专利名称：路灯稳压节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种路灯稳压节电器，尤其是具有大功率输出的稳定路灯电压的节电器。
目前已有的路灯节电器，一种是由一个双向可控硅及移相控制线路组成，可控硅串联在路灯线路中，通过改变触发脉冲相位，使路灯电压降低并稳定在一个整定的数值上，这是一个典型的交流调压线路，由于这种节电器直接对电压进行斩波，使电压波形不连续，严重畸变，产生强大的谐波辐射，频谱宽，干扰广播，而且对电网造成严重的谐波污染，是电力部门所不允许的，因此这种节电器至今无法推广应用。另一种公知的可用于路灯的可控硅调压线路图载于清华大学1973年出版的《晶体管电路(二册)》一书中，这种调压器构造是由辅助电源变压器、两个双向可控硅连接而成，利用可控硅开关把辅助变压器次级交流电压反向迭加在路灯电源上，使输出电压降低，通过降压达到节电及灯泡延寿效果。这个线路由于结构不完善，经试验只能用于小功率，功率稍大时可控硅会失控短路，不能满足城市大功率路灯线路的需要。
因此，现有上述公知调压线路不能用作大功率的路灯节电器之用。
本实用新型的目的是提供一种路灯稳压节电器，它能输出大功率数十至数百千伏安，克服大功率路灯干线无法安装路灯稳压节电器的缺点。
本实用新型的目的是这样实现的在线路
图1中，辅助变压器B初级并联接在电源U上，次级L2一端接电源U，另一端接可控硅SCR2阳极，SCR2阴极与SCR1阴极相接作为输出U1，SCR1的阳极与交流电抗器L的一端相连，L另一端与电源U相连。L2、L、SCR1、SCR2串联组成一个调压环路。L可在环路中任意位置串入。在两可控硅的阳极上并联电容器C，利用其储存电能在SCR1导通时反向加在SCR2两端，强迫其可靠关断；联锁触发变压器B1初级接到SCR1的阴、阳极，次级串联电阻R3接到SCR2的控制极、阴极；C及B1的作用是避免两可控硅出现共通的短路局面。
由于采用上述方案，可以使调压器无论输出功率多大都不会出现短路现象，特别适合用作大功率的路灯稳压节电器，它具有体积小，损耗少、结构简单、造价低廉、稳压性能可靠的优点。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详述。
图1是本实用新型实施例主电路原理图。
图2是本实用新型实施例完整线路图。
图3是本实用新型实施例移相触发时序图。
图中B.辅助电源变压器 B1.联锁触发变压器 B2.脉冲变压器SCR1.第一可控硅SCR2.第二可控硅L.限流电抗器L2.电源变压器次级绕组 C.蓄能电容器 C1.电容器A1、A2.运算放大器 R1-3.电阻 U.交流电源电压U1.节电器输出电压 U2.辅助电压G1、G2.可控硅控制极Ua.梯形同步电压Ub.锯齿电压Uc.整定电压V1.测量电压 V2.门槛电压 V3.同步电压 V4.直流电源本实用新型主电路原理图见图1，L为限流电抗器，其作用是限制辅助电压环路(环路由L2、L、SCR1、SCR2构成)内SCR1、SCR2状态转换瞬间短路环流值，使可控硅不至于失控变为二极管。实践证明，加入电抗器后，在负载情况下消除了短路现象，但在空载情况下，仍有短路现象发生，为此增加一个有强迫关断作用的蓄能电容器C，它并联接到两个可控硅的阳极，它在SCR1导通时，强迫关断SCR2，其工作过程如下当电源为正半周且SCR2导通时，电容C及SCR2上导通压降的电压极性如图1所示，电容C上正下负，SCR2左正右负。当SCR2导通一定时间后，SCR1再导通，于是电容C上电压反向加在SCR2两端，强迫SCR2关断。实验证明，增加蓄能电容器C后，无论调压器处于负载或空载状态，都不再发生短路现象。
图1中，初级接SCR1阳极、阴极两端的触发变压器B1通过次级向SCR2提供触发信号，当SCR1导通时，其阴阳极两端电压为0，B1初级无电流，次级输出为0，SCR2没有触发信号，保证了SCR2在SCR1导通期间不被误触发。当流过SCR1的电流过零后，SCR1自行关断，关断后其两端电压上升，B1初级有电流，次级有触发电压输出，SCR2才能导通，避免了SCR1与SCR2共通的可能。
