一种具有led恒流驱动的无功补偿设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力电子技术领域，具体是一种具有LED恒流驱动的无功补偿设备。
【背景技术】
[0002] 近年来，节能一直是一个热口话题，自"十一五"规划W来，政府有关部口一直非常 重视节能减排工作。而节能减排中，很重要的一环就是照明用电的节能。如今，世界各国都 在逐步禁止白巧灯的销售使用，显然白巧灯已经不能适应时代的需求了。而L邸灯亮度高， 效率高，寿命长，体积小，在该样时代背景下，正可W取代其他照明设备，实现节能减排的目 的。LED是Li曲tEmittingDiode的缩写，中文名为发光二极管，是半导体二极管，只能单 向导通，如果使用工频交流电直接驱动LED,性能就比较差，该就需要专口的L邸驱动设备 来实现L邸照明。L邸作为二极管的一种，是非线性元件，一般使用恒流方式驱动。现在市 面上已经存在许多L邸照明设备，其中很多都是基于开关电源的驱动系统，采用单相工频 交流作为输入电源，经过不控整流，有的还可能添加功率因数校正来得到直流电压，再经过 DC/DC变换器实现恒流输出驱动L邸灯，往往需要使用电解电容平稳整流电压。而电解电 容寿命一般在一万小时W内，且受温度影响严重，该与L邸五万小时W上的寿命不适应。当 然，也存在无电解电容的驱动方案，但是该些方案的功率部分拓扑结构、驱动控制部分硬件 和软件都较为复杂，对于后期维护检修不利，该也是L邸照明还没有普及的原因之一。
[0003] 在整个电网中，存在电动机、变压器等用电设备，而该些负载属于感性负载，当该 些感性负载工作时，会产生感性无功功率，该就需要无功功率补偿了，而提供无功补偿的装 置，称为无功补偿设备。该类设备能够提供无功功率，提高电网的功率因素，减小电网的无 功电流，该就减少能量在电网传输线路和供电变压器上的损耗，也减小了线路的电流应力。 而该同样也符合节能减排的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种具有LED恒流驱动的无功补偿设 备，它在提供无功补偿的基础上，后级的L邸近似恒流驱动部分擬弃了电解电容，无需复杂 的控制器，便于后期维护检修。
[0005] 本发明包括依次连接的S相工频交流电供电、无功补偿电容、S相整流桥、1XL滤 波和L邸灯组，其中=相工频交流电每一相通过一个开关连接一个无功补偿电容的一端， 无功补偿电容的另一端则连接在=相整流桥=相输入侧的对应桥臂的中点，在无功补偿电 容靠近整流桥的一侧，设置有两个开关，当两个开关同时闭合导通时，=个无功补偿电容形 成星形连接。
[0006] 所述的LED灯组的功率上限为无功补偿容量的10% -15%。
[0007] 所述的1XL滤波器使用薄膜电容。
[000引L邸灯组结构采用分组串并联结构连接，将每一组称为并联L邸灯组，再将每一组 并联L邸灯组串联相接，使用与每组并联L邸灯组相并联的开关，实现L邸灯的开通关断。
[0009] 本发明有益效果在于：
[0010] 1、能够提供无功补偿，将设计L邸功率上限为无功补偿容量的10%到15%左右， 对无功补偿容量影响较小，同时提供了L邸照明。
[0011] 2、采用无功补偿电容实现降压和近似恒流，不使用变压器，没有变压器铁损和磁 滞损耗，产生的电磁干扰少。
[0012] 3、后级L邸驱动近似恒流，带负载范围宽，抗负载短路，安全性高。
[0013] 4、后级L邸驱动部分，电路简单，不使用控制巧片和半导体开关器件，考虑到该些 场所本身就需要无功补偿装置，在该个基础上实现L邸照明，因此不计无功补偿装置的成 本，降低了成本，并且不易出故障，且维护检修方便。
[0014] 5、L邸驱动部分，擬弃电解电容，同时无功补偿电容器的寿命完全可W满足L邸使 用寿命要求，寿命较长。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017] 本发明电路结构示意图如图1所示，包括依次连接的=相工频交流电供电、无功 补偿电容、S相整流桥、1XL滤波和L邸灯组，其中S相工频交流电每一相通过一个开关连 接一个无功补偿电容的一端，无功补偿电容的另一端则连接在=相整流桥=相输入侧的对 应桥臂的中点，在无功补偿电容靠近整流桥的一侧，设置有两个开关，当两个开关同时闭合 导通时，立个无功补偿电容形成星形连接。为了满足使用需求，可W适当灵活的设置一些开 关。
