[发明专利]节能灯电子整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及灯具整流电路，特别涉及一种用于节能灯的电子整流电路。

背景技术

针对减排，多国政府推出了限制传统白炽灯和推广节能灯（CFL）的政策。实际上在政策推行之前，因节能灯具有高效和长寿命的优点，节能灯已经得到了广泛应用。与传统白炽灯相比，对于同样的发光亮度，节能灯仅消耗小于三分之一的电力，且具有更少的发热和十倍以上的寿命。由于高效和长寿命，节能灯得以广泛地用于日常的照明中。

高性能可调光节能灯的研发中最大障碍是驱动节能灯的电子整流电路的设计。节能灯的电子整流部分直接装在灯座里，实现对灯管的启辉和稳定电流的作用。目前大部分标准的节能灯和可调光的节能灯都不带功率因数校正电路。不带功率因数校正电路的节能灯，会对输入电流造成畸变，由于功率因数非常低（0.5～0.6之间），在调光的性能要求上，与标准的移相调光开关相配时，如何避免灯光闪烁和增加调光范围，因此有必要研发一种低成本和长寿命的电子整流电路技术。

参看图1，图1中显示了一种在已经广为熟悉的普通半桥式节能整流电路上增加功率因数校正的电路。该二级电路可以解决功率因数校正的问题。图中，功率因数校正电路达到将输入电流改善成正弦波，以提高功率因数，另一方面，谐振电路也用于保证足够启辉电压和正常运行时稳定的灯管电流。虽然该电路满足了这些要求，但要使用三个开关元件和高电压的直流电容来实现，由此造成了其高成本、低效率和体积大等缺点。

发明内容

本发明的任务是提供一种改进的节能灯电子整流电路，它仅用一个开关元件就能实现节能灯的启辉和正常运行，解决了上述现有技术所存在的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种节能灯电子整流电路，由一个单个开关元件集成，用于荧光灯，包括：

一个整流后的直流电压输入；

一个功率因数校正部分以改善对应于直流电压整流电路的交流输入线电流的正弦波形；

一个能量储存部分用于荧光灯工作在调光时存储能量；

一个形成谐振电路的谐振器构成的逆变部分用于转换直流电压为交流电压送给灯管；以及

一个单一的开关元件实现：（1）作为功率因数校正电路的一部分以改进输入线电流的正弦波形；（2）在谐振器的输入端提供一个方波电压波形，并最终在谐振器的输出端得到对应的正弦电压波形。

所述功率因数校正部分、能量储存部分和谐振器共用同一电压源。

所述电压源是一对电容。

所述一对电容是以串联形式连接。

所述一对电容既是功率因数校正电路的一部分，也是能量储存电路的一部分，还是谐振电路的一部分。

所述开关元件包括一个功率场效应管（MOSFET），在谐振电路的输入端提供一个高频的方波电压。

所述谐振电路包括一个滤波器，以滤去方波电压波形中的高次谐波。

所述功率因数校正部分包括两个电容，当灯管在调光状态运行时，电容还作为能量储存的能量储存部分。

所述电容是以串联方式连接，将功率因数校正部分的直流电压分成两半。

所述电容还是谐振电路的一部分。

所述开关元件开通时，至少有一个电容转换能量给灯管。

所述灯管的调光运行可用一双向可控硅或常规白炽灯所用的调光器来实现。

所述逆变电路工作在不连续状态。

所述荧光灯是紧凑型荧光灯，又称节能灯。

所述功率因数校正单元是有源的。

所述功率因数校正单元是无源的。

采用本发明的使用一个开关元件的集成整流电路，实现了既在直流整流电压对应的相位中校正电网输入电流波形更接近于正弦，以达到高功率因数，同时在调光运行时，储存能量于储能元件中，并且利用谐振电路将直流电压转换成交流电压送到灯管上。

在所述的单个开关元件的整流电路中，开关元件的功能是在谐振电路的输入端产生方波电压，在谐振电路的输出端得到一个对称的交流波形。独特的单开关元件方案提供了以下优点：（1）与传统电路不同，仅用一个开关元件的逆变器实现了在谐振电路的输入端产生对称的方波；（2）该开关元件同时还是功率因数校正电路的一部分，以达到改善电网输入电流波形。