專利名稱：三相led照明高性能整流電源裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及LED(發光二極管)照明及電子屏幕使用的三相LED照明高性能整流電源裝置。
背景技術：
LED燈因其發光效率高、壽命長、顯色性好、又便于調光調色、實行編碼自控等一系列優點，倍受青睞，應用范圍越來越廣，除作為指示燈和各種電子屏幕外，還被廣泛用于各種不同用途的室內外照明裝置。然而在實際應用中，尤其是在整流電源的技術上，還存在許多問題，應引起高度關注，如不在推廣發展之初期加以控制和解決，必將釀成嚴重后患。其一，LED發光管和整流電源裝置的壽命不匹配。LED發光管屬于直流小功率低電壓產品，單個發光管的使用電壓為直流3 5V以下，功率目前在5W以下。就單個發光管而言，其壽命很長，可超過5萬小時。然而有不少產品采用的直流輸出電壓較高，串接的發光管數量較多，由于各個發光管內阻參數的分散性，施予各個發光管上的實際電壓不同，電壓較高的發光管會容易損壞。當某個發光管損壞斷開后，其余串聯的發光管也都熄滅。這樣就大大降低了整體照明裝置的可靠性和壽命。另外，目前電網均采用交流供電，而LED應接直流電源。所以LED照明裝置內必須有整流電源裝置。按照目前所采用的傳統技術，整流電源裝置的直流輸出端都裝有濾波電解電容。而電解電容內的電解液容易干潿損壞，通常壽命為2-3年，多則5年。形成了 LED燈同整流電源裝置的壽命不匹配。總體說來，LED照明裝置95%的故障出自整流電源裝置。其二、LED燈整流電源裝置產生的高次諧波電流含量過高。LED燈整流電源裝置內濾波電容的存在，使得電源側交流電流成為許多弧形脈沖波，含有大量高次諧波電流。我國國家標準規定LED照明裝置交流電源側總諧波電流含量不得大于基波(50赫茲/秒)電流的33%。根據測試，不同廠家的產品其諧波電流總含量分散性很大，好的產品諧波總含量可達到基波電流的25%左右，絕大多數約為基波電流的40%左右，某些產品甚至超過100%。其中零序的三次諧波電流占主要成分。大量的諧波電流造成對電網的嚴重污染，會導致接入電網中的電子裝置被燒毀、通訊信號受干擾、電源線路中電能損耗大大增加。大致地說，諧波電流總含量每增加10%所造成的電網中電能損耗會高于基波電流增加50 %所造成的電能損耗量。尤其是三相電源線路中的零序諧波電流會疊加通過中性線，僅此一項零序諧波電流值就可能會超過相線工作電流，如果再加上三相零序不平衡基波電流，就會造成中性線嚴重過載。不但大大增加線路的電能損耗和電壓降，而且一旦中性線被燒斷，則會釀成嚴重的人身傷亡和電氣設備損壞或火災事故。而目前大多數LED照明裝置沒有采取抑制諧波的有效措施。如果不加管制，任憑這樣的產品在電網中大量應用，其后果不堪設想。其三、防雷性能差。LED發光管及其整流電 源裝置內的整流二極管、穩流芯片等均屬電子芯片，對雷電極為敏感。而目前絕大多數LED電源裝置沒有有效的防雷保護措施。電源裝置的電子電路中需要有零電位參考點(邏輯地)同燈具金屬外殼和接地線相連接。如果建筑物上裝有避雷裝置，當其接受雷擊(包括直擊雷和感應雷)時，強大的雷電流經避雷引下線和接地裝置流入地中，可以造成接地裝置上同大地之間的電位差達到數萬伏甚至超過20萬伏以上。這樣高的電位通過接地線傳到燈具金屬外殼(因為燈具金屬外殼需要保護接地)和電子電路上，再經過交流電源線路連接到變壓器中性點接地裝置，形成雷擊時地電位反擊通道。電子元器件必損壞無疑。室內各種電子裝置和室外照明裝置也都存在同樣問題。這種因雷擊時地電位反擊而造成電子裝置遭損壞或無故障停機的事故在國內外都頻頻發生，然而卻為國家建筑物防雷保護規范和國際電磁兼容標準所忽略。其四、提高功率因數問題。國家標準規定LED照明裝置的功率因數不得低于0.9。功率因數越低，是指用電設備消耗的無功功率越多，由此而引起的電網中的電能損耗就越大。影響LED照明裝置功率因數高低的主要因素是整流電源裝置所產生的諧波電流含量。研究表明，只要LED整流電源裝置諧波電流含量能低于國家標準的規定值，功率因數就能達標。所以通常要提高LED照明裝置的功率因數，總是同抑制整流電源裝置諧波電流的措施相結合的。由于大多數LED照明裝置產品缺乏治理諧波的有效措施，只能額外增加補償無功功率用的電容器，電容器屬易損元件，這樣不但增加了產品的體積和成本，還降低了可靠性。