01-王希天—现代电力电子技术在绿色照明的应用

现代电力电子技术在绿色照明的应用王希天广西大学教授一种软开关方法技术领域本发明涉及开关电源中有关Z源及CUK技术的多相组合，特别涉及一种把直流DC(电压源VlN)．经多相Z源受控于多相电力电子开关的“接通(0N)断开(0FF)”时段之比(占空比D)，实现无缝升压或降压的调控，转变为多相电流源（ia,ib,ic……)的集合，向负载R0提供所需电压U0直流电流源的软开关方法。背最技术开关电源常用于适配器．例如手提电脑的电源适配器；LED灯的电源适配器等．对电源适配器的要求，除外观要求簿、轻、短、小之外．尤其要求功率因数超过0．90，电功效率超过O.90．EMC达标且有较大富裕度之外，可靠性和稳定性尤为重要．用传统电力电学方法实施有困难．传统主动软开关CUK拓扑，实施时发现输出功率不够大，效率不够高；虽可用多相CUK拓扑，有效提升功率．但效率仍不够高。发明内容本发明的目的是提供一种软开关方法，结合Z源技术，采用多相Z源与多相CUK相结合，解决传统主动软开关CUK拓扑输出功率不够大，效率不够高问题。本发明通过以下技术方案解决上述问题：一种软开关方法，用隔离二级管DlN把电源UIN与多相Z源隔离，稳恒电源UIN或动态电源Uczo经磁集成多相电感分别接到各相电力电子开关。所述磁集成多相电感Lza、Lzb、Lzc、Lz0之间解耦无互感耦合。所述各相电力电子开关过零时刻不相同，输出端复合波形不过零，实现低纹波。用隔离二级管DIN把电源UIN与Z源隔离，只允许电源UIN经DIN向Z源供电，而避免Uczo反向过充造成UIN损坏。本发明的突出效果在于：1、提供DC电压源——DC电流源的方法，具备传统第一级BOOSt升压APFC和第二级BUCK降压电流源的功能，且可实现对升压——降压无缝调压，以及转化为纹波很小的可控电压适当的大功率电流源供负载。2、如需要适应交流负载，只须接续DC--AC逆变便能实现。附图说明图1是本发明所述软开关方法应用于三相Z源Cuk软开关拓扑的示意图。www.21dianyuan.com具体实施方式以下是结合附图对本发明的技术方案进一步详细说明：为便于说明，从图l中抽出其中单相Z源——单相Cuk软开关作一个单元电路来予以阐述，其他各相可以类推．当电力电子开关Vsa导通(NO)时，电流ia方向顺序如下：(+UIN)→DIN→Lza→Vsa→(COUT并联LED)→Lzo→(-UIN)．流过电流ia．电压源(UIN)被Z源转化为电流源(ia)向负载供电。由于经过串有电感Lza和电感Lzo，因电感电流不能突变，所以Vsa是“零电流导通ZCS(N0)”。当电力电子开关Vsa断开(OFF)时．由于电容CZV串二级管DV与Vsa并联，电容电压不能突变，所以Vsa(OFF)是“零电压断开ZVS(OFF)”，由于电容CZV的电容量不太大，电容充电流很快Vsa导通时泄放完毕。由于电感电流滞后，电容电流超前的原理，已充电贮能的电容CZV先行放电，电容CZV放电电流iczv方向顺序如下：(+UCZV)→Vsa(oN)→(COUT并联LED)→Lzo→DF→(-UCZV)，把电能回馈到负载(COUT并联LED)。可见iczv这时与上述Vsa导通(0N)的主开关电流ia方向相同。下面进一步分析Z源的作用：当Lza已经有电流ia达到峰值iamax时，Vsa突然从导通(ON)转变为断开(OFF)，由于电流连续性原理，ilza等于Cza和Czv两个电容充电流之和，即ilza=ic1+ic2于是，电感Lza在Vsa(ON)贮存的磁能．转化为两个电容的能量。www.21dianyuan.com下面进一步分析就看到，当Vsa(0N)导通时，除了前面说的CZV放电之外，还有Cza也放电，放电电流icza方向顺序如下：．(+UCZa)→Vsa(oN)→(COUT并联LED)→Lzo→DF(-UCZV)．