专利名称：照明节能电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种照明节能装置，尤其涉及一种具有智能调压输出的照明节能装置。
至今为止，国内外照明节能电源主要是研究和开发高效灯具，如稀土高效节能灯及各种节能荧光灯，并研究制造了配套电子镇流器，实现了单个灯具节能。但由于这类灯具价格贵，约为白炽灯的8-10倍，普通荧光灯的4-5倍，而且使用寿命较短，用户都说这种节能灯“节电不节钱”，因此实际经济效益不高。大功率照明方面，主要是研究和制造了高效气体放电灯，如金属卤化物灯，高压钠灯等，这些灯具与过去的大功率白炽灯、碘乌灯相比，效率都提高了许多倍，但仍然是单个灯具节能。近年有些厂家只是利用调压变压器将市电调整在某一固定电压上，抑制高压达到节能，根本没有从气体放电光源的特殊物理特性去寻求解决办法，因此其节能效率都在20％以下。
本实用新型的目的在于提供一种照明节能电源，实现灯具及整个照明网络的节能，延长灯具寿命，且成本低。
为了实现上述目的本实用新型提供了一种照明节能电源，它包括电压调整器、三相变压器或三相自耦变压器和微电脑控制器，所述的三相变压器由多绕组组成，每个绕组具有至少一个输出抽头，经电压调整器接至照明节能电源的输出端；微电脑控制器的控制信号端与电压调节器的各控制端相连，用以按设定的控制程序适时控制电压调节器以控制向负载输出所需的电压及供电电源的开/关。
本装置由于采用微电脑控制器和电压调整装置，可在点亮照明灯之后降低供电电压，利用灯具亮度与其电压的非线性关系，保证灯的亮度基本不变。并可根据实际需要而控制灯的开合和关断以及改变灯的亮度，从而实现节能的效果。
以下结合附图及实施例对本实用新型作出进一步的说明。
图1为本实用新型的具体实施例的照明节能电路结构方框图。
图2为本实用新型的具体实施例的照明节能电源在线路中的连接图。
图3为本实用新型的具体实施例的照明节能电源原理电路图。
图4为图3所示的本实用新型在具体应用中的节电率与照度关系曲线图。
图5为测试图4所示的本实用新型在具体应用中的节电率与照度关系实验数据表而使用的实验电路原理方框图。
如图1所示，为本实用新型的具体实施例的电路结构方框图。保护开关SW1的输入端与电源相连，一个输出端接至三相变压器1(也可以是三相自耦变压器1)，另一个输出端直接接至负载，当节能电源故障时，可通过保护开关SW1将市电切换至旁路继续向负载供电。三相变压器由多个绕组组成，每个绕组具有多个抽头，与电压调整器的输入端相连，分别输出不同电压值。微电脑控制器3输出控制信号用以控制电压调整器5。供电电源经滤波器2接微电脑控制器3，用以滤除电网中的高次谐波以保证控制器本身对电源的要求。在本实施例当中，也可不使用滤波器2而直接使用其它供电电源为微电脑控制器3供电，另外对于保护开关SW1，也可使用二位置保护开关SW1，一位接至电流，另一位接至三相变压器1或直接去除保护开关SW1，或直接将三相变压器1接至供电电源。
本装置基本工作原理为保护开关SW1将三相380V市电输入给三相自耦变压器1(或三相变压器1)，市电电压均分在三个绕组上，每个绕组具有多个抽头，分别输出不同电压值，微电脑控制器3由微电脑及控制软件组成，按事先设定的控制程序适时控制电压调整器5。向负载输出所需的电压，实现节电而基本不降低灯具亮度的目的。此微电脑控制器3的控制模式分别有恒定电压控制模式、恒定亮度控制模式和时间段控制模式三种方式。
