专利名称：日光灯节电调光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种日光灯调光器，特别是一种日光灯节电调光器。
目前，在世界各地广泛使用的日光灯虽然存在着如工作温度高。寿命短、功耗大，特别是镇流器热量散发造成的功率浪费等缺点，但由于发出的光接近日光，特别适合于工作、学习和生活场所，至今还没能和不能够被其它电光源所取代。过去也有人在日光灯的电路上进行节能研究，但都不能做到连续调光，不易设置参数，或者不能提高功率因数。
本实用新型的目的在于提供一种能够连续调光且能控制功耗并且能提高功率因数的日光灯节电调光器。
本实用新型日光灯节电调光器的技术方案为当节电器只需工作在固定节电率状态时，本实用新型包含有变压器(Tf)、整流桥(D1)、双向交流可控硅(TRC)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、单极性电容(C1)、电容(C2)、电力电容(C)、保险丝(F1)等元件，电力电容(C)并联在变压器(Tf)输入线圈两端，整流桥(D1)的交流输入端并联到变压器(Tf)的两输出端，整流桥(D1)的正输出端同电阻(R1)的一端串联，电阻(R1)的另一端联接至双向交流可控硅(TRC)的触发极(k)，整流桥(D1)的负输出端接单极性电容(C1)的负端及电阻(R3)的一端，单极性电容(C1)的正端与电阻(R3)的另一端均接到双向交流可控硅(TRC)的1极，再同变压器(Tf)的一输入端(L1)相联，双向交流可控硅(TRC)的2极和保险丝(F1)串联，保险丝(F1)的另一端作为接线端(S)，电阻(R2)和电容(C2)串联再并联到双向交流可控硅(TRC)的1、2两极。
为使调光器进行稳定的调光和控制，本实用新型的进一步的技术方案为还包含有整流桥(D2)和可调电位器(Rw)，两整流桥(D1)、(D2)的交流输入端相并联，再并联到变压器(Tf)的两输出端，整流桥(D1)、(D2)的负输出端相接并同单极性电容(C1)的负端及电阻(R3)的一端相接，可调电位器(Rw)的一个固定端联到电阻(R3)的一端，可调电位器(Rw)的另一固定端同整流桥(D2)的正输出端相接，可调电位器(Rw)的滑动端同单极性电容(C1)的正端连接，再接到双向交流可控硅(TRC)的1极，再同变压器(Tf)的一输入端(L1)相联。
本实用新型克服了现有技术的缺点和不足，取得了以下优点a).调光器功能在通电时可以从灯灭状态调到稳定亮状态，进而从节电40％(有功电能)连续调到原功耗状态，其间发光稳定，无光闪现象。如将电阻器固定在某个值，则工作在固定的节电率下。
b).加上功率因数校正，可将原来的功率因数约0.5左右，提高到0.9以上，甚至到0.95以上。
c).降低工作温度，主要是镇流器及灯管的温度从而延长灯具寿命，也减少火灾危险性。
d).由于不增加电压的工作频率，没有电子镇流器那样的高频，不产生高频干扰。
e).以低成本方案实现，故易于同低价格的原电路配套及大规模生产。
f).体积小，可做到2个火柴盒大小。
g).延长了灯具寿命，从而直接减少部件的损耗和更换，特别是内含有毒物质的灯管本身的损换率。减少所需的发电能源，如火力燃油或其它发电资源。从而节省能源及减少有害物质的排放。
对其它电光源，如白炽灯而言，接上本节电器后可连续从零到原功耗范围内调控。
以下结合附图，对本实用新型进行详细描述，其中
图1所示为本实用新型的日光灯供给交流电压波形，其中阴影部分为最有效电压部分的波形；图2所示为图1中最有效电压部分即阴影部分所示的波形；图3.1b为一种实验电路图；图3.1a为与图3.1b相对应的电压波形，其中U0为整流桥D1的输出电压波形，UR为从Rw的滑动端到L1之间的电压波形；图3.2b为另一种实验电路图；图3.2a为与图3.2b相对应的电压波形，其中UO为变压器Tf的输出电压波形，UR为从RW的滑动端到L1之间的电压波形；图3.3a为本实用新型的电路图；图3.3b为本实用新型的节电调光器中的三个外接出点的布置示意图，其中的数字3代表节电调光器；图3.4为在固定节电率下本实用新型的电路图4为本实用新型与日光灯连接在一起的安装示意图，其中数字3指示为节电调光器，数字4指示为镇流器，数字5指示为启辉器，数字6指示为灯管。
图1中的阴影是交流电压的最有效部分。将日光灯的供给电压取这一部分，而省去零点附近的部分，就既能减少能量消耗又能保持日光灯的发光稳定。所以这一原理又可称为最有效供电原理。图1中的T-T1＝T2-T，其中，T正好对应于电压的峰值。图2所示的电压波形是本装置的输出电压波形，也是日光灯线路的供给电压。此电压波形是对称于纵轴的，理论上，这可以使偶次电压谐波得以消除。由于有强迫沿的存在，可以在一定程度上保持光强。无论如何，由于平均有效电压和电流值下降使得整个电路的功率下降，从而达到节能的目的。当(T-T1)从大变小时，节能率就从小变大，有功功率节省率可高达40％。在调控T1和T2时，保持发光稳定，这样本装置就可作为日光灯的调光器，加上功率因数校正，调光时，可以使整个电路的显功功率减少达60％以上。
