專利名稱：一種多路輸出點亮電光源的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光源照明技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多路輸出點亮電光源的 裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的點亮電光源的方式，是采用單相電源，分別通過開關(guān)點亮多只并 聯(lián)在該單相電源供電電路中的電光源；目前家庭用電光源基本可以分為三大 類型普通燈(鴇絲燈)，鹵素?zé)艉蜔晒鉄簟?在電網(wǎng)電壓220V情況下，幾種常用電光源的實際工作電流 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. 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。 電光源的頻閃與頻閃效應(yīng)，給我們的工作和生活帶來了嚴重的危害。然 而，我們在應(yīng)用電光源時，并沒有引起應(yīng)有的重視和正確的認識?？茖W(xué)正確 認識節(jié)能燈頻閃與頻閃效應(yīng)的危害性，對于科學(xué)推廣應(yīng)用節(jié)能燈，構(gòu)建明亮、 清晰、舒適的照明環(huán)境，具有重要的意義。頻閃效應(yīng)是指電光源由光通量的 波動而產(chǎn)生的危害效應(yīng)。電光源頻閃越嚴重，頻閃效應(yīng)的危害也越嚴重。頻 閃與頻閃效應(yīng)是針對電光源光通量的波動深度和由此產(chǎn)生的危害效應(yīng)(稱為
頻閃效應(yīng))大小的兩個互為因果的物理量。光通量波動深度越大，頻閃越嚴 重。電光源光通量波動深度大小，與電光源的技術(shù)品質(zhì)有直接關(guān)系。電光源 光通量波動深度大小，通常用百分數(shù)來描述。現(xiàn)階段應(yīng)用的電光源中，如電
感鎮(zhèn)流器驅(qū)動的T8 (26mm)直管日光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物 燈光通量的波動深度高達55%-65%。而市場上部分技術(shù)品質(zhì)較差的節(jié)能燈， 仍然存在高達20%—30%的頻閃深度。
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，存在頻閃與頻 閃效應(yīng)，并且照明質(zhì)量不高，造成寶貴能源的浪費。
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)能的多路輸出點亮電光源的裝置。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種多路輸出點亮電光源的裝置，包括 有源濾波電路、高頻整流濾波電路，高頻開關(guān)電源控制集成電路，脈沖延時 移相電路，三路斬波功率輸出電路和三路電光源負載，交流電源通過所述有 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與所述三 路斬波功率輸出電路相連接，所述高頻開關(guān)電源控制集成電路分別與所述有 源濾波電路和所述脈沖延時移相電路相連接，所述脈沖延時移相電路的輸出 端分別與所述三路斬波功率輸出電路輸入端相連接，所述三路斬波功率輸出 電路為并聯(lián)連接的所述三路電光源負載提供電力，所述三路電光源負載為相 同種類、相同物理特性，相同功率或相同功率因數(shù)的負載。
所述三路斬波功率輸出電路通過所述脈沖延時移相電路使所述三路斬波 功率輸出電路輸出的電壓、電流相位產(chǎn)生相位差，并分別為并聯(lián)在所述三路 斬波功率輸出電路的所述三路電光源負載提供電力，所述有源濾波電路、高 頻開關(guān)電源控制集成電路和三路并聯(lián)的斬波功率輸出電路組成高頻開關(guān)電
源，其開關(guān)頻率為40-120KC。
所述脈沖延時移相電路是將所述高頻開關(guān)電源控制集成電路的正負半周 觸發(fā)脈沖分三路輸出，分別觸發(fā)所述三路斬波功率輸出電路的正負半周輸入 端，所述脈沖延時移相電路的三路觸發(fā)脈沖輸出之間的電壓、電流相位差的 取值范圍是1至179度。
