專利名稱：一種點亮多支熒光燈的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光源照明技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可點亮多支熒光燈的 裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的點亮電光源的方式，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)，鹵素燈和 熒光燈；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O. 18A。 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載的研究，收效甚微，未能明顯改善節(jié)能效果。 現(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)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服己有技術(shù)的缺點，提供一種成本低、 照明質(zhì)量高、有效節(jié)能的可點亮多支熒光燈的裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種點亮多支熒光燈的裝置，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，電流移相、限流、 諧振電路，所述電流移相、限流、諧振電路中串聯(lián)連接有熒光燈管組，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電壓輸出端與所 述高頻斬波功率輸出電路的負電壓輸入端相連接，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移相、限流、諧振電路提供電 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80KC。所述電流移相、限流、諧振電路由電感線圈與熒光燈管組相串聯(lián)組成， 所述熒光燈管組由熒光燈管首尾相接串聯(lián)組成，每只熒光燈首端與尾端的其 中 一個接入端之間連接有電容器。所述電流移相、限流、諧振電路中的熒光燈管組由l至4只熒光燈管組成。所述電流移相、限流、諧振電路中的電感線圈與容性負載熒光燈組成串 聯(lián)諧振電路，其每個電流移相、限流、諧振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。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明由于采用高頻開關(guān)電源和電流移相限流諧 振電路，可以同時點亮多支熒光燈，在取消了多個鎮(zhèn)流器、啟輝器或多個電 子鎮(zhèn)流器的同時，明顯改善了照明質(zhì)量，減少了輸入電流諧波總量，提高了 功率因數(shù)，從而達到節(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，從而達到節(jié)能的效果。


圖1是本發(fā)明的組成方框示意圖；圖2是本發(fā)明由電感線圈與單只熒光燈管組成的電流移相、限流、諧振 電路示意圖；圖3是本發(fā)明由電感線圈與多只熒光燈管組成的電流移相、限流、諧振
電路示意圖。圖4是本發(fā)明點亮多組熒光燈的裝置的電路示意圖； 圖中PFC:有源濾波電路 PW:高頻斬波功率輸出電路IP:電流移相、限流、諧振單元IPm:輸入端 IP0Ut:電流移相、限流、諧振電路輸出端 C:電容器 D:熒光燈S:熒光燈燈絲連接端子具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明 電流與電壓的乘積VIcos 9稱為有功功率(單位為W)，電流與電壓的乘積VI稱為視在功率(單位為VA)。有功功率對視在功率的比值稱為功率 因數(shù)PF (Power Factor)。PF = W/VA=VAcos 9/VA = cos e不論有功功率或無功功率，都是由發(fā)電機經(jīng)輸電網(wǎng)及配電線來供給，但 電度表，即，瓧時表，所計算者僅為有功功率部分。有功功率包括無功電流 在線路中的壓降及線路損失?？傠娏?=有功電流h+無功電流12，如果能有 效降低負載的功率因數(shù)，有效利用無功電流I2來點燈可達到節(jié)能的目的。電 容性負載可以提供電感性負載所需的無功功率，因為電感性負載的電流落后 端電壓，即功率因數(shù)為滯后，而電容性負載的電流超前端電壓，即功率因數(shù) 超前，兩者間有互補特性。圖l是本發(fā)明的組成方框示意圖，如圖1所示，本發(fā)明點亮多支熒光燈 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 和電流移相、限流、諧振電路，所述電流移相、限流、諧振電路中串聯(lián)連接
有熒光燈管組，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電壓輸出端與 所述斬波功率輸出電路的負電壓輸入端相連接，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移相、限流、諧振電路提供電力。 所述電流移相、限流、諧振電路由電感線圈與熒光燈管組相串聯(lián)組成，所述 熒光燈管組由熒光燈管首尾相接串聯(lián)組成，每只熒光燈首端與尾端的其中一 個接入端之間連接有電容器。傳統(tǒng)熒光燈需要一對一的用鎮(zhèn)流器、啟輝器或電子鎮(zhèn)流器來點亮。有幾 支熒光燈就有幾個鎮(zhèn)流器、啟輝器或幾個電子鎮(zhèn)流器。而本裝置可以一對n的點亮多支熒光燈。在取消了n個鎮(zhèn)流器、啟輝器或n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)，達到了節(jié) 約能源和原材料的目的。本發(fā)明工作原理如下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，將因點亮熒光燈而改變的電流波形得到有效改善， 基本達到正弦波，同時將功率因數(shù)提高到0.98以上，并將直流電壓升壓，達 到點亮熒光燈所需要的電壓。在市電輸入電壓±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。無論采用那種電路，在用熒光燈做負載時均為 正負半周對稱的高頻交流電。高頻斬波功率輸出電路的T0.T1輸出端，可同時并聯(lián)點亮兩組或兩組以 上熒光燈。并聯(lián)點亮熒光燈組的數(shù)量取決于高頻斬波功率輸出電路的輸出功 率和所被點亮熒光燈管的功率。其計算方法
