專利名稱：一種電子鎮(zhèn)流器無源功率因數(shù)校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子鎮(zhèn)流器的輸入功率因數(shù)校正電路，具體地說是一種利用少數(shù)無源器件達(dá)到高PF校正的電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界電器的電污染問題越來越突出，隨著電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)它的要求也越來越高，為響應(yīng)國家關(guān)于綠色照明的要求，凈化我國電子電器設(shè)備及電網(wǎng)的污染率，促進(jìn)節(jié)能照明類電子電器產(chǎn)品的良性發(fā)展和推廣應(yīng)用，以達(dá)到節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境的目的，新國標(biāo)(3C標(biāo)準(zhǔn))對(duì)電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)和諧波有了很高的要求，為此一些國外的公司針對(duì)開發(fā)了一些專門的PFC校正芯片，如ST公司的6561、6560，IRF公司的2151等在功率因數(shù)(PF)和諧波上都能滿足新的國標(biāo)要求，但需要較多的外圍組件使成本價(jià)格很高，且在一體化熒光燈中由于組件過多根本無法應(yīng)用，影響進(jìn)一步的推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，旨在設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單的電路，利用少數(shù)的無源器件有效地提高功率因數(shù)、減小燈管電流的波峰比(CF)，并且使諧波含量可以達(dá)到3C要求中L級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種電子鎮(zhèn)流器無源功率因數(shù)校正電路，包括一BOOST電路和一逐流電路，其特征在于所述的BOOST電路串接在電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路和燈絲的導(dǎo)入端a之間，所述的逐流電路并聯(lián)在所述的電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的前端。
所述的BOOST電路包括電感L3、電容C12和二極管D15，所述的電感L3的一端連接到電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路，另一端連接于二極管D15陽極和電容C12的并聯(lián)端，電容C12的另一端連接到燈絲的導(dǎo)入端a，所述二極管D15的陰極連接到DC/AC變換電路中正電源端的隔直功率電容C7A的一端。通常，在電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路中，具有一個(gè)或者一對(duì)隔直電容，當(dāng)該電路中至少具有一個(gè)正電源端的隔直電容C7A時(shí)，可采用上述BOOST電路。而當(dāng)該電路中沒有正電源端的隔直電容C7A時(shí)，則采用以下的BOOST電路所述的BOOST電路包括電感L3、電容C12和二極管D15，所述的電感L3的一端連接到電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路，另一端連接于二極管D15陽極和電容C12的并聯(lián)端，電容C12的另一端連接到燈絲的導(dǎo)入端a，所述的二極管D15的陰極連接到電子鎮(zhèn)流器DC/AC變換電路的輸入正端。
所述的逐流電路包括電解電容C2A、電解電容C2B、二極管D6、二極管D7、二極管D8和二極管D9，所述的電解電容C2A的正極和二極管D9陰極連接到電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的電容C7A；所述的電解電容C2B的負(fù)極和二極管D6的陽極連接到產(chǎn)品中零線；所述的電解電容C2A的負(fù)極連接到二極管D6的陰極和二極管D7的陽極；所述的電解電容C2B正極連接到二極管D8的陰極和二極管D9的陽極；所述的二極管D7的陰極連接到二極管D8的陽極和燈管的導(dǎo)入端a。
本發(fā)明的無源功率因數(shù)校正電路，是利用提高產(chǎn)品的功率因數(shù)(PF)來達(dá)到減小諧波的產(chǎn)生。綜所周知，提高PF其實(shí)就是拓展整流電路的導(dǎo)通角。因此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是1.采樣燈管處的高頻電壓來作為一種開關(guān)信號(hào)去控制BOOST電感的通斷，使輸入電壓的電位低段能夠使整流電路達(dá)到續(xù)流；2.利用一逐流電路來拓展輸入電壓高電位處的導(dǎo)通角；3.利用電解電容對(duì)高頻信號(hào)的充放電提高產(chǎn)品直流電位中的直流成分，用以降低產(chǎn)品中燈管電流的波峰比(CF)。通過BOOST電路和逐流電路的組合可以使輸入電壓在整個(gè)周期內(nèi)都處于導(dǎo)通狀態(tài)，不存在死區(qū)現(xiàn)象，使產(chǎn)品的功率因數(shù)(PF)和諧波滿足國標(biāo)要求，通過3使燈管電流工作在波峰比(CF)小于1.7的條件下，有利于燈管的長壽命燃點(diǎn)。
