專利名稱：濾波電路、具有該濾波電路的無極燈鎮(zhèn)流器及無極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，更具體地涉及一種用于高頻無極燈的鎮(zhèn)流器及其濾 波電路。
背景技術(shù)：
眾所周知，在愛迪生1879年發(fā)明碳絲白熾燈之后，照明技術(shù)便進(jìn)入一個嶄 新的時代?；仡?0世紀(jì)的照明史，鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、金鹵燈、緊湊 熒光燈等新光源層出不窮。然而，為21世紀(jì)"綠色照明，，領(lǐng)域一枝獨(dú)秀的高頻 無極燈，以其高光效、高顯色性、壽命長、無光閃、節(jié)能環(huán)保、防震、極少維 護(hù)的特點(diǎn)，走進(jìn)我們的日常生活。
高頻無極燈是采用熒光燈氣體放電和高頻電磁感應(yīng)兩個原理結(jié)合的一種新 型光源?，F(xiàn)有的高頻無極燈主要由鎮(zhèn)流器、耦合器和涂有三基色熒光粉的燈泡 三部分組成，其工作原理是在輸入一定范圍的電源電壓后，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生高頻 電能送給耦合器(燈泡中心部位的感應(yīng)線圈)，使燈泡內(nèi)的氣體雪崩電離形成等 離子體，等離子體受激原子返回基態(tài)時自發(fā)輻射出254nm的紫外線，燈泡內(nèi)壁的
熒光粉受紫外線激發(fā)而發(fā)出可見光。
可見，高頻無極燈相對于常規(guī)電光源利用電能通過燈絲進(jìn)入燈泡轉(zhuǎn)換為光 能，高頻無極燈沒有燈絲或電極，不會因?yàn)闊艚z或電極材料的化學(xué)性質(zhì)而受到 限制，從而從根本上降低了光衰，提高了發(fā)光效率和壽命。而且高頻無極燈可 以在瞬間啟動，達(dá)到全部光輸出，不會因?yàn)槎啻伍_關(guān)后產(chǎn)生光衰退現(xiàn)象，所以 壽命可達(dá)數(shù)萬小時。
然而，高頻無極燈也存在不足之處高頻無極燈電源的核心部分是一個DC /AC逆變器，它產(chǎn)生2.65MHz的高頻功率用以點(diǎn)亮氣體放電燈泡，由此會帶來電磁干擾(EMI)和抗干擾(EMS)等問題，使電路本身對周圍電網(wǎng)產(chǎn)生干擾。因此， 高頻無極燈的鎮(zhèn)流器包含濾波器，濾波器有兩種作用其一，防止燈電源噪聲 竄入電力網(wǎng)，干擾其他用電設(shè)備；其二，可阻止電力網(wǎng)中的噪聲輸入燈電源， 影響燈的正常工作。
現(xiàn)有技術(shù)中高頻無極燈的濾波器一般是由電感和電容組成的兩級式電源濾 波網(wǎng)絡(luò)，這種兩級式電源濾波器能基本減少電路中的差模干擾和共模干擾(差模 千擾和共模干擾為電磁干擾的主要兩大類)，但并不充分抑制和濾除；而且，這 種濾波器通常使用獨(dú)立電感，容易產(chǎn)生異音，安裝麻煩且容易對整個電路工作 的穩(wěn)定性造成影響。
因此，有必要提供一種使其濾波電路能更有效地濾除電網(wǎng)上來的電磁干擾 及限制電源本身電磁干擾的高頻無極燈鎮(zhèn)流器來克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種濾波電路，該濾波電路結(jié)構(gòu)功效高，能同時起到 抑制電路中差模干擾和共模干擾的作用，能有效地防止電網(wǎng)與工作電路的相互 干擾。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可用于高頻無極燈的鎮(zhèn)流器，具有結(jié)構(gòu)簡單 和功效高的濾波電路，能同時起到抑制電路中差模干擾和共模干擾的作用，并 更有效地防止電網(wǎng)與工作電路的相互干擾。
本發(fā)明的再一目的是提供一種高頻無極燈，具有結(jié)構(gòu)簡單和功效高的濾波 電路的鎮(zhèn)流器裝置，該濾波電路能同時起到抑制電路中差模干擾和共模干擾的 作用，并更有效地防止電網(wǎng)與工作電^各的相互干^lt。該高頻無^L燈可普遍應(yīng)用 在照明領(lǐng)域。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種濾波電路， 共模扼流圈、差模電容和共模電容，所述差模電容包括第一、第二、第三、第 四差模電容，所述第一、第二、第三、第四差模電容依序并聯(lián)至交流電壓輸入 端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分別耦接至所述第 一與第二差模電容之間、第二與第三差模電容
