專利名稱：節(jié)能點燃電光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電光源照明技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種節(jié)能點燃電光源的裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的點燃電光源的方式，是確定輸入市電電壓、燈管電壓、燈管電流、用電感、電 容、電阻或電子鎮(zhèn)流器限流。降壓、升壓、穩(wěn)壓等方法來保證電光源的啟動和正常工作。目前家庭用電光源基本可以分為三大類型普通燈(鎢絲燈)，鹵素?zé)?、熒光燈?LED ；熒光燈主要是由燈管、起動器、鎮(zhèn)流器組成，熒光燈管工作原理是開關(guān)接通電源后把 電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U型動觸片膨脹 伸長，跟靜觸片接通，于是鎮(zhèn)流器線圈和燈管中的燈絲就有電流通過。電路接通后，啟輝器 中的氖氣停止放電，U型片冷卻收縮，兩個觸片分離，電路自動斷開。在電路突然斷開的瞬 間，由于鎮(zhèn)流器電流急劇減小，會產(chǎn)生很高的自感電動勢，方向與原來的電壓方向相同的自 感電動勢與電源電壓疊加在一起，形成一個瞬時高壓，加在燈管兩端，使燈管中的氣體開始 放電，于是熒光燈成為電流的通路開始發(fā)光。熒光燈開始發(fā)光時，由于交變電流通過鎮(zhèn)流器 的線圈，線圈中就會產(chǎn)生自感電動勢，它總是阻礙電流變化的，這時鎮(zhèn)流器起著降壓限流的 作用，以保證熒光燈正常工作。鎮(zhèn)流器在起動時產(chǎn)生瞬時高壓，點燃熒光燈，在正常工作時 起降壓，限流作用；起動器中電容器的作用是避免產(chǎn)生電火花。由于傳統(tǒng)的點燈裝置是用市電220V50HZ直接通過鎮(zhèn)流器來點燈的，為了不影響 電網(wǎng)降低線路損耗大都盡可能的提高功率因數(shù)，減少無功電流，而熒光燈在燈管電壓一定 的情況下燈功率也就是燈的亮度取決于電流。幾種常用電光源的實際工作電流在電網(wǎng)電壓220V情況下，400W高壓鈉燈單只燈，工作電流為4. 2A。250W高壓鈉燈單只燈，工作電流為2. 5A。400W金屬鹵化物燈單只燈，工作電流為3. 8A。250W金屬鹵化物燈單只燈，工作電流為2. 3A。電感式鎮(zhèn)流器40W熒光燈單只燈，工作電流為0. 36A。 電子式鎮(zhèn)流器40W熒光燈單只燈，工作電流為0. 3A。LED光源，工作電流為0. 03A。直流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，電光源耗電除電光源本身外，鎮(zhèn)流器同時也在消耗電能。另 外，大多數(shù)從事照明技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)的廠家投入大量人力、設(shè)備、資金致力于把照明器具作 為純阻性負(fù)載的研究，收效甚微，未能明顯改善節(jié)能效果?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于大部分常用電光源對電能的利用率低，并且照明質(zhì)量不高，造成 了原材料和寶貴能源的浪費。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服已有技術(shù)的缺點，提供一種成本低、照明質(zhì)量高、有效節(jié)能點亮電光源的裝置。