专利名称：智能通用灯光节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种智能通用灯光节电器，属节电产品技术领域，尤其是对带镇流器的气体放电类灯具可根据设置的程序和用户的要求提供自动切换节电档位或两次节电控制。
现有技术气体类灯具，已经被广泛应用在商场、超市、宾馆、机场、学校、办公楼等场所，也被使用于路灯，因为气体类灯具在启动时需要高电压和强电流，在启动平稳后，只需较低电压和电流，而不会影响其光照度，不过此时对供给的电压有一定的要求，供给的电压太低则会影响其光照度，为了提高电源的利用率，同时达到节电目的。人们希望让灯具在启动时有较高的电压，在正常工作时适当的控制其电压参数，如用电场所，有的时间段对光照度没有太高要求，则可以再次提高其的电源利用率，从而达到进一步节电的效果。比如，是路灯在前半夜车辆行人较多时，可以按节电器第一次的节电状态进行运作，而到后半夜车辆、行人稀少，光照度不需太强时，可以投入到第二次节电状态进行运作，目前，也有厂家提供节电器，但通常是采用一次节电的技术，即使要调整节电率也只能采取手动调整控制变压器上的节电档位来调整节电率，采用这样的调节方式在调档时不方便也不安全，同时，这类产品无法取得更好的节电效果，仍会给用户带来一定的损失，特别是当某些时段里对灯光光线要求不太高的时候，就无法给用户带来更高的节电率。
发明内容
本实用新型目的是提供一种通用智能灯光节电器，能根据负载情况按设定程序自动切换工作状态改变节电率，避免因手工切换时对用户的影响和安全问题。另一个目的是节电器本身可以根据设置的程序提供二次节电，起到更好的节电作用，填补了只采用一次节电的空缺。
基于上述要求，本实用新型采用的技术方案是一种通用智能灯光节电器，包括功率变换单元，信号检测单元和微机控制单元构成的控制电路，所述功率变换单元为变压器控制电路，控制变压器的初级线圈一端与电源的零线连接，另一端串联有单片机控制的接触器，接触器的常开触点连接电源相线，常闭触点连接在接触器的控制电路中，控制变压器的次级线圈位于电源相线的输入端与输出端之间，所述的信号检测单元包括电流互感器和A/D转换电路。电流互感器的初级(即电源相线)串联于负载电路的回路中，次级输出经A/D转换电路连接到单片机的输入端口，所述微机控制单元是单片机及其外围电路。
上面电路的简介中，由单片机构成主要的控制电路，单片机通过对信号检测单元的输入信号进行计算获取电路参数，并通过控制继电器接触器及控制变压器来调节电路的参数，以达到最佳的节电效果，开机时，继电器J1、J2处于常闭触点，互感器的初级线圈(即电源相线)与控制变压器的次级线圈和负载通过断路器K2构成回路，可以从信号检测单元获得检测值，但不会影响电压，此时，输出的电压为正常的高电压，气体放电灯开始启辉工作，经过设定时间后，气体放电灯均进入工作状态，此时单片机输出控制继电器J1或J2使其切换到常开触点，接触器KM3或KM2线圈构成回路，接触器吸合，控制变压器初级回路的一端与相线连通，可以影响其次级回路，从而使电压适度降低而保持气体放电灯的正常工作，由于适当降低了其工作电压，可以有效实现节电，另一方面单片机可以控制接触器的吸合，从而调节控制变压器的档位，使其实现自动切换和二次节电。(因为控制变压器上有两档输出电压)为了实现自动切换和二次节电还设有功率变换单元，所说的功率变换单元包括接触器KM1、KM2、KM3和继电器J1、J2，接触器KM1的常闭辅助触点串联于接触器KM2、KM3的控制电路中，继电器J1、J2的常闭触点串联于接触器KM1的控制电路中，继电器J1、J2的常开触点分别串联于KM3、KM2的控制电路中，当接触器KM1工作时，接触器KM2，KM3处于旁路状态，此时节电器为退出节电状态，当继电器J2的常开触点吸合时，接触器KM2工作，接触器KM1，KM3处于旁路状态，此时节电器进入第一节电状态，当单片机按设定的程序发出控制继电器J1吸合的指令后，接触器KM3投入工作，接触器KM2自动切换到旁路状态，此时节电器进入第二节电状态。
