CN1119071C - 大功率无级调节气体放电灯节能电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种为气体放电灯具所组成的各种照明装置供电的大功率无级调节气体放电灯节能电源。当闭合电源开关ZK 5秒钟后，输出220V±2%稳定的启动电压，当达到所设定的气体灯启动时间后，预热启动时间继电器SJ1吸合，常开触点闭合并联入节能电位器将输出电压反馈信号降低，近而将输出电压调节到设定的节能电压值。由于整个启动，节能调节过程是采用可逆电机驱动电刷在变压器上的位置来实现的，所以是连续的，无级的。
Description
技术领域
本发明涉及一种为气体放电灯具所组成的各种照明装置供电的大功率无级调节气体放电灯节能电源
背景技术
目前现有的大功率气体放电灯节能电源技术中，多采用电感电容元件来改善负载功率因数的方法节能。这种节能方式的缺点是：
1.节能效率低。
2.由于大功率电容的存在，使产品对防暴性能的要求极为严格。
3.由于市电波动给灯具造成的频闪现象和高压冲击给灯具造成
损伤以及市电电压过低而使灯具不能正常启动等现象均不能得
到良好的解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率无级调节气体放电灯节能电源，针对所有工作于气体放电原理的灯具，以节能为第一宗旨，确保灯具无论是在通电瞬间，启动过程中，还是在正常工作中以最理想的工作电压和最佳的节能状态工作，近而达到以下功效：
1.节能效果达20％～50％。
2.可使灯具的使用寿命提高5～8倍。
3.无论市电质量如何，灯具均能以最佳的工作状态工作。
4.消除灯具的频闪现象。
5.减少灯光污染。
本发明是根据气体放电灯具要求一定的启动电压和启动时间，而后该电压可降低而不致造成亮度成比例减弱这一特殊物理原理研制而成。
本发明所提供的大功率无级调节气体放电灯节能光源，包括：
一个调压变压器，具有改变变压比的活动电刷，通过可逆电机带动变压器电刷的运行，调节输出电压；
一个可逆电机，该可逆电机分别通过一个正转控制双向可控硅和一个反转控制双向可控硅供电，以便分别从两个方向带动变压器电刷运行；
一个控制电路，对调压变压器的输出电压进行采样测量，根据测量结果分别控制所述正转控制双向可控硅和反转控制双向可控硅导通与截止，其中该控制电路包括：
两个分别控制所述正转控制双向可控硅和反转控制双向可控硅导通和截止的升压比较器和降压比较器；
一个电压采样测量装置，分别向所述两个比较器提供随调压变压器的输出电压变化而变化的采样电压，以便通过所述两个双向可控硅控制所述可逆电机运转，使调压变压器的输出在电压预热启动阶段稳定在220V±2％上，之后，根据预热启动时间继电器的延时控制改变采样电压值，使调压变压器的输出电压调整到节能电压值；
一个通电延时继电器，在经过通电延时时间之后，接通一个接触器，使该接触器的一个串接在调压变压器电源输出路径上的触点接通；
一个带有远端复位的预热启动时间继电器SJ1，具有一个改变所述采样电压值的触点，在经过预热启动时间之后，该触点接通。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
附图说明
图1是采用单相自耦变压式节能的电路原理图；
图2是采用补偿式变压器节能的单相补偿变压器接线图。其节能控制与图1控制方案完全相同；
图3是采用补偿变压器节能的三相补偿变压器接线图。每一相需要一套与图1方案完全相同的控制系统；
图4是本发明的电器控制原理图；
图5是本发明的全过程输出电压曲线图；
图6是本发明中单相系统的节能状态指示原理图；
图7是本发明中三相系统的节能状态指示原理图。
具体实施方式
本发明装置由调压器，可逆电机，控制电路，通电延时继电器，带有远端复位的预热启动时间继电器等关键部分组成。调压器根据功率等级的不同分别采用自耦变压器调压和补偿变压器调压，内部设置各种气体放电灯的预热启动电压均为稳定的220V，在闭合电源开关ZK后，控制电路对调压器的输出电压进行采样测量，经过比较器与设定值相比较，驱动双向可控硅驱动可逆电机转动，在5秒钟内将输出调节到气体放电灯的预热启动电压220V，经5秒钟延时后，通电延时继电器SJ2吸合，节能输出接触器吸合，接通负载，确保无论市电输入电压质量如何(例如250V的高压，灯具会因电压过高而损伤；170V的低压，灯具会因电压过低而不能正常启动)，均能保证灯具以稳定的220V±2％的恒压启动。根据各种气体放电灯的启动时间的不同，可设置预热启动时间继电器的延时时间，通过预热延时，当灯具正常发光后，预热启动时间继电器SJ2吸合，将节能调节电位器W1投入控制电路，来改变输出电压的反馈信号，从而驱动可逆电机转动，调节变压器碳刷的位置，将输出电压降至所需要的节能电压。通过调节节能电位器W1输出电压可从180V~220V±2％连续无级可调，由于整个调节过程是根据预先的设置，通过可逆电机进行连续无级调节，使灯具在整个工作过程中保证了最佳的工作电压和节能状态，同时也避免了灯具的频闪现象，达到了节能，延长灯具使用寿命，减少了灯光污染的目的。
