[实用新型]功率因数补偿型LED节能照明灯

说明书

技术领域

本实用新型属于电光源领域，特别是涉及一种适用于交流电网功率因数补偿的LED节能照明灯，其目的是在降低交流电网的谐波电流污染的同时提升交流电网的功率因数，而且将通过功率因数补偿得来的功率用于驱动LED节能照明灯。本实用新型是传统的白炽灯和充气光源的理想取代品。

背景技术

全球能源面临危机。为了有效利用能源，国际电工委员会(I.E.C)针对电器的电源供应制定了一系列的规范，IEC-1000就是对于电源供应中谐波电流所作的规范，而功率因数补偿法是目前运用的最有效的方法之一，电力用户常用的无功功率补偿设备是电容器。所谓功率因数是有用功和总功率之比例，即有用功占有用功与无用功向量和之比例。用户用电功率因数之高低会影响电力供电成本，而目前家用电器如电风扇、电冰箱、空调、洗衣机、萤光灯等感性电器以及带有开关电源或整流滤波电路的家电如电视机、电脑、电磁炉、音响、节能灯等等的功率因数都很低，如果用户能采用设置电容器的方法提高功率因数，可以减少供电成本，节约能源，降低谐波电流的污染，但是绝大多数用户并无此观念。目前许多国家和地区都对用户用电的功率因数提出了要求，如我国台湾省的电业法第69条规定：用户每月用电之平均功率因数不及80％时，每低1％，该月电费应增加千分之3；超过80％时，每超过1％，该月电费应减少千分之1.5。对用户用电的功率因数提出要求是大多数国家今后的趋势。LED作为半导体固体“冷”光源，具有高效节能、长寿命、低维护费用、无污染、多色彩等特点，是传统的白炽灯和充气光源的理想取代品；本实用新型以一种适用于交流电网功率因数补偿的LED节能照明灯：既是LED节能照明灯，同时又是功率因数补偿器，帮助用户自觉养成节约能源的习惯，以提升交流电网的功率因数，对国对家都极为有益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于交流电网功率因数补偿的LED节能照明灯。为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：交流市电用电容降压限流来点亮LED节能照明灯，在电网中本实用新型呈容性，起到了功率因数补偿的作用。本实用新型完美地解决了采用电容降压限流法点亮LED时，瞬态电压击穿LED的问题。其解决方案示意图见图1、图2和图3。

图1是本实用新型的直流脉动电流驱动法方案一示意图。在图1中，电容C1用于降压限流，D1D2D3D4用于整流，但因交流电源不可能刚好在过零点时接入，整流后的电压若直接供给LED，则所产生的瞬态电压的能量足以立即击坏LED。本实用新型的创新在于使用C2来和用于降压限流的C1分压以降低将要传送到LED的瞬态电压，同时使用瞬态电压抑制二极管DZ1以吸收异常的或极端情况下的瞬态电压，再引入起保护作用的恒流源Io以限制最大电流的方法以隔离剩余的瞬态电压，三管齐下使LED能可靠地工作在恒流状态下。C1又起主要的功率因数补偿作用，C2协同C1对功率因数补偿和吸收电网的有害脉冲起到了辅助效果，C1C2并不消耗功率，本实用新型在电网中呈容性；注意若取消C2本实用新型仍能正常工作，DZ1也可以吸收瞬态电压，但是整体效果会差一些，使用C2使本实用新型更完美。这里需要提出的是，整流后若使用电解电容进行滤波对功率因数补偿是有害的，因为电解的存在会使充电电流的相位滞后于电压，为了更有效地进行功率因数补偿，本实用新型不使用电解滤波，而是使用脉动电流驱动LED。

图2是本实用新型的直流脉动电流驱动法方案二示意图，区别在于：图1中的恒流源接在LED的正端，恒流管要选用PNP型三极管；图2中的恒流源接在LED的负端，恒流管要选用NPN型三极管。对于高反压的三极管来说，NPN型可选用的型号更多。

图3是本实用新型的交流脉动电流驱动法示意图，其实质是用交流电的正负半周分别驱动两组LED。C1C2的功能和图1相同，DZ1DZ2吸收异常的瞬态电压，DZ1DZ2也可以改用一个双向瞬态电压抑制二极管；D1D2用于半波整流，两个恒流源Io₁和Io₂分别限制最大正负电流以隔离正负瞬态电压，因为瞬态电压较高，D1D2也起隔离反向电压作用，故不能省。

图1图2与图3的区别是：图1图2中的桥式全波整流有两个PN结的压降，而图3中的半波整流只有一个PN结的压降，但图1、图2中驱动LED的脉动电流频率高，峰值电流小，两者各有特点。脉动电流频率高能使LED工作状态更好，又综合图1、图2的区别，所以本实用新型更推荐采用图2的解决方案。