专利名称：具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明控制箱，特别是涉及一种具有增量电压调幅投切方式的在线式照明控制箱。
背景技术：
在我国，目前照明用电约占社会总用电量的12％，由于我国是一个能源匮乏的国家，节约照明用能将是一个永恒的课题。现有的照明节能所采用的主要方法是在一定的条件下降低灯具的工作电压，理论上对于线性负载，10％的降压幅度可以降低19％的能耗，当灯具为非线性的气体放电灯时，降低的能耗则会更多，所以照明灯具采用降压方法进行节能的效果是比较显著的，降压节能技术一般有电压调幅和电子调压二种，前者优点是输出波形无畸变，实现简单，而后者主要应用了电子斩波技术，具有体积小，节能效率高，自身功耗低等优点，但会产生大量谐波，污染电网，治理谐波成本将高于节能所带来的利益，所以不采用此方法，在电压调幅技术上使用最多的是变压器抽头式、自藕变压器式、磁饱和式和补偿式等几种形式的交流电压调幅方式，主要使用的电压调幅方法有二种调压器方式，和接触器切换方式，调压器方式由于易受环境、功率、寿命要求等的影响故较少采纳，所以普遍采用结构简单、维护方便、受环境等影响较小的变压器抽头接触器投切方式，这种调压方式存在以下几个问题，一是体积大，内部需有一组大功率的变压器，二是大功率的变压器自身损耗大，三是功率因素底，四是成本高，但最致命的问题是，在有载调压投切瞬间过程中，电路会产生短暂的10-50ms的断电现象(即电流闪断)，会在电流闪断的瞬态过程中，产生很大的冲击电流，对线路上的电气设备、节电控制设备造成损伤，引起设备和器件的故障，于是为了减少电流闪断对电路的冲击，尽可能减少接触器的投切次数，这虽然能降低电流闪断频率，但在根本上没有解决问题，却又带来牺牲稳压功能的新问题，从而制约了该项技术在照明节电领域中的广泛应用。
发明内容
本发明的目的是要提供一种具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱，它不但能有效地降低照明用电，而且，还无电流闪断现象、易实现稳压功能、能有效地降低自身的功耗，并结构简单、体积小。
为了达到上述的目的本发明的解决方案是本发明的具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱具有一箱体，所述的箱体内装配有一电气线路安装板，所述的电气线路安装板上的电气线路由一次电气回路部分和增量电压调幅投切回路部分所构成，所述的增量电压调幅投切回路部分包含有调压、稳压控制回路部分、调压变压器TB1、TB2、TB3及电压检测单元，所述的调压、稳压控制回路部分电连接着调压变压器TB1、TB2、TB3的增量电压调压控制开关，所述的增量电压调压控制开关为接触器J1、J2、J3、J4、J5、J6，所述的接触器J1、J2、J3、J4、J5、J6即是增量电压的投切执行机构，所述的调压变压器TB1、TB2、TB3为单相原边抽头的调压变压器，所述的调压变压器TB1由调压变压器TB1的副边绕组端子1、2串联在主电源的输入端A与调压输出端X之间，所述的主电源的输入端A和所述的调压变压器TB1的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB1的原边绕组端子7之间串联连接有调压控制开关的保护保险丝F1、常开触点J1-1的及常开触点J6-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子5与常开触点J1-1的动触点和常开触点J6-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J4-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子6与常开触点J4-1的动触点和常开触点J6-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J5-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子4与常开触点J1-1的动触点和常开触点J4-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J3-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子4和常开触点J3-1的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线上串接有一常开触点J2-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子3与主电源的输入端N和常开触点J2-1的动触点之间的接点电连接，所述的调压变压器TB2通过调压变压器TB2的副边绕组端子1、2串接在主电源的输入端B与调压输出端Y之间，所述的主电源的输入端B和所述的调压变压器TB2的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB2的原边绕组端子7之间串接联接有调压控制开关的保护保险丝F2、常开触点J1-2及常开触点J6-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子5与常开触点J1-2的动触点和常开触点J6-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J4-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子6与常开触点J4-2的动触点和常开触点J6-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J5-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子4与常开触点J1-2的动触点和常开触点J4-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J3-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子4和常开触点J3-2的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线串接有一常开触点J2-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子3与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线电连接，所述的调压变压器TB3通过调压变压器TB3的副边绕组端子1、2串接在主电源的输入端C与调压输出端Z之间，所述的主电源的输入端C和所述的调压变压器TB3的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB3的原边绕组端子7之间串接联接有调压控制开关的保护保险丝F3、常开触点J1-3及常开触点J6-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子5与常开触点J1-3的动触点和常开触点J6-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J4-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子6与常开触点J4-3的动触点和常开触点J6-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J5-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子4与常开触点J1-3的动触点和常开触点J4-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J3-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子4和常开触点J3-3的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线上串接有一常开触点J2-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子3与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线电连接。
