專利名稱：一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置，具體涉及一種采用DSP控制的全 數(shù)字化不間斷動態(tài)調(diào)節(jié)器壓型照明節(jié)電裝置，屬于節(jié)能領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，節(jié)電降耗已成為關(guān)乎國民經(jīng)濟的一個重要課題，其中占社會總消耗能量 約10%的照明負載的節(jié)電問題尤為突出。由于供電電網(wǎng)是一個非常龐大的系統(tǒng)。為了補償供電線路的電壓損耗，滿足線路 末端用戶電壓在允許范圍內(nèi)的需要，供電端(通常為配電變壓器400V低壓輸出端)的電壓要高于額定電壓的5% 10%左右。這樣一來，在用電的高 峰期可以保證末端用戶的供電電壓不低于允許的范圍，而在用電的低谷期就使得末端用戶 的供電電壓大大超過照明電光源所允許的電壓上限，使得用電設(shè)備工作電流增大，發(fā)熱量 增加，電能消耗增多，這樣不僅浪費能源，而且還大大地縮短了用電設(shè)備的壽命。目前，為了解決照明系統(tǒng)中由于電源電壓的偏高所帶來的電耗浪費問題，一般是 在電源端采用交流調(diào)壓的節(jié)能方式，常用的是晶間管斬波節(jié)能裝置和自耦降壓器調(diào)控裝 置。前者具有調(diào)節(jié)速度快、精度高、體積小、重量輕等特點。但是，經(jīng)過相控輸出的電壓嚴重 畸變，含有大量的高次諧波成分，對電網(wǎng)有污染。此外，由于氣體放電光源都配有補償電容 器，因此晶閘管相控調(diào)壓式照明節(jié)電器不能用于氣體放電光源，只能用于燈絲類電光源。具 體應(yīng)用的場合非常有限，主要用在賓館、酒店大堂的大型組合型裝飾燈具(白熾燈)上作為 調(diào)光、變光使用。而后者雖然可以實現(xiàn)電壓的正弦波輸出，但它串在主回路中所承受的電流很大， 一方面會因調(diào)壓電刷在線圈表面滑動產(chǎn)生火花引起磨損，另一方面本身的功耗也很大。不 僅如此，這種節(jié)能裝置存在的最大缺點是在調(diào)節(jié)的過程中輸出電壓存在著瞬時的電壓閃 變、斷電現(xiàn)象，對照明電光源的正常使用不利。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置，其目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)在調(diào)壓 節(jié)能過程中存在的斷電現(xiàn)象和電壓嚴重畸變的問題。為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置，包括包括至少一個雙向可控硅、電壓電流檢測 電路、可控硅驅(qū)動電路、旁路接觸器、與負載燈具連接的補償變壓器、用于提供交流電的交 流電源、數(shù)字控制電路和旁路接觸器驅(qū)動電路；所述可控硅驅(qū)動電路的一端與所述數(shù)字控制電路連接，另一端與所述雙向可控硅 連接，用于控制所述雙向可控硅的開啟；所述雙向可控硅，位于所述補償變壓器的輸入側(cè)與所述交流電源之間；所述電壓電流檢測電路，連接到所述數(shù)字控制電路，用于檢測所述交流電源和負
3載燈具的電壓和電流；所述旁路接觸器連接到所述旁路接觸器驅(qū)動電路，該旁路接觸器由第一觸點和第 二觸點組成，用于控制所述照明節(jié)電裝置在旁路模式和調(diào)壓節(jié)電模式之間切換，第一觸點 與所述補償變壓器的輸出側(cè)并聯(lián)，該第一觸點的一端與負載燈具連接，另一端與所述交流 電源連接，用于控制負載燈具和交流電源通斷，第二觸點位于所述補償變壓器的輸入側(cè)與 該交流電源之間，用于該補償變壓器的輸入側(cè)和交流電源通斷；所述補償變壓器的輸入側(cè)與所述交流電源連接；所述數(shù)字控制電路根據(jù)電壓電流檢測電路輸出的電流信號來控制旁路接觸器驅(qū) 動電路，并且根據(jù)電壓電流檢測電路輸出的電壓信號來控制補償變壓器輸入側(cè)的繞組的接 通和斷開；所述旁路接觸器驅(qū)動電路一端與旁路接觸器連接，另一端與所述數(shù)字控制電路連 接，用于控制旁路接觸器的第一觸點、第二觸點的通斷。