下面结合附图进行详细说明。
图1所描述的单相自耦变压器式节能的电路包括自耦变压器T，可逆电机M1，输出反馈变压器T0及稳压节能控制电路。输出反馈变压器T0一路经三端稳压电路LM7805稳压，一方面为LM339提供5V电源，一方面作为比较器的基准电压；另一路经过整流后作为输出电压采样信号与基准电压相比较，当IC1：A的5，4脚电压相等时，输出端2脚为零电位。如果输出电压降低，IC1：A的4脚电位下降到低于5脚电压，2脚输出电位升高，T1导通，驱动电机带动电刷向升压方向滑动；直到5，4脚无电位差时，T1关断，可逆电机停止转动；反之，如果输出电压升高，IC1：B的1脚输出高电平，T2导通，电机带动电刷向降压方向滑动，这样就使输出电压维持在稳定的启动设定值，与节能设定值。
整个节能过程结合图1，图4，图5进行说明。
当闭合电源开关ZK后，将档位开关置于节能档(直通档为故障档，既当节能器故障时，打直通档，CN2吸合，由市电直接供电)，此时通电延时继电器SJ2(5秒延时)和预热启动时间继电器SJ1(根据灯具的不同，预热时间不同，一般设置在2~25分钟)均未吸合，在5秒钟内控制电路控制可逆电机将电压调节到220V启动电压值。5秒钟后，SJ2吸合，其常开触点闭合，节能接触器CN1得电吸合，节能电源以220V电压启动灯具，当达到了SJ1所设定的预热启动时间后，SJ1吸合，其常开触点闭合，将节能电位器W1(图1)投入控制电路，此时输出电压反馈信号c点的电位由于W1并联到该取样电路而自动升高，IC1：B的7脚电位高于6脚电位，1脚输出高电平，T2导通，驱动电机转动，带动电刷向降压方向滑动，调节W1可使输出电压在180V~220V任意一点可设定，以满足各种节能需要。当节能电位器W1的滑点调节到b点时，c点电位最高，使得输出电压最低，达到最大节能状态。
本发明考虑到由于各种场合的照明线路不可能完全采用集中控制，为了解决部分照明断电后的再启动问题，故预热启动时间继电器SJ1带有远端复位端子，当需要启动部分照明灯具时，可同时按复位按钮N，此时SJ1释放并重新开始计时，SJ1的常开触点断开，图1中的c点电位下降，将输出电压再次调节到220V的启动电压，当SJ1吸合后，再一次进入节能状态。
图6所描述的单相节能状态显示电路主要由输入输出采样变压器T1，T2，和比较器LM324及绿色发光二极管等组成。当输入电压与输出电压差值小于10V时，节能指示灯L1不亮；当差值大于10V时，节能指示灯L1亮，而且L1的亮度随差值的增减而增减，近而直观的显示当前的节能状态。
图7描述的三相节能状态显示电路包括三套完全相同的采样比较电路A，三色发光管L1，及相应的数字控制电路。当L1，L2，L3三相均节能时，a，b，c三点均为高电平，IC3三与门4073的9脚输出高电平，N1导通，，指示灯L1显示绿色节能状态；当三相均不节能时，a，b，c三点均为低电平，IC3的9脚输出低电平，反相器4069的2脚输出高电平，N2导通，指示灯L1显示红色非节能状态；当有一相或两相不节能时，三或门4075的9脚和反相器4069的2脚输出高电平，N1，N2同时导通，L1显示出橙色综合节能状态。
Claims (5)
1、一种大功率无级调节气体放电灯节能光源，包括：
一个调压变压器，具有改变变压比的活动电刷，通过可逆电机带动变压器电刷的运行，调节输出电压；
一个可逆电机，该可逆电机分别通过一个正转控制双向可控硅和一个反转控制双向可控硅供电，以便分别从两个方向带动变压器电刷运行；
一个控制电路，对调压变压器的输出电压进行采样测量，根据测量结果分别控制所述正转控制双向可控硅和反转控制双向可控硅导通与截止，其中该控制电路包括：
两个分别控制所述正转控制双向可控硅和反转控制双向可控硅导通和截止的升压比较器和降压比较器；
一个电压采样测量装置，分别向所述两个比较器提供随调压变压器输出电压变化而变化的采样电压，以便通过所述两个双向可控硅控制所述可逆电机运转，使调压变压器的输出电压值在预热启动阶段稳定在220V±2％上，之后，根据预热启动时间继电器的延时控制改变采样电压值，使调压变压器的输出电压调整到节能电压值；
一个通电延时继电器，在经过通电延时时间之后，接通一个接触器，使该接触器的一个串接在调压变压器电源输出路径上的触点接通；
一个带有远端复位的预热启动时间继电器SJ1，具有一个改变所述采样电压值的触点，在经过预热启动时间之后，该触点接通。
2.根据权利要求1所述的大功率无级调节气体放电灯节能光源，还包括节能状态显示电路。
3、根据权利要求1所述的大功率无级调节气体放电灯节能光源，其中，所述的预热启动时间大于所述的通电延时时间。
4、根据权利要求1所述的大功率无级调节气体放电灯节能光源，其中，所述的调压变压器是一个自耦变压器。
5、根据权利要求1所述的大功率无级调节气体放电灯节能光源，其中，所述的调压变压器是一个补偿变压器。
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