由于本发明改变了现有的交流电压调幅投切技术，采取了新颖的增量电压调幅投切技术，对于需要大功率交流电压降压，调压范围在0％——20％之间的装置，其所需的调压变压器的最大容量仅为额定输出功率的20％，另外，输出电压的调压控制应用变压器原边直接抽头的方式，则变压器为降压变压器，变压器原边的电流是副边电流的20％，所以调压的控制电流也仅为输出电流的20％，这对于大功率的调压是非常有利的，同时，输出功率可以做得很大，在同等输出功率的调压装置中其体积为最小，调压变压器自身的损耗相对于系统总功率来说可以忽略不计，在保证调压变压器的工作状态不饱和，则输出的电压波形就不会产生畸变，电路结构非常简单，所用元件数量少、成本低、可靠性高，使用小的控制电流可以调节大的输出电流，同时增量电压调幅投切技术也从根本上解决了原交流电压调幅投切技术所带来的电流闪断问题，从理论和实际上提供了一个根除电流闪断的新的技术手段。
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是本发明的在线照明控制箱的电气原理图。
图2是本发明的增量电压调幅投切回路的电气原理图。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明的具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱作进一步的详细描述。
参照图1和图2，所述的具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱，它由箱体和箱体内的电气线路安装板所构成，所述的电气线路安装板上的电气线路包括一次电气回路部分和增量电压调幅投切回路部分，所述的增量电压调幅投切回路部分包含调压、稳压控制回路部分、调压变压器TB1、TB2、TB3及电压检测单元，所述的调压、稳压控制回路部分电连接着调压变压器TB1、TB2、TB3的增量电压调压控制开关，所述的增量电压调压控制开关为接触器J1、J2、J3、J4、J5、J6，且为增量电压的投切执行机构，所述的调压变压器TB1、TB2、TB3为单相原边抽头的调压变压器。
所述的调压变压器TB1由调压变压器TB1的副边绕组端子1、2串联在主电源的输入端A与调压输出端X之间，所述的主电源的输入端A和所述的调压变压器TB1的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB1的原边绕组端子7之间串联连接有调压控制开关的保护保险丝F1、常开触点J1-1的及常开触点J6-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子5与常开触点J1-1的动触点和常开触点J6-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J4-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子6与常开触点J4-1的动触点和常开触点J6-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J5-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子4与常开触点J1-1的动触点和常开触点J4-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J3-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子4和常开触点J3-1的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线上串接有一常开触点J2-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子3与主电源的输入端N和常开触点J2-1的动触点之间的接点电连接。
所述的调压变压器TB2通过调压变压器TB2的副边绕组端子1、2串接在主电源的输入端B与调压输出端Y之间，所述的主电源的输入端B和所述的调压变压器TB2的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB2的原边绕组端子7之间串接联接有调压控制开关的保护保险丝F2、常开触点J1-2及常开触点J6-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子5与常开触点J1-2的动触点和常开触点J6-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J4-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子6与常开触点J4-2的动触点和常开触点J6-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J5-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子4与常开触点J1-2的动触点和常开触点J4-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J3-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子4和常开触点J3-2的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线串接有一常开触点J2-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子3与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线电连接，所述的调压变压器TB3通过调压变压器TB3的副边绕组端子1、2串接在主电源的输入端C与调压输出端Z之间，所述的主电源的输入端C和所述的调压变压器TB3的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB3的原边绕组端子7之间串接联接有调压控制开关的保护保险丝F3、常开触点J1-3及常开触点J6-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子5与常开触点J1-3的动触点和常开触点J6-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J4-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子6与常开触点J4-3的动触点和常开触点J6-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J5-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子4与常开触点J1-3的动触点和常开触点J4-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J3-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子4和常开触点J3-3的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线上串接有一常开触点J2-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子3与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线电连接。
所述的调压、稳压控制回路部分电连接着调压变压器TB1、TB2、TB3的增量电压调压控制开关也可采用可控硅电子开关。
本发明的增量电压调幅投切回路的工作原理是将二路独立的、同频同相或同频反相的交流电压相串联，其串联后产生的合电压既为相加后的交流输出电压，当串联的二路交流电压同相位时，输出电压为这二路电压之和，当串联的二路交流电压反相位时，输出电压为这二路电压之差，如果二路电压中有一路电压发生变化，则输出电压也相应发生变化。在本发明的电路中，参与相加的二路电压被分为主电压和调节电压，主电压直接取自电网电压，调节电压由一个调压变压器生产，该调压变压器的原边直接连接到主电压上，这样在调压变压器的副边就可以得到一个与主电压同频同相或同频反相的交流电压，再将调压变压器的副边与主电压相加，产生输出电压，当变压器的输出电压改变时，相加后的输出电压也将改变。
