CN2222991Y

CN2222991Y - 带有特殊电源滤波电路的电子镇流器

Info

Publication number: CN2222991Y
Application number: CN 93242754
Authority: CN
Inventors: 龚秋声; 蔡方英; 龚颖臻; 龚颖波
Original assignee: 龚秋声
Priority date: 1993-10-23
Filing date: 1993-10-23
Publication date: 1996-03-20
Anticipated expiration: 2003-10-23

Abstract

本实用新型属于照明电器用的电子镇流器，它由高频滤波电路(1)、桥式整流电路(2)、特殊电源滤波电路(3)、高频振荡电路(4)和限流电路(5)组成，其特征部分包含在特种滤波电路(3)内，它是用来解决电子镇流器功率因数低和谐波电流大的问题，其特征是使用低成本的电阻、电容和二极管三种元器件组成两端滤波网络，取代电子镇流器中的整流电源滤波电路，使用本实用新型的电子镇流器的功率因数和三次谐波均能达到国标。

Description

带有特殊电源滤波电路的电子镇流器

本实用新型属于照明电器，涉及到萤光灯、汞银、钠灯、霓虹灯等气体放电灯所使用的电子镇流器，特别是涉及到高功率因数和低谐波电流的电子镇流器。

电子镇流器通常由高频滤波电路、桥式整流电路、电源滤波电路和高频振荡电路等几部分组成，电源滤波电路通常只使用简单的电解电容并联于桥式整流电路两个输出端之间，这种滤波方式虽最简单，但它会在电网线路中形成宽度约为2·5ms的脉冲电流，使电流波形产生极为严重的畸变，因此，便用这种电子镇流器点灯，它的线路功率因数就会很低，谐波电流很大，既浪费电能、又严重污染了电网，为了提高现有电子镇流器的功率因数，减少电流谐波污染，目前仅有两种解决方法，第一种方法是在桥式整流电路输出两端不直接使用电解电容滤波，而用升压式稳压开关电源来获得直流电源，供给高频振荡电路。这种方法电路复杂，制造成本很高，很难在我国推广使用。第二种方法是美国NCIL电子镇流器中所采用的特殊电源滤波电路，这种方法制造电子镇流器成本低，已被少数生产厂家所采用，它和直接并联滤波电容滤波电路相比，其功率因数和谐波电流都有很大改善，但是其电容充电方式还是由二个电容直接串联充电，由于电容上的电压不能突变，因此它在交流电流输入端的交流电流顶部还是存在着一个幅值高于有效值2倍以上的尖峰脉冲。为了进一步改善输入电流中的高次谐波，特提出采用电阻、电容和二极管组成的特殊电源滤波电路来提高功率因数和减少高次谐波电流的方法，它具有成本低、接线简单、谐波少和功率因数高等一系列优点，它能代替前面所述的两种方法。能方便地使用于现有各种电子镇流器中，包括萤光灯、高压汞灯、高压钠灯和霓虹灯等气体放电灯的电子镇流器中。

本实用新型它由高频滤波电路(1)、桥式整流电路(2)、特殊电源滤波电路(3)、高频振荡电路(4)和限流电路(5)组成，其特征是镇流器内有一个特殊电源滤波电路，它由电阻、电容和二极管三种元器件组成整流电源的两端滤波网络，取代通常电子镇流器中整流电源的两端滤波电路，它至少由1个电阻、1个电容和1个二极管组成，电阻用于限制电容充电的峰值电流，二极管用于至少使1个电容的放电电流不经过限流电阻。

本实用新型提供一种仅用1个电阻、1个电容和1个二极管组成的特殊电源滤波电路。

本实用新型还提供一种使用1个电阻、2个电容和3个二极管组成的特殊电源滤波电路。

为了区别美国NCIL电子镇流器中所使用的特殊电源滤波电路，我们称本实用新型的特殊电源滤波电路为GQs滤波电路，使用有GQs滤波电路的电子镇流器称它为GQs高频电子镇流器，GQs电子镇流器的特征在于至少有1个电阻、1个电容和1个二极管组成特殊的两端网络电源滤波电路连接在通常电子镇流器的桥式整流电路之间，其电阻限制电容充电电流，二极管使至少1个电容的放电电流不经过限流电阻。

本实用新型提供的单个电阻、单个电容和单个二极管组成的GQs滤波电路的连接方法是：电阻与电容相串联、二极管与电阻相并联、并且使二极管的阴极与电容的正极相连，或者使二极管的阳极与电容负极相连。

本实用新型提供的使用1个电阻2个电容和3个二极管组成的GQs滤波电路有两种连接方式、它们都是电阻串联在电容的充电回路上，二极管提供电容串联充电和并联放电回路，最常用的连接方式是在美国NCIL电子镇流器的特殊电源滤波电路的充电回路中串联1个限流电阻。它可以和2个电容中的任意1个电容串联，也可以与3个二极管中的流过充电电流的1个二极管相串联，并且以后一种形式为最佳。