之間、第三和第四差模電容之間；所述共模電容包括第一、第二、第三和第四 共模電容，所述第 一和第二共模電容連接在所述第 一共模扼流圈的兩輸入端點(diǎn) 與地線之間，所述第三和第四共模電容連接在所述第三共模扼流圏的兩輸入端 與地線之間。
較佳地，所述濾波電路還包括一泄放電阻，所述泄放電阻并聯(lián)在一個所述 差才莫電容的兩端。
較佳地，所述濾波電路還包括一防雷管，所述防雷管耦接在所述第一共模 扼流圈與交流電壓輸入端之間。
本發(fā)明提供的一種鎮(zhèn)流器，可用于高頻無極燈，包括濾波電路、整流電路、 功率因數(shù)校正電路和高頻逆變電路，濾波電路連接在外部電源與整流電路之間， 用以處理電磁傳導(dǎo)干擾信號，所述功率因數(shù)校正電路與所述整流電路連接，用 于獲得高功率因數(shù)的直流信號后經(jīng)由高頻逆變電路產(chǎn)生高頻交流信號點(diǎn)亮無極 燈，其特征在于，所述濾波電路包括共模扼流圏、差模電容和共模電容，所述 差模電容包括第一、第二、第三、第四差模電容，所述第一、第二、第三、第 四差模電容依序并聯(lián)至交流電壓輸入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第 三共模扼流圏，所述第一、第二、第三共模扼流圈分別耦接至所述第一與第二 差模電容之間、第二與第三差模電容之間、第三和第四差模電容之間；所述共 模電容包括第一、第二、第三和第四共模電容，所述第一和第二共模電容連接 在所述第一共模扼流圏的兩輸入端與地線之間，所述第三和第四共模電容連接 在所述第三共模扼流圈的兩輸入端與地線之間。
較佳地，所述濾波電路還包括一泄》丈電阻，所述泄放電阻并耳關(guān)在一個所述 差才莫電容的兩端。
較佳地，所述功率因數(shù)校正電路由功率因數(shù)控制器、場效應(yīng)管、升壓電感、 整流二極管、儲能平波電容及反饋環(huán)路組成，所述整流二極管的陽極分別與所 述升壓電感及所述場效應(yīng)管漏極相接，所述場效應(yīng)管的柵極與所述功率因數(shù)控 制器相接。本發(fā)明提供的一種高頻無極燈，包括鎮(zhèn)流器、耦合器和燈管，所述鎮(zhèn)流器 包括濾波電路、整流電路、功率因數(shù)校正電路和高頻逆變電路，濾波電路連接 在外部電源與整流電路之間，用以處理電磁干擾信號，所述功率因數(shù)校正電路 連接在所述整流電路與所述高頻逆變電路之間，經(jīng)高頻逆變電路產(chǎn)生的高頻交 流信號通過所述耦合器點(diǎn)亮所述燈泡，其特征在于，所述濾波電路包括共模扼 流圈、差模電容和共模電容，所述差模電容包括第一、第二、第三、第四差模
電容，所述第一、第二、第三、第四差模電容依序并聯(lián)至交流電壓輸入端；所 述共沖莫扼流圈包括第一、第二、第三共才莫扼流圈，所述第一、第二、第三共沖莫 扼流圈分別耦接至所述第一與第二差模電容之間、第二與第三差模電容之間、 第三和第四差模電容之間；所述共模電容包括第一、第二、第三和第四共模電
容，所述第一和第二共模電容連接在所述第一共模扼流圈的兩輸入端與地線之 間，所述第三和第四共模電容連接在所述第三共模扼流圏的兩輸入端與地線之 間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高頻無極燈及其濾波電路采用共模扼流圈和其 自身存在的漏感及電容元件組成差模濾波電路和共模濾波電路，能同時有效的 起到抑制差模干擾及共模干擾的作用，有效地防止電路噪聲竄入電力網(wǎng)而干擾 其他設(shè)備，也能有效地抑制和濾除市電對產(chǎn)品的干擾，避免影響同一電磁環(huán)境 下其他設(shè)備的正常工作，結(jié)構(gòu)簡單功效高。因此本發(fā)明的高頻無極燈可普遍應(yīng) 用在照明領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更可靠綠色照明。
通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋 本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明高頻無極燈的一個實(shí)施例的原理框圖。
