥的两个输入端连接交流电压，其特征在于，整流桥的另两个输出端连接多个串联的LED光源的正、负两端，多个串联的LED光源的正、负两端并联有填谷式功率因数矫正电路。

2、如权利要求1所述的高功率因数LED灯电路，其特征在于，填谷式功率因数矫正电路包括第一电容、第二电容和正负极相互串联的第一、第二、第三二极管，其中第一二极管的负极和第一电容的正极连接多个串联的LED光源的正端；第三二极管的正极和第二电容的负极连接多个串联的LED光源的负端；第一电容的负极连接第二二极管与第三二极管的串联点；第二电容的正极连接第一二极管与第二二极管的串联点。

3、如权利要求1所述的工作在交流脉动电流波形的高功率因数LED灯电路，其特征在于，所述多个串联的LED光源的负端通过一个恒流电路再与整流桥的输出连接。