恆壓照明節電器的製作方法
2023-09-22 20:00:05 1
專利名稱：恆壓照明節電器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節電器，尤其是一種對各種照明燈具實施恆壓控 制的節電器。
技術背景目前國內照明節電器主要有變壓器型照明節電器和可控矽斬波型照明 節電器兩種。 一、變壓器型照明節電器的是利用多抽頭的變壓器完成節電 的，即根據輸入電壓高低的不同，將照明燈具接連到不同的變壓器抽頭上， 並通過交流接觸器進行切換，從而達到降壓節電的目的。這類產品最大的 優點是結構和功能都很簡單,可靠性也比較高。但也存在下列技術缺陷(1) 一旦接線端固定，降低的電壓就是一個固定值，當電網電壓波動時，調控 裝置的輸出電壓也會上下波動，這樣照明的工作電壓處在不穩定波動狀態, 無法起到對電光源的保護作用，電網電壓低時，可能出現欠壓現象，使燈 具無法正常點亮，並會降低燈具使用壽命。當用電髙峰時，電壓過低，也 會造成燈具無法正常運行。2)由於使用交流接觸器作為節電產品的電壓調 整裝置，其安全性、可靠性和無故障工作壽命都不能保障，存在安全隱患, 原因如下a.交流接觸器是通過電磁線圏的吸合與斷開來控制觸頭常開或是 常閉的，屬機械移動部件，切換次數是有限的，只適用於不經常開關的場 合，不適用於頻繁切換的場合。b.交流接觸器在切換動作時，是機械的吸合 和斷開，所以會有短暫的10~20ms的斷電，即"閃斷"，這樣的斷電會導致 高壓氣體放電燈(如高壓鈉燈、金滷燈、高壓汞燈等)的熄滅。而這類燈 在熄滅以後，必須等到燈管冷卻，蒸氣壓下降後才能再點亮， 一般需要 5 10min左右，在使用中，這將是個嚴重的故障。二、可控矽斬波型照明節 電器是採用可控矽斬波原理，通過控制可控矽晶閘管的導通角，將電網輸 入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低了輸出電壓的平均值，達到控壓節 電的目的。這類節能調控設備對照明系統的電壓調節速度快，精度高，體 積小、設備輕、成本低。但仍然存在下列技術缺陷1)由於斬波，使電壓 輸出為斷續的非正弦波，使氣體放電燈光出現閃爍現象。2)該調壓方式存 在一致命缺陷，由於斬波，使電壓無法實現正弦波輸出，還會出現大量諧 波，形成對電網系統諧波汙染，危害極大，不能用在有電容補償的電路中。 因此，完全有必要對現有技術加以改進。 發明內容
為克服現有節電器存在的上述不足，本實用新型提供一種工作穩定、 可靠，無閃爍、閃斷，功率因素髙，能延長照明燈具使用壽命的恆壓照明 節電器。
本實用新型通過下列技術方案實現 一種恆壓照明節電器，包括電腦 控制器，交流調壓器，單向整流器，開關電源及照明燈組，其中受電腦控 制器控制的照明燈組與開關電源、交流調壓器及單向整流器電連接，其特 徵在於照明燈組還與交流恆壓器電連接，且在單向整流器的輸出端連接有 平波電抗器，交流恆壓器包括由開關C和可調電阻W構成的時段設定器， 由運算放大器D、三極體Q、電阻R構成的比較器，由變壓器T、 二極體D、 電阻R構成的恆壓器。
所述交流恆壓器中，時段設定器的開關C至少設二個，並與對應的可 調電阻W相連後，分別接開關電源的正級和運算放大器D的5腳，運算放 大器D的8腳分別接開關電源的正極和放大器Q的集電極，6腳分別接三 極管Q的基極以及恆壓器二極體D,、 D2正極，7腳接三極體Q的基極，4 腳接三極體Q的發射極，恆壓器二極體D2的負極分別接開關電源負極和交 流調壓器負極，二極體D,的負極接變壓器T，變壓器T接開關電源及照明 燈組。
所述照明燈組與交流調壓器，單向整流器，開關電源之間設有旁路電
容C1，該電容受電腦控制器的控制，以便在電壓穩定時直接向照明燈組供電。
本實用新型與現有技術相比具有下列優點和效果採用上述方案，可 實施照明燈具的軟啟動，照明系統的分時段控制，電路保護和手動、自動 雙旁路等，具體體現在以下幾方面 1、優化電力質量，節約照明用電 (1)穩定最佳工作電壓。針對電網電壓偏高和波動等現象，本節電器 可根據用戶現場實際需求，實時在線調控輸出最佳照明工作電壓，並能將 其穩定在±2%以內，有效提高電力質量，從而達到節電10% 40%的效果。
(2)多時段節能運行。根據用戶實際的照明需求，本節電器還可進
行多時段節能電壓設置，從而滿足用戶不同光源、不同時間的需求，實現 最佳照明狀態和最大節電率。
2、有效保護電光源，延長其使用壽命
(1) 燈具軟啟動。通常影響電光源壽命的一個重要因素是，啟動和運 行時電流和電壓對光源的衝擊，為了有效的降低電流衝擊和提髙燈具的壽 命，具備燈具軟啟動功能，燈具在啟動時，採用低壓軟啟動，充分預熱，
該過程可減少4096的啟動電流衝擊，有效提高光源壽命。
(2) 恆壓功能。在電壓波動很大的地方，如電氣設備比較多的廠區， 一分鐘內的電壓波動達到±15%,路燈後半夜的供電電壓也會達到250V,故 通過本節電器的高穩定控制，使之保持最佳照明電壓，從而能夠延長電光 源壽命2~4倍，減少照明運行、維護成本30% 50%。
3、適用性、可靠性高
(1) 可根據不同時段、不同燈具、不同亮度要求，每相獨立調節，允 許100%不平衡。