其五、整流電源裝置的穩流和效率、節能問題。LED發光管的伏安特性是非線性的，電網電壓小有波動時，流過LED發光管內的電流會有較大的波動，容易造成發光管的損壞。為此許多產品在發光管的電路中串入限流電阻(或穩流芯片)，其數值往往達到光源總串聯電阻的10%以上。當前倍受青睞的由中國臺灣和韓國首爾生產的ACLED (無整流裝置的交流電源直供LED模塊)，其串聯限流電阻消耗功率更達到照明裝置額定功率的20%，徒然增加了發熱量和電能損耗，降低了效率，不利于節能。并且其直流輸出端電壓較高(200伏左右)，串聯的LED微晶管很多，只要其中任何一粒微晶管損壞，整燈就滅，可靠性相對較低。再者，由LED微晶管組成的四個整流橋臂，運行中只有兩個同時導通，利用率不高，同采用普通二極管橋式整流相比成本提高了。因此有待進一步改進整流電源裝置。

發明內容
本發明的主要目的在于克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種三相LED照明高性能整流電源裝置，其運用多脈波移相整流和高阻抗容性變壓器技術，一舉同時實現大幅抑制高次諧波、改善功率因數、穩壓穩流、提高效率、節能降耗、防雷擊、提高壽命和安全可靠性的功效。本發明的目的是由以下技術方案實現的。本發明三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，在外殼內設有高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器、多個多相橋式整流器及直流輸出端。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器電源側原繞組的每相鐵心柱上有采用兩層金屬箔其間加以絕緣膜互相隔離后疊在一起并繞的第一、第二兩個線圈組成的一個箔式雙迭繞組，該三相六個線圈是連接成六角形接線，即:第一相繞組的第一線圈首端A1同第二相繞組的第二線圈首端C2相連；第三相繞組的第二線圈尾端Z2同第二相繞組的第一線圈尾端Y1相連；第二相繞組的第一線圈首端B1第一相繞組的第二線圈首端A2相連；第一相繞組的第二線圈尾端X2同第三相繞組的和線線圈尾端Z1相連；第三相繞組的第一線圈首端C1同第二相繞組的第二線圈首端B2相連；第二相繞組的第二線圈尾端Y2同第一相繞組的第一線圈尾端X1相連；或者按另一方向，第一相繞組的第一線圈首端A1接第二相繞組的第二線圈首端B2;第二相繞組的第二線圈尾端Y2接第三相繞組的第一線圈尾端Z1 ;第三相繞組的第一線圈首端C1接第一相繞組的第二線圈首端A2 ;第一相繞組的第二線圈尾端X2接第二相繞組的第一線圈尾端Y1 ；第二相繞組的第一線圈首端B1接第三相繞組的第二線圈首端C2 ;第三相繞組的第二線圈尾端Z2接第一相繞組的第一線圈尾端X1 ;從任意三個不相鄰的連接點引出相線端子去連接三相電源。也可以將同一鐵心柱上繞組的兩個線圈互相調換。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器電源側原繞組的每相鐵心柱上有采用兩層金屬箔其間加以絕緣膜互相隔離后疊在一起并繞的第一、第二線圈所組成的一個箔式雙迭繞組，和采用單層絕緣金屬導體或單層金屬箔以絕緣膜隔開繞制的第三線圈構成單迭繞組，將三個箔式雙迭繞組和三個單迭繞組的九個線圈連接成單延邊六角形接線方式；即:第一相繞組的第一線圈首端A1同第二相繞組的第二線圈首端C2相連；第三相繞組的第二線圈尾端Z2同第二相繞組的第一線圈尾端Y1相連；第二相繞組的第一線圈首端B1第一相繞組的第二線圈首端A2相連；第一相繞組的第二線圈尾端X2同第三相繞組的和線線圈尾端Z1相連；第三相繞組的第一線圈首端C1同第二相繞組的第二線圈首端B2相連；第二相繞組的第二線圈尾端Y2同第一相繞組的第一線圈尾端X1相連；然后將第一相繞組的第三線圈尾端X3同第二相繞組的第一線圈尾端Y1和第三相繞組第二線圈尾端Z2的連接點相連，將第二相繞組的第三線圈尾端Y3同第一相繞組第二線圈尾端X2和第三相繞組第一線圈尾端Z1的連接點相連，將第三相繞組的第三線圈尾端Z3同第一相繞組第一線圈尾端X1和第二相繞組第二線圈尾端Y2的連接點相連；或者按另一方向，第一相繞組的第一線圈首端仏接第二相繞組的第二線圈首端民；第二相繞組的第二線圈尾端Y2接第三相繞組的第一線圈尾端Z1 ;第三相繞組的第一線圈首端C1接第一相繞組的第二線圈首端A2 ;第一相繞組的第二線圈尾端X2接第二相繞組的第一線圈尾端Y1 ;第二相繞組的第一線圈首端B1接第三相繞組的第二線圈首端C2 ;也可以將同一鐵心柱上繞組的兩個線圈互相調換；第三相繞組的第二線圈尾端Z2接第一相繞組的第一線圈尾端X1 ;從六角形任意三個不相鄰的線圈首端連接點去連接另一相繞組第三線圈首端端子，或從六角形任意三個不相鄰的線圈尾端連接點去連接另一相繞組第三線圈尾端端子；將三個第三線圈的延邊末端作為相線端子去連接三相電源。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器負載側副繞組的每相鐵心柱上有采用單層絕緣金屬導體或單層金屬箔以絕緣膜隔開繞制的兩個線圈，各相第一線圈和第二線圈分別按首尾抽頭相連方式連接成兩個延邊三角形，即: 第一相第一線圈的首端抽頭a, 同第二相第一線圈的尾端抽頭Y1-相連；第二相第一線圈的首端抽頭b, 同第三相第一線圈的尾端抽頭z, 相連；第三相第一線圈的首端抽頭(V同第一相第一線圈的的尾端抽頭X, r相連；構成第一個延邊三角形；第一相第二線圈的首端抽頭a2,同第三相第二線圈的尾端抽頭Z2,相連；第三相第二線圈的首端抽頭(V同第二相第二線圈的尾端抽頭^相連；第二相第二線圈的首端抽頭b2,同第一相第二線圈的的尾端抽頭X1,相連；構成第二個延邊三角形；兩個三角形也可以按相反的順序來連接，即:第一相第一線圈的首端抽頭a1;同第三相第一線圈的尾端抽頭z, r相連；第三相第一線圈的首端抽頭C1,同第二相第一線圈的尾端抽頭71,相連；第相第一線圈的首端抽頭Iv同第一相第一線圈的的尾端抽頭X, r相連；構成第一個延邊三角形；第一相第二線圈的首端抽頭a2,同第二相第二線圈的尾端抽頭y2,相連；第二相第二線圈的首端抽頭b2,同第三相第二線圈的尾端抽頭z2,相連；第三相第二線圈的首端抽頭C2,同第一相第二線圈的的尾端抽頭X, ^相連；構成第二個延邊三角形；各個線圈的延邊首端和尾端為出線端，去連接整流橋；各個線圈及其延邊的匝數設計應使所有出線端恰好落在其向量圖中以三角形內心為圓心的圓周24等分點上或附近；每個延邊三角形的三個延邊的三個首端之間和三個尾端之間的相位角分別相差120° ;兩個延邊三角形的各自第一線圈延邊首端之間的相位角相差30°，使各個延邊首尾出線端在其圓周線的180°對側不應有其它出線端。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器采用三柱式日字型鐵芯，該高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的各相原繞組和副繞組 在每相鐵心柱上是采取上下布置。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的副繞組每個延邊三角形的三個延邊的三個首端和三個尾端分別連接一組三相整流橋，并將其直流輸出端正負極互相并聯；或將其三個首端和三個尾端連接一組六相整流橋；兩個延邊三角形各自所接整流橋的直流輸出端是互相并聯的。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的副繞組每個延邊三角形的三個延邊的三個首端和三個尾端分別連接一組三相整流橋，并將其直流輸出端正負極互相并聯；或將其三個首端和三個尾端連接一組六相整流橋；兩個延邊三角形各自所接整流橋的直流輸出端是互相串聯的。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述直流輸出端設多個直流輸出分路，該直流輸出分路直接連接LED燈。前述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述每個直流輸出分路上加設一個或兩個熔斷器。