圖2為本發(fā)明鎮(zhèn)流器的局部工作原理圖。 圖3為本發(fā)明濾波電路的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元 件。如上所述，本發(fā)明提供了一種高頻無極燈鎮(zhèn)流器及其濾波電路，其濾波電 路結(jié)構(gòu)簡單，功效高，能同時起到抑制電路中差模干擾和共模干擾的作用，并 更有效地防止電網(wǎng)與工作電路的相互干擾。
圖l至圖3展示了本發(fā)明的一種高頻無極燈的一個實(shí)施例。首先請參考圖1, 為本發(fā)明高頻無極燈的原理框圖。所述高頻無極燈包括鎮(zhèn)流器100、耦合器200 和泡體300。所述鎮(zhèn)流器100包括濾波電路111、整流電路112、功率因數(shù)校正 電路113、高頻逆變電路120、驅(qū)動電路131和保護(hù)電路132，電源信號經(jīng)所述 濾波電路111濾波后傳遞給整流電路112，經(jīng)整流后送所述功率因數(shù)校正電路113 獲得較穩(wěn)定的高壓直流電源，所述直流源經(jīng)過由所述驅(qū)動電路131控制的高頻 逆變電路120產(chǎn)生高頻交流信號通過耦合器200點(diǎn)亮所述泡體300。所述保護(hù)電 路132的輸入端連接所述高頻逆變電路120,以檢測燈管300的工作狀況，輸出 端連接所述驅(qū)動保護(hù)電路131，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時控制所述高頻逆變電路120停 止工作。所述保護(hù)電路132包括短路保護(hù)、開路保護(hù)等保護(hù)模式。為了降低制 造成本以及簡化電路設(shè)計(jì)，可采用單片機(jī)，將所述驅(qū)動電路131和保護(hù)電路132 集成于一個模塊中，組成驅(qū)動保護(hù)電路130。由所述濾波電路111、整流電路112、 功率因數(shù)校正電路113組合為所述鎮(zhèn)流器100的準(zhǔn)直流電源電路110，用于將交 流輸入變換為含一定脈動的的直流輸出。下面將詳細(xì)闡述所述準(zhǔn)直流電源電路 110的工作原理。
參考圖2，下面詳細(xì)描述本發(fā)明鎮(zhèn)流器的部分工作原理圖。電源接通后，電 源信號先經(jīng)所述濾波電路111進(jìn)行濾波，所述濾波電路111包括由共才莫扼流圏的 漏感和差模濾波電容組成的差模濾波電路以及由共模扼流圈和共模濾波電容組 成的共模濾波電路，電源信號經(jīng)過所述濾波電路lll，其本身產(chǎn)生的干擾信號能 夠被很好的抑制作用。經(jīng)EMI濾波器后的電源通過橋式全波整流元件DB1電容 C6組成的整流電路112,經(jīng)所述整流電路112整流后，電源信號由原來的交流市電轉(zhuǎn)換成直流脈動電源；最后所述直流脈動電源進(jìn)入功率因數(shù)校正電路113 進(jìn)行校正，從而獲得穩(wěn)定的高壓直流電源。本實(shí)施例的功率因數(shù)控制器可為 MC33262或相似APFC控制芯片。MC33262通過對輸入輸出條件及電感電流是 否過零4全測來控制MOSFET管的通斷，以達(dá)到產(chǎn)品工作在高PF值，使產(chǎn)品產(chǎn) 生盡量低的諧波，以滿足IEC61000-3-2相應(yīng)條款的要求，以降低產(chǎn)品對市電的 無功損耗。由于MC33262的控制作用，使得輸入電流相位及波形緊跟隨輸入電 壓而變化，呈平滑的正弦波，使線路功率因數(shù)高于0.98。
具體地，參考圖2，該功率因數(shù)校正電路113主要由功率因數(shù)控制器IC芯 片MC33262 、 M0SFET管Q1 、升壓電感T4 、超高速整流二極管D2 、儲能 平波電容C7及反饋環(huán)路組成。在Q1導(dǎo)通時，超高速整流二極管D2截止，儲 能平波電容C7向負(fù)載供電.當(dāng)Q1關(guān)斷時，升壓電感T4為維持其電流使超高 速整流二極管D2導(dǎo)通，T4中的儲能經(jīng)D2對儲能平波電容C7充電，并同時 為后面電路提供能量。由于Q1和D2交替導(dǎo)通，以達(dá)到對產(chǎn)品PF值和諧波有 效調(diào)節(jié)。本電路采用雙環(huán)反饋控制方案。內(nèi)環(huán)反饋的作用是將全波整流輸出直 流脈動電壓通過R2和RIO組成的電阻分壓器取樣輸入到MC33262第3腳， 以控制通過變壓器T4的電流大小以跟蹤輸入電壓的正弦波變化軌跡。外環(huán)用作 APFC變換器輸出直流電壓的反饋控制。直流輸出電壓通過R12、 R3及R9組 成的電阻分壓器取樣輸入到MC33262的第1腳，MC33262輸出PWM驅(qū)動信 號調(diào)節(jié)MOSFET功率管的占空比，以使輸出穩(wěn)定電壓。
