专利名称：新型灯光节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节电器，特别是一种照明灯光系统用的节电器。
背景技术：
由于能源的日趋紧张，各种节电器涌现市场。目前在照明节电器中有自耦式变压器调输出的方案和晶闸管斩波型方案。但晶闸管斩波型在调压时将产生大量谐波污染，大多数厂家因此采用自耦式变压器调输出的方案。这种方案如图1所示，图中KM旁路接触器；KM1205V输出控制接触器，即低节电档KM2195V输出控制接触器，即高节电档；T调输出自耦式变压器即调相线；RL负载。
该技术方案是通过调节自耦式变压器次级线圈数量，来达到改变输出电压的目的。在控制原理上，KM和KM1、KM2互锁，KM1和KM2互锁，由L端接入市电相线即火线，B点接负载RL，N为零线，其工作过程如下①、旁通(非节电)KM1、KM2先断开，再吸合KM，UA＝UB，RL两端电压等于市电电压；②、低节电(在标准市电220V下，输出为205V)，先断开KM1，再吸合KM2；③、由低节电转为高节电(标准市电220V下，输出为195V)，先断开KM1，再吸合KM2。
从以上的调压原理和工作过程可看出该方案存在以下几个方面的技术缺陷①、由于节电器工作的总电流I＝IR+IT，而IT的电流较小，较大的电流IR通过B点经过RL形成闭合回路，因此KM，KM1，KM2在切换时，触点流过电流大，容易损坏接触器，严重影响了节电器本身的稳定性和使用寿命；
②、由于在每次切换时，负载RL必须先脱离供电回路，再接入，这样就造成了负载RL有断电的现象，其断电时间为2个接触器动作的时间。这种情况，如果RL为照明负载，就容易造成发光源熄灭再启动，也就是节电行业中所说的“闪断”现象。此现象对灯具的损伤较大；③、电压调节时，由于有负载的“闪断”现象和接触器切换电流较大，在实际运用时不可能设置多档自动调节，严重降低了机器的智能化程度和适用性。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种调节自耦式变初级即输入端线圈的数量，来达到改变输出电压的目的，同时调节切换时触点电流小，不易损坏接触器；调节切换过程中没有“闪断”现象；可以设置多档调节，便于系统智能化的新型灯光系统节电器。
上述目的采用以下的技术方案即可以实现本技术方案的节电器与现有技术一样，包括一个变压器T，变压器T包括互相串接的一个初级线圈CB和一个次级线圈BA，初级线圈CB的一端C与市电零线N连接，次级线圈BA的一端A与市电的火线L连接，灯光负载R一端接在初级线圈CB和次级线圈BA的接点B，另一端接零线N，在初级线圈CB和灯光负载R之间并联有一个接触器KM，其改进是所说的初级线圈CB被分割成至少两段Ba1和a2C；在初级线圈CB的断开点a1、a2之间串接一个接触器KM5；在线圈a2C的中间设置两个抽头E和D，抽头E、D和线圈a2C的端点C分别连接一个接触器KM3、KM2、KM1；在线圈Ba1的中间设置一个抽头F，抽头F连接一个接触器KM4；接触器KM4、KM3、KM2、KM1的另一端均与零线N连接；上述的接触器KM与接触器KM4、KM3、KM2、KM1互锁，接触器KM4、KM3、KM2、KM1之间也互锁；这些接触器的动作靠微电脑系统程序进行控制运行。
本实用新型的优点是1.克服了次级线圈大电流切换的缺陷，实现了初级线圈的小电流切换，避免了“闪断”现象的发生。
为了说明这个问题，让我们先简单的认识一下自耦变压器带负载降压运行时的电流分配状况。如图2所示，图中L和N分别接220V的交流电源；变压器的B为固定输出电压210V；RL为负载。
从图中可看出，I为总的输入电流，IR为负载电流，IT为流经变压器线圈LBC的电流。我们假设输入电压为标准的220V，I＝100A的条件下将压运行，那么IT的电流值计算如下∵UAC＝220V VBC＝210V∴UAB＝220-210＝10V变压器T的功耗PT＝I×VAB＝100×10＝1000VA流经线圈LBC的电流IT＝PT÷UBC＝1000÷210＝4.76A根据以上计算可知，此时流经线圈LBC的电流IT约占总电流的5％。