從上面分析可知，本發(fā)明的無源功率因數(shù)校正電路，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，利用少數(shù)的無源器件有效地將PF校正到0.99以上，諧波含量可以達(dá)到3C要求中L級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；燈管電流的波峰比(CF)小于1.7，從而提高燈管的壽命；直流輸出電壓鋒值不大于350V，這樣對(duì)器件的選擇擁有更大的余地。因此，它不僅達(dá)到了芯片的效果，而且解決了用芯片驅(qū)動(dòng)輸出直流電壓高，不宜選材，應(yīng)用成本高的缺點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明在電子鎮(zhèn)流器中的應(yīng)用的實(shí)施例，其中虛框內(nèi)是本發(fā)明電路。
圖2是使利用改進(jìn)型逐流電路校正后輸入電流波形。
圖3是利用改進(jìn)型逐流加BOOST電路校正后的輸入電流波形。
圖4是燈管電流工作時(shí)波形。
圖5是工作時(shí)電路直流電壓波形。
圖6a是本發(fā)明無源功率因數(shù)校正電路的另一實(shí)施方式。
圖6b是本發(fā)明無源功率因數(shù)校正電路在另一電子鎮(zhèn)流器電路的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，電子鎮(zhèn)流器電路包括電源輸入電路、無源功率因數(shù)校正電路和DC/AC變換電路，其中電源輸入電路包括由電容C1、電感L2構(gòu)成的濾波電路和由D1、D2、D3、D4構(gòu)成的全波整流電路以及電容C5。所述的DC/AC變換電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C4、電容C6、電容C10、電容C11、隔直電容C7A、隔直電容C7B、電容C8A、二極管D10、二極管D11、雙向觸發(fā)二極管D12、振蕩線圈T1A、振蕩線圈T1B、振蕩線圈T1C、電感L1、三極管Q1和三極管Q2。
所述的無源功率因數(shù)校正電路，包括一BOOST電路和一逐流電路。所述的BOOST電路包括電感L3、電容C12和二極管D15，所述的電感L3的一端連接到電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路，另一端連接于二極管D15陽極和電容C12的并聯(lián)端，電容C12的另一端連接到燈絲的導(dǎo)入端a，所述D15的陰極連接到電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的電容C7A。
所述的逐流電路包括電解電容C2A、電解電容C2B、二極管D6、二極管D7、二極管D8和二極管D9，所述的電解電容C2A的正極和二極管D9陰極連接到電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的電容C7A；所述的電解電容C2B的負(fù)極和二極管D6的陽極連接到產(chǎn)品中零線；所述的電解電容C2A的負(fù)極連接到二極管D6的陰極和二極管D7的陽極；所述的電解電容C2B正極連接到二極管D8的陰極和二極管D9的陽極；所述的二極管D7的陰極連接到二極管D8的陽極和燈管的導(dǎo)入端a。
本發(fā)明的無源功率因數(shù)校正電路如下為了更好地理解本電路的工作原理，將電解電容C2A的正極與電解電容C2B的負(fù)極之間的電壓定義為VDC。
電路上電工作以后，在0-90度相位，電源通過多路向電解充電，第一路是通過二極管D1、電感L3、二極管D15、電解電容C2A、二極管D7、二極管D8、電解電容C2B、二極管D4對(duì)電解電容C2A和電解電容C2B充電，這一路可以使輸入電壓一個(gè)周期30-90度基本維持導(dǎo)通。第二路是二極管D1、電感L3、二極管D15、電解電容C2A、二極管D7、電解電容C7B、二極管D4對(duì)電解電容C2A充電，由于燈絲的導(dǎo)入端a點(diǎn)電壓是一個(gè)高頻電壓，它的最低電壓要大大小于1/2VDC，故這路充電可以抬高VC2A的充電電壓而不影響輸入電流的導(dǎo)通角，這樣的好處就是抬高VDC中的直流分量，從而減小燈管電流的波峰比(CF)，我們將這一路稱為對(duì)電解電容C2A的補(bǔ)償充電。另外一路對(duì)電解電容C2B的補(bǔ)償充電是通過Va點(diǎn)的高壓處(即大于1/2VDC時(shí))，通過二極管D8對(duì)電解電容C2B充電，從而抬高電解電容C2B的的直流電位，這樣的充電同樣不會(huì)影響輸入電流的導(dǎo)通角。通過對(duì)電解電容C2A和電解電容C2B的補(bǔ)償充電，在不影響輸入電流導(dǎo)通角的同時(shí)抬高了VDC電壓的直流分量，從而減小了燈管電流的波峰比(CF)，這就是區(qū)別于普通逐流電路的最大優(yōu)勢。而電解電容C2A和電解電容C2B的放電回路和普通的逐流相同，在90-180度時(shí)，電解電容C2A會(huì)通過負(fù)載和二極管D6放電，VC2A放電完畢后，電解電容C2B通過二極管D9和負(fù)載放電，通過調(diào)試可以使相位在90-150度時(shí)，VDC的下降速度比輸入電壓要大，所以在這段期間內(nèi)，二極管D1和二極管D4維持導(dǎo)通。校正后波形如圖2所示。
