CN1835182B - 双功率高压气体放电灯及其节能控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双功率高压气体放电灯，由玻壳、电弧管、支架、导丝、芯柱、灯头、吸气剂、小支架、连接件组成，其特征在于，在支架的另一侧设有小功率电弧管，电弧管与小功率电弧管并联。一种用于双功率高压气体放电灯的节能控制器，其特征在于，由电流电压检测器A、信号处理和控制信号产生电路B、功率可调的镇流器C组成，电流电压检测器A检测到的信号，经数据处理后产生一个控制信号去控制功率可调的镇流器C，由控制信号调整镇流功率。本发明的优点是在不损失光效的前提下实现强光和弱光的调变，可以使用与普通单功率灯泡相同的灯壳和灯头、触发器和功率可变镇流器，有利于现有照明的改造，成本也大大下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种双功率高压气体放电灯及其节能控制器，可用于马路、广场等公共场所，属于灯及其控制器技术领域。
背景技术
气体放电灯作为照明使用具有功率大，光效高，寿命长的特点，因此被广泛应用。目前，用于马路、广场等公共场所的灯泡均为单功率气体放电灯，如图1所示，由玻壳1、电弧管2、支架3、导丝4、芯柱5、灯头6、吸气剂7、小支架8、连接件9组成，这种灯泡只有一根电弧管，功率单一，许多场合的照明在不同时段照明要求不同，所以实际应用需要对气体放电灯进行调光，以达到节电目的。例如街道照明在午夜12点前需要较高照度，但在12点后由于交通行人稀少需要降低照度，从而以较小的点灯功率达到节电目的。但由于气体放电灯的工作原理决定了气体放电灯只能以实际给定的额定功率工作，如果降低工作功率以达到调光节电目的，则不仅工作稳定性会大大降低，可能偶尔自动熄灭，且光效会大大降低。以250W高压钠灯为例，如果250W的高压钠灯通过电子或电感镇流器降低功率至125W，则其产生的光通量只有正常250W工作时输出光通量的五分之一左右。所以至今虽然有不少气体放电灯的调光器，但由于调光效率太低而难以推广应用。如图2所示为现有调光原理：可调镇流器输出功率为P-XP其中X＝0-1，这些调光器都是通过降低灯管的工作功率达到调光目的。这样虽然降低了一些功率，但光损失更大，因而结果是得不偿失。
发明内容
本发明的目的是发明一种在不降低发光效率的前提下降低功率调光的双功率高压气体放电灯及其节能控制器。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种双功率高压气体放电灯，由玻壳、电弧管、支架、导丝、芯柱、灯头、吸气剂、小支架、连接件组成，玻壳与灯头连接，装有吸气剂的灯芯设于玻壳里，置于灯头的上端，支架的下端和小支架与芯柱的导丝连接，电弧管设于支架的一侧，通过连接件与支架和小支架连接，导丝与灯头通过焊剂连接，其特征在于，在支架的另一侧设有小功率电弧管，电弧管与小功率电弧管并联，所述的电弧管和小功率电弧管功率不同。
一种用于如权利要求1所述的双功率高压气体放电灯的节能控制器，其特征在于，由电流电压检测器A、信号处理和控制信号产生电路B、功率可调的镇流器C组成，电流电压检测器A连接信号处理和控制信号产生电路B，信号处理和控制信号产生电路B连接功率可调的镇流器C；
所述的电流电压检测器A为电阻R2，电阻R2的一端分别与电弧管2与小功率电弧管10并联后的一端及控制部件的4脚连接，电阻R2的另一端与三极管N1、N2的发射极连接；
所述的信号处理和控制信号产生电路B由控制部件和2个三极管N1、N2组成，三极管N1、N2的基极分别与控制部件的2脚、3脚连接，三极管N1、N2的集电极分别与继电器RE1与二极管D3并联、继电器RE2与二极管D4并联的另一端连接，控制部件的5脚作为工作电压参考点与交流电ACJ8连接，与控制部件的5脚相连的还有三极管N1和三极管N2的发射极和电阻R2，控制部件的工作电源来自交流电ACJ7，经串接电阻R1和电容C1降压，再与二极管D1、D2连接获得整流，连接E1滤波，然后连接控制部件1脚和继电器RE1和继电器RE2，提供它们+15V直流工作电压。
所述的功率可调的镇流器C由电感器I1和2个继电器RE1、RE2及2个二极管D3、D4组成，继电器RE1与二极管D3并联、继电器RE2与二极管D4并联，二个继电器的触点相串联再与电感I1的一端连接，另一端与交流电ACJ7连接，电感I1的另一端与触发器的一端连接，触发器的两端分别与电弧管与小功率电弧管并联后的两端连接。