电子镇流器中桥式整流电路输出端采用单个电阻、单个电容和单个二极警的GQs滤波电路与通常采用电容直接并联滤波电路相比，具有功率因数高、三次谐波低、工作可靠、节电效果显著等一系列优点，它只比通常采用的电容滤波电路多用1个二极管和1个电阻，其成本增加极微，如果考虑到GQs滤波电路中的电容耐压可以降低等因数，其制造成本甚至可以不增加，它比美国NCIL电子镇流器的特殊电源滤波电路节省2个元件，少4个焊点。若采用1个电阻、2个电容和3个二极管的GQs滤波电路，它也只比美国NCIL电子镇流器的特殊电源滤波电路仅增加1个只有几分钱的充电限流电阻，就能消除输入交流电流中峰值等于电流有效值约2倍的脉冲电流，从而减少了谐波，提高了性能。我国约有400多家电子镇流器的生产厂家、由于采用最简单的电容直接并联滤波方式而在功率因数和三次谐波两项技术指标达不到国家规定93年开始实施的ZBK74012—90标准(93年全国抽检结果只有五家生产厂家达到标准)，GQs滤波电路发明之后，我国众多的电子镇流器生产厂家多年来最难解决的功率因数和三次谐波两项最主要指标达不到标准的难题，就会很快地得到解决，甚至已经达到这两项指标的生产厂家，由于本实用新型成本低、接线简单、谐波少、功率因数高，也会很快转为采用GQs滤波电路。因此，本实用新型无论是从节电，还是从减少电网谐波污染和提高功率因数，或者从尽快地贯彻电子镇流器的标准，限制不合格电子镇流器出厂都会起到积极的促进作用，它所产生的经济效益和社会效益都是很大的。

结合附图参阅下面的说明就很容易理解本实用新型的上述目的，以及它所具有的很多优点，其中：

图1是本实用新型实施例的系统方柜图。

图2是本实用新型的GQs滤波电路的三种典型的电路结构图。

图3是本实用新型一个实施例的电路原理图。

图4是本实用新型线路输入电流和现有两种滤波电路的线路输入电流波形对比图。

图5是本实用新型使用的印刷电路板接线图的有关部分。

图1实施例的方柜图中，(1)是高频滤波电路，(2)是桥式整流电路，(3)是特殊的电源滤波电路，(4)是高频振荡和限流电路，(5)是负载，它包括萤光灯、汞灯、钠灯、霓虹灯等气体放电灯。其中(1)、(2)、(3)和(4)部分组成带有特殊滤波电路的高功率因数电子镇流器。(1)、(2)和(4)部分为通常公知的电子镇流器电路，本实用新型的特征部分包含在柜图1中的(3)部分内，它是由电阻、电容和二极管三种元器件组成GQs滤波电路，就是这个电路使电子镇流器提高了功率因数，减少了谐波电流。

图2所示的是本实用新型特征部分，也就是图1柜图中的(3)部分，图2画出了3种较典型的电路结构形式，它们的共同特征均是由电阻、电容和二极管组成GQs滤波电路。电阻是限制电容的充电峰值电流，以防在交流电源输入端出现很大的尖顶脉冲、二极管提供电容的串联充电和并联放电回路，以减少电容放电的电能损失，图2的AB两端由桥式整流供给脉动电压，当它的瞬时电压高于几个电容上电压的总和时(对图2(a)来说只有一个电容)，整流电源一方面对高频振荡器供电，同时又通过电阻对多个电容进行串联充电，由于有限流电阻存在，它就不会在交流电网入端出现很大的峰值充电电流，当整流电源瞬时电压低于其中一个电容上的电压时，桥式整流管就被截止，高频振荡电源就由电容通过二极管并联放电供给，这样就形成特殊的直流脉动电源供给高频振荡电路，这种供电电源在交流输入端有高频滤波电路时的线路输入交流电流畸变很少。因此功率因数很高，谐波电流很少，图2(a)充电回路为R和C串联，而放电回路为C通过D直接放电。图2(p)充电回路为C1、D2、R和C2，放电回路为C1通过D3和C2通过D1，实现2个电容串联充电和2个电容并联放电。图2(C)充电回路为R，C1、D2、C2，放电回路为C1通过D1和R，而C2只通过D1，实现2个电容的串联充电和并联放电，也可以将电阻R分成2个、分别与C1和C2相串联，使它们达到对称放电。图2中3种GQs滤波电路，(a)为最简单，但电阻R上的功耗也最大，(b)和(C)2种电路将电阻R短路即为美国NCIL电子镇流器中所使用的特殊滤波电路，这2个电路以(b)为最佳，因为(C)中c1的放电电流也要通过电阻，它增加了损耗。

