JP2010108842A - Power-saving device for high pressure discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水銀灯やナトリウム灯などの高圧放電灯において、照度を一定に保って消費電力を節減する節電装置に関する。 The present invention relates to a power-saving device that reduces power consumption by maintaining a constant illuminance in a high-pressure discharge lamp such as a mercury lamp or a sodium lamp.
従来、電力調整素子を用いて高圧放電灯の節電を行う装置が知られている。例えば、図5に示す節電装置51は、交流電源52から入力した電圧の波形をカットするトライアック53と、高圧放電灯54の節電率を設定する設定回路55と、放電灯54の実際の消費電力を測定する電力測定回路56と、測定値が節電率を満たす値となるようにトライアック53をフィードバック制御する制御回路57とを備え、図6に示すように、放電灯54の消費電力を常に一定の節電率で節減できるように構成されている。図6において、ハッチング部は、従来の定率節電方式によって節電された電力量を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus that saves power in a high-pressure discharge lamp using a power adjustment element is known. For example, the
また、従来、変圧器を用いて照明負荷の節電を行う装置が知られている。例えば、特許文献1には、交流電源からの入力電圧を変圧器の1次側でインバータにより降圧して、照明負荷の消費電力を節減する節電装置が記載されている。特許文献2には、変圧器の1次側に入力電圧を調整するチョッパ回路を設け、変圧器の2次側から安定した波形の電圧を照明負荷に供給する節電装置が記載されている。
ところが、従来の節電装置51は、高圧放電灯54の消費電力を常に一定の節電率で節減しているので、入力電圧が変動すると、同じ比率で出力電圧も変動する。このため、放電灯54の照度が不安定になり、チラツキが発生しやすく、寿命も短くなるという問題点があった。また、入力電圧が急激に下がった場合は、出力電圧がさらに降下して、放電灯54が点灯しなくなることもあった。しかも、フィードバック制御によりトライアック53を駆動しているので、応答遅れが発生しやすいという不都合もあった。
However, since the conventional
また、トライアック53は、交流電源52に直列に接続されているため、雷サージ等で故障すると、回路が開放状態のままとなって放電灯54が消灯する。特に、高所に設置された放電灯が消灯すると、管球交換等のメンテナンスがたいへん困難となる。特許文献1,2の従来装置は、変圧器の1次側にインバータやチョッパ回路を備えているので、照明負荷の点灯状態は安定するが、回路が複雑で大型化し、製作コストも高くつくため、一灯の放電灯に一台の節電装置を設置するという用途には不向きであった。
In addition, since the
そこで、本発明の主要な目的は、高圧放電灯の照度を一定に保って節電を行うことができる、小型で安価な節電装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、電力調整素子等の故障時でも、高圧放電灯を継続して点灯させることができる、メンテナンスの容易な節電装置を提供することにある。 Accordingly, a main object of the present invention is to provide a small and inexpensive power-saving device that can save power while keeping the illuminance of a high-pressure discharge lamp constant. Another object of the present invention is to provide a power-saving device that is easy to maintain and that can continue to light a high-pressure discharge lamp even when a power adjustment element or the like fails.
上記課題を解決するために、本発明の節電装置は、電力調整素子を用いて高圧放電灯の消費電力を節減する装置において、交流電源からの入力電圧を測定する電圧測定回路と、高圧放電灯に出力する目標電力を設定する設定回路と、入力電圧より予測される電力を目標電力まで降下させるための制御量を予め記憶する記憶回路と、入力電圧の測定値に応じた制御量を記憶回路から読み出して電力調整素子を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a power saving device according to the present invention includes a voltage measuring circuit for measuring an input voltage from an AC power source and a high pressure discharge lamp in a device that uses a power adjustment element to save power consumption of the high pressure discharge lamp. A setting circuit for setting the target power to be output to the memory, a storage circuit for storing in advance a control amount for reducing the power predicted from the input voltage to the target power, and a storage circuit for storing the control amount according to the measured value of the input voltage And a control circuit for controlling the power adjustment element by reading from the power supply.
また、本発明の節電装置は、上記構成に加え、電力調整素子を迂回するバイパス回路と、バイパス回路を開閉するリレーと、高圧放電灯の導通状態を検出する導通検出回路とを備え、導通検出回路が高圧放電灯の非導通を検出したときに、制御回路がリレーを駆動して、バイパス回路を閉じることを特徴とする。 In addition to the above configuration, the power saving device of the present invention includes a bypass circuit that bypasses the power adjustment element, a relay that opens and closes the bypass circuit, and a conduction detection circuit that detects the conduction state of the high-pressure discharge lamp. When the circuit detects non-conduction of the high pressure discharge lamp, the control circuit drives the relay to close the bypass circuit.