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種節(jié)能點亮電光源的裝置，包括有源濾波 電路、高頻整流濾波電路、高頻斬波功率輸出電路，電流分配、移相、限流電路，所述電流分 配、移相、限流電路中串聯(lián)連接有電光源組，市電電源輸入所述有源濾波電路；所述有源濾 波電路輸出給所述高頻整流濾波電路，所述高頻整流濾波電路輸出的正電壓輸出端與所述 高頻斬波功率輸出電路的正電壓輸入端相連接，所述高頻整流濾波電路輸出的負(fù)電壓輸出 端與所述高頻斬波功率輸出電路的負(fù)電壓輸入端相連接，所述高頻斬波功率輸出電路為兩 個或兩個以上并聯(lián)在輸出回路中的電流分配、移相、限流電路提供電力。所述高頻斬波功率輸出電路的工作頻率范圍為40-120KC。所述高頻斬波功率輸出電路的工作頻率為60KC。所述電流分配、移相、限流電路由電感線圈、電容器移相、電流分配與電光源組相 串聯(lián)組成，所述電光源組由電光源首尾相接串聯(lián)組成，每只電光源首端與尾端的其中一個 接入端之間連接有電容器。所述電流分配、移相、限流電路中的電光源組由1至10只電光源組成，電光源組的 電光源只數(shù)由單只電光源的管壓所決定。所述電流分配、移相、限流電路中的電感線圈、電容器移相、電流分配與電光源組 組成串聯(lián)諧振電路，其每個電流分配、移相、限流電路的諧振頻率各不相同，每個串聯(lián)諧振 電路并聯(lián)成為一個整體負(fù)載后的諧振頻率與所述高頻斬波功率輸出電路的工作頻率相同。 當(dāng)點燃直流電光源時，電流分配電路可將高頻交流電流按照電光源所需進行分配，保證直 流電光源的正常點燃。本實用新型的有益效果是本實用新型由于采用高頻開關(guān)電源和電流分配、移相、 限流電路，可以同時點亮多支電光源，使電光源在不同的時間、不同的相位下工作，電光源 能在使用較小功率的前提下獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率，可以同時點亮多支電光源，明顯改 善了照明質(zhì)量，提高了功率因數(shù)，從而達(dá)到節(jié)約原材料和能源的目的。利用市電電源，制造出一個比市電電源對電光源更能有效匹配的電源來點燃電光 源；使電光源能在使用較小功率的前提下獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率；在保證電光源的正常 工作電壓的情況下有效的利用無功電流，同時滿足電網(wǎng)和市電的用電要求。由于采用電流 分配電路使得直流電光源也可以在較高頻率的交流電流下工作，從而達(dá)到節(jié)能的效果。同 樣的電光源采用本實用新型專利后可獲得20% -30%的節(jié)電效果。
圖1是本實用新型的組成方框示意圖；圖2是本實用新型由電感線圈與單只熒光燈管組成的電流分配、移相、限流電路 示意圖；圖3是本實用新型由電感線圈與多只熒光燈管組成的電流分配、移相、限流電路 示意圖。圖4是本實用新型節(jié)能點燃多組電光源裝置的電路示意圖；圖中PFC:有源濾波電路PW:高頻斬波功率輸出電路[0030]IP:電流分配、移相、限流單元 IPin:輸入端IPout 電流分配、移相、限流單元輸出端C 電容器 D 電光源S 熒光燈燈絲連接端子或電光源電極連接端子具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)說明圖1是本實用新型的組成方框示意圖，如圖1所示，本實用新型節(jié)能點燃電光源的 裝置，包括有源濾波電路、高頻整流濾波電路、高頻斬波功率輸出電路和電流分配、移相、 限流電路，所述電流分配、移相、限流電路中串聯(lián)連接有電光源組，市電電源輸入所述有源 濾波電路后輸出給所述高頻整流濾波電路，所述高頻整流濾波電路輸出的正電壓輸出端與 所述高頻斬波功率輸出電路的正電壓輸入端相連接，所述高頻整流濾波電路輸出的負(fù)電壓 輸出端與所述高頻斬波功率輸出電路的負(fù)電壓輸入端相連接，所述高頻斬波功率輸出電路 為兩個或兩個以上并聯(lián)在輸出回路中的電流分配、移相、限流電路提供電力。