专利名称：节能灯功率因数调整系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能灯电源，特别涉及一种能够提高节能灯功率因数的节能灯电
源系统。
背景技术：
—体化电子节能灯是近来风靡国内外市场的新型节能光源，它具有体积小、重量 轻、光效高、低电压快速启动等显著特点，可直接替换白炽灯泡，用于各种照明和装潢，受到 人们的青睐，已成为国家重点推广的节能产品，在工厂、公共建筑、家庭得到大量使用。
—体化电子节能灯在具有上述优点的同时，在应用方面具有以下不足
1、一体化电子节能灯功率因数偏低 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(①)的余弦叫做功率因数，用符号 cos①表示。如图2所示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，公式为cos① =P/S，即功率因数=有用功率+总功率。 但是，电子镇流器电路普遍都是低功率因数电路，采用的是桥式整流，电容滤波。 打开电源后，给电容充电，当电源电压低于电容上电压，电源电流为0，负载由电容供电。这 样，只有电源电压在峰值附近二极管才能导通给电容充电，因而电流导通角很小，波形很 差，高次谐波含量大，功率因数低，一般只有0. 5-0. 65。目前市场上低瓦数的一体化灯都是 这种镇流器。 由于这些产品价格低廉、结构紧凑，没有能力安排功率因数补偿电路，势必要求供 电系统单独考虑功率因数补偿装置。 但是，这些电器使用量是很大的，尤其是在办公室、会议室、教室等场所使用量尤
其惊人。大量无功功率的存在，不仅浪费用户大量钱财，而且降低了供电变压器效率，加大
了线路电流进而增加了铜损。因此这部分低功率因数电器也需要就地补偿。 但是长期以来，在以企业为单位的大功率的补偿系统上的技术发展较快，而轻便
小巧、安装简单、组态灵活、操作方便的小型功率因数补偿装置技术基本处于停滞状态。 2、一体化电子节能灯故障率高 —体化电子节能灯由于线路复杂，结构紧凑，在市场可接受的价格内，其故障率一 直居高不下，用户普遍反映"节能不省钱"，其中绝大部分为镇流线路板故障，灯管本身很少 先于线路板损坏。 3、一体化电子节能灯EMC部分欠考虑 —体化电子节能灯由于结构十分紧凑，而且功率低，没有空间安排EMC线路。
4、"集群使用" 由于一体化电子节能灯本身的特点，使得在室内装修中，低瓦数电子节能灯的使 用大都采用"集群使用"的方式，"满天星"式的布局屡见不鲜。
发明内容
本发明针对上述一体化电子节能灯所存在的问题，而提供一种节能灯功率因数调
整系统来解决一体化电子节能灯由于供电电源所引起的一系列问题。 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案 节能灯功率因数调整系统，包括一供电系统，供电系统连接一用电系统，其特征在 于，所述供电系统包括，一电源输入端，所述电源输入端连接一集中式节能灯电源，集中式 节能灯电源设有电源输出端； 所述用电系统包括复数个节能灯灯管，所述复数个节能灯灯管通过供电线路连接
集中式节能灯电源的电源输出端，由集中式节能灯电源为复数个节能灯灯管供电。 所述集中式节能灯电源包括EMC滤波电路、桥式整流电路、PFC电路，所述EMC滤波
电路先对外接电流进行滤波处理，滤波处理后的电流再经过桥式整流电路进行整流处理，
滤波整流的电流最后由PFC电路控制对节能灯进行供电。 所述PFC电路为主动式PFC，其由嵌入式PFC芯片以及其外围参数电路、BOOST生 压电感、M0S管、主电解电容组成；该嵌入式PFC芯片接收经滤波整流后的电流信号，并通过 控制外围参数电路、BOOST生压电感、MOS管以及主电解电容实现对节能灯的供电。
所述PFC电路也可以采用被动式PFC，其由储能元件，电解电容、电感，以及其他辅 助元器件有机组合构成。 所述节能灯灯管可以连接一小型电源管理模块，如现有节能灯上装有的镇流电 路，通过小型电源管理模块连接供电线路，进而连接集中式节能灯电源的电源输出端。
根据上述技术方案得到的本发明具有以下优点 1、提高功率因素，集中式节能灯电源在进行配电系统设计属于就地功率因素补偿 类产品，使用这种产品统一给局部范围内的多个一体化节能灯集中供电，可以大大提高配 电系统的功率因素、线路利用效率。 2、提升节能灯品质、降低节能灯造价，采用集中式节能灯电源的照明系统，节能灯 可以省去整流电路和主电容。这样降低了造价，节省了宝贵的内部空间，可以用来安排散热 片用于给驱动部分发热元件散热，同时提高了灯具的可靠性、延长了寿命。
3、集中EMC滤波，减少了整个照明系统的传导干扰。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。 图1为本发明的整体电路原理图。 图2为功率因素示意图。 图3为一体化电子节能灯镇流电路图。 图4为本发明主动PFC方式的电路原理图。 图5为本发明被动PFC方式的电路原理图。
具体实施例方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。