本発明の節電装置によれば、目標電力を設定し、入力電圧より予測される電力が目標電力まで下がるように電力調整素子を制御するので、入力電圧が変動した場合でも、放電灯に一定の電力を出力できる。したがって、高圧放電灯の照度を一定に保ち、チラツキや不点灯を発生させることなく、消費電力を節減できるという効果がある。しかも、電力調整素子の制御量が記憶回路に予め記憶されているので、制御回路の構成を簡略化し、応答性を高め、装置全体を小型かつ安価に製作できるという利点もある。 According to the power saving device of the present invention, the target power is set, and the power adjustment element is controlled so that the power predicted from the input voltage is lowered to the target power. Therefore, even when the input voltage fluctuates, the discharge lamp has a constant value. Power can be output. Therefore, the illuminance of the high-pressure discharge lamp is kept constant, and there is an effect that power consumption can be reduced without causing flickering or non-lighting. In addition, since the control amount of the power adjustment element is stored in the storage circuit in advance, there is an advantage that the configuration of the control circuit is simplified, the responsiveness is improved, and the entire apparatus can be manufactured in a small size and at low cost.
また、導通検出回路が高圧放電灯の非導通を検出したときに、電源電圧がバイパス回路を経由して高圧放電灯に供給されるので、電力調整素子等の故障に際し、フェイルセーフを確保し、放電灯を継続して点灯させることができ、メンテナンスが容易になるという効果がある。 In addition, when the continuity detection circuit detects the non-conduction of the high pressure discharge lamp, the power supply voltage is supplied to the high pressure discharge lamp via the bypass circuit. The discharge lamp can be lit continuously, and there is an effect that maintenance becomes easy.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は節電装置の構成を機能的に示すブロック図であり、図2は節電装置の動作を示すフローチャートである。図3は電力調整素子であるトライアックの動作を示す電圧波形図であり、図4は定出力節電方式による節電結果を例示する電力特性図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram functionally showing the configuration of the power saving apparatus, and FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the power saving apparatus. FIG. 3 is a voltage waveform diagram illustrating the operation of the triac that is a power adjustment element, and FIG. 4 is a power characteristic diagram illustrating a power saving result by the constant output power saving method.
図1に示すように、この実施例の節電装置11は、水銀灯やナトリウム灯などの高圧放電灯12の近傍(例えば、配電盤内部)に設置されるケース13を備えている。ケース13の外面には、交流電源14に接続される2つの入力端子15と、放電灯12に接続される2つの出力端子16とが配設されている。一方の出力端子16は安定器17を介して放電灯12に接続される。
As shown in FIG. 1, the
ケース13には回路基板(図示略)が内装され、回路基板上の主回路20に、交流電源14から入力した電圧の波形を調整するトライアック21が設けられるとともに、トライアック21を迂回するようにバイパス回路22が接続されている。また、回路基板上には、交流電源14からの入力電圧を測定する電圧測定回路23と、高圧放電灯12に出力する目標電力を設定する設定回路24と、トライアック21の制御量を予め記憶する記憶回路25と、記憶回路25から読み出した制御量でトライアック21を制御する制御回路26と、放電灯12の導通状態を検出する導通検出回路27とが配設されている。
The
バイパス回路22上には、この回路22を開閉するb接点型のリレー28が設けられている。設定回路24には、目標電力を定格電力に対する比率(例えば、60〜100%)で設定するダイヤル29が設けられている。記憶回路25には、トライアック21の制御量として、入力電圧より予測される電力を目標電力まで降下させるための波形処理データが一覧テーブルの形態で格納されている。そして、制御回路26が電圧測定回路23から入力した測定値に対応する波形処理データを記憶回路25から読み出し、トライアック21の導通タイミングを制御するように構成されている。
A b-
上記構成の節電装置11において、次に、高圧放電灯12の節電方法について説明する。図2に示すフローチャートにおいて、はじめに、節電装置11の入力端子15に電源が投入されると、制御回路26が起動し、節電制御を準備するための起動処理を行う(S1)。起動処理では、リレー28を励磁し、バイパス回路22を開き、トライアック21に起動信号を出力し、主回路20を閉じて、電源電圧を放電灯12に供給する。そして、放電灯12が完全点灯状態になるまで、数分間待機する(S2)。
Next, a power saving method of the high
次に、制御回路26は、ダイヤル29によって設定された目標電力を設定回路24から読み出し(S3)、現在の入力電圧を電圧測定回路23から入力する(S4)。続いて、入力電圧の測定値に対応する波形処理データを記憶回路25から抽出し、タイミング信号をトライアック21に出力する(S5)。そして、図3に例示するように、トライアック21を指定されたタイミングで導通させ、入力電圧波形の一部(ハッチングで示す部分)を半サイクルごとにカットし、電圧を0Vに落し、カット幅Wに応じた量の電力を削減する(S6)。
Next, the