所述電流分 配、移相、限流電路由電感線圈、電容器移相、電流分配與電光源組相串聯(lián)組成，所述電光 源組由電光源管首尾相接串聯(lián)組成，每只電光源首端與尾端的其中一個接入端之間連接有 電容器。傳統(tǒng)電光源需要一對一的用鎮(zhèn)流器、啟輝器或電子鎮(zhèn)流器來點亮。有幾支電光源 就有幾個鎮(zhèn)流器、啟輝器或幾個電子鎮(zhèn)流器。而本裝置可以一對η的點亮多支電光源。在 取消了 η個鎮(zhèn)流器、啟輝器或η個電子鎮(zhèn)流器的同時，還改善了照明質(zhì)量，減少了輸入電流 諧波總量，提高了功率因數(shù)，合理分配了每組電光源所需電流的大小、時間，達(dá)到了節(jié)約能 源和原材料的目的。本實用新型工作原理如下220V50Hz或110V60Hz的交流電，經(jīng)過整流后用高品 質(zhì)PFC有源濾波電路，將因點亮電光源而改變的電流波形得到有效改善，基本達(dá)到正弦波， 同時將功率因數(shù)提高到0. 98以上，并將直流電壓升壓或穩(wěn)壓，達(dá)到點亮電光源所需要的電 壓。在市電輸入電壓士30%的波動下，PFC有源濾波電路的直流輸出電壓保持不變。經(jīng)過高頻整流、濾波后的直流電壓，經(jīng)過高頻斬波功率輸出電路斬波后得到一個 高頻正負(fù)對稱的交流電壓輸出，基本的高頻斬波功率輸出電路可以是半橋、全橋、諧振電路 等。無論采用哪種電路，在用交流電光源做負(fù)載時均為正負(fù)半周對稱的高頻交流電。在用 直流電光源做負(fù)載時，通過電流分配電路將高頻交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定直流。高頻斬波功率輸出電路的TO. Tl輸出端，可同時并聯(lián)點亮兩組或兩組以上電光 源。并聯(lián)點亮電光源組的數(shù)量取決于高頻斬波功率輸出電路的輸出功率和所被點亮電光源 燈管的功率。其計算方法高頻斬波功率輸出電路的輸出功率W=I. 2Wd。Wd是所被點亮電光源的功率總和。圖2是本實用新型由電感線圈與單只熒光燈管組成的電流分配、移相、限流電路 示意圖，圖3是本實用新型由電感線圈與多只熒光燈管組成的電流分配、移相、限流電路 示意圖如圖2圖3所示，每組并聯(lián)點亮的熒光燈，可以是1-4只，每組中的熒光燈為串聯(lián)連 接，其數(shù)量主要取決于高頻斬波功率輸出電路輸出的高頻電壓的峰、峰值，其計算方法[0043]每組中的熒光燈數(shù)η = 0. 6Vpp/VDVpp 高頻斬波功率輸出電路的輸出電壓峰、峰值。VD 每組串聯(lián)連接中的單只熒光燈的管壓、每組串聯(lián)連接的熒光燈其功率、管壓、工作電流應(yīng)大致相同。每組串聯(lián)連接的熒光燈在與高頻斬波功率輸出電路輸出端并聯(lián)連接時應(yīng)串聯(lián)一 個電流分配、移相、限流電感，電流分配、移相、限流電感的作用是分配、限流、移相。本實用新型采用傳統(tǒng)的電感進行限流，由于是高頻開關(guān)電源，其高頻斬波功率輸 出的頻率高達(dá)數(shù)十千周至上百千周，其限流電感為高頻電感，感抗相同的情況下其體積、功 耗都比市電50Hz頻率時大幅減少，在改善了照明質(zhì)量的同時，達(dá)到節(jié)能的目的。本實用新型電路是改變傳統(tǒng)的點燈裝置，由于傳統(tǒng)的點燈裝置是用市電50Hz直 接通過鎮(zhèn)流器或墊子鎮(zhèn)流器、穩(wěn)流器來點燈的，為了不影響電網(wǎng)降低線路損耗，大都盡可能 的提高功率因數(shù)，減少無功電流，而熒光燈，在燈管電壓確定的情況下，燈功率，也就是燈的 亮度取決于流過燈本身的電流，也就是說流過燈管本身電流越大亮度越大，基于這個原理， 本實用新型電路采用了移相裝置，將流過燈管的電流增大，即，在不增大燈管現(xiàn)有功率的情 況下，WD = VDXIDX COS Φ。