參考圖3,為本發(fā)明濾波電路的工作原理圖。如圖3所示，所述濾波電路 111包括三個共模扼流圈、四個差模濾波電容和兩組四個共模濾波電容。所述三 個共模扼流圏包括第一共模扼流圈Tl、第二共模扼流圏T2和第三共模扼流圈 T3。所述第一共模扼流圈Tl耦接至電源輸入端的L線和N線之間；所述第二 共模扼流圈T2耦接至所述第一共模扼流圏Tl輸出端的L線與N線之間；所述 第三共模扼流圏T3耦接至所述第二共模扼流圈輸出端的L線與N線之間。所 述差模電容包括第一差模濾波電容C1、第二差模濾波電容C2、第三差模濾波電 容C3及第四差模濾波電容C4。所述第一差模濾波電容C1并聯(lián)在所述第一共模扼流圈Tl輸入端的L線與N線之間；所述第二差模濾波電容C2并聯(lián)在所述第 一共模扼流圈Tl輸出端與所述第二共模扼流圈T2輸入端的L線與N線之間； 所述第三差模濾波電容C3并聯(lián)在所述第二共模扼流圈T2輸出端與第三共模扼 流圈T3輸入端的L線與N線之間，所述第四差模電容C4并聯(lián)在所述第三共模 扼流圏T3輸出端的L線與N線之間。所述第一共沖莫^fe流圈Tl、第二共才莫4厄流 圈T2和第三共模扼流圈T3其自身存在的漏感與第一差模濾波電容C1、第二差 模濾波電容C2、第三差模濾波電容C3及第四差模濾波電容C4組成一個七階差 模濾波電路用于抑制電路中的差模干擾噪聲。所述共模濾波電容包括第一共模 濾波電容Y1-1、第二共模濾波電容Yl-2、第三共模濾波電容Yl-3和第四共模 濾波電容Yl-4，所述第一共模濾波電容Y1-1、第二共模濾波電容Yl-2、第三共 模濾波電容Yl-3、第四共模濾波電容Yl-4與所述第一共模扼流圏Tl、第二共 模扼流圈T2、第三共模扼流圏T3組成四階共模濾波電路用于抑制電路中的共 模干擾噪聲。所述第一共模濾波電容Yl-l和第二共模濾波電容Yl-2連接在所 述第一共模扼流圈Tl輸入端的L、N線與地線之間，所述第三共模濾波電容Yl-3 和第四共^f莫濾波電容Yl-4連接在所述第三共才莫扼流圈T3輸入端的L、 N線與 地線之間，從而形成四階共模濾波電路，以有效抑制電路中產(chǎn)生的共模干擾噪 聲，更有效地減少電路對市電的的傳導(dǎo)干擾。電源接通后，電源信號進(jìn)入所述 濾波電路111進(jìn)行濾波，電源信號經(jīng)過所述七階差模濾波電路和四階共模濾波 電路兩個過程進(jìn)行處理，其產(chǎn)生的差模信號千擾和共模信號干擾能夠有效的消 除。
更優(yōu)選地，所述濾波電if各還包括一個泄;改電阻Rl,所述泄;改電阻連接在第 二差模電容C2的兩端，作用是給差4莫電容C2放電，以防測試和調(diào)試人員在作 業(yè)時被電擊的事件發(fā)生。所述濾波電路還包括一個防雷管TVS1，所述防雷管 TVS1經(jīng)保險絲Fl耦接至所述第一共模扼流圈Tl與交流電壓輸入端的L線和N 線之間，用來吸收尖峰脈沖過電壓和瞬變尖峰電壓，達(dá)到較佳防雷效果。
需要說明的是，本實(shí)施例無極燈的驅(qū)動電路131和保護(hù)電路132為可選電 路，不包括該電路同樣屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示 的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1. 一種濾波電路，包括共模扼流圈、差模電容和共模電容，所述差模電容包括第一、第二、第三、第四差模電容，所述第一、第二、第三、第四差模電容依序并聯(lián)至交流電壓輸入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分別耦接至所述第一與第二差模電容之間、第二與第三差模電容之間、第三和第四差模電容之間；所述共模電容包括第一、第二、第三和第四共模電容，所述第一和第二共模電容連接在所述第一共模扼流圈的兩輸入端與地線之間，所述第三和第四共模電容串聯(lián)在所述第三共模扼流圈的兩輸入端與地線之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的濾波電路，其特征在于所述濾波電路還包括一泄 放電阻，所述泄放電阻并聯(lián)在一個所述差才莫電容的兩端。