(2) 調控裝置每相可獨立調節，可操作性強，可以承受三相100%的不 平衡負載，且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運行。同一個裝置 可以帶不同類型光源負載，還可以獨立調節每相的輸出電壓。(3)調控裝置採用手動和自動雙旁路系統，以保證照明設備不斷電， 正常安全運行。4、節電效率顯著在一般情況下，節電效率為20%以上，由於該產品的節電率與供電電 壓關係密切，在供電電壓高的環境中使用本節電器的節電效率較高，反之 節電效率較低。本實用新型與現有技術相比，具有調節精度高，電流保持連續，無閃 爍，工作穩定、可靠，功率因數高，照明系統燈具使用壽命延長等優點， 並從根本上克服現有技術存在的"閃斷"、閃爍、燈易熄滅和不易啟動等 缺點，是一種結構簡單，接線、調節方便的恆壓照明節電器。
圖1為本實用新型之電路框圖；圖2為圖1中的電腦控制器及A項節電器電路結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步描述。電腦控制器1可對A、 B、 C相及更多相節電器進行控制，每相節電器 由交流調壓器2、單向整流器3、平波電抗器4、交流恆壓器5及照明燈組 6構成，如圖1。圖2給出圖1中的電腦控制器1及A相節電器電路結構圖，其餘的B、 C相及更多相節電器電路結構圖均與圖2的A相節電器電路結構圖相同。 圖2中的電腦控制器1為市售單片機AT89C51，其1、 2腳接電阻Rh、 Rt2， 3、 4腳分別接旁路和節電開關K1， 5腳接啟動按鈕K2， 6腳接停止按鈕 K3， 40腳接電源，20腳接地，21腳接啟動線圈C0， 22腳接自動旁路線圈 Cl， 23腳接風機控制線圈C2， 24、 25、 26腳分別接時段控制線豳C3、 C4、 C5。節電器的照明燈組6即ELl-Eln及電流表PA、電壓表PV通過觸點CO 接電源，並接旁路觸點Cl,同時接市售的開關電源7即D"50BGD、交流調
壓器2即TY-H380D350P-380、單向整流器3即DQZ-38(HM卯，單向整流 器3的輸出端接平波電抗器4即L>電流表PV及照明燈組接交流恆壓器5 的變壓器T一端，並與開關電源7相連，變壓器T的另一端接二極體D1、 D2的負極和電阻R8、電容C， 二極體D1、 D2的正極電阻R8、電容C均 通過電阻R7、可調電阻W1接運算放大器D (LM393)的6腳，運算放大 器D的5腳與可調電阻W2、 W3、 W4—端相連，可調電阻W2、 W3、 W4 另一端分別與時段控制觸點開關C3、 C4、 C5相連後通過電阻R5接開關電 源7正極，運算放大器D的8腳接開關電源正極，7腳通過電阻R4接三極 管Q的基極，4腳接三極體Q的發射極，三極體Q的集電極接交流調壓器
放大後，送交流調壓器2進行調壓，之後送單向整流器3經平波電抗器4 隔離後，向照明燈組6輸送恆定電壓。當電網供電正常時，通過旁路觸點 Cl直接向照明燈組供電。
權利要求1、一種恆壓照明節電器，包括電腦控制器，交流調壓器，單向整流器，開關電源及照明燈組，其中受電腦控制器控制的照明燈組與開關電源、交流調壓器及單向整流器電連接，其特徵在於照明燈組還與交流恆壓器電連接，且在單向整流器的輸出端連接有平波電抗器，交流恆壓器包括由開關C和可調電阻W構成的時段設定器，由運算放大器D、三極體Q、電阻R構成的比較器，由變壓器T、二極體D、電阻R構成的恆壓器。
2、 根據權利要求1所述的恆壓照明節電器，其特徵在於所述交流恆壓 器中，時段設定器的開關C至少設二個，並與對應的可調電阻W相連後， 分別接開關電源的正級和運算放大器D的5腳，運算放大器D的8腳分別 接開關電源的正極和放大器Q的集電極，6腳分別接三極體Q的基極以及 恆壓器二極體D,、 D2正極，7腳接三極體Q的基極，4腳接三極體Q的發 射極，恆壓器二極體D2的負極分別接開關電源負極和交流調壓器負極，二 極管D,的負極接變壓器T，變壓器T接開關電源及照明燈組。
3、 根據權利要求1所述的恆壓照明節電器，其特徵在於所述照明燈組 與交流調壓器，單向整流器，開關電源之間設有旁路電容C1。
專利摘要本實用新型涉及一種恆壓照明節電器，包括電腦控制器，交流調壓器，單向整流器，開關電源及照明燈組，其中受電腦控制器控制的照明燈組與開關電源、交流調壓器及單向整流器電連接，其特徵在於照明燈組還與交流恆壓器電連接，且在單向整流器的輸出端連接有平波電抗器，交流恆壓器包括由開關C和可調電阻W構成的時段設定器，由運算放大器D、三極體Q、電阻R構成的比較器，由變壓器T、二極體D、電阻R構成的恆壓器。可實現照明燈具的軟啟動，照明系統的分時段控制，電路保護和手動、自動雙旁路等，具有調節精度高，電流保持連續，無閃爍，工作穩定、可靠，功率因數高，燈具使用壽命長等優點，並從根本上克服現有技術存在的「閃斷」、閃爍、燈易熄滅和不易啟動等缺點。
文檔編號H05B37/02GK201015238SQ200720104448
公開日2008年1月30日 申請日期2007年3月6日 優先權日2007年3月6日
發明者曹建華, 陳紅兵 申請人:曹建華