由于设置了上述3个防短路元件，使已有调压器原理得以应用于需大功率输出的路灯隐压节电器上。
下面给出一个带自动移相线路的完整具体实施例(见图2)图2中，B为辅助电源变压器，其次级L2产生一个40V左右的辅助电压U2，U2与电源电压U串联，合成输出电压U1，给路灯供电。辅助变压器的同名端如图2接法时，U2与U反相串联，为降压状态U1＝U-U2图2中，双向可控硅SCR1、SCR2，辅助电源变压器B的次级L2构成一个电压调节器，其工作波形如图3。
图3(a)中，电源电压U的正半周0～t1时，SCR1处于关断状态，联锁触发变压器B1初级得电，其次级输出电流使SCR2首先触发导通，有负载电流通过SCR2，此时电源电压U(如虚线所示)与辅助电压U2反向相加，结果输出电压U1比输入电压U小(如实线所示)U1＜U在时间t1时，SCR1开始导通，把蓄能电容器电压反向加在SCR2的两端，SCR2被强迫关断，此时电源电压通过SCR1直接输出U1＝U负半周时，工作情况与正半周相同。
由图3(a)可见，当SCR2导通角变化时，输出电压U1也跟着变化，当SCR2导通角越大时，辅助电压串联接入的时间t1就越长，输出电压U1就越低。反之，当SCR2导通角越小时，输出电压U1就越高。
由此可见，只要自动改变可控硅的导通角，就可以使输出电压U1稳定在一个比输入电压U小的数值上，从而达到降压稳压节电的目的。
图2中，V3为全波整流后的同步电压，其波形见图3(b)。运算放大器A1作整形用，它把同步全波整流电压放大整形成为梯形波，见图3(c)。
R1、C1、D1、A1组成锯齿波发生器，其工作原理是当A1输出第一个梯形波时，电容C1经R1充电，C1端电压按指数曲线逐渐上升，当梯形波结束时，A1输出为0电位，C1所充电荷通过D1迅速放电，C1电位变0；当第二个梯形波到来时，重复上述过程，于是在C1上产生了连续的锯齿波，其波形见图3(d)。
图2中，V1是测量电压，此电压随电网电压变化而变化，此电压在可调电阻R2动臂上的分压成为整定电压，它与锯齿波电压在运算放大器A2中进行比较，当锯齿波电压大于整定电压时，A2输出矩形脉冲，经三极管放大后通过脉冲变压器B2触发第一可控硅SCR1，波形见图3(e)、(f)。
前已述及，第二可控硅SCR2的触发脉冲则由联锁触发变压器B1提供，其波形如图3(g)所示。
图3中的触发脉冲时序，适用于负载为纯电阻性的情况。
自动稳压过程如下当电网电压上升时，负载电压也相应上升。由于测量电压随电网电压的变化而变化，V1上升，R2动臂上的分压上升，其与锯齿波电压的交点后移，输出脉冲变窄，SCR1的导通角变小，相应SCR2的导通角变大，接入更多的反向辅助电压，使负载电压下降从而维持负载电压基本不变。
相反，当电网电压下降时，负载电压也下降，SCR1导通角增大，SCR2导通角减小，接入的反向辅助电压也减少，使负载电压上升，维持负载电压基本不变，达到自动稳压作用。
权利要求1.一种路灯稳压节电器，由辅助变压器次级通过两个可控硅与电源反向串联连接，其特征是在辅助变压器次级L2及可控硅SCR1、SCR2组成的闭合环路中串联连接限流电抗器L，在可控硅SCR1、SCR2的阳极上并联连接蓄能电容器C，在两可控硅上连接联锁触发变压器B1；
2.根据权利要求1所述的路灯稳压节电器，其特征是联锁触发变压器的初级绕组与可控硅SCR1的阴、阳极连接，次级绕组串联R3后与可控硅SCR2的控制极、阴极连接。
专利摘要路灯稳压节电器,由辅助变压器、可控硅、限流电抗器、蓄能电容器、联锁触发变压器组成,限流电抗器与调压环路串联,限制环路每半周产生的瞬间环流值,防止可控硅失控,蓄能电容器与调压环路并联、联锁触发变压器初次级与两可控硅分别连接,防止可控硅出现共通现象,解决了现有线路存在的大功率情况下产生的短路技术问题,使之能够输出数十千伏安以上功率,适用于作大城市干线路灯稳压节电器,本实用新型具有损耗少、造价低、稳压性能可靠、几乎无谐波污染特点。
文档编号G05F1/10GK2377551SQ9824537
公开日2000年5月10日 申请日期1998年10月24日 优先权日1998年10月24日
发明者陈甲标 申请人:陈甲标, 姚普粮