根据前面所说的要求功率变换单元可以有四种连线方式，其中之一是所述继电器J1的常闭触点一端通过断路器K1连接电源相线，另一端连接继电器J2的常闭触点，而继电器J2的常闭触点的另一端通过接触器KM2、KM3的常闭辅助触点连接接触器KM1的线圈，所述继电器J1、J2的常闭触点同时串联在接触器KM1的控制回路中，继电器J1的常开触点串联在接触器KM3的控制回路中，继电器J2的常开触点串联在接触器KM2的控制回路中，从而，继电器J1、J2在自动切换或二次节电的工作中是单独工作的，相互之间不受任何影响，继电器J1和J2由单片机控制，其中J1或J2分别单独连接在控制变压器档位切换的控制回路中。
另一种连接方式时，所述继电器J1的常闭触点一端与电源相线连接，另一端通过接触器KM2、KM3的常闭辅助触点与接触器KM1的线圈连接，常开触点连接，继电器J2的常闭触点，而继电器J2常闭触点的另一端通过接触器KM3、KM1的常闭辅助触点与接触器KM2的线圈连接，常开触点通过接触器KM2、KM1的常闭辅助触点与接触器KM3的线圈连接，在这种结构下，节电器自动切换和二次节电时，继电器J1、J2要同时工作，缺一不可，从而当继电器J1损坏时接触器KM2、KM3无法工作，即节电器退出节电状态，进入自动旁路状态。
另两种连接方式时，所述断路器K2串联到电源变压器初级线圈T2-1的回路中，其余部分的连接方式与前两种连接方式类同。
由于采用了上面的连接方式，本实用新型与现有技术相比具有更大的优势，具体如下1、由于本实用新型采用自动切换工作状态，因而可以根据负载的不同、灯光亮度需求的不同，自动切换控制变压器上的节电档位，而且，在切换时不会影响负载的正常供电和避免了手动切换控制变压器档位时的操作危险。
2、由于本实用新型具有二次节电功能，当光照要求不高时，可以由第一节电状态按程序设定的时间自动切换到第二节电状态，具有更大的节电空间，因而比那些只采用一次节电的产品具有更好的节电效果。
3、本实用新型的取样电路采用微机信号检测与以前采用取样变压器的节电器相比，信号检测能力更好。
图1为本实用新型实施例1的电路原理框图。
图2为本实用新型控制部分的原理框图。
图3、图4为本实用新型二次节电时的示意图。
图4为实施例1的电路原理示意图(控制部分未画出)图5、为实施例2的电路原理示意图(控制部分未画出)图7、图8为实施例3的电路原理示意图(控制部分未画出)具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例1参见图1、图2和图5所示，一种通用智能灯光节电器包括功率变换单元、自动旁路系统，信号检测单元、微机控制单元及其外围电路构成的控制电路，所述功率变换单元由变压器控制电路、接触器KM1、KM2、KM3、继电器J1、J2构成，信号检测单元采用微机检测方式。
本实施例中，设有两个断路器，断路器K1直接连接在相线进线端对整个回路及负载起保护作用，断路器K2连接在与控制变压器次级线圈串联的回路中，对节电器本身的主要部分起保护作用，控制变压器的次级线圈T1-2通过断路器K2串联在断路器K1与负载之间，向负载供电，其中接触器KM2、KM3的常闭触点是并联的，并连接有控制变压器的初级线圈T1-1控制变压器的初级线圈另一端连接零线，使其构成回路。
本实例的功率变换单元中采用两个继电器J1、J2常闭触点与接触器KM2、KM3的常闭辅助触头及接触器KM1线圈串联。继电器J1常开触点与接触器KM2、KM1的常闭辅助触点及接触KM3线圈串联，继电器J2常开触点与接触器KM3、KM1的常闭辅助触点及接触器KM2线圈串联构成，在所述的控制变压器次级线圈T1-2两端通过断路器K2与接触器的常开触点KM1-1并联。
本实施例以单片机作为控制电路的主体，信号检测单元的输出经A/D转换后连接至单片机的输入端口，同时，由单片机的输出端口分别控制继电器J1、J2。在启动时，继电器J1、J2位于常闭位置，此时，负载上有较高的电压可以供负载气体灯启辉，经一定时间后(按程序设定)气体放电类启辉完成，此时，单片机控制继电器J1或J2接入常开位置，接触器KM3或KM2得电吸合，常开触点KM3-1或KM2-1闭合，控制变压器的初级和次级圈相互影响，降低负载上的电压与电流从而起到节电的作用。同时单片机按设定的程序来控制继电器J1或J2，从而实现自动切换，最重要的就是可以根据用户要求和程序设定实现从第一次节电状态切换到第二节电状态即二次节电。在此工作过程中，当接触器KM1、KM2、KM3其中之一处于工作状态，其余两个不处于工作状态的接触器自动切换到旁路状态。