本发明的灯管为二根并联的大功率电弧管和小功率电弧管，额定功率不同，它们可以分别工作在各自的额定功率，均工作在额定功率上，以达到最大光效，双功率灯管可以封接在一个普通的透明灯壳内，以通用的灯头连接到电路，电路控制器利用高强度气体放电灯在热态时无法重复点灯的特性，可以任意控制其中的一根灯管亮或关，在交通和工作繁忙时，使用大功率电弧管点亮灯泡，让电弧管亮，并以其额定功率给其供电，当下半夜交通和人员稀少时可以换小功率电弧管点亮，且以其额定功率供电，这样可以达到定时调整点灯功率以达到调光目的，同时又不降低发光效率，这种控制是通过检测电路中的电流或电压或两者同时检测来实现的，最终达到节电目的。
本发明采用了双功率并联气体放电灯管和定时点灯控制器，不同于使用二根灯管，二组线路实现上述光功率调变。因为使用二根灯管两组线路切换将必须改变灯具设计，而本发明可以使用通用灯接头，双线连接，适用所有的通用灯具。
本发明的优点是在不损失光效的前提下实现强光(高功率)和弱光(低功率)的调变。可以使用与普通单功率灯泡相同的灯壳和灯头，可以直接替换普通单功率同类灯泡，使用通用触发器，使用与普通镇流器同尺寸的功率可变镇流器，这样现有灯具可以通用，这不仅有利于现有照明的方便改造，成本也大大下降。
附图说明
图1为单功率高压气体放电灯结构示意图；
图2为单功率高压气体放电灯控制器电路原理图；
图3为双功率高压气体放电灯结构示意图；
图4为双功率高压气体放电灯侧视图；
图5为节能控制器工作原理图；
图6为双功率高压气体放电灯节能控制器电路原理图；
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
以250W、150W双功率高压气体放电灯为例，电弧管2为250W气体放电灯管芯，电弧管10为150W气体放电灯管芯，它们并联封接于普通标准250W气体放电灯玻壳内，灯头为普通标准螺口灯头，触发器为并联式150W~250W气体放电灯通用触发器，镇流器使用电感式250W/150W抽头双功率镇流器，其尺寸与普通250W气体放电灯镇流器相同，只是绕制时作了抽头引出端，使250W/150W均可使用。
如图3、4所示，为双功率高压气体放电灯结构示意图，所述的双功率气体放电灯由玻壳1、电弧管2、支架3、导丝4、芯柱5、灯头6、吸气剂7、小支架8、连接件9、小功率电弧管10组成。
将支架3的下端和小支架8与芯柱5的导丝4连接，再将两根不同功率的电弧管2和小功率电弧管10并联分别设于支架3的两侧，通过连接件9与支架3和小支架8连接，在灯芯上加上吸气剂7，封上玻壳1，通过排气后装上灯头6，再将导丝4与灯头6用焊剂焊牢，所述的玻壳1可以为ED型、BT型、T型或TT型。
如图5所示，为节能控制器工作原理图，所述的用于双功率气体放电灯的节能控制器由电流电压检测器A、信号处理和控制信号产生电路B、功率可调的镇流器C组成，电流电压检测器A连接信号处理和控制信号产生电路B，信号处理和控制信号产生电路B连接功率可调的镇流器C，电流电压检测器A检测到的信号，经数据处理后产生一个控制信号去控制功率可调的镇流器C，由控制信号调整镇流功率。
所述A、B、C三部分的电路可以有多种方案实现。现以图6实施例为详细说明。该实施例应用在路灯照明，要求开灯后5小时为250W工作，5小时后为150W工作，直至断电。
如图6所示，为双功率高压气体放电灯节能控制器电路原理图，所述的电流电压检测器A为电阻R2，电阻R2的一端分别与电弧管2与小功率电弧管10并联后的一端及控制部件的4脚连接，电阻R2的另一端与三极管N1、N2的发射极连接。
所述的镇流器C为电子式镇流器或电感式镇流器。
所述的信号处理和控制信号产生电路B由控制器和2个三极管N1、N2组成，三极管N1、N2的基极分别与控制器的2脚、3脚连接，三极管N1、N2的集电极分别与继电器RE1与二极管D3并联、继电器RE2与二极管D4并联的另一端连接，控制部件的5脚作为工作电压参考点与交流电ACJ8连接，与控制部件的5脚相连的还有三极管N1和三极管N2的发射极和电阻R2，控制部件的工作电源来自交流电ACJ7，经串接电阻R1和电容C1降压，再与二极管D1、D2连接获得整流，连接E1滤波，然后连接控制器1脚和继电器RE1和继电器RE2，提供它们+15V直流工作电压。
