一種具有l(wèi)ed恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有LED恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，節(jié)能一直是一個(gè)熱口話題，自"十一五"規(guī)劃W來，政府有關(guān)部口一直非常 重視節(jié)能減排工作。而節(jié)能減排中，很重要的一環(huán)就是照明用電的節(jié)能。如今，世界各國(guó)都 在逐步禁止白巧燈的銷售使用，顯然白巧燈已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的需求了。而L邸燈亮度高， 效率高，壽命長(zhǎng)，體積小，在該樣時(shí)代背景下，正可W取代其他照明設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目 的。LED是Li曲tEmittingDiode的縮寫，中文名為發(fā)光二極管，是半導(dǎo)體二極管，只能單 向?qū)?，如果使用工頻交流電直接驅(qū)動(dòng)LED,性能就比較差，該就需要?？诘腖邸驅(qū)動(dòng)設(shè)備 來實(shí)現(xiàn)L邸照明。L邸作為二極管的一種，是非線性元件，一般使用恒流方式驅(qū)動(dòng)。現(xiàn)在市 面上已經(jīng)存在許多L邸照明設(shè)備，其中很多都是基于開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用單相工頻 交流作為輸入電源，經(jīng)過不控整流，有的還可能添加功率因數(shù)校正來得到直流電壓，再經(jīng)過 DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)恒流輸出驅(qū)動(dòng)L邸燈，往往需要使用電解電容平穩(wěn)整流電壓。而電解電 容壽命一般在一萬(wàn)小時(shí)W內(nèi)，且受溫度影響嚴(yán)重，該與L邸五萬(wàn)小時(shí)W上的壽命不適應(yīng)。當(dāng) 然，也存在無電解電容的驅(qū)動(dòng)方案，但是該些方案的功率部分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)控制部分硬件 和軟件都較為復(fù)雜，對(duì)于后期維護(hù)檢修不利，該也是L邸照明還沒有普及的原因之一。
[0003] 在整個(gè)電網(wǎng)中，存在電動(dòng)機(jī)、變壓器等用電設(shè)備，而該些負(fù)載屬于感性負(fù)載，當(dāng)該 些感性負(fù)載工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感性無功功率，該就需要無功功率補(bǔ)償了，而提供無功補(bǔ)償?shù)难b 置，稱為無功補(bǔ)償設(shè)備。該類設(shè)備能夠提供無功功率，提高電網(wǎng)的功率因素，減小電網(wǎng)的無 功電流，該就減少能量在電網(wǎng)傳輸線路和供電變壓器上的損耗，也減小了線路的電流應(yīng)力。 而該同樣也符合節(jié)能減排的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種具有LED恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè) 備，它在提供無功補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，后級(jí)的L邸近似恒流驅(qū)動(dòng)部分?jǐn)M棄了電解電容，無需復(fù)雜 的控制器，便于后期維護(hù)檢修。
[0005] 本發(fā)明包括依次連接的S相工頻交流電供電、無功補(bǔ)償電容、S相整流橋、1XL濾 波和L邸燈組，其中=相工頻交流電每一相通過一個(gè)開關(guān)連接一個(gè)無功補(bǔ)償電容的一端， 無功補(bǔ)償電容的另一端則連接在=相整流橋=相輸入側(cè)的對(duì)應(yīng)橋臂的中點(diǎn)，在無功補(bǔ)償電 容靠近整流橋的一側(cè)，設(shè)置有兩個(gè)開關(guān)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合導(dǎo)通時(shí)，=個(gè)無功補(bǔ)償電容形 成星形連接。
[0006] 所述的LED燈組的功率上限為無功補(bǔ)償容量的10% -15%。
[0007] 所述的1XL濾波器使用薄膜電容。
[000引L邸燈組結(jié)構(gòu)采用分組串并聯(lián)結(jié)構(gòu)連接，將每一組稱為并聯(lián)L邸燈組，再將每一組 并聯(lián)L邸燈組串聯(lián)相接，使用與每組并聯(lián)L邸燈組相并聯(lián)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)L邸燈的開通關(guān)斷。