实施例2参见图1、图2和图6所示，一种通用智能灯光节电器包括功率变换单元，自动旁路电路，信号检测单元和微机控制单元与其外围电路构成的控制电路，所述功率变换单元由变压器控制电路、继电器J1、J2及接触器KM1、KM2、KM3构成，信号检测单元采用微机检测方式。
本实施例中，所述继电器J2的常闭触点连接在继电器J1的常开触点上，接触器KM2、KM3的控制回路分别连接在继电器J2的常闭触点和常开触点上，其余部分的连接结构与工作原理和实施例1同。
实施例3参见图1、图2和图7、8所示，一种通用智能灯光节电器包括功率变换单元，自动旁路电路，信号检测单元和微机控制单及其外围电路构成的控制电路，所述功率变换单元由变压器控制回路、继电器J1、J2接触器KM1、KM2、KM3构成，信号检测单元，采用微机检测方式。
本实施例中，所述断路器K2连接在电源变压器初级线圈T2-1的回路中，接触器常开触点KM1-1直接与控制变压器次级线圈T1-2并联，其余部分的连接结构与工作原理和实施例1、实施例2类同，当节电器本身发生故障时，断路器K2断开，控制变压器次级线圈T1-2仍向负载供电，同时继电器J1、J2的常闭触点，接触器KM2、KM3的常闭辅助触点回路接通。这过程中KM1-1接通前不会有瞬间的断电，使负载不发生闪烁，最适用于汞灯和钠灯，(因汞灯和钠灯在断电后须有5至10分钟的冷却时间才能重新启动，在夜晚需要照明的情况下，这是不允许的)。
权利要求1.智能通用灯光节电器，包括功率变换单元，信号检测单元，微机控制单元和自动旁路系统组成，其中微机控制单元由单片机及其外围电路构成，其特征在于所述信号检测单元包括电流互感器和A/D转换电路，电流互感器的初级为电源相线次级输出经A/D转换电路连接到单片机的输入端口。所述功率变换单元由接触器KM1、KM2、KM3和继电器J1、J2构成的回路组成。
2.根据权利要求1所述的智能通用灯光节电器，其特征在于接触器KM1的常开触点KM1-1串联于电源和负载之间，接触器KM1的常闭触点KM1-2串联于接触器KM2、KM3的控制电路中，继电器J1、J2的常闭触点分别串联于接触KM1、KM2的控制电路中，继电器J1、J2的常开触点分别串联于接触器KM3的控制电路中，接触器KM1、KM2、KM3的控制端位于继电器J1、J2之后，继电器的控制电路位于断路器K2之后。
3.根据权利要求1所述的智能通用灯光节电器，其特征在于所述接触器KM1的常开触点KM1-1串联于电源和负载之间，接触器KM1的常闭触点KM1-2串联于接触器KM2、KM3的控制电路中，继电器J2的常闭触点位于继电器J1的常闭触点和接触器KM2的控制电路中，继电器J2的常开连接在接触器KM3的控制电路。接触器KM1、KM2、KM3的控制端位于继电器J1、J2之后，继电器的控制电路位于断路器K2之后。
4.根据权利要求2所述的智能通用灯光节电器，其特征在于所述的断路器K2采用的是双P断路器，位于控制变压器T1的次级线圈T1-2的两端，即控制变压器T1的次级线圈T1-2是通过断路器K2与负载构成回路。
5.根据权利要求2所述的智能通用灯光节电器，其特征在于所述的断路器K2采用的是单P断路器，位于电源相线与电源变压器T2的初级线圈T2-1之间，即电源变压器T2的初级线圈T2-1的一端通过断路器K2与电源相线连接，另一端与电源零线连接构成回路。
6.根据权利要求3所述的智能通用灯光节电器，其特征在于所述的断路器K2采用的是双P断路器，位于控制变压器T1的次级线圈T1-2的两端，即控制变压器T1的次级线圈T1-2是通过断路器K2与负载构成回路。
7.根据权利要求3所述的智能通用灯光节电器，其特征在于所述的断路器K2采用的是单P断路器，位于电源相线与电源变压器T2的初级线圈T2-1之间，即电源变压器T2的初级线圈T2-1的一端通过断路器K2与电源相线连接，另一端与电源零线连接构成回路。
专利摘要本实用新型为一种智能通用灯光节电器，属节电产品技术领域，包括功率变换单元、信号检测单元及微机控制单元构成的控制电路，所述功率变换单元为变压器控制电路，所述的信号检测单元包括电流互感器和A/D转换电路，所述微机控制单元是单片机及其外围电路。本实用新型对带镇流器的气体放电类灯具可根据设置的程序和用户的要求提供自动切换节电档位或两次节电控制。
文档编号H05B41/36GK2794105SQ20052010242
公开日2006年7月5日 申请日期2005年5月19日 优先权日2005年5月19日
发明者徐建康, 陈冰梁 申请人:绍兴康普节能科技有限公司