高頻斬波功率輸出電路的輸出功率W4.2Wd 。 Wd是所被點亮熒光燈的功率總和。圖2是本發(fā)明由電感線圈與單只熒光燈管組成的電流移相、限流、諧振電路示意圖，圖3是本發(fā)明由電感線圈與多只熒光燈管組成的電流移相、限 流、諧振電路示意圖；如圖2圖3所示，每組并聯(lián)點亮的熒光燈，可以是l只 -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，其計算方法每組中的熒光燈數(shù)『0. 6Vpp/VD—Vpp: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)一個電流移相、限流、諧振電感，電流移相、限流、諧振電感的作用是限流、移相、諧振。本發(fā)明采用傳統(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，達到節(jié)能的目的。本發(fā)明電路是改變傳統(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，本發(fā)明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=VDWD*C0SO。
WD二燈管有功功率；VD二燈管電壓；ID二燈電流；C0Sd^燈線路功率因數(shù)。
從公式中可以得出，降低C0S①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， g卩，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O. 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 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移相、限 流、諧振電路由限流電感L、啟動電容C、外加電容E、熒光燈，組成串聯(lián)諧振電路，其諧振頻率各不相同，每組串聯(lián)諧振電路并聯(lián)成為一個整體負載后 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熒光燈電流不變的情況下，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，從而達到節(jié)能 的目的。
本發(fā)明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80KC，點 亮2組或2組以上的熒光燈管組。
圖3是本發(fā)明由電感線圈與多只熒光燈管組成的電流移相、限流、諧振 電路示意圖，圖4是本發(fā)明點亮多支熒光燈的裝置的電路示意圖；如圖l至圖 4所示，市電220v50Hz or 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輸出的正負端與高頻整流濾波電路正負輸入端相連接，
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與所有的電流移相、限流、諧振電路IP的輸入端IPin相連接，電流移相、限流、諧振單元IP的輸出端，與所對應(yīng)的熒 光燈的燈絲S1端連接，熒光燈的燈絲的另一端S2，與相對應(yīng)的熒光燈的另一 組燈絲的S3端通過電容C相連接，另一組燈絲S4即電流移相、限流、諧振電 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只-4只熒光燈串聯(lián)后，燈絲Sn即電流移相、限流、諧振電路輸出端IPout 端與高頻斬波功率輸出電路PW的輸出端T1相連接，高頻斬波功率輸出電路PW 的所有負載，即，電流移相、限流、諧振電路及電流移相、限流、諧振單元 IP所連接的熒光燈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， 每個電流移相、限流、諧振單元IP連接一組熒光燈D，每組熒光燈D都通過電 容C與燈絲串聯(lián)連接，串聯(lián)連接熒光燈D的數(shù)量為1-4只。所述電流移相、限流、諧振電感與容性負載熒光燈D形成串聯(lián)諧振電路， 其每個串聯(lián)諧振電路諧振頻率各不相同，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，本發(fā)明的保護范圍并不局限于上述具體實例方式，根據(jù) 本發(fā)明的基本技術(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，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種點亮多支熒光燈的裝置，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移相、限流、諧振電路，所述電流移相、限流、諧振電路中串聯(lián)連接有熒光燈管組，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電壓輸出端與所述高頻斬波功率輸出電路的負電壓輸入端相連接，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移相、限流、諧振電路提供電力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種點亮多支熒光燈的裝置，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所述的一種點亮多支熒光燈的裝置，其特征在于所述高頻斬波功率輸出電路的工作頻率為80KC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種點亮多支熒光燈的裝置，其特征在于所述電流移相、限流、諧振電路由電感線圈與熒光燈管組相串聯(lián)組成，所述熒 光燈管組由熒光燈管首尾相接串聯(lián)組成，每只熒光燈首端與尾端的其中一個 接入端之間連接有電容器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種點亮多支熒光燈的裝置，其特征在于所述電流移相、限流、諧振電路中的熒光燈管組由l至4只熒光燈管組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種點亮多支熒光燈的裝置，其特征在于所述電流移相、限流、諧振電路中的電感線圈與容性負載熒光燈組成串聯(lián)諧 振電路，其每個電流移相、限流、諧振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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種點亮多支熒光燈的裝置，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移相、限流、諧振電路，電流移相、限流、諧振電路中串聯(lián)連接有熒光燈管組；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移相、限流、諧振電路提供電力。有益效果是采用高頻開關(guān)電源和電流移相、限流、諧振電路，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，可以同時點亮多支熒光燈，在取消了多個鎮(zhèn)流器、啟輝器或多個電子鎮(zhèn)流器的同時，明顯改善了照明質(zhì)量，提高了功率因數(shù)，從而達到節(jié)約原材料和能源的目的。
文檔編號H05B41/298GK101160009SQ20071015023
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者尺 王 申請人:尺 王