所述高頻開關(guān)電源的開關(guān)頻率最佳值為80KC，所述脈沖延時移相電路的 三路脈沖輸出之間電壓、電流相位差最佳值是120度，或延時T/3， T為觸發(fā) 所述三路斬波功率輸出電路的觸發(fā)脈沖周期。
所述三路斬波功率輸出電路的每一路可以是多路功率輸出相并聯(lián)，每組 電光源負載為1至2000只電光源，所述三路電光源負載可以同時接入2x3組 或3x3組或Nx3組，N為自然數(shù)。
所述高頻開關(guān)電源控制集成電路采用具有兩路互鎖的正脈沖輸出集成 電路，其型號為LM4835,所述脈沖延時移相電路采用集成電路的型號為 7禮1414。
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、脈沖延時移相電 路和三路斬波功率輸出電路輸出至同時為相同物理性質(zhì)的三路電光源負載， 有效消除電光源的頻閃與頻閃效應(yīng)，明顯改善了照明質(zhì)量，減少了輸入電流 諧波總量，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； 從而達到節(jié)約原材料和能源的目的。
圖1是本發(fā)明的組成方框示意圖2是本發(fā)明的電路組成方框圖； 圖3是本發(fā)明實施例的電原理圖。 圖中
PFC:有源濾波電路
IC:高頻開關(guān)電源控制集成電路
CF:高頻整流濾波電路
TK、 TKi、 TK2、 TK3、 TK4:脈沖延時移相電路
PW、 PWl、 PW2、 PW3:斬波功率輸出電路 D、 Dl、 D2、 D3:電光源負載電路
具體實施例方式
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
圖l是本發(fā)明的組成方框示意圖，圖2是本發(fā)明的電路組成方框圖，如
圖1圖2所示，本發(fā)明一種多路輸出點亮電光源的裝置，包括有源濾波電
路PFC、高頻整流濾波電路CF，高頻開關(guān)電源控制集成電路IC，脈沖延時移 相電路TK，三路斬波功率輸出電路PW和三路電光源負載D，交流電源通過所 述有源濾波電路PFC輸出給所述高頻整流濾波電路CF，高頻開關(guān)電源控制集 成電路IC分別與有源濾波電路PFC和脈沖延時移相電路TK相連接，脈沖延 時移相電路TK的輸出端分別與三路斬波功率輸出電路PW相連接，三路斬波 功率輸出電路PW為并聯(lián)連接的三路電光源負載D提供電力，三路電光源負載 D同時為相同種類、相同物理特性、相同功率、相同功率因數(shù)的負載。三路 斬波功率輸出電路PW，通過脈沖延時移相電路TK，使三路斬波功率輸出電路 PW輸出的電壓、電流相位產(chǎn)生相位差，并分別為并聯(lián)在三路斬波功率輸出電 路PW的三路電光源負載D提供電力，有源濾波電路PFC、高頻開關(guān)電源控制 集成電路IC和三路并聯(lián)的斬波功率輸出電路PW組成高頻開關(guān)電源，其開關(guān) 頻率為40-120KC，高頻開關(guān)電源的開關(guān)頻率最佳值為80KC，脈沖延時移相電 路TK是將高頻開關(guān)電源控制集成電路IC的正負半周觸發(fā)脈沖分三路輸出， 分別觸發(fā)三路斬波功率輸出電路PW的正負半周輸入端，脈沖延時移相電路TK的三路脈沖輸出之間電壓、電流相位差的取值范圍是1至179度。脈沖延 時移相電路TK的三路脈沖輸出之間電壓、電流相位差的最佳值是120度，或 延時T/3， T為觸發(fā)三路斬波功率輸出電路PW的觸發(fā)脈沖周期。三路斬波功 率輸出電路PW的每一路可以是多路功率輸出相并聯(lián)，每組電光源負載為1 至2000只電光源。
圖3是本發(fā)明實施例的電原理圖，如圖3所示。220v50Hz或110v601-Iz的交 流電，通過整流后與有源濾波電路PFC的1、 2接線端相連接，有源濾波電路 PFC是采用高頻開關(guān)電路中的PFC電路其主要作用是改變電壓、電流諧波分 量，提高功率因數(shù)，降低電磁輻射，提高輸出直流電壓，有源濾波電路PFC， 通過高頻整流濾波升壓后的直流電壓輸出的正極V+端分別與斬波功率輸出 電路PW1、斬波功率輸出電路PW2、斬波功率輸出電路PW3的正電壓端Vp11、 Vp21、 Vp31相連接。直流電壓輸出的負極V-端分別與斬波功率輸出電路PW1、 斬波功率輸出電路PW2、斬波功率輸出電路PW3的線路地電壓端Vp12、 Vp22、 Vp32相連接，斬波功率輸出電路PW1、斬波功率輸出電路PW2、斬波功率輸出 電路PW3的輸出端T11、 T12、 T21、 T22、 T31、 T32分別與各自的電光源負載 電路D1、電光源負載電路D2、電光源負載電路D3的輸入端D11、 D12、 D21、 D22、 D3K D32相對應(yīng)連接。