专利名称：高压放电灯的节电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于节减水银灯、钠灯等高压放电灯的消耗功率的节电装置。
背景技术：
以往公知一种使用了功率控制元件的节电装置。例如，图6所示的节电装置 51在交流电源52和高压放电灯53之间设有作为功率控制元件的三端双向可控硅开关 (TRIAC) 54。通过设定电路55设定高压放电灯53的节电率，通过电压过零测定电路56检测电压波形的过零(zero cross)。在存储电路57中预先存储有从电压波形的过零开始到 TRIAC 54接通为止的时间信息。控制电路58从设定电路55读入节电率，并从存储电路57读出与该节电率对应的时间信息，而控制TRIAC 54的导通时序。并且，如图8所示，按照电压波形的半周期使电弧放电休止，节减与放电休止时间对应的功率。在图7所示的节电装置61中设置有用于调整 TRIAC 54的导通时序的调整电路62。在专利文献1中公开了通过无线远程操作来控制高压放电灯的节电的技术。专利文献1 JP特开2009-277500号公报然而，现有的节电装置51中，若因高压放电灯53的个体差而导致功率因数不同， 则对应于此，电弧放电的休止时间发生变动。例如，如图8所示的放电灯A那样电流波形相对于电压波形的延迟时间小、功率因数大时，放电休止时间变长，而如放电灯B那样电流波形的延迟时间大、功率因数小时，放电休止时间变短。因此，尽管以相同的节电率控制多个放电灯53也会出现以下的问题节电量按照放电灯53而不同，有时无法获得预期的节电效^ ο此外，根据现有的节电装置61，为了使调整电路62发挥作用，在开始使用装置时， 需要将高压放电灯53与交流电源52连接，预先计测通电状态的功率。从而，为了计测功率而必须准备专用的计测仪器，设置时的初期调整非常费事。此外，还考虑了在节电装置中安装功率计测电路而一边进行功率计测一边控制节电的方法，但是，此时节电装置的电路构成及控制程序变得复杂。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通过简单且低价的构成校正了因高压放电灯的个体差导致的功率因数的差异、总是获得稳定的节电效果的装置。为了解决上述问题，本发明通过控制与高压放电灯连接的功率控制元件的导通时序，节减高压放电灯的消耗功率，本发明的装置的特征在于采用了以下的手段。(1)高压放电灯的节电装置的特征在于，包括控制电路，该控制电路计测交流电源的电流波形相对于电压波形的延迟时间，并按照计测结果校正功率控制元件的导通时序。(2)在(1)所述的高压放电灯的节电装置中，其特征在于，包括检测电压波形的过零的电路以及检测电流波形的过零的电路，控制电路计测从两个检测电路输入的过零信号的时间差。(3)在⑵所述的高压放电灯的节电装置中，其特征在于，检测电流波形的过零的电路包括与功率控制元件并联连接的缓冲电路；以及与缓冲电路串联连接的双向光电耦
O根据本发明的节电装置，按照电流波形相对于电压波形的延迟时间来校正功率控制元件的导通时序，因此可以抑制因功率因数的差异引起的节电量的变动，获得总是稳定的节电效果。此外，根据电压波形及电流波形的过零来计测延迟时间，因此无需使用专用的计测仪器，在初期调整时比较省事。尤其是，电流过零检测电路可以通过缓冲电路和双向光电耦合器而简单且低价地构成。
图1是表示本发明的一个实施方式的节电装置的框图。
图2是表示节电装置的动作的流程图。
图3是表示计测电流波形相对于电压波形的延迟时间的动作的波形图。
图4是表示检测电流波形的过零的动作的波形图。
图5是表示电流波形的经时变化的波形图。
图6是表示现有的节电装置的框图。
图7是表示现有的另一节电装置的框图。
图8是表示现有的节电装置的动作的波形图。
具体实施例方式以下参照
