專利名稱：高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及功率調(diào)節(jié)控制器，尤其是一種用于高壓氣體放電燈(HID)的無(wú)極 自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器。
背景技術(shù)：
目前，高強(qiáng)度、大功率氣體放電燈絕大多數(shù)都采用電感鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器產(chǎn)生數(shù)千 伏的高壓來(lái)?yè)舸└邏簹怏w，點(diǎn)亮氣體放電燈，屬感性負(fù)載，并且呈負(fù)阻特性。高壓氣體放電 燈(HID)要實(shí)現(xiàn)調(diào)光、調(diào)功率有很大的難度。從節(jié)能的目標(biāo)出發(fā)，城市道路照明在不同時(shí)間 段可以有不同的照度。例如城市的上半夜，照度要求比較高，要達(dá)到一定的亮度要求；城 市的下半夜，照度要求比較低，這時(shí)就可以適當(dāng)降低照度，減少功率消耗、節(jié)省電能。然而現(xiàn) 有的高強(qiáng)度、大功率氣體放電燈難以實(shí)現(xiàn)無(wú)極自動(dòng)調(diào)光、調(diào)功率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種便于實(shí)現(xiàn)無(wú)極自動(dòng)調(diào)光、調(diào)功率，用于高壓氣體放 電燈(HID)的無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，所述控制器包括相互連接的整流電 路、穩(wěn)壓電路、取樣電路、脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路、單片機(jī)控制電路、觸發(fā)電路、主控制電 路，主控制電路與氣體放電燈串聯(lián)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述主控制電路中的電抗器L與雙向可控硅 SOR并聯(lián)后再與氣體放電燈在交流側(cè)串聯(lián)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述觸發(fā)電路的觸發(fā)電流取自氣體放電燈回路 的交流側(cè)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述取樣電路的信號(hào)采集取自整流電路前的交 流側(cè)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路、單片機(jī)控制電 路與觸發(fā)電路，用光電耦器實(shí)現(xiàn)交、直流隔離。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述控制器分為一體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)兩種。本實(shí)用新型的有益效果是相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用單片機(jī)控制技術(shù)，且 在交流主回路中串接雙向大功率可控硅(SOR)和電抗器L，就可以對(duì)現(xiàn)有高強(qiáng)度、大功率氣 體放電燈(HID)實(shí)現(xiàn)無(wú)極自動(dòng)調(diào)光和調(diào)功率，從而節(jié)省電能；一體式和分體式結(jié)構(gòu)，可以根 據(jù)安裝空間靈活選用，分體式體積小，便于安裝。本實(shí)用新型外形構(gòu)造獨(dú)特、新穎美觀，堅(jiān)實(shí) 耐用。
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明[0013]

圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用于氣體放電燈中的方框圖；圖2是本實(shí)用新型的原理圖；圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用于氣體放電燈中的接線圖；圖4是本實(shí)用新型的分體式外形結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型的整體式外形結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖5所示，圖1中虛線框內(nèi)為節(jié)電控制器，虛線框外為原氣體放電燈電 路。本實(shí)用新型由整流電路、穩(wěn)壓電路、取樣電路、脈沖寬度調(diào)制器PWM電路、單片機(jī)控制系 統(tǒng)、電抗器L和雙向可控硅SOR組成。而電抗器L和可控硅SOR并聯(lián)后再串接到高壓氣體 放電燈回路中。圖2中，由變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路、取樣電路、脈沖寬度調(diào)制電路 PWM、單片機(jī)系統(tǒng)控制電路、光電耦合電路、觸發(fā)電路、主控制電路等組成。圖3接線圖分為一體式和分體式兩種。如果路燈燈頭里面有較寬松的地方，則使 用一體式節(jié)電控制器；如果路燈燈頭里面空間較小則使用分體式節(jié)電控制器。圖4和圖5為本實(shí)用新型一體式和分體式外形結(jié)構(gòu)圖，分體式體積小，便于安裝。無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，其整流、穩(wěn)壓電路由Dl整流、經(jīng)Ul穩(wěn)壓、和C1-C4濾 波供給控制電路穩(wěn)定的直流工作電壓；取樣電路采集信號(hào)，經(jīng)脈沖寬度調(diào)制器PWM，再由單 片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令、控制雙向可控硅Q3的通斷。單片機(jī)U2的P0. 3/XIN與R7連 接，R7的另一端與R8、Q1的基極b連接，R8的另一端與Ql的發(fā)射極e相連接后再接入公共 端。Ql的集電極c與U3發(fā)光二極管的陽(yáng)極相接，其另一端接到電源的正極。