本發明三相LED照明高性能整流電源裝置的有益效果是:1、高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器負載側的副繞組采用兩個延邊三角形構成的24脈波移相整流電路，可以使整流后輸出的直流電流中波紋系數降至最小，不需要再采用濾波電容，從而使電源側交流電路中24次以下各次諧波電流基本被清除；由于繞組的匝數只能取整數匝，可能造成移相發生微小偏差，還會殘留有很少量的24次以下諧波電流以及24次以上的諧波電流存在，其中的零序諧波電流分量，因其所產生的零序諧波磁通，能夠在分別為正反相序連接的兩個三角形繞組中得到互相平衡抵消，不會再感應到電源側；其余殘存部分的高次諧波電流憑借電源側六角形或帶延邊的六角形接線方式的箔式雙迭繞組所產生的電容和原-副繞組之間高感抗所組成的寬帶濾波電路，可以將剩余的各次高次諧波電流進一步予以抑制清除。這種三重的抑制諧波的措施，可以達到十分完美的抗諧波干擾和節能效果。2、高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的結構設計具有低電壓多路輸出和高感抗壓降的特性，當電網電壓浮動，LED燈的電流較大變化時，可以在變壓器內部產生更大的感抗壓降變化，不增加有功損耗就可以達到穩壓穩流效果，與現有產品的各種穩壓穩流措施都具有較大的有功損耗相比較，具有明顯的高效率、高節能效果優勢。3、具有高感抗特性的變壓器會消耗一定的無功功率，使整流電源裝置的功率因數降低。本發明依靠合理設計變壓器原繞組箔式雙迭繞組自身產生的電容量可以完美地達到改善功率因數的目的。4、電源裝置內除變壓器和整流橋外沒有任何其它電子元器件和電容器等易耗件；二次電路完全懸浮，沒有外引接地點。只要燈具外殼和線路結構屏蔽、接地措施設計合理，就具有良好的防雷擊、防電磁干擾和防地電位擾動性能。使電源裝置具有比LED光源自身更高的壽命和運行安全可靠性。5、電源裝置有兩檔輸出電壓和多路輸出回路可供用戶根據需要自行靈活選擇。同時任何一個整流管或一個直流支路或一個LED燈發生故障都只會影響局部，不會造成整燈熄滅，提高照明裝置的可靠性。


:圖1是本發明箔式雙迭容性繞組結構示意圖。圖2a是本發明三相整流電源變壓器電源側六角形接線箔式雙迭容性繞組連接方式示意圖。圖2b是圖2a連接方式的電勢向量圖。圖3a是本發明三相整流電源變壓器電源側延邊六角形接線箔式雙迭容性繞組連接方式示意圖。圖3b是圖3a連接方式的電勢向量圖。圖4a是本發明三相整流電源變壓器負載側雙延邊三角形接線繞組連接方式示意圖。圖4b是圖4a連接方式的電勢向量圖。圖5是本發明三相整流電源變壓器鐵芯及繞組布置示意圖。圖6是本發明并聯整流輸出電路接線示意圖。圖7是本發明串聯整流輸出電路接線示意圖。圖中主要標號說明:1內絕緣筒、2金屬箔層、3引出線接線端子、4絕緣層、5加強絕緣層、6外絕緣層、I三相變壓器原繞組、I1-1三相變壓器副繞組第一線圈、I1-2三相變壓器副繞組第二線圈、III鐵芯、A1原繞組第一相繞組的第一線圈首端、A2原繞組第一相繞組的第二線圈首端、A3原繞組第一相繞組的第三線圈首端、B1原繞組第二相繞組的第一線圈首端、B2原繞組第二相繞組的第二線圈首端、B3原繞組第二相繞組的第三線圈首端'C1原繞組第三相繞組的第一線圈首端、C2原繞組第三相繞組的第二線圈首端、C3原繞組第三相繞組的第三線圈首端、X1原繞組第一相繞組的第一線圈尾端、X2原繞組第一相繞組的第二線圈尾端、X3原繞組第一相繞組的第三線圈尾端、Y1原繞組第二相繞組的第一線圈尾端、Y2原繞組第二相繞組的第二線圈尾端、Y3原繞組第二相繞組的第三線圈尾端、Z1原繞組第三相繞組的第一線圈尾端、Z2原繞組第三相繞組的第二線圈尾端、Z3原繞組第三相繞組的第三線圈尾端、B1，副繞組第一相繞組的第一線圈首端抽頭、B1副繞組第一相繞組的第一線圈延邊首端、a2，副繞組第一相繞組的第二線圈首端抽頭、a2副繞組第一相繞組的第二線圈延邊首端、匕，副繞組第二相繞組的第一線圈首端抽頭、Id1副繞組第二相繞組的第一線圈延邊首端、b2，原繞組第二相繞組的第二線圈首端抽頭、b2副繞組第二相繞組的第二線圈延邊首端、C1,副繞組第三相繞組的第一線圈首端抽頭、C1副繞組第三相繞組的第一線圈延邊首端、X1-副繞組第一相繞組的第一線圈尾端抽頭、X1副繞組第一相繞組的第一線圈延邊尾端、X2-副繞組第一相繞組的第二線圈尾端抽頭、X2副繞組第一相繞組的第二線圈延邊尾端、Yr副繞組第二相繞組的第一線圈尾端抽頭、Y1副繞組第二相繞組的第一線圈延邊尾端、y2，副繞組第二相繞組的第二線圈尾端抽頭、y2副繞組第二相繞組的第二線圈延邊尾端、Z1，副繞組第三相繞組的第一線圈尾端抽頭、Z1副繞組第三相繞組的第一線圈延邊尾端、Z2,副繞組第三相繞組的第二線圈尾端抽頭、Z2副繞組第三相繞組的第二線圈延邊尾端。