可见，Vsa(oN)主开关电流ia实际包含三个电流分量：=ilza+icza+iczv当Vsa(OFF)，且icza充电电流为零，并假设其他各相开关均也处于(OFF)死区时，由于电感电流连续性原理，ilza向Cza充电，同时，ilzo向czo充电。由图l可见，如果没有隔离二级管DIN，则可能向电源UIN反向充电，有可能损坏电池UIN，所以必须用隔离二级管DIN，把电源UIN与Z源隔离，只允许电源UIN经DIN向Z源供电，而避免反向过充造成UIN损坏。于是，可以看作，是隔离二级管DlN导通之前的“动态电源”，也可以理解为，作为动态电源，同时供电给每一相的z电感。应该注意到：无论稳恒电源UIN，还是动态电源，都必须经电感，才例够接到各相主开关Vsa以及Vsb、Vsc……，这就区别于传统电容或电压源直接并联供电给电力电子开关。而是以电流源方式供给负载，这“电压源供电”与“电流供电”仅一字这差，可是电特性相差很大，尤其是气体放电灯，无论低气压荧光灯，紧凑节能灯，高气压放电灯(HID灯)，都特别适应“电流供电”，而不是电压源供电，这就是电子镇流器的来由。LED灯也特别需要可控稳恒的电流供电，本发明就是为了大功率的无电解电容的LED电源适配器而研发的。对于给手提电脑电池充电。给手机电池充电等均十分适用“可控电压的直流稳恒电流”来给负载充电。以LED为例，其光衰寿命数万小时，但是，如果为LED匹配的开关电源：不得不用电解电容滤波的话，根据“木桶理论”，注意到电解电容的不可靠性，成为整个开关电源产品可靠性的“短板”!于是，用多相电流减少纹波等效于“稳形电容滤波效果”，并又由于多相电流的倍频作用，只须用较小的电容量就能实现滤波效果。于是，不用电解电容的LED“可控电压恒流源，，就可以做出来了。本发明中多相z源多个电感，见图l中Lza、Lzb、Lzc、Lzo，借助于磁集成技术，才可以适应薄、轻、短、小、有低成本的高性价比竞争能力。本发明可以使当代有电解电容DC—DC或DC—AC开关电源产品升级．主动的软开关ZVZCS，可控电压恒的流源，磁集成多相z源电感等，适应高可靠性、高一致性产品批量生产，将可取得电源谐波小的生态环保效益。www.21dianyuan.com同轴线荧光灯管技术领域本发明涉及一种荧光灯管。特别是一种专为低电磁干扰场所使用的同轴线荧光灯管．背景技术荧光灯的优势在于每瓦成本比LED灯低得多．在相同价格时得到荧光灯的光通是LED灯的数倍。焚光灯的缺点是玻璃灯管太细太长，机械性能差，不耐振易破碎．直管形荧光灯灯管是EMC发射天线．控光性较差．发明内容本发明目的在于提供一种同轴线荧光灯管．它能够消除低气压放电灯干扰源，耐用性较好，改普控光性．本发明通过以下技术方案在到上述目的：提供一种同轴线荧光灯管，该灯管由大直径外灯管、小直径内灯管组成，所述大直径外灯管开口朝底座．小直径内灯管开口朝大直径外灯管底部，相当于同轴线结构，所述小直径内灯管底部设有圆片形发射电子的电极．大直径外灯管与小直径内灯管之间有圆环形发射电子的电极．所述小直径内灯管的内、外管壁和大直径外灯管内壁均匀涂敷高光效高显色性低光衰三基色稀±荧光粉．所述大直径外灯管内充入低气压的气体。所述大直径外灯管内充入低气压的气体为氩气、氙气以及氪气K85。基于同轴线无电磁波泄漏的机理，把荧光灯管形做成里外折叠套筒式的同轴线结构。本发明的突出效果在于：1、所述荧光灯管为套筒式结构，较粗短，耐用性较好。2、所述荧光灯管是单端短灯，控光性大为改善，特别是套简折叠式同轴线结构，放电电流从中心流到外套简，电流大小相等、方向相反，根除了荧光灯管就是发射天线的问题。附图说明www.21dianyuan.com图l是本发明所述的同轴线荧光灯管结构示意图图2是本发明所述的同轴线荧光灯管的俯视图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明：如图l所示，本发明所述的同轴线荧光灯管，由大直径外灯管l、小直径内www.21dianyuan.com灯管2、圆环形电极的引出线3和6，圆片形电极的引出线4和5，玻璃底封7、圆环电极8、圆片电极9、低气压配方气体l0构成。