[0009] 本發(fā)明有益效果在于：
[0010] 1、能夠提供無功補(bǔ)償，將設(shè)計(jì)L邸功率上限為無功補(bǔ)償容量的10%到15%左右， 對(duì)無功補(bǔ)償容量影響較小，同時(shí)提供了L邸照明。
[0011] 2、采用無功補(bǔ)償電容實(shí)現(xiàn)降壓和近似恒流，不使用變壓器，沒有變壓器鐵損和磁 滯損耗，產(chǎn)生的電磁干擾少。
[0012] 3、后級(jí)L邸驅(qū)動(dòng)近似恒流，帶負(fù)載范圍寬，抗負(fù)載短路，安全性高。
[0013] 4、后級(jí)L邸驅(qū)動(dòng)部分，電路簡(jiǎn)單，不使用控制巧片和半導(dǎo)體開關(guān)器件，考慮到該些 場(chǎng)所本身就需要無功補(bǔ)償裝置，在該個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)L邸照明，因此不計(jì)無功補(bǔ)償裝置的成 本，降低了成本，并且不易出故障，且維護(hù)檢修方便。
[0014] 5、L邸驅(qū)動(dòng)部分，擬棄電解電容，同時(shí)無功補(bǔ)償電容器的壽命完全可W滿足L邸使 用壽命要求，壽命較長(zhǎng)。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017] 本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括依次連接的=相工頻交流電供電、無功 補(bǔ)償電容、S相整流橋、1XL濾波和L邸燈組，其中S相工頻交流電每一相通過一個(gè)開關(guān)連 接一個(gè)無功補(bǔ)償電容的一端，無功補(bǔ)償電容的另一端則連接在=相整流橋=相輸入側(cè)的對(duì) 應(yīng)橋臂的中點(diǎn)，在無功補(bǔ)償電容靠近整流橋的一側(cè)，設(shè)置有兩個(gè)開關(guān)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合 導(dǎo)通時(shí)，立個(gè)無功補(bǔ)償電容形成星形連接。為了滿足使用需求，可W適當(dāng)靈活的設(shè)置一些開 關(guān)。
[001引本發(fā)明的具體實(shí)施方案如下；
[0019] (1)無功補(bǔ)償電容的核定
[0020] 根據(jù)具體使用場(chǎng)合計(jì)算無功補(bǔ)償功率，再計(jì)算出無功補(bǔ)償電容的大小，注意電容 器須按照星形連接方式進(jìn)行核算，由于無功補(bǔ)償?shù)暮怂阋呀?jīng)存在很多資料和文獻(xiàn)可W參考 設(shè)計(jì)，此處不再寶述。
[0021] (2)L邸驅(qū)動(dòng)的功率上限核定
[0022] 由于本發(fā)明針對(duì)存在無功補(bǔ)償和照明需求的場(chǎng)所，具體的L邸驅(qū)動(dòng)電路也是要借 助無功補(bǔ)償電容實(shí)現(xiàn)，L邸驅(qū)動(dòng)的功率上限也由無功補(bǔ)償容量決定的，因此，先要核定功率 上限。當(dāng)然有一點(diǎn)需要指出的是無功補(bǔ)償?shù)碾娙菀凑招切芜B接方式實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。兼顧 無功補(bǔ)償容量與LED輸出功率兩者，可W取無功補(bǔ)償容量的10%到15%左右，作為L(zhǎng)邸燈 輸出功率上限，該樣對(duì)于無功補(bǔ)償容量的影響很小。在一些感性設(shè)備運(yùn)作較為復(fù)雜且量較 大時(shí)，會(huì)采用多組無功補(bǔ)償電容實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，如果該場(chǎng)合下需要的L邸功率不需要全部 無功補(bǔ)償容量的10%到15%，則可W取其中一組或者幾組來實(shí)現(xiàn)L邸驅(qū)動(dòng)，功率上限就用 該一組或者幾組來核算。
[0023] (3)無功補(bǔ)償電容與后級(jí)的連接方式
[0024] 其實(shí)就是將本來應(yīng)該W星形連接的無功補(bǔ)償電容的一側(cè)接線不連在一起，而是將 它們分別連接在=相整流橋的每個(gè)橋臂的中點(diǎn)。如圖1所示，即為正確的連接方式。
[00巧](4) 1XL濾波器
[0026] 1XL濾波器需要根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)合對(duì)LED電流紋波的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別指出此 處濾波電容使用薄膜電容，紋波就已經(jīng)滿足要求，無須使用電解電容。由于1XL濾波器的設(shè) 計(jì)已經(jīng)存在很多資料和文獻(xiàn)可W參考設(shè)計(jì)，此處不再寶述。