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳述。首先對本發明三相LED照明高性能整流電源裝置中高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器電源側的容性繞組的結構進行說明。圖1所示是本發明箔式雙迭容性繞組的結構。本發明是將一層絕緣層4、一層金屬箔2，又一層絕緣層4、又一層金屬箔2互相隔離迭合起來，卷繞在內絕緣筒I上(此內絕緣筒I也可由首層絕緣層4本身形成)。卷繞完畢再在繞組外層金屬箔2表面包上外絕緣層
6。(也可以將金屬箔2放在最里層，卷繞后將外層的絕緣層4加厚自然形成繞組的外絕緣層6，再適當包覆加強絕緣層5)。每個線圈兩端分別引出接線端子3。繞組的絕緣層4可以采用有機或無機材料的紙或膜，也可以在金屬箔2表面涂覆絕緣層或用化學處理形成絕緣層4。以下簡稱這種結構的繞組為箔式雙迭繞組。在這兩個線圈之間就存在電容C。然后根據不同的使用要求按不同的接線方式連接起來。其次對本發明三相LED照明高性能整流電源裝置中高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器電源側的原繞組的接線方式進行說明。實施例之一，圖2a所示，接在三相電源系統中電源側的每相鐵心柱上有采用兩層金屬箔其間加以絕緣膜互相隔離后疊在一起并繞的第一、第二兩個線圈組成的一個箔式雙迭繞組，該三相六個線圈是連接成六角形接線，即:第一相繞組的第一線圈首端A1同第二相繞組的第二線圈首端C2相連；第三相繞組的第二線圈尾端Z2同第二相繞組的第一線圈尾端Y1相連；第二相繞組的第一線圈首端B1第一相繞組的第二線圈首端A2相連；第一相繞組的第二線圈尾端X2同第三相繞組的和線線圈尾端Z1相連；第三相繞組的第一線圈首端C1同第二相繞組的第二線圈首端B2相連；第二相繞組的第二線圈尾端Y2同第一相繞組的第一線圈尾端X1相連；或者按另一方向，第一相繞組的第一線圈首端A1接第二相繞組的第二線圈首端B2 ;第二相繞組的第二線圈尾端Y2接第三相繞組的第一線圈尾端Z1 ;第三相繞組的第一線圈首端C1接第一相繞組的第二線圈首端A2;第一相繞組的第二線圈尾端X2接第二相繞組的第一線圈尾端Y1 ;第二相繞組的第一線圈首端B1接第三相繞組的第二線圈首端C2 ;第三相繞組的第二線圈尾端Z2接第一相繞組的第一線圈尾端X1 ;從任意三個不相鄰的連接點弓I出相線端子去連接三相電源。實施例之二，圖3a所示，高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器電源側原繞組的每相鐵心柱上有采用兩層金屬箔其間加以絕緣膜互相隔離后疊在一起并繞的第一、第二線圈所組成的一個箔式雙迭繞組，和采用單層絕緣金屬導體或單層金屬箔以絕緣膜隔開繞制的第三線圈構成單迭繞組，將三個箔式雙迭繞組和三個單迭繞組的九個線圈連接成單延邊六角形接線方式；即:第一相繞組的第一線圈首端A1同第二相繞組的第二線圈首端C2相連；第三相繞組的第二線圈尾端Z2同第二相繞組的第一線圈尾端Y1相連；第二相繞組的第一線圈首端B1第一相繞組的第二線圈首端A2相連；第一相繞組的第二線圈尾端X2同第三相繞組的和線線圈尾端Z1相連；第三相繞組的第一線圈首端C1同第二相繞組的第二線圈首端民相連；第二相繞組的第二線圈尾端Y2同第一相繞組的第一線圈尾端X1相連；然后將第一相繞組的第三線圈尾端X3同第二相繞組的第一線圈尾端Y1和第三相繞組第二線圈尾端Z2的連接點相連，將第二相繞組的第三線圈尾端Y3同第一相繞組第二線圈尾端X2和第三相繞組第一線圈尾端Z1的連接點相連，將第三相繞組的第三線圈尾端Z3同第一相繞組第一線圈尾端X1和第二相繞組第二線圈尾端Y2的連接點相連；或者按另一方向，第一相繞組的第一線圈首端A1接第二相繞組的第二線圈首端B2 ;第二相繞組的第二線圈尾端Y2接第三相繞組的第一線圈尾端Z1 ;第三相繞組的第一線圈首端C1接第一相繞組的第二線圈首端A2 ；第一相繞組的第二線圈尾端X2接第二相繞組的第一線圈尾端Y1 ;第二相繞組的第一線圈首端B1接第三相繞組的第二線圈首端C2 ;第三相繞組的第二線圈尾端Z2接第一相繞組的第一線圈尾端X1 ;從六角形任意三個不相鄰的線圈首端連接點去連接另一相繞組第三線圈首端端子，或從六角形任意三個不相鄰的線圈尾端連接點去連接另一相繞組第三線圈尾端端子；將三個第三線圈的延邊末端作為相線端子去連接三相電源。