如果能通过改变线圈LBC的匝数来调节B点输出电压就可以克服原方案的大电流切换，同时在换档时，断开LBC，不影响负载RL，通过线圈LAB形成闭合回路。对RL来说就没有断电现象的发生，稳定了负载正常运行，就突破了原方案存在的技术缺陷。
根据自耦变压器的工作原理，完全可在不改变变压器线圈LAB匝数的前提下，通过调节变压器初级线圈LBC的匝数改变输出端B的电压，本方案就是采用调节变压器初级线圈LBC的匝数的方法来实现输出电压的。
2.克服了切换时，接触器触点瞬间高压放电，容易损坏接触器的缺陷。
造成切换时接触器触点瞬间高压放电的原因是，由于LBC的线圈匝数较多，线圈储能较多，在断开LBC时，接触器触点会造成高压拉弧，容易损坏切换器件。根据电感储能的特性，如果线圈匝数越少，在断开时产生的电动势就小，切换器件触点拉弧就越小。本技术方案将变压器线圈LBC线圈换档时，分割为3～4段，将LBC上储存的能量通过2～3点释放，降低每一点的能量释放，就可消除因拉弧而损坏切换器件的现象。
3.由于可以进行多档调节，因此使用范围大，并且便于实现系统智能化的新型灯光系统节电器。
为了使本实用新型更加清晰，下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是现有技术的节电器的电路原理图。
图2是自耦变压器带负载降压运行时的电流分配状况图。
图3是本实用新型的节电器实施例一的电路原理图。
图4是本实用新型的节电器实施例二的电路原理图。
图5是微电脑控制方框图。
图6是微电脑控制程序流程图。
具体的实施方式实施例一，参看图3。图中变压器T的LBC段线圈被接触器KM5分成两段；A点为输入电压点；B点为可变输出端；C点为95％Vin输出调节端，由KM1控制；D点为93％Vin输出调节端，由KM2控制；E点为90％Vin输出调节端，由KM3控制；F点为88％Vin输出调节端，由KM4控制；L为相线输入端；N为零线；RL为负载。
本实施例包括一个变压器T，变压器T包括互相串接的一个初级线圈CB和一个次级线圈BA，初级线圈CB的一端C与市电零线N连接，次级线圈BA的一端A与市电的火线L连接，灯光负载R一端接在初级线圈CB和次级线圈BA的接点B，另一端接零线N，在初级线圈CB和灯光负载R之间并联有一个接触器KM。所说的初级线圈CB被分割成两段Ba1和a2C；在初级线圈CB的断开点a1、a2之间串接一个接触器KM5；在线圈a2C的中间设置两个抽头E和D，抽头E、D和线圈a2C的端点C分别连接一个接触器KM3、KM2、KM1；在线圈Ba1的中间设置一个抽头F，抽头F连接一个接触器KM4；接触器KM4、KM3、KM2、KM1的另一端均与零线N连接；上述的接触器KM与接触器KM4、KM3、KM2、KM1互锁，接触器KM4、KM3、KM2、KM1之间也互锁；这些接触器的动作靠微电脑系统程序进行控制运行。
实施例二，参看图4。本实施例与实施例一基本相同，其区别在于所说的初级线圈CB被分割成三段Ba1、a2b1和b2C；在初级线圈CB的断开点a1、a2和b1、b2之间分别串接一个接触器KM5、KM6；在线圈a2b1的中间设置两个抽头F和E，抽头F和E分别连接一个接触器KM4、KM3；在线圈b2C的中间设置一个抽头D，抽头D和线圈b2C的端点C分别连接一个接触器KM2、KM1；接触器KM4、KM3、KM2、KM1的另一端均与零线N连接；上述的接触器KM与接触器KM4、KM3、KM2、KM1互锁，接触器KM4、KM3、KM2、KM1之间也互锁；这些接触器的动作靠微电脑系统程序进行控制运行。
控制的过程如下所述当需调节电压时，例如输出电压从95％Vin降为93％Vin，在程序控制下，切换过程是①KM1、KM5、KM6同时断开；②再吸合KM2；③再吸合KM5、KM6，完成自动切换过程。
可以看出在完成步骤①时，线圈LBC被分割为LBa1，La2b1，Lb2C三段，将能量释放分为KM5、KM6和KM1三个接触器，使切换动作点的释放量大大减少。同时RL始终没有断电，所以不会造成照明器有“闪断”现象。切换器件KM1～KM6的功率均较小，最大功率也仅为旁路接触器KM容量的20％，大大降低了生产成本，提高设备的稳定性。
当需退出降压时，KM1～KM6中闭合的器件同时断开，KM再吸合，UA＝UB，RL两端电压为市电电压。