本发明的增量电压调幅投切技术的使用，从图2中可以看到，三相调压电路是由三组相同的单相调压电路组成的，现以所述的调压变压器TB1所组成的A-X调压电路说明，主电源从A-X端输入，一路经与所述的调压变压器TB1的副边串联后输出到X-N端，另一路经F1、J1-J6与所述的调压变压器TB1原边的短路开关；J3-J6为调压开关，在控制逻辑中，J1与J2是严格互锁的，调压电路的工作分为直通不调压和调压二个状态，在直通不调压的状态时，J1断开，J2闭合，这时所述的调压变压器TB1的原边与A-N端的连接被断开，同时所述的调压变压器TB1的原边被短路，使所述的调压变压器TB1的副边只有很小的短路阻抗，主电源从A-N端几乎没有损失地直接输出到X-N端，在调压状态时，J1闭合，J2断开，J3-J6中将只有一个被闭合，这时所述的调压变压器TB1的原边与A-N端相连接，使所述的调压变压器TB1的副边产生一个相应的电压，该电压与A-N端的电压叠加后输出到X-N端，其中当J3闭合时，所述的调压变压器TB1的副边产生的电压最高，输出电压的调节值达最大值，当J6闭合时，所述的调压变压器TB1副边产生的电压最低，输出电压的调节值最小。
本发明的增量电压调幅投切调压线路适用于升、降压幅度在±20％以内的应用中，此时调压变压器这一路产生的最大输出电压为额定电压的20％，调压变压器输出的最大功率也为额定功率的20％，其余80％的输出功率都由另一路的主电网电压直接提供，本发明的增量电压调幅投切调压线路尤其适用于照明灯具的降压节能应用中。
权利要求
1.一种具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱，它包括箱体、箱体内的电气线路安装板，电气线路安装板上的电气线路包括一次电气回路部分和增量电压调幅投切回路部分，所述的增量电压调幅投切回路部分包含有调压、稳压控制回路部分、调压变压器TB1、TB2、TB3及电压检测单元，所述的调压、稳压控制回路部分电连接着调压变压器TB1、TB2、TB3的增量电压调压控制开关，其特征在于所述的增量电压调压控制开关为接触器J1、J2、J3、J4、J5、J6，且为增量电压的投切执行机构，所述的调压变压器TB1、TB2、TB3为单相原边抽头的调压变压器，所述的调压变压器TB1由调压变压器TB1的副边绕组端子1、2串联在主电源的输入端A与调压输出端X之间，所述的主电源的输入端A和所述的调压变压器TB1的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB1的原边绕组端子7之间串联连接有调压控制开关的保护保险丝F1、常开触点J1-1的及常开触点J6-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子5与常开触点J1-1的动触点和常开触点J6-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J4-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子6与常开触点J4-1的动触点和常开触点J6-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J5-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子4与常开触点J1-1的动触点和常开触点J4-1的动触点之间的接点串联有一常开触点J3-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子4和常开触点J3-1的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线上串接有一常开触点J2-1，所述的调压变压器TB1的原边绕组端子3与主电源的输入端N和常开触点J2-1的动触点之间的接点电连接，所述的调压变压器TB2通过调压变压器TB2的副边绕组端子1、2串接在主电源的输入端B与调压输出端Y之间，所述的主电源的输入端B和所述的调压变压器TB2的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB2的原边绕组端子7之间串接联接有调压控制开关的保护保险丝F2、常开触点J1-2及常开触点J6-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子5与常开触点J1-2的动触点和常开触点J6-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J4-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子6与常开触点J4-2的动触点和常开触点J6-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J5-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子4与常开触点J1-2的动触点和常开触点J4-2的动触点之间的接点串接有一常开触点J3-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子4和常开触点J3-2的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线串接有一常开触点J2-2，所述的调压变压器TB2的原边绕组端子3与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线电连接，所述的调压变压器TB3通过调压变压器TB3的副边绕组端子1、2串接在主电源的输入端C与调压输出端Z之间，所述的主电源的输入端C和所述的调压变压器TB3的副边绕组端子1的接点与所述的调压变压器TB3的原边绕组端子7之间串接联接有调压控制开关的保护保险丝F3、常开触点J1-3及常开触点J6-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子5与常开触点J1-3的动触点和常开触点J6-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J4-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子6与常开触点J4-3的动触点和常开触点J6-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J5-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子4与常开触点J1-3的动触点和常开触点J4-3的动触点之间的接点串接有一常开触点J3-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子4和常开触点J3-3的静触点之间的接点与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线上串接有一常开触点J2-3，所述的调压变压器TB3的原边绕组端子3与主电源的输入端N和调压输出端N之间的零线电连接。
2.根据权利要求1所述的具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱，其特征在于所述的增量电压调压控制开关采用可控硅电子开关。
全文摘要
一种具有增量电压调幅投切方式的在线照明控制箱。它包括箱体、箱体内的电气线路安装板，其上的电气线路包括一次电气回路部分和包含有调压、稳压控制回路部分、为单相原边抽头的调压变压器TB1、TB2、TB3及电压检测单元的增量电压调幅投切回路部分，调压、稳压控制回路部分电连接为接触器J1、J2、J3、J4、J5、J6的增量电压调压控制开关，在增量电压调幅投切回路中，参与相加的二路电压被分为主电压和调节电压，主电压直接取自电网电压，调节电压由一个调压变压器产生，该调压变压器的原边直接连接到主电压上，在调压变压器的副边即得到一个与主电压同频同相或同频反相的交流电压，将调压变压器的副边与主电压相加，产生输出电压，当变压器的输出电压改变时，相加后的输出电压也将改变。
文档编号H05B37/02GK101056488SQ20061002567
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者曾强, 李民 申请人:上海鑫素数码科技有限公司