從圖2b和圖3b的電勢向量圖中可以看出，六角形接線方式的原繞組其每相繞組是由不同相的兩個線圈極性一正一反串聯連接的，兩者電勢相位角相差60°。當電源電壓中存在零序三次諧波(包括其它各次零序奇次諧波電壓)分量時，加在該兩個線圈上的零序三次諧波電壓(包括其它各次零序奇次諧波電壓)的相位角恰好相差180°，造成大小相等方向相反而互相抵消，不會感應到二次側，對二次側電氣設備產生干擾；同樣當變壓器二次側電流中含有零序諧波電流，致使鐵芯中存在零序諧波磁通分量時，也會在原繞組每相兩個串聯線圈中感應出大小相等方向相反的兩個電勢，互相抵消，而不會對電網產生干擾。同時每相鐵心柱上的箔式雙迭繞組兩個線圈之間存在電容。當電源電壓不變時，對圖2b的接線方式，其電容極間電壓為電源線電壓，對圖3b的接線方式，其電容極間電壓隨各延邊相電壓的不同而改變，設計變壓器時，可以據此來調節電容量，滿足對無功功率補償的要求。同時憑借該電容與原副繞組之間的漏感抗所組成的寬帶濾波電路，進一步抑制剩余的諧波電流。再對本發明三相LED照明高性能整流電源裝置中高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器負載側的副繞組的接線方式進行說明。圖4a所示為雙延邊三角形接線方式。在高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器負載側的副繞組每相鐵心柱上有采用單層絕緣金屬導體或單層金屬箔以絕緣膜隔開繞制的兩個線圈，各相第一線圈和第二線圈分別按首尾抽頭相連方式連接成兩個延邊三角形，即:第一相第一線圈的首端抽頭a, 同第二相第一線圈的尾端抽頭71,相連；第二相第一線圈的首端抽頭b, 1;同第三相第一線圈的尾端抽頭Z, 相連；第三相第一線圈的首端抽頭C1,同第一相第一線圈的的尾端抽頭X, 相連；構成第一個延邊三角形；第一相第二線圈的首端抽頭a2,同第三相第二線圈的尾端抽頭Z2,相連；第三相第二線圈的首端抽頭C2,同第二相第二線圈的尾端抽頭^相連；第二相第二線圈的首端抽頭b2,同第一相第二線圈的的尾端抽頭X1,相連；構成第二個延邊三角形；兩個三角形也可以按相反的順序來連接，即:第一相第一線圈的首端抽頭a1;同第三相第一線圈的尾端抽頭z, 相連；第三相第一線圈的首端抽頭(V同第二相第一線圈的尾端抽頭 > 相連；第相第一線圈的首端抽頭Iv同第一相第一線圈的的尾端抽頭X, ^相連；構成第一個延邊三角形；第一相第二線圈的首端抽頭a2,同第二相第二線圈的尾端抽頭72,相連；第二相第二線圈的首端抽頭b2,同第三相第二線圈的尾端抽頭Z2,相連；第三相第二線圈的首端抽頭(V同第一相第二線圈的的尾端抽頭X, r相連；構成第二個延邊三角形；兩個延邊三角形各個線圈的延邊首端和尾端為出線端，形成12相輸出，去連接整流橋；各個線圈及其延邊的匝數設計應使所有出線端恰好落在圖4b向量圖中以三角形內心為圓心的圓周24等分點上或附近；每個延邊三角形的三個延邊的三個首端之間和三個尾端之間的相位角分別相差120° ;兩個延邊三角形的各自第一線圈延邊首端之間的相位角相差30°，使各個延邊首尾出線端在其圓周線的180°對側不應有其它出線端。這樣的接線方式經橋式整流以后，其輸出的直流電流中就含有24個脈動波形，大大降低了脈動系數，即減少了直流電流中的交流成分。于是不加濾波電容便可達到良好的濾波效果。同時，只要移相的誤差足夠小，便可使電源側交流電流中24次以下諧波電流得到基本清除。下面對本發明三相LED照明高性能整流電源裝置中高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器和原副繞組布置進行說明。圖5所示，高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器采用三柱式日字型鐵芯。