为了更详细的说明本实施例的实现方法，现结合图3以时间段控制模式为例说明电路的工作原理及控制模式的实现方法。例如某处路灯要求每天18时开灯，早上6时关灯。18-24时为第一时间段，要求既节电又不明显降低亮度，0-6时为第二时间段，夜深入静，路灯亮度允许降低5-8％，6时关闭路灯，如何实现节能控制？如图3所示，保护开关SW1为三位置三相四点式保护开关SW1，当开关处于“0”位置，为空载状态，当开关处于“I”位置时，为电源旁路状态，当开关置于“II”位置及逻辑开关MT1、MT2合闸时，为照明节能电源待机状态，控制电路全部进入初始化，此时，受微电脑控制器3控制的各控制输出信号均为0，作为输出电压调整器5的交流接触器C1-C7常开，故节能电源输出为0，负载(灯具)全部熄灭，但微电脑控制器3亦不断自动检测内置时钟。当时间为1800时CPU指令B6发出信息，使交流接触器C6吸合，照明节能电源输出市电电压，全部路灯预热并逐步点燃，约4-8分钟，全部路灯点燃并进入正常照明状态。当时间为1810时，CPU指令BR发出信息，而B6中断信息，即交流接触器C6断开而交流接触器C7吸合，此时输出电压为200V。根据气体放电灯的特殊物理特性，此时灯具电压降低而亮度基本不变(前面己有说明)，达到节能目的。灯具电压和亮度一直保持不变，直到下一个时间段。当时钟为2400时，CPU指令B4发出信息同时指令BR中断信息，即交流接触器C7断开而交流接触器C4吸合，此时照明节能电源输出电压为188V，灯具进一步节能，而亮度少许下降(此时节能约为48％，亮度下降约5％)，此时灯具电压和亮度一直保持到下一时间段。当时钟为600时，CPU指令B4中断信息，即交流接触器C4断开，此时节能电源输出为0，实现了600路灯自动关闭，系统重新进入初始待机状态。但CPU仍不断检测时钟。当时钟为1800时，CPU循环上述控制过程，实现路灯自动开启点燃分时段节能及自动关灯的全过程。时间段根据用户实际需要可在24小时内任意设置起止时间和段数及各段时间的供电电压。按控制面板上液晶显示菜单，十分方便地进行调整和设置。
另外，还可以用光传感器感应室内外光线的强弱，进而控制灯具发光强弱。如图3所示光敏传感装置4的输出端口(J1-1～J1-10)与CPU的相应端相连，进而控制CPU发出相应的控制信号。这就是恒定亮度控制模式，它构成本实用新型的另一种实施例，同样也可达到节能目的。
本装置根据气体放电光源灯特殊特定、固有物理特性伏安特性，灯具点燃后其亮度照度与供电电压呈非线性关系的特性，通过微电脑控制器3及控制软件程序，按用户要求设定的时间段或电压段或恒定亮度要求，自动调控输出供给负载电压，实现照明灯具整体节能30％-60％的目的。本设计原理新颖，设计思路独特，它是在深入研究了各种气体放电光源独特的伏安特性，发现这类灯具一旦点燃后，其亮度与供给它的电压不是线性关系而是非线性关系这一特性而设计出了本装置，实现了基本不降低灯具亮度而达到很高的节能效果。本装置具有适用于所有气体放电光源及所有节能灯且实现了照明网络整体节能而不是单个灯具节能。本装置安装简便，无需辅助设备，对原照明线路及灯具不需进行任何改造，投用后无人值守。本装置效率高于98％，并不对电网和环境产生谐波和无线电干扰。它具有智能化管理，适应性好，微电脑按用户设定的时间段或电压段或恒定亮度要求自动调控负载电压均可达到节能效果。本装置可自带防护机柜和门锁，确保使用安全。本装置由于抑制了瞬时高压和长期高压，可延长灯具使用寿命5倍以上。它可减少灯具维护和更换人工费用。且本装置不影响原节能灯的节能效果，可在原节能的基础上进一步节能。