本发明的实施方式。如图1所示，该实施方式的节电装置11包括作为功率控制元件的TRIAC 14，控制从交流电源12供给到高压放电灯13的功率；控制电路18，控制TRIAC 14的导通时序；设定电路15，具有用于设定高压放电灯13的节电率的刻度盘(省略图示)；电压过零检测电路16，检测电压波形的过零；以及存储电路17，存储从电压波形的过零开始到TRIAC 14接通(turn-on)为止的时间信息。在TRIAC 14的两端连接有用于检测电流波形的过零的电流过零检测电路20。电流过零检测电路20包括与TRIAC 14并联连接的缓冲电路21以及与缓冲电路21串联连接的双向光电耦合器22。在缓冲电路21中设置有用于吸收随着TRIAC 14的开关动作而产生的高电压的电容器C以及电阻R。在图1中，23是高压放电灯13的稳定器，24是电源侧端子，25是负载侧端子。接下来参照图2 图5说明节电装置11的动作。如图2所示，高压放电灯13接通电源后，控制电路18首先执行起动处理(Si)，向TRIAC 14输出起动信号，使高压放电灯 13点灯。然后，控制电路18如图3所示，求出从电压过零检测电路16输入的电压过零信号和从电流过零检测电路20输入的电流过零信号之间的时间差，计测电流波形相对于电压波形的延迟时间(S2)。
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此时，在电流过零检测电路20中，如图4所示，伴随TRIAC 14的电压变化，在缓冲电路21的电容器C中产生充放电，双向光电耦合器22检测该充放电电流并输出电流过零信号。接下来，控制电路18直到高压放电灯13的点灯状态稳定为止待机(S3)。如图5所示，放电灯13刚点灯之后，电流波形相对于电压波形约延迟了 90°，但起始电流减少、放电灯13成为稳定状态后，电流波形的相位提前(电流过零向电压过零侧移动)，以约50° 70°的延迟而稳定。利用该现象，将电压及电流过零信号的时间差与稳定时的延迟相位比较，从而可以判断放电灯13的点灯状态。点灯状态稳定时，控制电路18确定该时刻下的过零信号的时间差而作为TRIAC 14的时序校正值(S4)。然后，从设定电路15读取通过刻度盘操作而设定的节电率(例如0% 40% ) (S5)，从存储电路17读出与该节电率对应的时间信息，用时序校正值来校正TRIAC 14的导通时序(S6)。并且，在校正后的导通时序下输出驱动信号，接通TRIAC 14 (S7)。之后，监控电流过零信号，通过判断TRIAC 14是否正常导通来进行高压放电灯13 的点灯确认(S8)。TRIAC 14正常导通时，确认放电灯13的点灯，返回到步骤S5，继续控制 TRIAC 14的导通时序。TRIAC14没有正常导通时，存在放电灯13熄灭的可能性，因此返回到步骤Si，执行再起动处理。另外，在上述实施方式中通过设定电路15的刻度盘操作设定了节电率，但也可以构成为，通过在节电装置中设置无线或有线的收发电路，而可以通过遥控器、计算机设定在多个位置设置的高压放电灯13的节电率。此外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当改变各部的构成并实施。
权利要求
1.一种高压放电灯的节电装置，通过控制与高压放电灯连接的功率控制元件的导通时序，节减高压放电灯的消耗功率，其特征在于，包括控制电路，该控制电路计测交流电源的电流波形相对于电压波形的延迟时间，并按照计测结果校正上述功率控制元件的导通时序。
2.根据权利要求1所述的高压放电灯的节电装置，其特征在于，包括检测电压波形的过零的电路以及检测电流波形的过零的电路，上述控制电路计测从两个检测电路输入的过零信号的时间差。
3.根据权利要求2所述的高压放电灯的节电装置，其特征在于，上述检测电流波形的过零的电路包括与功率控制元件并联连接的缓冲电路；以及与缓冲电路串联连接的双向光电耦合器。
全文摘要
一种高压放电灯的节电装置，可以校正因高压放电灯的个体差导致的功率因数的差异，获得稳定的节电效果。通过设定电路(15)设定高压放电灯(13)的节电率，通过电压过零检测电路(16)检测电压波形的过零。在存储电路(17)中存储从电压过零开始到TRIAC(14)接通为止的时间信息，控制电路(18)从存储电路(17)读出与节电率对应的时间信息，控制TRIAC(14)的导通时序。通过由缓冲电路(21)和双向光电耦合器(22)构成的电流过零检测电路(20)检测电流波形的过零。控制电路(18)根据电压过零信号和电流过零信号来计测电流波形相对于电压波形的延迟时间，按照计测结果校正TRIAC(14)的导通时序。
文档编号H05B41/36GK102170740SQ20101056855
公开日2011年8月31日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年2月26日
发明者加藤昌幸 申请人:河村电器产业株式会社