WD=燈管有功功率；VD=燈管電壓；ID=燈電流；COS Φ =燈線路功率因數(shù)。從公式中可以得出，降低COSO從0.8降到0.5時，在WD、VD都不變的情況下ID 可以提高0. 3，即，無功電流增加0. 3，燈的亮度在功率不變的情況下可提高0. 3即30%。 移相的第二個作用是，改變流過燈管的電流與高頻斬波功率輸出電路的輸出電壓之間的相 位。使流過各組熒光燈D的燈電流相位不同，高頻斬波功率輸出電路的輸出電流就會減少， 在功率因數(shù)等于0. 98時高頻開關(guān)電源輸入的電流也相應(yīng)減少，而每組中的熒光燈流過的 電流不變，從而達(dá)到節(jié)能目的。進一步說，每組并聯(lián)在高頻斬波功率輸出電路輸出端中的電流分配、移相、限流電 路由限流電感L、啟動電容C、外加電容E、電流分配電路、電光源，組成串聯(lián)諧振電路或電流 分配電路，其諧振頻率各不相同，電流流過每組電光源的相位也各不相同，每組串聯(lián)諧振電 路或電流分配電路并聯(lián)成為一個整體負(fù)載后的諧振頻率與所述高頻斬波功率輸出電路的 頻率相同，在相同的時間內(nèi)市電的輸出電流將會減少，其結(jié)果是在保證每組D電光源電流 不變的情況下，降低了有源濾波電路PFC和高頻斬波功率輸出電路的輸出電流，從而達(dá)到 節(jié)能的目的。本實用新型電路是利用有源濾波電路PFC，高頻斬波功率輸出電路及其它電路組 成一個高頻開關(guān)電源。開關(guān)頻率為40KC至120KC，最佳選擇為60KC，點亮兩組或兩組以上 的或電光源組。圖3是本實用新型由電感線圈與多只熒光燈管組成的電流分配、移相、限流電路 示意圖，圖4是本實用新型節(jié)能點燃電光源的裝置的電路示意圖；如圖1至圖4所示，市電 220V50HZ或110V60HZ電源與有源濾波電路PFC輸入端1. 2相連接，有源濾波電路PFC輸出的正負(fù)端與高頻整流濾波電路正負(fù)輸入端相連接，高頻整流電路的輸出端與高頻斬波功 率輸出電路PW的輸入端相連接，高頻斬波功率輸出電路PW的功率輸出端TO與所有的電流 分配、移相、限流電路IP的輸入端IPin相連接，電流分配、移相、限流單元IP的輸出端，與 所對應(yīng)的熒光燈的燈絲Sl端連接或電光源的電極相連接，熒光燈的燈絲的另一端S2或電 光源的電極的另一端，與相對應(yīng)的熒光燈的另一組燈絲的S3端或電光源的另一個電極通 過電容C相連接，另一組燈絲S4或電光源的另一個電極即電流分配、移相、限流電路輸出端 Ipout可以直接與高頻斬波功率輸出電路PW的輸出端Tl相連接，也可以1-10只電光源串 聯(lián)后，燈絲Sn或電光源電極Sn即電流分配、移相、限流電路輸出端IPout端與高頻斬波功 率輸出電路PW的輸出端Tl相連接，高頻斬波功率輸出電路PW的所有負(fù)載，即，電流分配、 移相、限流電路及電流分配、移相、限流單元IP所連接的電光源D都與高頻斬波功率輸出電 路PW輸出端TO，Tl是并聯(lián)連接，每個電流分配、移相、限流單元IP連接一組電光源D，每組 電光源D都通過電容C與燈電極串聯(lián)連接，串聯(lián)連接電光源D的數(shù)量為1-10只。所述電流分配、移相、限流電路與容性負(fù)載電光源D或非線性電光源形成串聯(lián)諧 振電路，其每個串聯(lián)諧振電路頻率各不相同，每個串聯(lián)諧振電路并聯(lián)成為一個整體負(fù)載后 的諧振頻率與所述高頻斬波功率輸出電路的頻率相同。值得指出的是，本實用新型專利用在點燃LED光源時可以獲得意想不到的節(jié)能效 果，這也是用交流點燃LED光源的最佳方法。