U2的VDD接 電源的正極，VSS接電源的負(fù)極。雙向可控硅Q3與電抗器L并聯(lián)后，再串接在高壓氣體放電燈的主回路中，Rl、C7 相連接后，再與雙向可控硅Q3和電抗器L的兩端并聯(lián)，以構(gòu)成吸收網(wǎng)絡(luò)回路，對(duì)雙向可控硅 進(jìn)行保護(hù)。觸發(fā)電路的觸發(fā)電流取自氣體放電燈回路的交流側(cè)。R2的一端與交流側(cè)相連接， 另一端與光耦U3的觸發(fā)管連接，經(jīng)R3接到雙向可控硅Q 3的控制極。取樣電路中的R5、R6、C5與Q2的基極b相連接，且R5、C5與Q2的基極b、發(fā)射極 e并接后其發(fā)射極e再與公共端相連接，R6的另一端與整流橋的交流側(cè)相連接，Q2的集電 極c與單片機(jī)U2的P4. 0/AIN2相連接。整流電路D1、穩(wěn)壓電路Ul、濾波電路Cl、C2、C3、C4，取樣電路R5、R6、R9、C5、Q2以 及單片機(jī)控制系統(tǒng)U2、R4、R7、R8、RIO、C6、Ql用光耦合器U3與觸發(fā)電路R2、R3和雙向可 控硅Q3的控制門(mén)極實(shí)現(xiàn)交流、直流隔離。本實(shí)用新型在高壓氣體放電燈回路中或在感性負(fù)載控制電路中串接一個(gè)雙向可 控硅S0R，將只有一個(gè)繞組的電抗器L并接在雙向可控硅SOR上，氣體放電燈通電后由取樣 電路采集信號(hào)，經(jīng)脈沖寬度調(diào)制器PWM，再由單片機(jī)根據(jù)程序發(fā)出相應(yīng)指令對(duì)雙向可控硅 SOR直接進(jìn)行控制。當(dāng)夜暮降臨時(shí)，節(jié)電控制器輸入電壓時(shí)可控硅SOR導(dǎo)通，負(fù)載電流從可 控硅SOR流過(guò)，可控硅SOR與電抗器L并聯(lián)，相當(dāng)于把電抗器短路，因此在氣體放電燈滿功 率運(yùn)行時(shí)，電抗器L中幾乎沒(méi)有電流通過(guò)，也就是說(shuō)此時(shí)電抗器L不產(chǎn)生任何溫升。氣體放電燈處于滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于采用大功率可控硅，且有很大的散熱片和外殼幫助散熱，因此 整個(gè)節(jié)電控制器的溫升非常低。當(dāng)夜深人靜時(shí)，根據(jù)不同時(shí)間段的需要，單片機(jī)依據(jù)程序發(fā) 出相應(yīng)指令，控制雙向可控硅SOR的相位角和導(dǎo)通角。改變了可控硅SOR相位角和導(dǎo)通角， 就改變了電抗器L的端電壓和通過(guò)電抗器L的電流?？煽毓鑃OR關(guān)斷后，氣體放電燈基本 上處于半功率運(yùn)行狀態(tài)，流過(guò)電抗器L的電流只有滿功率運(yùn)行時(shí)的一半，此時(shí)整個(gè)節(jié)電控 制器的溫升仍然很低，所以本節(jié)電控制器的體積可以做的很小。由于電抗器與氣體放電燈 串聯(lián)，電抗器的端電壓上升，氣體放電燈的燈電壓就下降，燈消耗功率也隨之下降，實(shí)現(xiàn)了 對(duì)高壓氣體放電燈的調(diào)光和調(diào)功率，從而達(dá)到節(jié)電節(jié)能的目的。
本實(shí)用新型無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器不僅限于燈具應(yīng)用方面，凡是采用本實(shí)用 新型的技術(shù)方案以及進(jìn)行的各種變通，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合，均在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，其特征是所述控制器包括相互連接的整流電路、穩(wěn)壓電路、取樣電路、脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路、單片機(jī)控制電路、觸發(fā)電路、主控制電路，主控制電路與氣體放電燈串聯(lián)；所述主控制電路中的電抗器L與雙向可控硅(SOR)并聯(lián)后再與氣體放電燈在交流側(cè)串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，其特征是所 述觸發(fā)電路的觸發(fā)電流取自氣體放電燈回路的交流側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，其特征是所 述取樣電路的信號(hào)采集取自整流電路前的交流側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，其特征是所 述脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路、單片機(jī)控制電路與觸發(fā)電路，用光電耦器實(shí)現(xiàn)交、直流隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，其特征是所 述控制器設(shè)為一體結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高壓氣體放電燈無(wú)極自動(dòng)調(diào)功率節(jié)電控制器，適用于感性負(fù)載的控制電路。其特點(diǎn)是利用大功率雙向可控硅SOR在交流側(cè)直接控制高壓氣體放電燈回路中電抗器L端電壓和通過(guò)電流的大小，該控制器串接一個(gè)大功率雙向可控硅SOR，其兩端再并接電抗器L，利用脈沖寬度調(diào)制器PWM和單片機(jī)控制系統(tǒng)，根據(jù)不同時(shí)段的需求，發(fā)出相應(yīng)指令，控制雙向可控硅SOR的相位角和導(dǎo)通角。改變雙向可控硅SOR相位角和導(dǎo)通角，就改變了電抗器L的端電壓和通過(guò)電抗器L的電流。由于電抗器與氣體放電燈串聯(lián)，電抗器的端電壓上升，燈電壓就下降，氣體放電燈消耗的電功率也隨之降低，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)H05B41/392GK201590943SQ20092023748
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者江懋延, 韓振德 申請(qǐng)人:珠海齊翔電子發(fā)展有限公司