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参照图l，节能灯功率因数调整系统的供电系统11包括，电源输入端111，电源输 入端111连接一集中式节能灯电源113，集中式节能灯电源113设有电源输出端112。用电 系统包括复数个节能灯灯管12，所述复数个节能灯灯管12通过供电线路连接集中式节能 灯电源113的电源输出端112。 节能灯灯管12可以连接一小型电源管理模块，如一体化电子节能灯上装有的镇 流电路，通过小型电源管理模块连接供电线路，进而连接集中式节能灯电源113的电源输 出端112。 参见图3，其为一体化电子节能灯常采用的镇流电路，主要由桥式整流电路及电 容、振荡电路、驱动电路组成。其桥式整流电路由二极管Dl-D4组成，电容包括Cl-C5，驱动 电路主要由Ql和Q2组成，而振荡电路主要由电感L1、L2组成；其由桥式整流电路对电流进 行整流处理，再经电容滤波，最后由驱动电路来驱动振荡电路产生振荡电路以对灯管供电。
上述镇流电路为低功率因数电路，其采用的是桥式整流，电容滤波。打开电源后， 给电容充电，当电源电压低于电容上电压，电源电流为0，负载由电容供电。这样，只有电源 电压在峰值附近二极管才能导通给电容充电，因而电流导通角很小，波形很差，高次谐波含 量大，功率因数低， 一般只有0. 5-0. 65。 为了避免上述情况，提供一种高功率因数的供电系统，本发明采用了如图4和图5 所示的集中式节能灯电源原理方案。 如图所示的集中式节能灯电源，其主要由EMC滤波电路、桥式整流电路、PFC电路 等组成；由于PFC设计的不同，可采取主动式和被动式电源方案
实施例1 如图4所示，为主动式的电源方案，电路中EMC滤波电路有压敏电阻F1、电感L1以 及电容C1、C2组成，其连接关系如图所示，不加以赘述；桥式整流电路由二极管D1-D4构成， 其连接关系如图所示，不加以赘述；PFC电路由嵌入式PFC芯片Ul以及其外围参数电路、 BOOST生压电感L2、 M0S管Tl 、主电解电容组成，其连接关系如图所示，不加以赘述；该嵌入 式PFC芯片接收经滤波整流后的电流信号，并通过控制外围参数电路、B00ST生压电感、M0S
管以及主电解电容实现对节能灯的供电，以提高供电系统的功率因数。
实施例2 如图5所示，为被动式的电源方案，其中的EMC滤波电路由压敏电阻F2、电感 L21-L23、电容C21-C29相互连接组成，其具体连接关系如图所示，不加以赘述；桥式整流电 路与主动式电源方案中的桥式整流电路一致，由二极管D21-24依次连接组成，其与EMC滤 波电路的连接如图所示，不加以赘述；该方案中的PFC电路由电容C30-33、二极管D25-28 以及电阻R21-24相互连接组成，其具体连接关系如图5所示，不加以赘述。根据上述技术 方案得到的电源方案进行工作时，由EMC滤波电路对进入的电流进行滤波处理，再经过桥 式整流电路进行整流后进入PFC电路；当经过的电流达到二极管D25的导通值时，整个PFC 电路将会充电对节能灯进行驱动；若经过的电流没有达到二极管D25的导通值时，整个PFC 电路将不会充电，即不会对节能灯进行驱动。 根据上述方案进行设计时，可选择不同的参数，实现40W、60W、80W、100W、200W、 300W、500W、 1000W等各种规格的电源。 本发明可以与现有灯具兼容，可以给现有灯具供电，也可以订制没有整流电路及主电容的灯具。 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
节能灯功率因数调整系统，包括一供电系统，供电系统连接一用电系统，其特征在于，所述供电系统包括，一电源输入端，所述电源输入端连接一集中式节能灯电源，集中式节能灯电源设有电源输出端；所述用电系统包括复数个节能灯灯管，所述复数个节能灯灯管通过供电线路连接集中式节能灯电源的电源输出端，由集中式节能灯电源为复数个节能灯灯管供电。
2. 根据权利要求1所述的节能灯功率因数调整系统，其特征在于，所述节能灯灯管连 接一小型电源管理模块，通过小型电源管理模块连接供电线路，进而连接集中式节能灯电 源的电源输出端。
3. 根据权利要求1所述的节能灯功率因数调整系统，其特征在于，所述集中式节能灯 电源，包括EMC滤波电路、桥式整流电路、PFC电路，所述EMC滤波电路先对外接电流进行滤 波处理，滤波处理后的电流再经过桥式整流电路进行整流处理，滤波整流的电流最后由PFC 电路控制对节能灯进行供电。
4. 根据权利要求3所述的节能灯功率因数调整系统，其特征在于，所述PFC电路为主动 式PFC，其由嵌入式PFC芯片以及其外围参数电路、BOOST生压电感、M0S管、主电解电容组 成；该嵌入式PFC芯片接收经滤波整流后的电流信号，并通过控制外围参数电路、BOOST生 压电感、M0S管以及主电解电容实现对节能灯的供电。
5. 根据权利要求3所述的节能灯功率因数调整系统，其特征在于，所述PFC电路为被动 式PFC。
全文摘要
节能灯功率因数调整系统涉及一种节能灯电源，特别涉及一种能够提高节能灯功率因数的节能灯电源系统。包括一供电系统，一用电系统，所述供电系统包括，一电源输入端，所述电源输入端连接一集中式节能灯电源，集中式节能灯电源设有电源输出端；所述用电系统包括复数个节能灯灯管，所述复数个节能灯灯管通过供电线路连接集中式节能灯电源的电源输出端，由集中式节能灯电源为复数个节能灯灯管供电。本发明与现有灯具的兼容，可以给现有灯具供电，也可以订制没有整流电路及主电容的灯具，同时其统一给局部范围内的多个一体化节能灯集中供电，可以大大提高配电系统的功率因素、线路利用效率。
文档编号H05B41/36GK101742797SQ20081020295
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者杨晨 申请人:上海查尔斯电子有限公司