CN201674708U

CN201674708U - 一种230v无源高功率因素电路

Info

Publication number: CN201674708U
Application number: CN2010202109985U
Authority: CN
Inventors: 徐根达
Original assignee: HANGZHOU EBOYLAMP ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU EBOYLAMP ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2020-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种230V无源高功率因素电路，本实用新型在EMC滤波电路、整流电路、功率因素校正电路、半桥电路和负载的基础上加入了二极管D8、D9、D10、D11四个二极管和电容C6、电容C8，二极管D8将灯管电流整流后，产生一个负电压，加到电路上，这样保持电解电压始终低于输入电压，使得输入电流始终导通，而保持输入电流的连续性；同时灯管上的高频电流经电容C6也叠加在输入电流上；该反馈还经过二极管D9的整流，同时和电容C8的反馈经D10整流叠加到电解电容C4上，形成纹波较小的直流半桥电压，这样在电解电容C4充电时的电流波形相位又和输入电流的波形相位保持一致，从而提高了整灯的功率因素。

Description

一种230V无源高功率因素电路

技术领域

本实用新型涉及电子镇流器相关技术领域，特别涉及电子镇流器中的一种无源高功率因素电路。

背景技术

随着世界能源的紧缺，电子镇流器得到了广泛的应用，目前各厂家都在为降低节能灯的整灯功耗、延长灯的使用寿命即提高灯的功率因素作出各种努力；功率因素是实际消耗的功率与电力供给容量之比值，所以功率因素越高，电力在传输过程中即可减少无谓的损失并提高电力的利用率。

对于额定电压在220V～240V的节能灯，特别是大功率节能灯，目前市场上提高功率因素的主要方法是采用有源功率因素校正的方法提高功率因素，其多是采用IC芯片来控制电路，提高功率因素，其存在的缺点是线路复杂，成本较高，不利于推广。

目前比较经济的电路主要有逐流电路，高频双泵式PPFC电路；逐流电路功率因素指标较好，但灯电流波峰比较高，谐波量较高超标；高频双泵式电路是性能、价格均理想的电路，如图1所示为一种改进后的双泵电路，该电路通过在逐流电路的基础上引进电容C3、电容C4、二极管D7等元件，灯丝上的高频电流一部分经电容C4、电容C5返回电源，另一部分经二极管D6、二极管D7整流，电解电容CO1、电解电容CO2滤波，产生正负两个辅助电压，与电解电容CO1、电解电容CO2上的100Hz直流脉动电压相叠加，形成纹波较小的直流电压作为半桥逆变器的直流电压。该电路可以达到的技术指标：

λ＝0.9～0.93，THD1＝25％～35％，CCF＝1.7～2.0：

由上述指标可以看出，虽然在一定程度上提高了功率因素，但其总谐波较高，电流波峰比较大，各性能指标还是无法令人满意。

发明内容

本实用新型解决了以往高频双泵式电路功率因素低，整灯功耗高的技术问题，提供了一种主要应用于额定电压在220V～240V节能灯的无源高功率因素电路，该电路不仅提高了电路的功率因素，还同时降低了灯电流波峰比和电流谐波，降低了整灯的功耗，同时提高了整灯开关次数。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种230V无源高功率因素电路，包括EMC滤波电路，整流电路，功率因素校正电路，半桥电路和负载，所述的整流电路是由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4连接组成，其特征是：所述的功率因素校正电路是由电容C6、电容C8、二极管D8、二极管D9、二极管D10和二极管D11组成，其中，二极管D3与负载的一端之间连接有二极管D8，二极管D8的正极和负极分别连接二极管D3的负极和负载，二极管D8的两端与电容C6并联，电容C6的一端还连接二极管D4的正极，在二极管D2的负极与负载的一端之间依次串接有二极管D9和电容C8，电容C8的两端并联有二极管D11，二极管D11的正、负极分别连接负载的一端和二极管D9的负极，二极管D9与电容C8间的节点与半桥电路间连接有二极管D10，二极管D10的正极连接二极管D9的负极，二极管D10的负极与半桥电路中电解电容C4的一端相连，电解电容C4的另一端连接二极管D8的正极。

作为优选，在负载与二极管D8、电容C6相连的一端并联有电容C11，在负载的另一端并联有电容C9。负载即灯管，电容C9、电容C11在启动时，增加灯丝的通过电流，达到预热灯丝的目的，增加了灯的使用寿命，在启动后，又降低了灯丝的通过电流，从而降低了整灯功耗。

作为优选，在电容C6的两端并联有电容C60。

采用了上述技术方案的本实用新型的原理及有益效果是：

本实用新型通过二极管D8、D9、D10、D11四个二极管和电容C6(C60用于微调，实际使用时视要求可装可不装)、电容C8，提高了电路的功率因素，降低了电路的电流波峰比。

电容C9、电容C11在启动时，增加灯丝的通过电流，达到预热灯丝的目的，增加了灯的使用寿命，在启动后，又降低了灯丝的通过电流，从而降低了整灯功耗。

二极管D8将灯管电流整流后，产生一个负电压，加到电路上，这样保持电解电压始终低于输入电压，使得输入电流始终导通，而保持输入电流的连续性；同时灯管上的高频电流经电容C6也叠加在输入电流上；该反馈还经过二极管D9的整流，同时和电容C8的反馈经D10整流叠加到电解电容C4上，形成纹波较小的直流半桥电压；二极管D8和二极管D11整流后的电压还同时加于灯管灯丝上，以减小灯丝电流纹波。

