CN102209422B

CN102209422B - 高压放电灯的节电装置

Info

Publication number: CN102209422B
Application number: CN2010105686438A
Authority: CN
Inventors: 加藤昌幸
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-11-29
Also published as: CN102209422A; JP5587009B2; JP2011210447A

Abstract

一种高压放电灯的节电装置，通过功率调整元件的相位控制进行高压放电灯的节电，在节电率变更时不会带来高压放电灯的点灯不良，在刚接通电源后减轻了起始电流引起的功率调整元件的负担。高压放电灯的节电装置包括控制从交流电源向高压放电灯供给的功率的TRIAC、设定节电率的设定电路、检测电压波形的过零的电路和存储TRIAC相对于电压过零的导通时序的存储电路。控制电路在刚接通电源后使继电器通电，在起始电流稳定后开始TRIAC的相位控制。在相位控制时，控制电路在节电率的变化量小时以比较陡的梯度使导通时序变化，在节电率的变化量大时以比较缓的梯度使导通时序变化，而防止高压放电灯的闪烁、熄灭。

Description

高压放电灯的节电装置

技术领域

本发明涉及一种用于节减水银灯、钠灯等高压放电灯的消耗功率的节电装置。

背景技术

以往公知有通过控制功率调整元件的导通时序来节减高压放电的消耗功率的装置。例如，专利文献1公开的节电装置构成为，在交流电源和高压放电灯之间设有作为功率调整元件的三端双向可控硅开关(TRIAC)，通过对应于节电率控制TRIAC的导通时序，如图5所示，按照电压波形的半周期使电弧放电休止，能够节减与放电休止区间的波形面积对应的功率。

专利文献1：JP特开2009-277500号公报

然而，在现有的节电装置中，在如图6(a)所示改变节电率并变更功率目标值时，如(b)所示，使TRIAC接通(turn-on)的时序(自电压过零起的延迟时间，参照图5)瞬时变化。因此，若将节电率设定得较高、以较大的相位使TRIAC的导通时序延迟，则存在以下问题：放电管内的蒸气的状态剧变，电弧放电变得不稳定，如(c)所示，实际的负载功率(消耗功率)急剧下降，高压放电灯闪烁或忽然熄灭。

此外，在刚使高压放电灯接通了电源之后，由于放电管内的蒸气不稳定，因此若在该阶段进行功率调整元件的相位控制，则存在无法使高压放电灯点灯的情况。因此，在现有的节电装置中，需要在放电管内的蒸气成为稳定状态为止的时间(约3～5分钟)内使功率调整元件持续为导通状态。但是，如图7所示，在刚接通电源后，稳定电流的约3～5倍这样比较大的起始电流长时间流动，因此会增加功率调整元件的负担，存在节电装置的寿命、可靠性不稳定的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在改变节电率时不会带来高压放电灯的点灯不良的节电装置。此外，本发明的另一目的在于提供一种能够在高压放电灯起始动作时减轻功率调整元件的负担的节电装置。

为了解决上述问题，本发明的节电装置的特征在于，包括：功率调整元件，调整从交流电源向高压放电灯供给的功率；设定电路，设定高压放电灯的节电率；以及控制电路，控制功率调整元件的导通时序以使高压放电灯的消耗功率满足节电率，在节电率发生了变化时，控制电路随着时间经过而使导通时序逐渐变化。

在此优选，功率调整元件的导通时序以与节电率的变化量对应的梯度变化。具体地说，在节电率的变化量越小时，控制电路以越陡的梯度使导通时序变化，在节电率的变化量越大时，控制电路以越缓的梯度使导通时序变化。

此外，本发明的节电装置的特征在于，在交流电源和高压放电灯之间相对于功率调整元件并联地设置继电器，直到高压放电灯的起始电流稳定为止控制电路使继电器通电，在起始电流稳定后控制电路开始导通时序的控制。

根据本发明的节电装置，在节电率发生了变化时，使功率调整元件的导通时序随着时间经过而逐渐变化，因此具有使高压放电灯的电弧放电稳定、可以防止点灯不良的效果。

尤其是，通过根据节电率的变化量来使导通时序变化，在节电率的变化量小时能快速地开始节电运转，在节电率的变化量大时，可使电弧放电稳定，切实防止高压放电灯的点灯不良。

此外，在刚接通电源之后，起始电流绕过功率调整元件流到继电器侧，因此还具有可以减轻起始电流引起的功率调整元件的负担、提高节电装置的寿命、可靠性的效果。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的节电装置的框图。