3. 如權(quán)利要求1所述的濾波電路，其特征在于所述濾波電路還包括一防 雷管，所述防雷管耦接在所述第一共模扼流圈與交流電壓輸入端之間。
4. 一種鎮(zhèn)流器，可用于高頻無極燈，包括濾波電路、整流電路、功率因數(shù) 校正電路和高頻逆變電路，濾波電路連接在外部電源與整流電路之間，用以處 理電磁干擾信號，所述功率因數(shù)校正電路與所述整流電路連接，用于獲得高功 率因數(shù)的直流信號后經(jīng)由高頻逆變電路產(chǎn)生高頻交流信號點(diǎn)亮無極燈，其特征 在于，所述濾波電路包括共模扼流圈、差模電容和共模電容，所述差模電容 包括第一、第二、第三、第四差4莫電容，所述第一、第二、第三、第四差才莫電 容依序并聯(lián)至交流電壓輸入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼 流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分別耦接至所述第一與第二差模電容 之間、第二與第三差模電容之間、第三和第四差模電容之間；所述共模電容包 括第一、第二、第三和第四共模電容，所述第一和第二共模電容連接在所述第一共模扼流圈的兩輸入端與地線之間，所述第三和第四共模電容連接在所述第 三共才莫扼流圈的兩輸入端與地線之間。
5. 如權(quán)利要求4所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述濾波電路還包括一泄放 電阻，所述泄放電阻并聯(lián)在一個所述差模電容的兩端。
6. 如權(quán)利要求4所述的鎮(zhèn)流器，其特征在于所述功率因數(shù)校正電路由功 率因數(shù)控制器、場效應(yīng)管、升壓電感、整流二極管、儲能平波電容及反饋環(huán)路 組成，所述整流二極管的陽極分別與所述升壓電感及所述場效應(yīng)管漏極相接， 所述場效應(yīng)管的柵極與所述功率因數(shù)控制器相接。
7. —種高頻無極燈，包括鎮(zhèn)流器、耦合器和燈管，所述鎮(zhèn)流器包括濾波電 路、整流電路、功率因數(shù)校正電路和高頻逆變電路，濾波電路連接在外部電源 與整流電路之間，用以處理電磁干擾信號，所述功率因數(shù)校正電路連接在所述 整流電路與所述高頻逆變電路之間，經(jīng)高頻逆變電路產(chǎn)生的高頻交流信號通過 所述耦合器點(diǎn)亮所述燈管，其特征在于，所述濾波電路包括共模扼流圏、差 模電容和共模電容，所述差模電容包括第一、第二、第三、第四差模電容，所 述第一、第二、第三、第四差模電容依序并聯(lián)至交流電壓輸入端；所述共模扼 流圏包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分 別耦接至所述第一與第二差模電容之間、第二與第三差模電容之間、第三和第 四差模電容之間；所述共模電容包括第一、第二、第三和第四共模電容，所述 第 一和第二共模電容連接在所述第 一共模扼流圏的兩輸入端與地線之間，所述 第三和第四共模電容連接在所述第三共模扼流圏的兩輸入端與地線之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濾波電路，共模扼流圈、差模電容和共模電容，所述差模電容包括第一、第二、第三、第四差模電容，所述第一、第二、第三、第四差模電容依序并聯(lián)至交流電壓輸入端；所述共模扼流圈包括第一、第二、第三共模扼流圈，所述第一、第二、第三共模扼流圈分別耦接至所述第一與第二差模電容之間、第二與第三差模電容之間、第三和第四差模電容之間；所述共模電容包括第一、第二、第三和第四共模電容，所述第一和第二共模電容連接在所述第一共模扼流圈的兩輸入端與地線之間，所述第三和第四共模電容連接在所述第三共模扼流圈的兩輸入端與地線之間。本發(fā)明還公開了一種包括所述濾波電路的無極燈鎮(zhèn)流器及無極燈。
文檔編號H05B41/24GK101534596SQ200910038778
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者洪明清 申請人:永磁電子(東莞)有限公司