本實用新型的保護范圍并不局限于上述具體 實例方式，根據(jù)本實用新型的基本技術(shù)構(gòu)思，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動，即 可聯(lián)想到的實施方式，均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能點燃電光源的裝置，包括有源濾波電路、高頻整流濾波電路、高頻斬波功 率輸出電路，其特征在于還包括電流分配、移相、限流電路，所述電流分配、移相、限流電路 中串聯(lián)連接有電光源組，市電電源輸入所述有源濾波電路；所述有源濾波電路輸出給所述 高頻整流濾波電路，所述高頻整流濾波電路輸出的正電壓輸出端與所述高頻斬波功率輸出 電路的正電壓輸入端相連接，所述高頻整流濾波電路輸出的負(fù)電壓輸出端與所述高頻斬波 功率輸出電路的負(fù)電壓輸入端相連接，所述高頻斬波功率輸出電路為兩個或兩個以上并聯(lián) 在輸出回路中的電流分配、移相、限流電路提供電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能點燃電光源的裝置，其特征在于所述高頻斬波功 率輸出電路的工作頻率范圍為40-120KC。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種節(jié)能點燃電光源的裝置，，其特征在于所述高頻斬波功 率輸出電路的工作頻率為60KC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能點燃電光源的裝置，，其特征在于所述電流分配、 移相、限流電路由電感線圈、電容器移相、電流分配與電光源組相串聯(lián)組成，所述電光源組 由電光源首尾相接串聯(lián)組成，每支電光源首端與尾端的其中一個接入端之間連接有電容ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種節(jié)能點燃電光源的裝置，，其特征在于所述電流分配、 移相、限流電路中的電光源組由1至10只電光源組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種節(jié)能點燃電光源的裝置，其特征在于所述電流分 配、移相、限流電路中的電感線圈與容性負(fù)載電光源組成串聯(lián)諧振電路，由電流分配電路分 別供電，其每組電光源的電流移相、限流、諧振電路的諧振頻率、相位各不相同，每個串聯(lián)的 電光源組并聯(lián)成為一個整體負(fù)載后的諧振頻率與所述高頻斬波功率輸出電路的工作頻率 相同。
專利摘要本實用新型公開了一種節(jié)能點燃電光源的裝置，包括有源濾波電路、高頻整流濾波電路、高頻斬波功率輸出電路和電流分配、移相、限流電路，電流分配、移相、限流電路中串聯(lián)連接有電光源組；市電電源依次通過有源濾波電路、高頻整流濾波電路輸出給高頻斬波功率輸出電路，高頻斬波功率輸出電路為兩個或兩個以上并聯(lián)在輸出回路中的電流分配、移相、限流電路提供電力。有益效果是采用高頻開關(guān)電源和電流分配、移相、限流電路，使電光源在不同的時間、不同的相位下工作，電光源能在使用較小功率的前提下獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率，可以同時點亮多支電光源，明顯改善了照明質(zhì)量，提高了功率因數(shù)，從而達(dá)到節(jié)約原材料和能源的目的。
文檔編號H05B41/26GK201830534SQ201020518988
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者狄曉明 申請人:廣東賽世紀(jì)科技有限公司