该电路可以达到的技术指标：

λ＝0.98～0.99，THD1≤10％，CCF≤1.6，开关(15S ON 45S OFF)≥3万次；

从上述指标可以看出，该电路性能指标已经远远超过双泵电路，其功率因素(λ)，总谐波(THD1)，电流波峰比(CCF)值都已经和有源功率因素校正电路指标一致，但成本远低于有源因素校正电路，且在都不加PTC的情况下，开关次数已经远远高于其它电路。

附图说明

图1为现有技术中双泵电路的电路结构图；

图2为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式如下：

实施例：如图2所示，一种230V无源高功率因素电路，包括EMC滤波电路，整流电路，半桥电路和负载，负载即灯管，EMC滤波电路的两个输入端连接电源的输入两端，EMC滤波电路的两个输出端连接整流电路，所述的EMC滤波电路、整流电路和半桥电路均为公知的现有技术，整流电路是由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4连接组成；所述的EMC滤波电路包括滤波电容CO、滤波电感Lx、滤波电容CO2、电容CO1、电感L2，滤波电容CO、滤波电感Lx、滤波电容CO2顺次连接，滤波电容CO的两端连接电源输入两端，滤波电容CO2的两端连接整流电路，整流电路中二极管D2的负极连接电感L2，电感L2的两端并联有电容C12、电阻R12，电容C12与电阻R12串联，电容CO1加在二极管D1的正极与二极管D3的正极之间。

二极管D3与负载的一端之间连接有二极管D8，二极管D8的正极和负极分别连接二极管D3的负极和负载，二极管D8的两端与电容C6并联，电容C6的一端还连接二极管D4的正极，在二极管D2的负极与负载的一端之间依次串接有二极管D9和电容C8，电容C8的两端并联有二极管D11，二极管D11的正、负极分别连接负载的一端和二极管D9的负极，二极管D9与电容C8间的节点与半桥电路间连接有二极管D10，二极管D10的正极连接二极管D9的负极，二极管D10的负极与半桥电路中电解电容C4的一端相连，电解电容C4的另一端连接二极管D8的正极。

电容C10加在负载的两端，与电感L0组成串联谐振电路，其功能是产生负载所需要的起辉高压，在负载与二极管D8、电容C6相连的一端并联有电容C11，在负载的另一端并联有电容C9。电容C9、电容C11在启动时，增加灯丝的通过电流，达到预热灯丝的目的，增加了灯的使用寿命，在启动后，又降低了灯丝的通过电流，从而降低了整灯功耗。

电子镇流器中半桥电路是极为重要的一部分电路，它直接关系到整机的工作频率、开关损耗、转换效率、输出功率等参数；半桥电路中，三极管T1和三极管T2串联形成半桥，三极管T1的发射极与三极管T2的集电极耦接，三极管T1的集电极与三极管T2的发射极之间连接有电解电容C4，电解电容C4作为滤波、平滑纹波电压的重要元件，由它向半桥电路提供直流电压，其它元件均为现有技术，其功能与连接关系在此不作叙述。

要提高半桥电路的功率因素，就是要提高电解电容C4的充电时间，增加电路中电流的导通角，并且使得电解电容C4上的充电电路波形和输入电流波形的相位一致，波形一致。

首先，为了增加电路中电流的导通角，二极管D8将灯管电流整流后，产生一个负电压，加到电路上，这样保持电解电压始终低于输入电压，使得输入电流始终导通，从而保持输入电流的连续性；

灯管上的高频电流经电容C6也叠加在输入电流上；该反馈还经过二极管D9的整流，同时和电容C8的反馈经D10整流叠加到电解电容C4上，这样在电解电容C4充电时的电流波形相位又和输入电流的波形相位保持一致，从而提高了整灯的功率因素。

二极管D8和二极管D11整流后的电压还同时加于灯管灯丝上，以减小灯丝纹波电流，改善了整灯的电流波峰比。

从上述指标可以看出，该电路性能指标已经远远超过普通的双泵电路，其功率因素(λ)，总谐波(THD1)，电流波峰比(CCF)值都已经和有源功率因素校正电路指标一致，但成本远低于有源功率因素校正电路，且在都不加PTC(热敏电阻)的情况下，开关次数已经远远高于其它电路。

该电路和双泵电路相比，相同功率下，节约能源8％左右，和有源功率因素电路相比，每只灯(85W)节约成本约30％～40％，且使用该电路的寿命也远远大于其它的灯电路，目前我们国家每年约生产40亿只节能灯，国内大功率节能灯的市场也有100亿元左右，使用该电路所产生的经济效益和社会效益是相当巨大的。

Claims

1.一种230V无源高功率因素电路，包括EMC滤波电路，整流电路，功率因素校正电路，半桥电路和负载，所述的整流电路是由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4连接组成，其特征是：所述的功率因素校正电路是由电容C6、电容C8、二极管D8、二极管D9、二极管D10和二极管D11组成，其中，二极管D3与负载的一端之间连接有二极管D8，二极管D8的正极和负极分别连接二极管D3的负极和负载，二极管D8的两端与电容C6并联，电容C6的一端还连接二极管D4的正极，在二极管D2的负极与负载的一端之间依次串接有二极管D9和电容C8，电容C8的两端并联有二极管D11，二极管D11的正、负极分别连接负载的一端和二极管D9的负极，二极管D9与电容C8间的节点与半桥电路间连接有二极管D10，二极管D10的正极连接二极管D9的负极，二极管D10的负极与半桥电路中电解电容C4的一端相连，电解电容C4的另一端连接二极管D8的正极。

2.根据权利要求1所述的一种230V无源高功率因素电路，其特征是：在负载与二极管D8、电容C6相连的一端并联有电容C11，在负载的另一端并联有电容C9。

3.根据权利要求1所述的一种230V无源高功率因素电路，其特征在于：在电容C6的两端并联有电容C60。