图2是表示该节电装置的动作的流程图。

图3是表示节电率的变化量小时的带有陡梯度的相位控制的时序图。

图4是表示节电率的变化量大时的带有缓梯度的相位控制的时序图。

图5是表示相位控制下的节电原理的波形图。

图6是表示现有的节电控制的时序图。

图7是高压放电灯起始动作时的电流变化的波形图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。如图1所示，该实施方式的节电装置11包括：作为功率调整元件的TRIAC 14，调整从交流电源12供给到高压放电灯13的功率；控制电路18，控制TRIAC 14的导通时序；带有刻度盘的设定电路15，设定高压放电灯13的节电率；电压过零检测电路16，检测电压波形的过零；存储电路17，作为TRIAC14的导通时序而存储从电压过零开始到接通为止的延迟时间；以及功率测定电路19，测定高压放电灯13的消耗功率。

在交流电源12和高压放电灯13之间，相对于TRIAC 14并联地设置继电器20。控制电路18在刚对高压放电灯13接通了电源之后将继电器20接通，在高压放电灯13的起始电流(参照图7)稳定的时刻将控制转移到TRIAC 14，而断开继电器20。在图1中，23是高压放电灯13的稳定器，24是节电装置11的电源侧端子，25是负载侧端子。

接下来参照图2的流程图说明节电装置11的动作。高压放电灯13的电源开关(省略图示)接通后(S1)，控制电路18执行起动处理(S2)，接通继电器20(S3)，开始向高压放电灯13供电。并且，直到起始电流稳定为止使继电器20通电，在起始电流稳定的时刻(S4)开始进行TRIAC 14的相位控制(S5～S9)，之后断开继电器20(S10)。

在相位控制时，控制电路18首先读取由设定电路15预先设定的节电率(例如0％～40％)(S5)。然后确认节电率是否发生了变化(S6)，发生变化时根据节电率的变化量来确定相位控制用的梯度(S7)，进行带梯度的相位控制(S8)。节电率没有变化时，进行带有与以前相同的梯度的相位控制，从而随着时间经过而使TRIAC 14的导通时序逐渐变化。

接着，根据功率测定电路19的输出来确认高压放电灯13的点灯状态(S9)，在正常点灯时断开继电器20(S10)，确认电源开关的状态(S11)，在没有正常点灯时返回到步骤S2，执行再起动处理。并且，到电源开关断开为止继续TRIAC 14的相位控制，按照设定的节电率来节减高压放电灯13的消耗功率。

接下来根据图3、图4具体说明带有梯度的相位控制。在该实施方式中，节电率的变化量小时，执行图3所示的带有陡梯度的相位控制，在节电率的变化量大时，执行图4所示的带有缓梯度的相位控制。也可以进一步将节电率的变化量细分，而以更多种的梯度使TRIAC 14的导通时序变化。

如图3(a)所示，节电率的变化量小时，功率变动量少，因此带来高压放电灯13的点灯不良的可能性低。因此，可以如(b)所示，以比较陡的梯度d1使从电压过零开始到TRIAC 14接通为止的延迟时间变化。这样一来，如(c)所示，可以使消耗功率很快下降到目标值。尤其是，在一边测定电源电压一边进行节电时，能够快速且确切地响应细小的电压变动，在一定的节电率下发挥长期稳定的节电效果。

如图4(a)所示，节电率的变化量大时，功率变动量增加，因此带来高压放电灯13的点灯不良的可能性高。因此，如(b)所示使TRIAC14的导通时序(延迟时间)以比较缓的梯度d2(d1＞d2)变化。这样一来，放电管内的蒸气的状态缓慢变化，电弧放电稳定，因此如(c)所示，可以避免消耗功率急剧下降(A2)，切实防止高压放电灯13的点灯不良，并且能够以较高的比例节减消耗功率。

另外，在上述实施方式中通过设定电路15的刻度盘操作设定了节电率，但也可以构成为，通过在节电装置11中设置无线或有线的收发电路，而可以通过远程的遥控器、计算机设定在多个位置设置的高压放电灯13的节电率。此外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当改变各部的构成并实施。

Claims

1.一种高压放电灯的节电装置，其特征在于，

包括：功率调整元件，调整从交流电源向高压放电灯供给的功率；设定电路，设定高压放电灯的节电率；以及控制电路，控制功率调整元件的导通时序以使高压放电灯的消耗功率满足节电率，

上述控制电路在节电率发生了变化时，确定随着时间经过而使上述导通时序逐渐变化的梯度，在节电率的变化量越小时以越陡的梯度使上述导通时序变化，在节电率的变化量越大时以越缓的梯度使上述导通时序变化。

2.根据权利要求1所述的高压放电灯的节电装置，其特征在于，在上述交流电源和高压放电灯之间相对于功率调整元件并联地设置继电器，上述控制电路直到高压放电灯的起始电流稳定为止使继电器通电，在起始电流稳定后开始上述导通时序的控制。