所述大直径外灯管l内壁涂荧光粉。所述小直径内灯管2的内、外壁均涂荧光粉。图l中，圆环形电极的引出线3和6为荧光灯一端灯丝，圆片形电极的引出线4和5为荧光灯另一端灯丝，与普通荧光灯管分别两端各有两引出灯丝相似。也类似于传统U型灯管，但是，U型灯管本身。仍然是U型发射天线，仍会有电磁干扰发射，而把U型灯管以一管为中心旋转360度，成为里外折叠套筒式结构，即同轴线式结构，就有从根本上抵销对外发射电磁场可能性。为了延长灯管的寿命，在电极8圆环上和电极9圆片电极上均匀分布立式小蜡烛型的敷三元电子粉钨丝电极，在启辉高压放电击穿灯管内放电通道时．上述两电极上的小蜡烛型敷三元电子粉钨丝电极，似避雷针式被放电高压导通，导通电流从钨丝流过发热，使钨丝外涂敷三元电子粉达到逸出功温度，发射电子形成电子云，保护电子粉降低溅射损耗。于是可以用常规钨丝三元电子粉的工艺，得到长寿命荧光灯电极，解决了电子发射与寿命的问题。优化图l中低气压配方气体l0及气体压力，优化灯管压降及灯管功率，优化荧光粉的配方和工艺，可实现较高光效，较小光衰，使电极的寿命与荧光粉长寿命匹配。本发明所述灯管径向共有六层荧光粉，而一般荧光灯中只有径向两层荧光粉，因为受放电紫外线激发荧光粉发光机理是相同的，所以，本发明的荧光灯管内，多了四层荧光粉，即：内部小直径灯管内壁、外壁均涂敷荧光粉，等于“灯中有灯”，荧光柔和而明亮，显色性好，在同等每瓦流明时有较低光衰，有较长寿命。本发明所述的荧光灯管较粗短，机械强度优于传统紧凑型节能灯，又是单端出线，方便做成灯泡式。长寿命荧光灯电极技术领域本发明涉及长寿命荧光汀电极领域．www.21dianyuan.com背景技术目前一荧光灯已经在世界范围内得到了广泛的使用．但其使用寿命却不尽如人易，在延长其使用帮命方面还有很大潜力．直接彩响到荧光灯使用寿命的因素很多，其中最关键的向题是电极的电子粉耗尽，不能发射足够的电子，无法维持灯电流额定值；其次是荧光粉的性能较易衰老，造成发光效率下降，这个问题可以选用性能良好的荧光粉改善；第三是荧光灯电子镇流器的品质差．尤其是灯电流波峰比CF值不达标，电解电容元件性能不可靠；第四是灯管积尘及灯具的老化，影响灯管正常发光以及灯具反光系数下降，引起严重光衰．如能针对解决以上问题．都能有效延长荧光灯的使用帮命。发明内客本发明要解决的技术问题是提供一种既能有效延长荧光灯电极发射电子的使用寿命、同时又能使用传统的标准灯头和灯脚的长寿命荧光灯电极．本发明以如下技术方案解决上述技术问题：两根电极引线在灯管内的端头分别各接有一束悬置电极。悬置电极有一支或多支电极．悬置电极用与启辉电极相同的电子粉或冷阴极电子粉．本发明的长寿命荧光灯电极，无须金属板或金属网屏蔽。也不需要另外增加电极引线。用“避雷针“式的电极迎接灯电弧轰击。并将有害的电弧根发热点转化为有利于三元电子粉热发射．大大延长了荧光灯电极的使用寿命．附图说明图1是处于荧光灯灯管内腔某一端的长寿命荧光灯电极的结构示意图．www.21dianyuan.com具体实施方式本发明主要是将“避雷针”的原理应用于荧光灯电极的制作，使荧光灯电极的使用寿命大大延长．本发明的长寿命荧光灯电极，有与传统荧光灯电极相同的元件．包括电极引线3、启辉电极6，启辉电极及电极引线的上部装在由灯管l及端封2构成的灯管内，电极引线下部装在灯脚5中。与传统荧光灯电极不同的地方是灯管内两根电极引线的顶部各接有一束悬置电极4．每根悬置电极的另一端为自由端。此时的启辉电极6两端分别有一束并联的悬置电极，悬置电极可以利用启辉电极的电www.21dianyuan.com流实现电子粉热发射电子。两条电极引线3之间有电位差，使得两束悬置电极4之间，有可能存在局部电弧，这有利于灯管灯电弧启辉．本发明的长寿命荧光灯电极工作时，启辉电极6预热启辉后在该电极的四周形成包围的电子云．由于悬置电极突出于启辉电极的电子云之外，所以悬置电极比启辉电极更优先受对面流过来的灯电弧(即灯电流