[001引本发明的具体实施方案如下；
[0019] (1)无功补偿电容的核定
[0020] 根据具体使用场合计算无功补偿功率，再计算出无功补偿电容的大小，注意电容 器须按照星形连接方式进行核算，由于无功补偿的核算已经存在很多资料和文献可W参考 设计，此处不再寶述。
[0021] (2)L邸驱动的功率上限核定
[0022] 由于本发明针对存在无功补偿和照明需求的场所，具体的L邸驱动电路也是要借 助无功补偿电容实现，L邸驱动的功率上限也由无功补偿容量决定的，因此，先要核定功率 上限。当然有一点需要指出的是无功补偿的电容要按照星形连接方式实现无功补偿。兼顾 无功补偿容量与LED输出功率两者，可W取无功补偿容量的10%到15%左右，作为L邸灯 输出功率上限，该样对于无功补偿容量的影响很小。在一些感性设备运作较为复杂且量较 大时，会采用多组无功补偿电容实现无功补偿，如果该场合下需要的L邸功率不需要全部 无功补偿容量的10%到15%，则可W取其中一组或者几组来实现L邸驱动，功率上限就用 该一组或者几组来核算。
[0023] (3)无功补偿电容与后级的连接方式
[0024] 其实就是将本来应该W星形连接的无功补偿电容的一侧接线不连在一起，而是将 它们分别连接在=相整流桥的每个桥臂的中点。如图1所示，即为正确的连接方式。
[00巧](4) 1XL滤波器
[0026] 1XL滤波器需要根据实际使用场合对LED电流纹波的要求进行设计，特别指出此 处滤波电容使用薄膜电容，纹波就已经满足要求，无须使用电解电容。由于1XL滤波器的设 计已经存在很多资料和文献可W参考设计，此处不再寶述。
[0027] (5) L邸的灯组设计
[002引 L邸灯组结构采用分组串并联结构连接，将每一组称为并联L邸灯组，再将每一组 并联L邸灯组串联相接，使用与每组并联L邸灯组相并联的开关，实现L邸灯的开通关断。
[0029] 根据具体的场合的照明要求进行布置，一组的并联L邸个数由无功补偿电容决 定，无功补偿电容决定输出电流的值，该个电流要全部分配给并联的LED(在该里统称为并 联L邸组），使之全部工作在正常工作电流。当然可W根据实际情况决定每一组内的并联支 路上串接的L邸数目，但是串接的L邸数目在每一组上都应该是一致的，如图1中的L邸灯 组，就在每个并联L邸组的每个支路上串接了 2个LED。
[0030] 每组并联L邸灯组的数量具体计算步骤如下：
[0031] 1.计算无功补偿电容容抗
【主权项】
1. 一种具有LED恒流驱动的无功补偿设备，其特征在于：包括依次连接的三相工频交 流电供电、无功补偿电容、三相整流桥、LCL滤波和LED灯组，其中三相工频交流电每一相通 过一个开关连接一个无功补偿电容的一端，无功补偿电容的另一端则连接在三相整流桥三 相输入侧的对应桥臂的中点，在无功补偿电容靠近整流桥的一侧，设置有两个开关，当两个 开关同时闭合导通时，三个无功补偿电容形成星形连接。
2. 根据权利要求1所述的具有LED恒流驱动的无功补偿设备，其特征在于：所述的LED 灯组的功率上限为无功补偿容量的1〇%_15%。
3. 根据权利要求1所述的具有LED恒流驱动的无功补偿设备，其特征在于：所述的LCL 滤波器使用薄膜电容。
【专利摘要】本发明提供了一种具有LED恒流驱动的无功补偿设备，包括依次连接的三相工频交流电供电、无功补偿电容、三相整流桥、LCL滤波和LED灯组，其中三相工频交流电每一相通过一个开关连接一个无功补偿电容的一端，无功补偿电容的另一端则连接在三相整流桥三相输入侧的对应桥臂的中点，在无功补偿电容靠近整流桥的一侧，设置有两个开关，当两个开关同时闭合导通时，三个无功补偿电容形成星形连接。本发明能够提供无功补偿，且后级的LED驱动不使用电解电容，寿命长，不需要复杂的控制器，便于后期维护检修，在需要无功补偿的场所拥有重要的使用价值，适用于使用大量感性负载的厂房，使用变压器的配电间等需要无功补偿和照明的场合。
【IPC分类】H02J3-18, H05B37-02
【公开号】CN104753073
【申请号】CN201510145519
【发明人】杨袁钰, 周波, 钱振宇, 石宝平, 秦显慧
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月30日