[发明专利]用于多个灯管运行的改进的功率反馈功率因数校正方案

说明书

本发明涉及功率反馈电路。更具体地，本发明涉及用于多个灯管并行运行的双路径型功率反馈方案电路。

发明背景

传统的电磁小型日光灯(CFL)的低的功率因数(PF)是由于它们的电压和电流不同相和/或在电流波形中较高的谐波分量。在电子CFL中以及在所有其它电子设备中的电子产生谐波电流。谐波电流与减小的PF密切相关，并可扰动其它设备。而且，在公用网中非常高的谐波失真会降低变压器的性能，并最终会损坏变压器。

电子CFL具有在0.5与0.6之间的典型的功率因数，但该电流不能只用电容来补偿。而是，必须在灯管的镇流器中或在电网中的某个地方引入滤波器。在采用国际电工技术委员会(IEC)标准的国家中，照明设备必须具有优于0.96的功率因数且总的谐波失真(THD)低于33％。然而，对于额定功率低于25W的设备，在IEC照明标准中作出一个例外。

基于功率反馈原理的单级电子镇流器，在许多专利中有揭示和描述，包括A.F.Hernandez和G.W.Bruning的、题目为“High FrequencyInverter with Power-line-controlled Frequency Modulation(带有电力线控制的频率调制的高频倒相器)”的美国专利No.5,404,082，以及C.B.Mattas和J.R.Bergervoet的、题目为“Lamp Ballast withFrequency Modulated Lamp Frequency(具有频率调制的灯频率的灯管镇流器)”的美国专利No.5,410,221。在这些专利中描述的这种类型的镇流器，由于在功率变换处理中所嵌入的调制方案，具有较低的部件数量。这些专利描述了通过适当设计的功率反馈方案从低频交流(AC)电压源到高频交流电压源的变换。这些专利还描述如何把输入电流的谐波分量限制在国际电工技术委员会(IEC)技术规范内，而输出电流波峰因子保持为可接受的。拓扑上，单级功率因数校正是基于到全波桥式整流器输出端与DC引出头之间的节点的功率反馈而达到的。

至今为止，将所有的功率反馈方案用于单个灯管和两个灯管串联结构，带有和不带有减低亮度装置。重要的是指出，在这种类型的应用中，即使负载电流在亮度减低过程期间可被改变，谐振变换器参量L和C的数值仍是固定的。通常，这意味着，电路谐振频率是固定的，而品质因数(Q)随负载而改变。可将该品质因数Q描述为谐振频率与带宽的比值。

在多个灯管运行电路10中，如图1所示，由于独立的灯管运行(ILO)要求，灯管R_1p分别通过镇流电容C_1p被并联。灯管R_1p和镇流电容C_1n然后被并联到变压器T1，它又被并联到电容C₃。电容C₃被连接到由二极管D₁-D₄表示的全波桥式整流器的二极管D₃，D₄上，而二极管D₁，D₂被连接到谐振电感L₁，它又被连接到二极管D₅。二极管D₅还被连接到晶体管Q₂的漏极端，晶体管Q₂的源极端被连接到PNP晶体管Q₃的漏极。两个晶体管Q₂和Q₃的栅极被连接到高电压控制集成电路12。

电阻R₁的第一端被连接到晶体管Q₃的源极端，并与电容C₃，电阻R₂和二极管D₃与D₄的第一端相连。高电压控制集成电路12还连接在晶体管Q₃的源极端与电阻R₁的第一端子的连接点，单独地连接到电容C₂，和电感L₂与电容C₃的交互连接的中点。电容C₂和电感L₂被串联地互联。电感L₂还被连接到电容C₃。