その後、制御回路26は、導通検出回路27から入力した信号に基づいて、放電灯12の導通状態を確認する(S7)。導通を確認できたときには、入力電圧測定処理に復帰し、波形処理を継続する(S4〜S6)。導通を確認できないときは、トライアック21の故障で主回路20が開いたままの状態であると判断し、リレー28を消磁し、バイパス回路22を閉じ、電源電圧を放電灯12に供給する。リレー28にb接点型のものを使用しているため、トライアック21の故障のほか、ヒューズ(図示略)の溶断を含む回路部品の破損で制御回路26が動作不能に陥った場合でも、バイパス回路22を確実に閉じることができる。
Thereafter, the
この実施例の節電装置11によれば、次のような作用効果を期待できる。
(a)目標電力を設定し、入力電圧より予測される電力が目標電力まで降下するように、トライアック21を制御しているので、図4に示すように、入力電圧の変動による影響を受けることなく、高圧放電灯12に常時一定の電力(目標電力)を供給できる。
(b)このため、放電灯12の照度を一定に保ち、チラツキや不点灯のない状態で、消費電力を節減できる。
(c)また、入力電圧の変動を抑え、放電灯12に一定の電力を供給するので、放電灯12の寿命が長くなる。
(d)入力電圧を常時測定してトライアック21を制御しているので、急激な電圧降下が発生した場合でも、放電灯12を安定した状態で点灯させることができる。
According to the power saving
(A) Since the
(B) For this reason, the illuminance of the
(C) Moreover, since the fluctuation | variation of input voltage is suppressed and fixed electric power is supplied to the
(D) Since the
(e)設定回路24のダイヤル29を操作することで、目標電力を段階的に変更できるので、放電灯12の設備環境に応じた効率のよい節電を行うことができる。
(f)例えば、夕方時に電力需要が低下する設備環境では、不必要に高い電源電圧が供給されるが、交流電源14から入力した電力を目標電力まで降下させることで、放電灯12の消費電力を効率よく節減できる。
(g)また、図4に示すように、入力電圧が電源電圧(交流定格電圧)を上回る範囲で変動しがちな設備環境では、目標電力を定格電圧の100%に設定したとしても、余剰電力をカットして、節電効果を上げることができる。
(E) Since the target power can be changed stepwise by operating the
(F) For example, in an installation environment where the power demand decreases in the evening, an unnecessarily high power supply voltage is supplied. However, the power consumption of the
(G) In addition, as shown in FIG. 4, in an equipment environment where the input voltage tends to fluctuate in a range exceeding the power supply voltage (AC rated voltage), even if the target power is set to 100% of the rated voltage, the surplus power Can be cut to increase the power saving effect.
(h)トライアック21の波形処理データが記憶回路25に予め記憶されているので、電圧測定回路23や制御回路26の構成を簡略化でき、また、簡易な制御プログラムを使用して応答性を高めることもできる。
(i)このため、節電装置11を小型かつ安価に、しかも高機能に製作でき、例えば、一灯の放電灯12に一台の節電装置11が設置される照明設備において、経済的な節電を行うことができる。
(j)導通検出回路27が放電灯12の非導通を検出したときに、リレー28がバイパス回路22を開き、電源電圧を放電灯12に供給するので、トライアック21等の故障に際してフェイルセーフを確保し、放電灯12を継続して点灯させることができる。
(k)このため、特に、道路や工場等の高所に設置される放電灯12において、管球交換等の回数を減らし、照明設備のメンテナンスを容易に行うことができる。
(H) Since the waveform processing data of the
(I) For this reason, the
(J) Since the
(K) For this reason, in particular, in the
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、節電装置11に通信機能を持たせ、無線リモコンやパソコン等の遠隔操作機器を使用し、高所に設置された放電灯12のON/OFFに加え、目標電圧の設定等を遠隔地から操作できるように構成するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the
11 節電装置
12 高圧放電灯
14 交流電源
21 トライアック
22 バイパス回路
23 電圧測定回路
24 設定回路
25 記憶回路
26 制御回路
27 導通検出回路
28 リレー
DESCRIPTION OF
Claims (2)
交流電源からの入力電圧を測定する電圧測定回路と、高圧放電灯に出力する目標電力を設定する設定回路と、入力電圧より予測される電力を目標電力まで降下させるための制御量を予め記憶する記憶回路と、入力電圧の測定値に応じた制御量を記憶回路から読み出して電力調整素子を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする節電装置。 In a power saving device that uses a power adjustment element to reduce the power consumption of a high-pressure discharge lamp,
A voltage measurement circuit for measuring the input voltage from the AC power supply, a setting circuit for setting the target power output to the high-pressure discharge lamp, and a control amount for lowering the power predicted from the input voltage to the target power are stored in advance. A power-saving device comprising: a memory circuit; and a control circuit that reads a control amount corresponding to a measured value of an input voltage from the memory circuit and controls a power adjustment element.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140514 |