在此过程，RL的电流始终通过LAB形成回路。在KM吸合时，仅仅短接变压器线LAB，所以KM的切换电流也较小，旁路接触器KM的使用时间将比原方案延长。
在线圈BC分两段的工作过程中少一个接触器KM6的工作，其他相同。
该方案，配合相应的微电脑系统控制电路，可在降压调节时，做到逐步降压，减少灯光在调节电压时产生的闪烁感，同时实时跟踪电网电压，及时调节输出电压，保证使用场所的照明度。
其微电脑系统控制程序是从电网模拟量信号输入到A/D转换器，转换后的信号输入微电脑，微电脑控制驱动电路，驱动电路驱动接触器控制单元动作，同时由节电器输出的模拟量再反馈到A/D转换器，实时监控节电器的输出状态。具体控制程序的流程如图5所示，这里不再赘述。
根据上述的工作原理，如果将初级线圈分成4段或更多段同样是可以的，这要根据用户的照明系统的实际需要进行设计。因此，本实用新型的保护范围并不限于实施例所公开的范围，根据本实施例进行改变而形成的等同技术方案，也应当属于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种新型灯光节电器，包括一个变压器(T)，变压器(T)包括互相串接的一个初级线圈(CB)和一个次级线圈(BA)，初级线圈(CB)的一端(C)与市电零线(N)连接，次级线圈(BA)的一端(A)与市电的火线(L)连接，灯光负载(RL)一端接在初级线圈(CB)和次级线圈(BA)的接点(B)，另一端接零线(N)，在初级线圈(CB)和灯光负载(RL)之间并联有一个接触器(KM)，其特征是所说的初级线圈(CB)被分割成至少两段(Ba1)和(a2C)；在初级线圈(CB)的断开点(a1)、(a2))之间串接一个接触器(KM5)；在线圈(a2C)的中间设置两个抽头(E)和(D)，抽头(E)、(D)和线圈(a2C)的端点(C)分别连接一个接触器(KM3)、(KM2)、(KM1)；在线圈(Ba1)的中间设置一个抽头(F)，抽头(F)连接一个接触器(KM4)；接触器(KM4)、(KM3)、(KM2)、(KM1)的另一端均与零线(N)连接；上述的接触器(KM)与接触器(KM4)、(KM3)、(KM2)、(KM1)互锁，接触器(KM4)、(KM3)、(KM2)、(KM1)之间也互锁；这些接触器的动作靠微电脑系统程序进行控制运行。
2.根据权利要求1所述的新型灯光节电器，其特征是所说的初级线圈(CB)被分割成三段(Ba1)、(a2b1)和(b2C)；在初级线圈(CB)的断开点(a1)、(a2)和(b1)、(b2)之间分别串接一个接触器(KM5)、(KM6)；在线圈(a2b1)的中间设置两个抽头(F)和(E)，抽头(F)和(E)分别连接一个接触器(KM4)、(KM3)；在线圈(b2C)的中间设置一个抽头(D)，抽头(D)和线圈(b2C)的端点(C)分别连接一个接触器(KM2)、(KM1)；接触器(KM4)、(KM3)、(KM2)、(KM1)的另一端均与零线(N)连接；上述的接触器(KM)与接触器(KM4)、(KM3)、(KM2)、(KM1)互锁，接触(KM4)、(KM3)、(KM2)、(KM1)之间也互锁；这些接触器的动作靠微电脑系统程序进行控制运行。
3.根据权利要求1或2所述的新型灯光节电器，其特征是所说的微电脑系统程序是从电网模拟量信号输入到A/D转换器，转换后的信号输入微电脑，微电脑控制驱动电路，驱动电路驱动接触器控制单元动作，同时由节电器输出的模拟量再反馈到A/D转换器，由微电脑实时检测节电器的输出状况。
专利摘要本实用新型公开了一种新型灯光节电器，旨在克服现有的节电器利用次级线圈大电流切换，使切换过程中接触器触点电流大，易损坏接触器；切换过程中有“闪断”现象的缺陷。本实用新型是通过把初级线圈至少分割成两段，再利用初级线圈进行小电流切换；在初级线圈的断开点之间分别串接一个接触器；在分段的初级线圈中设置抽头，每个抽头连接一个接触器。上述的各个接触器之间互锁且并联接地；这些接触器的动作靠微电脑系统程序进行控制运行，从而使节电器使用范围大，故障率低，智能化程度高，可适用于各种照明系统中节电之用。
文档编号H02M5/02GK2831686SQ200520067159
公开日2006年10月25日 申请日期2005年11月4日 优先权日2005年11月4日
发明者陈建业 申请人:深圳市诺尔科技实业有限公司