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，還包括一個與數(shù)字控制電路相連接的鍵盤顯示器。2、上述方案中，所述補償變壓器輸入側(cè)由四個繞組串聯(lián)，輸出側(cè)有一個與負載燈 具串聯(lián)的繞組，該輸出側(cè)的繞組的另一端與所述交流電源連接，用于調(diào)壓。3、上述方案中，所述雙向可控硅為兩個反向并聯(lián)的可控硅。由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、利用串聯(lián)在主電路中補償變壓器繞組上附加交流電壓與供電電壓疊加，達到對 輸出電壓的降壓、調(diào)壓作用，并且輸出電壓為可變正弦波，沒有高次諧波的干擾，因此應(yīng)用 的場合十分廣泛，適用于所有照明光源的電壓調(diào)節(jié)。2、補償變壓器的電壓調(diào)節(jié)采用分級控制，調(diào)節(jié)開關(guān)采用大功率可控硅，可以做到 快速地零電壓或零電流切換，并且切換在補償變壓器的輸入側(cè)進行，與負載隔離，負載在電 壓調(diào)節(jié)的瞬間沒有斷電現(xiàn)象，只有輸出電壓瞬時的少許波動，因而對照明電光源的正常使 用就非常有利。本實用新型具有線路簡單、調(diào)節(jié)靈活、使用方便等特點。

附圖1為本實用新型不間斷動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置控制部分框圖；附圖2為本實用新型中主電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置，包括至少一個雙向可控硅、電壓電流檢測電路109、可控硅驅(qū)動電路104、旁路接觸器 201、與負載燈具連接的補償變壓器202、用于提供交流電的交流電源204、數(shù)字控制電路 102和旁路接觸器驅(qū)動電路103 ；所述可控硅驅(qū)動電路104，用于控制所述雙向可控硅的開啟，該可控硅驅(qū)動電路 104 一端與所述數(shù)字控制電路102連接，另一端與該雙向可控硅連接；所述雙向可控硅，位于所述補償變壓器202的輸入側(cè)與所述交流電源204之間；[0031]所述電壓電流檢測電路109，連接到所述數(shù)字控制電路102，用于檢測所述交流電 源204和負載燈具的電壓和電流；所述旁路接觸器201，連接到所述旁路接觸器驅(qū)動電路103，用于控制所述照明節(jié) 電裝置在旁路模式和調(diào)壓節(jié)電模式之間切換，由第一觸點J1、第二觸點J2組成，與負載燈 具203串聯(lián)的第一觸點J1另一端與所述交流電源204的一端連接，用于控制負載燈具203 和該交流電源204通斷，第二觸點J2位于所述補償變壓器202的輸入側(cè)與該交流電源204 之間，用于該補償變壓器202的輸入側(cè)和交流電源204通斷；所述補償變壓器202的輸入側(cè)與所述交流電源204連接，該補償變壓器202輸入 側(cè)由四個繞組串聯(lián)，輸出側(cè)有一個與負載燈具串聯(lián)的繞組，該輸出側(cè)的繞組的另一端與所 述交流電源連接，用于調(diào)壓；所述數(shù)字控制電路102，根據(jù)電壓電流檢測電路109輸出的電流信號來控制旁路 接觸器驅(qū)動電路103 ；根據(jù)電壓電流檢測電路109輸出的電壓信號來控制補償變壓器202 輸入側(cè)的繞組的接通和斷開；所述旁路接觸器驅(qū)動電路103，用于控制旁路接觸器201的第一觸點、第二觸點的 通斷，該旁路接觸器驅(qū)動電路103 —端與旁路接觸器201連接，另一端與所述數(shù)字控制電路 102連接；一個與數(shù)字控制電路102相連接的鍵盤顯示器101 ；所述雙向可控硅為兩個反向并聯(lián)的可控硅。