在每相鐵心柱上原副繞組采取上下布置，目的是為了增大原-副繞組之間的感抗壓降，以便利用變壓器的高感抗來實現穩壓穩流，提高整流電源裝置的效率，減少有功損耗。同時只需要較小的電容量便可達到所需的 諧振頻率以實現更高的抑制諧波水平。下面再對整流電路及其交流輸入、直流輸出方式進行說明。圖6及圖7所示，高阻抗三相24脈波移向整流容性變壓器負載側的副繞組每個延邊三角形的三個延邊的三個首端和三個尾端分別連接一組三相整流橋，并將其直流輸出端正負極互相并聯；或將其三個首端和三個尾端連接一組六相整流橋；兩個延邊三角形各自所接整流橋的直流輸出端根據需要可以如圖6互相并聯，也可以如圖7互相串聯，以得到兩級輸出電壓，供用戶自行選擇；可根據需要分若干直流分路輸出，去連接LED燈；每個直流分路上可以加一個或兩個熔斷器，也可以不加熔斷器；這樣的電路連接和輸出方式，使得任何一個整流管或一個直流支路或一個LED燈發生故障都只會影響局部，不會造成整燈熄滅。提高了照明裝置的可靠性。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，在外殼內設有高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器、多個多相橋式整流器及直流輸出端。
2.根據權利要求1所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器電源側原繞組的每相鐵心柱上有采用兩層金屬箔其間加以絕緣膜互相隔離后疊在一起并繞的第一、第二兩個線圈組成的一個箔式雙迭繞組，該三相六個線圈是連接成六角形接線，即:第一相繞組的第一線圈首端A1同第二相繞組的第二線圈首端C2相連；第三相繞組的第二線圈尾端Z2同第二相繞組的第一線圈尾端Y1相連；第二相繞組的第一線圈首端B1第一相繞組的第二線圈首端A2相連；第一相繞組的第二線圈尾端X2同第三相繞組的和線線圈尾端Z1相連；第三相繞組的第一線圈首端C1同第二相繞組的第二線圈首端B2相連；第二相繞組的第二線圈尾端Y2同第一相繞組的第一線圈尾端X1相連；或者按另一方向，第一相繞組的第一線圈首端仏接第二相繞組的第二線圈首端民；第二相繞組的第二線圈尾端Y2接第三相繞組的第一線圈尾端Z1 ;第三相繞組的第一線圈首端C1接第一相繞組的第二線圈首端A2;第一相繞組的第二線圈尾端X2接第二相繞組的第一線圈尾端Y1 ;第二相繞組的第一線圈首端B1接第三相繞組的第二線圈首端C2 ;第三相繞組的第二線圈尾端Z2接第一相繞組的第一線圈尾端X1 ;從任意三個不相鄰的連接點引出相線端子去連接三相電源。也可以將同一鐵心柱上繞組的兩個線圈互相調換。
3.根據權利要求1所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器電源側原繞組的每相鐵心柱上有采用兩層金屬箔其間加以絕緣膜互相隔離后疊在一起并繞的第一、第二線圈所組成的一個箔式雙迭繞組，和采用單層絕緣金屬導體或單層金屬箔以絕緣膜隔開繞制的第三線圈構成單迭繞組，將三個箔式雙迭繞組和三個單迭繞組的九個線圈連接成單延邊六角形接線方式；即:第一相繞組的第一線圈首端A1同第二相繞組的第二線圈首端C2相連；第三相繞組的第二線圈尾端Z2同第二相繞組的第一線圈尾端Y1相連；第二相繞組的第一線圈首端B1第一相繞組的第二線圈首端4相連；第一相繞組的第二線圈尾端X2同第三相繞組的和線線圈尾端Z1相連；第三相繞組的第一線圈首端C1同第二相繞組的第二線圈首端B2相連；第二相繞組的第二線圈尾端Y2同第一相繞組的第一線圈尾端X1相連；然`后將第一相繞組的第三線圈尾端X3同第二相繞組的第一線圈尾端Y1和第三相繞組第二線圈尾端Z2的連接點相連，將第二相繞組的第三線圈尾端Y3同第一相繞組第二線圈尾端X2和第三相繞組第一線圈尾端Z1的連接點相連，將第三相繞組的第三線圈尾端Z3同第一相繞組第一線圈尾端X1和第二相繞組第二線圈尾端Y2的連接點相連；或者按另一方向，第一相繞組的第一線圈首端A1接第二相繞組的第二線圈首端B2 ;第二相繞組的第二線圈尾端Y2接第三相繞組的第一線圈尾端Z1 ;第三相繞組的第一線圈首端C1接第一相繞組的第二線圈首端A2;第一相繞組的第二線圈尾端X2接第二相繞組的第一線圈尾端Y1 ;第二相繞組的第一線圈首端B1接第三相繞組的第二線圈首端C2 ;也可以將同一鐵心柱上繞組的兩個線圈互相調換；第三相繞組的第二線圈尾端Z2接第一相繞組的第一線圈尾端X1 ;從六角形任意三個不相鄰的線圈首端連接點去連接另一相繞組第三線圈首端端子，或從六角形任意三個不相鄰的線圈尾端連接點去連接另一相繞組第三線圈尾端端子；將三個第三線圈的延邊末端作為相線端子去連接三相電源。