高頻開關(guān)電源控制集成電路IC，為電子鎮(zhèn)流器 專用芯片或開關(guān)電源芯片的指定電路，可根據(jù)照明光源負載的不同調(diào)整振蕩 頻率，并有兩路互鎖的正脈沖輸出。具有過流、過壓、熱保護等功能，脈沖 延時移相電路TK是將高頻開關(guān)電源控制集成電路IC的兩路互鎖的輸出脈沖 同時延時、移相分三組觸發(fā)斬波功率輸出電路PW，延時移相電路TK由四個相 同的脈沖延時移相電路TK1至TK4組成，脈沖延時移相電路TK的三路脈沖輸出 之間電壓、電流相位差的取值范圍是1至179度，其最佳值為120度。即，每 個脈沖延時移相電路TK的延時時間為TK/3，移相為120度，TK為觸發(fā)三路斬 波功率輸出電路PW的觸發(fā)脈沖周期。移相的角度是指斬波功率輸出電路PW1
與斬波功率輸出電路PW2或斬波功率輸出電路PW2與斬波功率輸出電路PW3輸 出的高頻交流電壓、電流相位差，也就是說要保證斬波功率輸出電路PW每路 功率輸出的電壓、電流相位相差120度。高頻開關(guān)電源控制集成電路IC，根
據(jù)電光源負載的不同調(diào)整振蕩頻率，并產(chǎn)生兩路互鎖的正脈沖輸出，高頻開 關(guān)電源控制集成電路IC的輸出端PW0UT1與斬波功率輸出電路PW1的正觸發(fā)端 Kll相連接，同時又與脈沖延時移相電路TK1 ( Tk/3延時電路)的輸入端IIO 相連接，脈沖延吋移相電路TK1的輸出端I11與斬波功率輸出電路PW2的正觸 發(fā)端K21相連接，同時又與脈沖延時移相電路TK2的輸入端I20相互連接，脈 沖延時移相電路TK2 (Tk/3延時電路)的輸出端I21與斬波功率輸出電路PW3 的正觸發(fā)端k31連接。高頻開關(guān)電源控制集成電路IC的另一個輸出端PW0UT2 與脈沖延時移相電路TK3 (Tk/3延時電路)的輸入端I30相連接，同時又與斬 波功率輸出電路PW1的負觸發(fā)端K12相連接。脈沖延時移相電路TK3輸出端I31 與斬波功率輸出電路PW2的負觸發(fā)端K22連接，同時又與TK4 (Tk/3延時電路) 的輸入端I40相連接，脈沖延時移相電路TK4的輸出端I41與斬波功率輸出電 路PW3的負觸發(fā)端K32連接。高頻開關(guān)電源控制集成電路IC采用具有兩路互鎖 的正脈沖輸出集成電路，其型號為LM4835，脈沖延時移相電路TK采用集成電 路的型號為74L1414，三路斬波功率輸出電路PW為并聯(lián)連接的三路電光源負 載電路D提供電力，每路斬波功率輸出電路PW為完全相同的電路，可以是半 橋、全橋、諧振電路等，斬波功率輸出電路PW輸出的高頻電壓正負半周對稱， 并有隔直電容串聯(lián)在輸出回路中。每組斬波功率輸出電路PW的輸出端由功率 管直接輸出，負反饋由串聯(lián)在各組的大功率MOS管中的電阻R取得，當(dāng)三組斬 波功率輸出電路PW輸出端任何一組輸出異常時，該電路都會自動保護，斬波 功率輸出電路輸出的M0S管的最大工作電流應(yīng)大于3倍負載電流。
Dl、 D2、 D3為電光源負載電路，根據(jù)斬波功率輸出電路PW1、斬波功率 輸出電路PW2、斬波功率輸出電路PW3輸出功率的大小，來確定斬波功率輸
出電路的帶載能力， 一般每組斬波功率輸出電路輸出功率應(yīng)是每組斬波功率 輸出電路的所帶負載功率總和的1.2倍。為了保證節(jié)電效果，每組斬波功率
輸出電路輸出提供給電光源負載電路的電壓、電流、功率應(yīng)基本相同，由于
每組斬波功率輸出電路PW輸出的電壓、電流相差120度，在其輸出的功率、 電壓、電流相同的情況下，供電交流電源上的交流電流較小，從而達到明顯 的節(jié)電的效果。電光源可以為l只--一2000只。三路電光源負載可以同時接 入2x3組或3x3組或Nx3組，N為自然數(shù)，三路電光源負載必須同時為相同 性質(zhì)的電抗，§卩，同時為容性負載，或感性負載，或阻性負載。由限流電感、 照明光源組成，限流電感的參數(shù)根據(jù)所帶光源的品種確定，以白熾燈為例 220V白熾燈，限流電感上的電壓應(yīng)為輸出高頻電壓有效值減去白熾燈的額定 電壓有效值，從而根據(jù)高頻開關(guān)電源的振蕩頻率f等參數(shù)很容易的計算出電 感量，由于高頻開關(guān)電源的振蕩頻率為十幾KC到上百KC，所以限流電感體 積應(yīng)當(dāng)很小。