表一是通过此电路可得出的节能率η与照度L的关系实验数据，由此实验数据所得的节电率与照度关系及其曲线如图4所示。本实用新型照明节能电源样机的最大节电率为70％，此时的输出电压为160V。
总之，本实用新型具有以下优点；1、节省电费，节省灯具损耗费、节省灯具维修更换费、做到了“节电又节钱”，完全改变了现有节电设备“节电不节钱”的弊端，经济效益巨大。
2、开辟了大面积照明网络整体节电的新途径，特别适合我国能源紧缺的国情，有利于照明大户贯彻落实《中华人民共合国节能法》，大量节电就相当于减少燃煤发电对大气的污染。具有重大社会效益。
3、本装置完全抑制了高电压对负载的冲击，使灯具发光稳定、柔和，不产生刺眼强光，符合缘色照明条件。
4、本装置为国家实施节约能源，加强环境保护和可持续发展战备提供了一种技术手段，社会意义深远。
权利要求1.一种照明节能电源包括电压调整器(5)，其特征是它包括三相变压器或三相自耦变压器(1)和微电脑控制器(3)，所述的三相变压器(1)由多绕组组成，每个绕组具有至少一个输出抽头，经电压调整器(5)接至照明节能电源的输出端；微电脑控制器(3)的控制信号端与电压调节器的各控制端相连，用以按设定的控制程序适时控制电压调节器以控制向负载输出所需的电压及供电电源的开/关。
2.如权利要求1所述的照明节能电源，其特征是它还包括保护开关(SW1)，所述的保护开关(SW1)为三相保护开关(SW1)，输入端与三相交流电源相连，一个输出端接至三相变压器(1)，经电压调整器(5)接至负载，另一个输出端直接接至负载，当节能电源故障时，可通过保护开关(SW1)将市电切换至旁路继续向负载供电。
3.如权利要求1或2所述的照明节能电源，其特征是它还包括滤波器(2)，所述滤波器(2)与微电脑控制器(3)和电源控制端相连，用以滤除电网中的高次谐波以保证控制器(3)本身对电源的要求。
4.如权利要求1或2所述的照明节能电源，其特征是所述的照明节能电源还包括光传感装置(4)，所述的光传感装置(4)的输出端与微电脑控制器(3)的控制输入端相连。
5.如权利要求3所述的照明节能电源，其特征是所述的照明节能电源还包括光传感装置，所述的光传感装置的输出端与微电脑控制器(3)的控制输入端相连。
6.如权利要求1或2所述的照明节能电源，其特征是所述的三相变压器或三相自耦变压器(1)的每个绕组具有多个输出抽头，分别输出215V和160V之间的多个对应的电压。
7.如权利要求3所述的照明节能电源，其特征是所述的三相变压器或三相自耦变压器(1)的每个绕组具有多个输出抽头，分别输出215V和160V之间的多个对应的电压。
8.如权利要求4所述的照明节能电源，其特征是所述的三相变压器或三相自耦变压器(1)的每个绕组具有多个输出抽头，分别输出215V和160V之间的多个对应的电压。
9.如权利要求5所述的照明节能电源，其特征是所述的三相变压器或三相自耦变压器(1)的每个绕组具有多个输出抽头，分别输出215V和160V之间的多个对应的电压。
专利摘要本实用新型公开一种照明节能电源,包括电压调整器、三相变压器或三相自耦变压器和微电脑控制器,所述的三相变压器由多绕组组成,每个绕组具有至少一个输出抽头,经电压调整器接至照明节能电源的输出端;微电脑控制器的控制信号端与电压调节器的各控制端相连,用以按设定的控制程序适时控制电压调节器以控制向负载输出所需的电压及供电电源的开/关。实现节能的效果。
文档编号H05B39/00GK2475248SQ0122102
公开日2002年1月30日 申请日期2001年4月6日 优先权日2001年4月6日
发明者陈忠和, 杜润祥 申请人:陈忠和, 杜润祥