通過以上電路的校正，功率因數(shù)可以達(dá)到0.9以上，但在0-30度和150-180度期間，二極管D1和二極管D3并不能導(dǎo)通，從而限制了功率因數(shù)的進(jìn)一步提高，所以就增加了一個(gè)BOOST電路，通過電容C12將a點(diǎn)的高頻電壓偶合到b點(diǎn)，當(dāng)b點(diǎn)電壓高于VDC時(shí)，輸入電壓通過上面所訴述對(duì)電解電容C2A和電解電容C2B充電，當(dāng)b點(diǎn)電壓小于VDC時(shí)，輸入電壓通過電感L3，電容C12對(duì)a點(diǎn)充電，也就是對(duì)電感L3的儲(chǔ)能，從而保證了輸入電流的在低段的延續(xù)性，從而使功率因數(shù)達(dá)到0.99以上，而BOOST電路的使命只是在0-30度和150-180度維持電流的延續(xù)就可以，所以就只需升不超過50V的電壓就完全可以滿足要求，可以通過對(duì)電容C12調(diào)整高頻反饋量，從而將BOOST電壓控制在允許范圍以內(nèi)。校正后波形如圖3所示。
以上討論為交流電的正半周，因?yàn)槭菢蚴秸?，所以?fù)半周完全同理。
以上設(shè)計(jì)通過改進(jìn)型的逐流電路對(duì)輸入電流的谷峰部分進(jìn)行校正，通過BOOST電路對(duì)輸入電流谷底部分進(jìn)行整流，通過兩種校正的配合達(dá)到一種完美的校正結(jié)果。圖4為校正后燈管電流的波形圖，圖5為工作時(shí)產(chǎn)品直流電壓波形。
圖6所示是本發(fā)明無源功率因數(shù)校正電路的另一實(shí)施方式。與前一實(shí)施方式不同之處在于電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路中沒有正電源端的隔直電容C7A，BOOST電路中的二極管D15連接到電子鎮(zhèn)流器DC/AC變換電路的輸入正端，即電解電容C2A的正極。其余結(jié)構(gòu)與前一實(shí)施方式相同，也同樣能夠達(dá)到本發(fā)明的目的和技術(shù)效果。
圖6b是本圖1所示無源功率因數(shù)校正電路實(shí)施方式在另一電子鎮(zhèn)流器電路的應(yīng)用。在該電子鎮(zhèn)流器電路中，燈絲輸入端只有一個(gè)隔直電容C7A。
應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子鎮(zhèn)流器無源功率因數(shù)校正電路，包括一BOOST電路和一逐流電路，其特征在于所述的BOOST電路串接在電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路和燈絲的導(dǎo)入端a之間，所述的逐流電路并聯(lián)在所述的電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的前端。
2.如權(quán)利要求1所述的無源功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述的BOOST電路包括電感L3、電容C12和二極管D15，所述的電感L3的一端連接到電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路，另一端連接于二極管D15陽極和電容C12的并聯(lián)端，電容C12的另一端連接到燈絲的導(dǎo)入端a，所述二極管D15的陰極連接到DC/AC變換電路中正電源端的隔直功率電容C7A的一端。
3.如權(quán)利要求1所述的無源功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述的BOOST電路包括電感L3、電容C12和二極管D15，所述的電感L3的一端連接到電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路，另一端連接于二極管D15陽極和電容C12的并聯(lián)端，電容C12的另一端連接到燈絲的導(dǎo)入端a，所述的二極管D15的陰極連接到電子鎮(zhèn)流器DC/AC變換電路的輸入正端。
4.如權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的無源功率因數(shù)校正電路，其特征是所述的逐流電路包括電解電容C2A、電解電容C2B、二極管D6、二極管D7、二極管D8和二極管D9，所述的電解電容C2A的正極和二極管D9陰極連接到電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的電容C7A；所述的電解電容C2B的負(fù)極和二極管D6的陽極連接到產(chǎn)品中零線；所述的電解電容C2A的負(fù)極連接到二極管D6的陰極和二極管D7的陽極；所述的電解電容C2B正極連接到二極管D8的陰極和二極管D9的陽極；所述的二極管D7的陰極連接到二極管D8的陽極和燈管的導(dǎo)入端a。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子鎮(zhèn)流器無源功率因數(shù)校正電路，它包括一個(gè)由電感L3、電容C12和二極管D15組成的BOOST電路和一個(gè)由電解電容C2A、電解電容C2B、二極管D6、二極管D7、二極管D8和二極管D9組成的逐流電路，所述的BOOST電路串接在電子鎮(zhèn)流器的電源輸入電路和燈絲的導(dǎo)入端a之間，逐流電路并聯(lián)在所述的電子鎮(zhèn)流器的DC/AC變換電路的前端。采用這種結(jié)構(gòu)的電路通達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，且結(jié)構(gòu)簡單、選材方便，并有利于提高產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號(hào)H02M1/12GK1753594SQ20051006131
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者陳欣平, 馬錦洪 申請(qǐng)人:橫店得邦電子有限公司