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
1.一種多路輸出點亮電光源的裝置，包括有源濾波電路(PFC)、高頻整流濾波電路(CF)，高頻開關(guān)電源控制集成電路(IC)，其特征在于，還包括脈沖延時移相電路(TK)，三路斬波功率輸出電路(PW)和三路電光源負載(D)，交流電源通過所述有源濾波電路(PFC)輸出給所述高頻整流濾波電路(CF)，所述高頻整流濾波電路(CF)與所述三路斬波功率輸出電路(PW)相連接，所述高頻開關(guān)電源控制集成電路(IC)分別與所述有源濾波電路(PFC)和所述脈沖延時移相電路(TK)相連接，所述脈沖延時移相電路(TK)的輸出端分別與所述三路斬波功率輸出電路(PW)輸入端相連接，所述三路斬波功率輸出電路(PW)為并聯(lián)連接的所述三路電光源負載(D)提供電力，所述三路電光源負載(D)為相同種類、相同物理特性，相同功率或相同功率因數(shù)的負載。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路輸出點亮電光源的裝置，其特征在于， 所述三路斬波功率輸出電路(PW)通過所述脈沖延時移相電路(TK)使所述 三路斬波功率輸出電路(PW)輸出的電壓、電流相位產(chǎn)生相位差，并分別為 并聯(lián)在所述三路斬波功率輸出電路(PW)的所述三路電光源負載(D)提供電 力，所述有源濾波電路(PFC)、高頻開關(guān)電源控制集成電路(IC)和三路并 聯(lián)的斬波功率輸出電路(PW)組成高頻開關(guān)電源，其開關(guān)頻率為40-120KC。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多路輸出點亮電光源的裝置，其特征在于， 所述脈沖延時移相電路(TK)是將所述高頻開關(guān)電源控制集成電路(IC)的 正負半周觸發(fā)脈沖分三路輸出，分別觸發(fā)所述三路斬波功率輸出電路的正負 半周輸入端，所述脈沖延時移相電路(TK)的三路觸發(fā)脈沖輸出之間的電壓、 電流相位差的取值范圍是1至179度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種多路輸出點亮電光源的裝置，其特征 在于，所述高頻開關(guān)電源的開關(guān)頻率最佳值為80KC，所述脈沖延時移相電路(TK)的三路脈沖輸出之間電壓、電流相位差最佳值是120度，或延時T/3， T為觸發(fā)所述三路斬波功率輸出電路的觸發(fā)脈沖周期。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中擇一所述的一種多路輸出點亮電光源的裝置， 其特征在于，所述三路斬波功率輸出電路的每一路可以是多路功率輸出相并 聯(lián)，每組電光源負載為l至2000只電光源，所述三路電光源負載可以同時接 入2x3組或3x3組或Nx3組，N為自然數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多路輸出點亮電光源的裝置，其特征在于， 所述高頻開關(guān)電源控制集成電路(IC)采用具有兩路互鎖的正脈沖輸出集成 電路，其型號為LM4835，所述脈沖延時移相電路采用集成電路的型號為 74L1414。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路輸出點亮電光源的裝置，交流電源依次通過有源濾波電路、高頻整流濾波電路CF，高頻開關(guān)電源控制電路分別與有源濾波電路和脈沖延時移相電路電連接，高頻開關(guān)電源控制電路根據(jù)電光源負載的不同調(diào)整振蕩頻率，并產(chǎn)生兩路互鎖的正脈沖輸出，經(jīng)過脈沖延時移相電路對兩路互鎖輸出的脈沖延時和移相，通過大功率斬波電路實現(xiàn)多路輸出高頻電壓、電流，多路輸出點亮電光源。有益效果是有效消除電光源的頻閃與頻閃效應(yīng)，明顯改善了照明質(zhì)量，減少了輸入電流諧波分量，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，從而達到節(jié)約電能的目的。
文檔編號H05B41/285GK101188897SQ200710150520
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者尺 王 申請人:尺 王