[0027] (5) L邸的燈組設(shè)計(jì)
[002引 L邸燈組結(jié)構(gòu)采用分組串并聯(lián)結(jié)構(gòu)連接，將每一組稱為并聯(lián)L邸燈組，再將每一組 并聯(lián)L邸燈組串聯(lián)相接，使用與每組并聯(lián)L邸燈組相并聯(lián)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)L邸燈的開通關(guān)斷。
[0029] 根據(jù)具體的場(chǎng)合的照明要求進(jìn)行布置，一組的并聯(lián)L邸個(gè)數(shù)由無功補(bǔ)償電容決 定，無功補(bǔ)償電容決定輸出電流的值，該個(gè)電流要全部分配給并聯(lián)的LED(在該里統(tǒng)稱為并 聯(lián)L邸組），使之全部工作在正常工作電流。當(dāng)然可W根據(jù)實(shí)際情況決定每一組內(nèi)的并聯(lián)支 路上串接的L邸數(shù)目，但是串接的L邸數(shù)目在每一組上都應(yīng)該是一致的，如圖1中的L邸燈 組，就在每個(gè)并聯(lián)L邸組的每個(gè)支路上串接了 2個(gè)LED。
[0030] 每組并聯(lián)L邸燈組的數(shù)量具體計(jì)算步驟如下：
[0031] 1.計(jì)算無功補(bǔ)償電容容抗
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有LED恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，其特征在于：包括依次連接的三相工頻交 流電供電、無功補(bǔ)償電容、三相整流橋、LCL濾波和LED燈組，其中三相工頻交流電每一相通 過一個(gè)開關(guān)連接一個(gè)無功補(bǔ)償電容的一端，無功補(bǔ)償電容的另一端則連接在三相整流橋三 相輸入側(cè)的對(duì)應(yīng)橋臂的中點(diǎn)，在無功補(bǔ)償電容靠近整流橋的一側(cè)，設(shè)置有兩個(gè)開關(guān)，當(dāng)兩個(gè) 開關(guān)同時(shí)閉合導(dǎo)通時(shí)，三個(gè)無功補(bǔ)償電容形成星形連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有LED恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，其特征在于：所述的LED 燈組的功率上限為無功補(bǔ)償容量的1〇%_15%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有LED恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，其特征在于：所述的LCL 濾波器使用薄膜電容。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有LED恒流驅(qū)動(dòng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，包括依次連接的三相工頻交流電供電、無功補(bǔ)償電容、三相整流橋、LCL濾波和LED燈組，其中三相工頻交流電每一相通過一個(gè)開關(guān)連接一個(gè)無功補(bǔ)償電容的一端，無功補(bǔ)償電容的另一端則連接在三相整流橋三相輸入側(cè)的對(duì)應(yīng)橋臂的中點(diǎn)，在無功補(bǔ)償電容靠近整流橋的一側(cè)，設(shè)置有兩個(gè)開關(guān)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合導(dǎo)通時(shí)，三個(gè)無功補(bǔ)償電容形成星形連接。本發(fā)明能夠提供無功補(bǔ)償，且后級(jí)的LED驅(qū)動(dòng)不使用電解電容，壽命長(zhǎng)，不需要復(fù)雜的控制器，便于后期維護(hù)檢修，在需要無功補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)所擁有重要的使用價(jià)值，適用于使用大量感性負(fù)載的廠房，使用變壓器的配電間等需要無功補(bǔ)償和照明的場(chǎng)合。
【IPC分類】H02J3-18, H05B37-02
【公開號(hào)】CN104753073
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510145519
【發(fā)明人】楊袁鈺, 周波, 錢振宇, 石寶平, 秦顯慧
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日