本實施例上述內(nèi)容具體解釋如下，本實施例由硬件電路包括控制電路和主電路， 以及軟件控制算法兩部分組成。主電路中補償變壓器的輸入側(cè)即原邊即輸入側(cè)有多個抽 頭，每個抽頭可以通關(guān)控制以便控制輸出側(cè)即付邊電壓。而輸出側(cè)即付邊與負載燈具串聯(lián) 并接入電源。則負載上的電壓就等于電源電壓減去所串聯(lián)的變壓器付邊即輸出側(cè)電壓。通 過補償變壓器原邊抽頭通斷控制就能改變負載所加電壓的大小，起到調(diào)節(jié)燈光亮度和節(jié)能 的目的。補償變壓器原邊抽頭的通斷控制是由以DSP為核心的數(shù)字控制電路通過兩個反向 并聯(lián)的可控硅進行的。如圖1所示，本實施例的控制部分包括鍵盤顯示器101，數(shù)字控制電路102，旁路 接觸器驅(qū)動電路103，可控硅驅(qū)動電路104，雙向可控硅105、106、107、108，電壓電流檢測電 路109。主電路部分如圖2所示，包括旁路接觸器201，補償變壓器202，負載燈具203，交 流電源204，雙向可控硅205、206、207、208。圖2中的補償變壓器202的輸入側(cè)即原邊有N1、N2、N3、N4繞組，根據(jù)實際需要繞 組的個數(shù)可以改變。每個繞組有一個抽頭分別通過反向并聯(lián)的可控硅205、206、207、208與 電源交流電源204的一端相連接。補償變壓器202的輸出側(cè)即付邊僅有NO繞組，并且與負 載燈具203得一端和電源的另外一端相連接。補償變壓器202繞組的同名端如圖2中“*” 所示。旁路接觸器201有兩對觸點J1和J2。其中J1常閉觸點，J2為常開觸點。正常情況 下，數(shù)字控制電路102控制旁路接觸器驅(qū)動電路103使旁路接觸器201吸合，則J1斷開，J2 導(dǎo)通，不間斷動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置處于調(diào)壓節(jié)電控制模式。如果出現(xiàn)故障狀態(tài)，數(shù)字控 制電路102控制旁路接觸器驅(qū)動電路103使旁路接觸器201釋放，則J1導(dǎo)通，J2斷開，不 間斷動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置處于旁路模式，保證負載燈具203不間斷工作。當(dāng)不間斷動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置處于調(diào)壓節(jié)電控制模式時，數(shù)字控制電路102通過電壓電流檢測電路109檢測主電路的電壓和電流信號。其中，電流信號用于系統(tǒng)保護， 如果主電路電流超過設(shè)定值時，數(shù)字控制電路102控制旁路接觸器驅(qū)動電路103使旁路接 觸器201釋放，轉(zhuǎn)入旁路模式。數(shù)字控制電路102得到電源電壓信號后，根據(jù)設(shè)定的輸出電 壓控制策略來控制補償變壓器202的輸入側(cè)即原邊繞組的接通和斷開。任意一個時刻，補 償變壓器202的輸入側(cè)即原邊繞組最多有1個處于接通狀態(tài)。如果需要從一個抽頭接通轉(zhuǎn) 換到另外一個抽頭接通時，首先在抽頭轉(zhuǎn)換的過程中，由于補償變壓器202的輸出側(cè)即付 邊始終與負載燈具203串聯(lián)在電源上，因此可以實現(xiàn)不間斷供電。只是在轉(zhuǎn)換瞬間電壓會 有波動，通過對數(shù)字控制電路102的設(shè)置，可以使轉(zhuǎn)換操作不要頻繁進行，因此也就不會降 低照明效果。 上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù) 的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。 凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置，其特征在于包括至少一個雙向可控硅、電壓電流檢測電路(109)、可控硅驅(qū)動電路(104)、旁路接觸器(201)、與負載燈具連接的補償變壓器(202)、用于提供交流電的交流電源(204)、數(shù)字控制電路(102)和旁路接觸器驅(qū)動電路(103)；所述可控硅驅(qū)動電路(104)的一端與所述數(shù)字控制電路(102)連接，另一端與所述雙向可控硅連接，用于控制所述雙向可控硅的開啟；所述雙向可控硅，位于所述補償變壓器(202)的輸入側(cè)與所述交流電源(204)之間；所述電壓電流檢測電路(109)，連接到所述數(shù)字控制電路(102)，用于檢測所述交流電源(204)和負載燈具的電壓和電流；所述旁路接觸器(201)連接到所述旁路接觸器驅(qū)動電路(103)，該旁路接觸器(201)由第一觸點(J1)和第二觸點(J2)組成，用于控制所述照明節(jié)電裝置在旁路模式和調(diào)壓節(jié)電模式之間切換，第一觸點(J1)與所述補償變壓器(202)的輸出側(cè)并聯(lián)，該第一觸點(J1)的一端與負載燈具連接，另一端與所述交流電源(204)連接，用于控制負載燈具和交流電源(204)通斷，第二觸點(J2)位于所述補償變壓器(202)的輸入側(cè)與該交流電源(204)之間，用于該補償變壓器(202)的輸入側(cè)和交流電源(204)通斷；所述補償變壓器(202)的輸入側(cè)與所述交流電源(204)連接；所述數(shù)字控制電路(102)根據(jù)電壓電流檢測電路(109)輸出的電流信號來控制旁路接觸器驅(qū)動電路(103)，并且根據(jù)電壓電流檢測電路(109)輸出的電壓信號來控制補償變壓器(202)輸入側(cè)的繞組的接通和斷開；所述旁路接觸器驅(qū)動電路(103)一端與旁路接觸器(201)連接，另一端與所述數(shù)字控制電路(102)連接，用于控制旁路接觸器(201)的第一觸點(J1)、第二觸點(J2)的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括一個與數(shù)字控制電路(102)相連 接的鍵盤顯示器(101)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述補償變壓器(202)輸入側(cè)由四個繞 組串聯(lián)，輸出側(cè)有一個與負載燈具串聯(lián)的繞組，該輸出側(cè)的繞組的另一端與所述交流電源 連接，用于調(diào)壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述雙向可控硅為兩個反向并聯(lián)的可控娃。
專利摘要一種動態(tài)調(diào)壓型照明節(jié)電裝置，包括至少一個雙向可控硅、電壓電流檢測電路、可控硅驅(qū)動電路、旁路接觸器、與負載燈具連接的補償變壓器、用于提供交流電的交流電源、數(shù)字控制電路和旁路接觸器驅(qū)動電路；所述可控硅驅(qū)動電路，用于控制所述雙向可控硅的開啟；所述電壓電流檢測電路，用于檢測所述補償變壓器輸出側(cè)的電壓和電流；所述數(shù)字控制電路，根據(jù)電壓電流檢測電路輸出的電流信號來控制旁路接觸器驅(qū)動電路；根據(jù)電壓電流檢測電路輸出的電壓信號來控制補償變壓器輸入側(cè)的繞組的接通和斷開。本實用新型具有電壓閃變對照明無影響和電壓畸變小的優(yōu)點。
文檔編號H05B37/02GK201585183SQ200920350428
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者吳祥興, 湯玉明 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)和順電氣股份有限公司