4.根據權利要求1所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器負載側副繞組的每相鐵心柱上有采用單層絕緣金屬導體或單層金屬箔以絕緣膜隔開繞制的兩個線圈，各相第一線圈和第二線圈分別按首尾抽頭相連方式連接成兩個延邊三角形，即:第一相第一線圈的首端抽頭a, 同第二相第一線圈的尾端抽頭Y1,相連；第二相第一線圈的首端抽頭b, r同第三相第一線圈的尾端抽頭z,相連；第三相第一線圈的首端抽頭(V同第一相第一線圈的的尾端抽頭X, ^相連；構成第一個延邊三角形；第一相第二線圈的首端抽頭a2,同第三相第二線圈的尾端抽頭Z2,相連；第三相第二線圈的首端抽頭(V同第二相第二線圈的尾端抽頭^相連；第二相第二線圈的首端抽頭b2,同第一相第二線圈的的尾端抽頭X1,相連；構成第二個延邊三角形；兩個三角形也可以按相反的順序來連接，即:第一相第一線圈的首端抽頭a1;同第三相第一線圈的尾端抽頭z, ^相連；第三相第一線圈的首端抽頭C1,同第二相第一線圈的尾端抽頭yi,相連；第相第一線圈的首端抽頭IV同第一相第一線圈的的尾端抽頭X, r相連；構成第一個延邊三角形；第一相第二線圈的首端抽頭a2,同第二相第二線圈的尾端抽頭y2,相連；第二相第二線圈的首端抽頭b2,同第三相第二線圈的尾端抽頭z2,相連；第三相第二線圈的首端抽頭C2,同第一相第二線圈的的尾端抽頭X, 相連；構成第二個延邊三角形；各個線圈的延邊首端和尾端為出線端，去連接整流橋；各個線圈及其延邊的匝數設計應使所有出線端恰好落在其向量圖中以三角形內心為圓心的圓周24等分點上或附近；每個延邊三角形的三個延邊的三個首端之間和三個尾端之間的相位角分別相差120° ;兩個延邊三角形的各自第一線圈延邊首端之間的相位角相差30°，使各個延邊首尾出線端在其圓周線的180°對側不應有其它出線端。
5.根據權利要求1所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器采用三柱式日字型鐵芯，該高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的各相原繞組和副繞組在每相鐵心柱上是采取上下布置。
6.根據權利要求1所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的副繞組每個延邊三角形的三個延邊的三個首端和三個尾端分別連接一組三相整流橋，并將其直流輸出端正負極互相并聯；或將其三個首端和三個尾端連接一組六相整流橋；兩個延邊三角形各自所接整流橋的直流輸出端是互相并聯的。
7.根據權利要求1所述的三相`LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器的副繞組每個延邊三角形的三個延邊的三個首端和三個尾端分別連接一組三相整流橋，并將其直流輸出端正負極互相并聯；或將其三個首端和三個尾端連接一組六相整流橋；兩個延邊三角形各自所接整流橋的直流輸出端是互相串聯的。
8.根據權利要求1所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述直流輸出端設多個直流輸出分路，該直流輸出分路直接連接LED燈。
9.根據權利要求8所述的三相LED照明高性能整流電源裝置，其特征在于，所述每個直流輸出分路上加設一個或兩個熔斷器。
全文摘要
本發明提供一種三相LED照明高性能整流電源裝置，其在外殼內設有高阻抗三相24脈波移相整流容性變壓器、多個多相橋式整流器及直流輸出端；其運用多脈波移相整流和高阻抗容性變壓器技術，一舉同時實現大幅抑制高次諧波、改善功率因數、穩壓穩流、提高效率、節能降耗、防雷擊、提高壽命和安全可靠性的功效。
文檔編號H02M7/04GK103117664SQ201110361669
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者尤大千 申請人:尤大千