所述的功率可调的镇流器C由电感器I1和2个继电器RE1、RE2及2个二极管D3、D4组成，继电器RE1与二极管D3并联、继电器RE2与二极管D4并联，二个继电器的触点相串联再与电感I1的一端连接，另一端与交流电ACJ7连接，电感I1的另一端与触发器的一端连接，触发器的两端分别与电弧管2与小功率电弧管10并联后的两端连接。
当灯点亮后，由于电弧管2和小功率电弧管10两者的额定工作功率不同，它们在一定供电下的回路电流和灯管电压也不同，通过判定电流或电压或两者综合判断，可以检测到是电弧管2亮还是小功率电弧管10亮，如果设定电弧管2先亮，而实际点灯后检测到是小功率电弧管10亮，则控制器会断电一次再马上通电，再次点亮的必定是电弧管2。因为对于高压气体放电灯管，灯管点亮发热后再次无法马上点亮，所以关断后马上再点，被点亮的必定是另一根冷态灯管。通过这一原理，可以利用程序定时控制使双功率灯管中的电弧管2或小功率电弧管10在任何时候开或关。
控制器的工作流程为：
通电后首先置控制部件2和3脚为低，使继电器RE1和RE2处于常闭，此时镇流器为150W输出，此时若电弧管2亮，则通过电流取样，控制器经一定时间检测到后，将控制部件2脚置高，继电器RE1吸合，镇流器以250W输出，电弧管2正常亮，控制部件内定时器将在5小时后置控制部件2脚为低，同时给控制部件3脚一个1秒高电平，则电弧管2将熄灭，同时小功率电弧管10亮，以后一直工作到断电。若通电后，先亮的是小功率电弧管10，则通过电流取样，控制器经一定时间检测到后，将控制部件2脚置高，继电器RE1吸合，同时给3脚一个1秒高电平，则小功率电弧管10将熄灭，电弧管2将被点亮，镇流器以250W输出，电弧管2正常工作在250W，控制器内定时器将在5小时后置控制部件2脚为低，同时给控制部件3脚一个1秒高电平，则电弧管2将熄灭，同时小功率电弧管10亮。以后一直工作到断电。
Claims (4)
1.一种双功率高压气体放电灯，由玻壳(1)、电弧管(2)、支架(3)、导丝(4)、芯柱(5)、灯头(6)、吸气剂(7)、小支架(8)、连接件(9)组成，玻壳(1)与灯头(6)连接，装有吸气剂(7)的灯芯设于玻壳(1)里，置于灯头(6)的上端，支架(3)的下端和小支架(8)与芯柱(5)的导丝(4)连接，电弧管(2)设于支架(3)的一侧，通过连接件(9)与支架(3)和小支架(8)连接，导丝(4)与灯头(6)通过焊剂连接，其特征在于，在支架(3)的另一侧设有小功率电弧管(10)，电弧管(2)与小功率电弧管(10)并联，所述的电弧管(2)和小功率电弧管(10)功率不同。
2.根据权利要求1所述的双功率高压气体放电灯，其特征在于，所述的玻壳(1)为ED型、BT型、T型或TT型。
3.一种用于如权利要求1所述的双功率高压气体放电灯的节能控制器，其特征在于，由电流电压检测器(A)、信号处理和控制信号产生电路(B)、功率可调的镇流器(C)组成，电流电压检测器(A)连接信号处理和控制信号产生电路(B)，信号处理和控制信号产生电路(B)连接功率可调的镇流器(C)；
所述的电流电压检测器(A)为电阻R2，电阻R2的一端分别与电弧管(2)与小功率电弧管(10)并联后的一端及控制部件的4脚连接，电阻R2的另一端与三极管N1、N2的发射极连接；
所述的信号处理和控制信号产生电路(B)由控制部件和2个三极管N1、N2组成，三极管N1、N2的基极分别与控制部件的2脚、3脚连接，三极管N1、N2的集电极分别与继电器RE1与二极管D3并联、继电器RE2与二极管D4并联的另一端连接，控制部件的5脚作为工作电压参考点与交流电ACJ8连接，与控制部件的5脚相连的还有三极管N1和三极管N2的发射极和电阻R2，控制部件的工作电源来自交流电ACJ7，经串接电阻R1和电容C1降压，再与二极管D1、D2连接获得整流，连接E1滤波，然后连接控制部件1脚和继电器RE1和继电器RE2，提供它们+15V直流工作电压。
所述的功率可调的镇流器(C)由电感器I1和2个继电器RE1、RE2及2个二极管D3、D4组成，继电器RE1与二极管D3并联、继电器RE2与二极管D4并联，二个继电器的触点相串联再与电感I1的一端连接，另一端与交流电ACJ7连接，电感I1的另一端与触发器的一端连接，触发器的两端分别与电弧管(2)与小功率电弧管(10)并联后的两端连接。
4.根据权利要求3所述的双功率高压气体放电灯的节能控制器，其特征在于，所述的镇流器(C)为电子式镇流器或电感式镇流器。
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