CN202998622U - 一种智能照明节能控制器 - Google Patents

Abstract

一种智能照明节能控制器，包括依次连接的交流电源、滤波电路、整流电路、PFC电路、逆变电路和高压钠灯，所述整流电路、PFC电路和逆变电路连接控制保护电路。本实用新型具有功率因数高、功耗和体积小、可调节光等优点，以实现按需照明。

Description

一种智能照明节能控制器

技术领域

本实用新型涉及一种智能照明节能控制器。

背景技术

目前，高压钠灯有发光效率高，寿命长等优点，在道路和桥梁中被广泛应用，被称为第三代光源。传统的高压钠灯的配套设备用的是电感镇流器，具有的功耗大，体积大，调光困难，功率因数低等缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种智能照明节能控制器，设计合理，使用更加节能。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种智能照明节能控制器，包括依次连接的交流电源、滤波电路、整流电路、PFC电路、逆变电路和高压钠灯，所述整流电路、PFC电路和逆变电路连接控制保护电路。220V交流电源经过EMI滤波器滤波，然后采用一个整流桥转变为直流电，并设置了PFC功率因数校正电路，作用是实现高功率因素，再经过半桥逆变电路转换为高频率的交流电，使之能驱动高压钠灯。

从本质上讲，智能照明节能控制器其实就是一个AC-DC-AC变换电路。通过滤波器整流电路和PFC电路，把220V/50Hz工频交流电转换为稳定的直流电，再通过逆变电路，将之转换成高频率的交流电，来给高压钠灯供电。其中核心部分是逆变电路，为了降低成本，本设计采用了半桥逆变电路。另外由于道路照明灯电子节能器一般都是长期户外使用的，环境条件极为恶劣并且电网供电也不稳定，因此引入合适的保护电路是非常必要的。

本实用新型有益的效果是：本实用新型具有功率因数高、功耗和体积小、可调节光等优点，以实现按需照明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：智能照明节能控制器，其特征是：它包括依次连接的交流电源、滤波电路、整流电路、PFC电路、逆变电路和高压钠灯，所述整流电路、PFC电路和逆变电路连接控制保护电路。

EMI滤波电路的设计：

电路的第一部分为EMI滤波。标准的EMI滤波器一般都是由并联电容器和串联电抗器构成的低通滤波电路，其作用是当设备正常工作时，频率信号被允许进入设备，从而阻碍高频的干扰信号。干扰传入设备和传出设备的主要途径是电源线，电网的干扰通过电源线可以传入设备，干扰设备的正常运行，同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常运行。所以必须在电源处增加EMI滤波器。EMI滤波器的作用，主要体现在以下两个方面：1、抑制高频干扰；2、抑制设备（尤其是高频开关）干扰。EMI滤波器是一种低通滤波器，由电感和电容组成，它能使有用的低频信号顺利通过，而对高频干扰，它有抑制作用。

常见的EMI滤波器有L型，C型，π型和双π型，本设计采用的是双π型滤波电路，图3-2为EMI结构图。C7=C2=C1=C5，T1，T2上的两个电感相同，对共模干扰信号呈现高阻抗，而对电源电流和差模信号呈现低阻抗，通过这样的方法，保证了对电源电流的衰减极小，而且还抑制了噪音。采用滤波器后，能有效地滤去高频震荡产生的共模和差模干扰，避免它们通过电源线泄漏出去，干扰其他电器设备的正常工作。

整流电路的设计：

电路的第二部分是整流电路。整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。整流电路可分为多种：按组成的器件可分为可控、不可控全控三种；按电路结构分可分为桥式整流电路和零式电路；按交流输入相数分可分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又可分为单拍电路和双拍电路。本设计采用的是桥式整流电路，桥式整流电路的原理及其简单，在许多书中都可找到，所以这里就不做原理性分析。

功率因数校正原理：

常用的功率因数校正电路有三种：1、升压型，由专用IC以较高的频率控制和驱动开关场效应管，使之导通与截止，以达到提高功率因数的目的，在这种形式下，电解电容器C上的输出电压V0高于输入电压，所以称为升压型。2、降压型，其输出低于输入。3、隔离变压型，输出电压与输入电压没有公共端。本设计采用的升压型，这里先分析下控制IC的情况下，电路的功率因数提高是如何实现的。

逆变电路的设计：

电路的第四部分是逆变电路，它能够实现直流电能到交流电能的转换，在应用中构成静止式交流电装置。众所周知，在已有的电能生产方式中，化学能电池和太阳能电池都属于直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时必须经过DC-AC变换；逆变电路按输出电能去向分类可分为有源逆变电路和无源逆变电路；按功率器件分类可分为半控型器件组成的电路和全控型器件组成的电路；按直流电源分类可分为电压源电路和电流源电路；按电路结构分类可分为桥式电路和非桥式电路，其中桥式电路可分为半桥式和全桥式；按输出相数分类可分为单相电路和三相电路；按开关方式分类可分为硬开关方式和软开关方式[10]。本设计采用的逆变电路是半桥逆变电路。图3-10为本设计的半桥逆变电路结构图。当ug1有一个开通信号输入时，场效应管Q2导通，此时场效应管Q1是关闭着的，电流电源VCC经过Q2、电容C21、电阻R17和R22、电感L2来输出一个正向电压，当ug2有一个开通信号输入时，场效应管Q1导通，此时场效应管Q2是关闭着的，电流电源VCC经过Q2、电容C21、电阻R17和R22、电感L2来输出一个反向电压，从而实现了逆变的过程。

控制保护电路包括过电流保护和过电压保护，

1、过电流保护：

由于整流桥后面所接的滤波电解电容容量很大，在接通电源的瞬间没有电荷，几乎视为短路，电网上的电压经过整流桥加在它上面，在短时间内会出现很大的浪涌电流，这个浪涌电流比正常工作电流大的多，但会随着电容的充电而逐渐减小 [13][14]。浪涌电流跟接通电源的瞬时的交流电压的相位、滤波电解电容器的容量、输入回路的内阻有关。电解电容容量越大，浪涌电流越大。浪涌电流的持续时间不长，为1ms到3ms。

减少浪涌电流的最好方法就是在输入电路中在串联一个负温度系数(NTC)的电阻。如图3-16。在室温下，NTC的冷阻较大，能有效的抑制浪涌电流，在正常工作的情况下，受热后的阻值变小，所以可以减小功率损耗。

2、过电压保护：

由于照明灯用在户外，周围环境比较恶劣，当有雷电强干扰或电网电压出现瞬间尖峰脉冲时，智能照明节能控制器的输入电路及相关电路会因出现过压而损坏。因此，在输入电路中并联一个氧化锌压敏电阻是非常有必要的（如图3-17），它能将在输入电路中出现的电网电压瞬间尖峰脉冲限幅或削波，使加到智能照明节能控制器的电压降低。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (1)

1.一种智能照明节能控制器，其特征是：它包括依次连接的交流电源、滤波电路、整流电路、PFC电路、逆变电路和高压钠灯，所述整流电路、PFC电路和逆变电路连接控制保护电路。

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