以现有的技术及高性能的电子器件实现上述的原理有很多方案可以做到，关键是要设计出一个有效而且低成本的电路。基本电路原型如图3.1b和图3.2b所示。两个电路的功能基本相同，所采用的双向交流可控硅(TRC)可以四象限触发，但是由于稳压二极管的稳压值Uw不能随电网电压的波动而改变，这样当电压降低太多时节电器的输出电压就会减少太多，会导致日光灯光闪，因此，这两个电路最终提升为图3.3a的电路，Uw是随电网电压的波动而改变的。显然，图3.3a的电路仍保持了低成本的特点。
参见图3.3a的电路，本日光灯节电调光器，当节电器工作在可变节电率状态时，由变压器(Tf)、整流桥(D1)、整流桥(D2)、双向交流可控硅(TRC)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、可调电位器(Rw)、电容(C1)、电容(C2)、电力电容(C)、保险丝(F1)等元件构成，电力电容(C)并联在变压器(Tf)输入线圈两端，两整流桥(D1)、(D2)的交流输入端相并联，再并联到变压器(Tf)的两输出端，整流桥(D1)的正输出端同电阻(R1)的一端串联，电阻(R1)的另一端联接至双向交流可控硅(TRC)的触发极(k)，整流桥(D1)、(D2)的负输出端相接并同单极性电容(C1)的负端及电阻(R3)的一端相接，电阻(R3)的另一端联到可调电位器(Rw)的一个固定端，可调电位器(Rw)的另一固定端同整流桥(D2)的正输出端相接，可调电位器(Rw)的滑动端同单极性电容(C1)的正端连接，再接到双向交流可控硅(TRC)的1极，再同变压器(Tf)的一输入端(L1)相联，双向交流可控硅(TRC)的2极和保险丝(F1)串联，保险丝(F1)的另一端作为接线端(S)，电阻(R2)和电容(C2)串联再并联到双向交流可控硅(TRC)的1、2两极。
由变压器(Tf)、整流桥(D1)、电阻(R1)、整流桥(D2)、电阻(R3)、可调电位器(Rw)、电容(C1)及双向交流可控硅(TRC)触发极回路构成最有效对称电压波形检测和宽度调节。双向交流可控硅(TRC)作为主电路无触点开关配合波形检测和宽度调节电路来实现对日光灯的节电调光控制。电力电容(C)并联在变压器(Tf)输入线圈两端并形成接点L1和N1。电力电容(C)作为功率因数校正可将功率因数提高到0.9以上。保险丝(F1)的一端作为接点S和原日光灯电路串联起过流保护作用以及防止因接线错误而损坏本装置。
本装置同原日光灯电路连接方法如图4所示。L1、N1、S端同供电电源及原日光灯电路相接，其中L1接火线，N1接地线，原日光灯电路串接在N1和S两端之间。
当节电器只需工作在固定节电率状态时，图3.3a可简化为图3.4的基本电路。
其电路为其特征是删去图3.3a电路中的整流桥D2和可调电位器Rw，其余不变。在这一电路里，电阻R1和R3取值的配合就可以让节电器工作在某固定节电率下。
权利要求1.一种日光灯节电调光器，其特征在于包含有变压器(Tf)、整流桥(D1)、双向交流可控硅(TRC)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、单极性电容(C1)、电容(C2)、电力电容(C)、保险丝(F1)等元件，电力电容(C)并联在变压器(Tf)输入线圈两端，整流桥(D1)的交流输入端并联到变压器(Tf)的两输出端，整流桥(D1)的正输出端同电阻(R1)的一端串联，电阻(R1)的另一端联接至双向交流可控硅(TRC)的触发极(k)，整流桥(D1)的负输出端接单极性电容(C1)的负端及电阻(R3)的一端，单极性电容(C1)的正端与电阻(R3)的另一端均接到双向交流可控硅(TRC)的1极，再同变压器(Tf)的一输入端(L1)相联，双向交流可控硅(TRC)的2极和保险丝(F1)串联，保险丝(F1)的另一端作为接线端(S)，电阻(R2)和电容(C2)串联再并联到双向交流可控硅(TRC)的1、2两极。
2.根据权利要求1所述的日光灯节电调光器，其特征在于还包含有整流桥(D2)和可调电位器(Rw)，两整流桥(D1)、(D2)的交流输入端相并联，再并联到变压器(Tf)的两输出端，整流桥(D1)、(D2)的负输出端相接并同单极性电容(C1)的负端及电阻(R3)的一端相接，可调电位器(Rw)的一个固定端联到电阻(R3)的一端，可调电位器(Rw)的另一固定端同整流桥(D2)的正输出端相接，可调电位器(Rw)的滑动端同单极性电容(C1)的正端连接，再接到双向交流可控硅(TRC)的1极，再同变压器(Tf)的一输入端(L1)相联。
专利摘要日光灯节电调光器由变压器(Tf)、整流桥(D1)、双向交流可控硅(TRC)、电阻(R1、R2、R3)、电容(C1、C2)、电力电容(C)、保险丝(F1)等元件构成,电阻(R1)和电阻(R3)的配合可使节电器工作在固定节电率状态下。当将整流桥(D2)与整流桥(D1)相并联及可调电位器(Rw)串联入电阻(R3)中时,本实用新型以交流可控硅(TRC)作为无触点开关,稳定地调光和控制功耗。
文档编号H05B41/36GK2398798SQ9820712
公开日2000年9月27日 申请日期1998年7月30日 优先权日1998年7月30日
发明者徐健 申请人:徐健