图3是本实用新型一个实施例电路原理图，用点划线划分为五个部分，分别对应于图1柜图中的五个部分，除本实用新型特征部分之外，其它四个部分的工作原理与通常电子镇流器完全相同。(3)部分供给高频振荡电路(4)的电压u。如图3(a)所示，而交流输入电流波形i入如图3(b)所示。当市电桥式整流的瞬时电压高于电容C上的电压u_C时，桥式整流电压一方面给高频振荡电路供电，另一方面还要通过电阻R向电容C充电。当整流电压的瞬时值下降到低于电容c上的电压u_c时，桥式整流二极管被截止，此时高频振荡电路由电容上的电压u_c通过二极管D放电供给，当整流电压瞬时电压再次高于电容上的电压时，它再次对振荡电路供电和对电容充电，由此可获得如图4(b)所示的实际输入电流波形图。将二极管D短路，它就是通常的电容直接并联滤波电路，它的输入电流波形就变成如图4(C)所示，由此可知，GQs滤波电路只比直接并联电容泸波电路只增加1个电阻和1个二极管，其成本增加极小，输入电流畸变就大为改善，功率因率大为提高，三次谐波电流大量减少，它比美国NCIL电子镇流器中的特殊滤波电路元器件还减少2个，接线更简单，成本更低。若将图4中的GQs滤波电路换成图2(b)所示的电路，此时图4电路的线路输入电流波形也可获得如图4(b)所示的波形，而美国NCIL电子镇流器的线路电流波形如图4(d)所不、由此可知：1个电阻、2个电容和3个二被管的GQs滤波电路，它只比美国NCIL电子镇流器的特种滤波电路多1个仅几分钱的电阻，它就消除了电容充电突变所引起线路电流中的尖顶脉冲电流，使谐波减少，电容工作状态得到改善，可靠性和性能变得更好，因此本实用新型有更好的应用前景，此方法不但可用于萤光灯电子镇流器中，而且可以用于高压汞灯，高压钠灯等气体放电灯的电子镇流器中。萤光灯电子镇流器有各种形式，有独立式、分体式、整体式等，这些各种各样的萤光灯电子镇流器的电源滤波电路都可以采用GQs滤波电路来提高功率因数和减少谐波，使它们性能更好。

图5是本实用新型印刷电路板接线图的有关部分，虚线内的3个元器件R、D和C接线方法就是本实用新型用1个电阻、1个电容和1个二极管的GQs滤波电路的结构特征部分。它也可以换成图2所示的其它两种GQs滤波电路代替虚线内的元器件。

本实用新型所提供的方法对一位本技术的熟练者来说，还可以作多种变化而不背离本实用新型所使用的方法，本实用新型的GQs滤波电路还可应用于其它整流电路的滤波电路。

Claims

1、一种带有特殊电源滤放电路的电子镇流器，它由高极滤波电路(1)、桥式整流电路(2)、特殊电源滤波电路(3)、高频振荡电路(4)和限流电路(5)组成，其特征是镇流器内有一个特殊电源滤波电路，它由电阻、电容和二极管三种元器件组成整流电源的两端滤波网络，取代通常电子镇流器中的整流电源的两端滤波电路，它至少由1个电阻、1个电容和1个二极管组成，电阻用于限制电容充电的峰值电流，二极管用于使至少1个电容的放电电流不经过限流电阻。

2、根据权利要求1所述的带有特殊电源滤波电路的电子镇流器，其特征在于特殊电源滤波电路是由1个电阻、1个电容和1个二极管组成，电阻和电容相串联，二极管和电阻相并联，并且二极管阴极与整流电源正端相联。或者二极管阳极与整流电源负端相联。

3、根据权利要求1所述的带有特殊电源滤波电路的电子镇流器，其特征在于特殊电源滤波电路是由1个电阻、2个电容和3个二极管组成，第1个电容正端与第1个二极管阴极相连，接到电源正端，第3个二极管阳极与第2个电容负端相连，接到电源负端，第1个电容负端、第2个二极管的阳极和第3个二极管阴极三点相连，第1个二极管阳极、第2个电容正端和电阻的一端三点相连，电阻的另一端与第2个二极管阴极相连。

4、根据权利要求1所述的带有特殊电源滤波电路的电子镇流器，其特征在于特殊电源滤波电路是由1个电阻、：2个电容和3个二极管。组成，电阻一端与第1个二极管阴极相连，接到电源正端，电阻另一端与第1个电容正端相连、第1个电容的负端、第2个二极管阳极和第3个二极管阴极三点相连，第1个二极管阳极、第2个二极管阴极和第2个电容正极三点相连，第3个二极管阳极与第2个电容负端相连，接电源负端。