專利名稱：：放電光源照明系統(tǒng)功率控制和節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于放電光源照明系統(tǒng)，主要是道路及廣場等大面積照明的功率控制和節(jié)能的一種方法。公知，放電光源是利用電流通過氣體或蒸氣而發(fā)射光的光源，包括熒光燈、汞燈、鈉燈、金鹵燈等。放電光源一般有負(fù)阻特性，為使光源正常工作需用鎮(zhèn)流器穩(wěn)定工作電流，并提供光源啟動所需啟動電壓。目前，放電光源采用50Hz交流市電直接供電，為控制照明功率，采用自藕變壓器式調(diào)壓器調(diào)節(jié)交流供電電壓，功率因數(shù)低，自身功耗大，體積大，維護不便，成本高；采用可控硅調(diào)節(jié)交流供電電壓，電壓波形差，含高次諧波，鎮(zhèn)流器損耗增大。同時，放電光源工作于50Hz低頻交流，供電電壓突然下降超過5％時，光源容易“自熄”。因此，現(xiàn)在的照明系統(tǒng)不調(diào)節(jié)供電電壓。對于道路、廣場等照明功率需要調(diào)節(jié)的場合，目前采用關(guān)閉局部光源的方法達到調(diào)節(jié)功率和節(jié)能目的。這種方法使用方便，成本低，但照明不均勻，同時深夜供電電壓升高，造成放電光源超功率工作，鎮(zhèn)流器功耗增大，光源壽命降低。中國專利說明書，申請?zhí)?5117823.7，提出采用穩(wěn)定直流供電改善放電光源照明系統(tǒng)的可靠性，照度穩(wěn)定性，頻閃和實現(xiàn)不間斷照明，但未提出控制照明功率的方法。本發(fā)明提出解決放電光源照明系統(tǒng)控制、調(diào)節(jié)功率和節(jié)能的方法。首先改變供電方式，用可調(diào)節(jié)直流電源代替現(xiàn)有50Hz交流市電直接供電方式向放電光源組成的照明系統(tǒng)供電。同時，放電光源所用鎮(zhèn)流器采用可工作于直流的電子鎮(zhèn)流器代替目前常用的電感式鎮(zhèn)流器。利用控制直流供電電壓的方法，改變輸入電子鎮(zhèn)流器的電壓，使電子鎮(zhèn)流器輸出到放電光源的功率發(fā)生改變，達到控制功率和節(jié)約能源的目的。電子鎮(zhèn)流器常用結(jié)構(gòu)是將市電經(jīng)過整流、濾波、功率因素校正等AC-DC環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成所需直流電壓，再通過DC-AC環(huán)節(jié)，將直流轉(zhuǎn)換成符合要求的20KHz以上高頻交流。采用直流直接供電，省略了AC-DC環(huán)節(jié)，降低鎮(zhèn)流器的功耗和生產(chǎn)成本，提高了可靠性。在集中將交流市電轉(zhuǎn)換成直流的過程中，利用可控器件實現(xiàn)直流供電電壓的調(diào)節(jié)。目前，集中AC-DC轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)采用可控硅相控整流等方法，電壓調(diào)節(jié)容易，功耗低，可靠性高，成本低。總之，大范圍采用電子鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)，用直流供電明顯優(yōu)于交流市電直接供電。電子鎮(zhèn)流器設(shè)計輸出為超過20KHz的高頻交流，在高頻狀態(tài)下，放電光源的發(fā)光效率提高，電弧工作穩(wěn)定，不容易“自熄”，可工作功率和電壓范圍擴大。另外，電子鎮(zhèn)流器自身功耗比電感鎮(zhèn)流器低。因此，同樣工作于滿功率狀態(tài)，采用電子鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)比電感式鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)節(jié)能20％。依據(jù)本發(fā)明，通過控制照明功率，可節(jié)能40％以上。本發(fā)明與目前通用功率控制方法及功率不控制方法比較</tables>依據(jù)本發(fā)明的道路照明實用系統(tǒng)。該照明系統(tǒng)采用80盞250W高壓鈉燈作為道路照明，燈間距25m，滿負(fù)荷總功率20KW。系統(tǒng)采用350V直流供電，供電電壓調(diào)節(jié)范圍為150V到350V，功率調(diào)節(jié)范圍35％～110％。為本系統(tǒng)設(shè)計的無AC-DC環(huán)節(jié)直流供電250W電子鎮(zhèn)流器，(電路見圖1)當(dāng)外界供電電壓變化時，可大范圍調(diào)節(jié)供給放電光源的功率。實測輸入電壓330V，輸出額定功率250W，為額定功率的100％；輸入電壓270V，輸出功率175W，為額定功率的70％；輸入電壓230V，輸出功率125W，為額定功率的50％；輸入電壓190V，輸出功率87.5W，為額定功率的35％；輸入電壓120V，輸出功率31W，為額定功率的12.4％，穩(wěn)定工作。在傍晚車流高峰時期，采用100％滿功率照明；在汽車中低交通流量時，采用80％～70％中功率照明；在深夜低車流量時，采用40％～50％低功率照明。整體節(jié)能效率計算如下采用本發(fā)明，在晚6點到早6點間的照明電能消耗晚6---9時(100％功率)20×3-60KWh9---11時(70％功率)20×2×0.7＝28KWh11--凌晨4時(40％功率)20×5×0.4＝40KWh4----5時(70％功率)20×1×0.7＝14KWh5----6時(100％功率)20×1＝20KWh合計162KWh同功率常規(guī)系統(tǒng)，控制功率時，在晚6點到早6點間的照明電能消耗晚6---11時(100％功率)20×5×1.2＝120KWh11--凌晨4時(關(guān)閉一半照明燈，消耗50％功率)20×5×1.2×0.5＝60KWh4----6時(100％功率)20×2×1.2＝48KWh合計228KWh節(jié)能效率(228-162)/162-40.7％同功率常規(guī)系統(tǒng)，不控制功率時，在晚6點到早6點間的照明電能消耗晚6---凌晨6時(100％功率)20×12×1.2＝288KWh合計288KWh節(jié)能效率(288-162)/162＝77.7％總之，本發(fā)明較低成本的解決常規(guī)大范圍照明場合連續(xù)調(diào)節(jié)照明功率困難；控制功率采用關(guān)閉局部光源，照明不均勻的問題，在控制功率和滿功率工作時都有明顯的節(jié)能效果。權(quán)利要求1.放電光源照明系統(tǒng)功率控制和節(jié)能的方法是采用可調(diào)節(jié)直流供電方式，控制能工作于直流供電的放電光源照明系統(tǒng)的功率，達到功率控制和節(jié)能的目的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電光源，其特征是利用電流通過氣體或蒸汽而發(fā)射光的光源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電光源照明系統(tǒng)，其特征是照明系統(tǒng)內(nèi)含有放電光源。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放電光源照明系統(tǒng)，其特征是放電光源數(shù)量超過一只，即有二只及二只以上的放電光源組成為放電光源照明系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)直流供電方式其特征是放電光源系統(tǒng)采用直流供電，同時供電電壓可以調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能工作于直流供電的放電光源照明系統(tǒng)，其特征是采用能工作于直流供電的電子鎮(zhèn)流器為放電光源提供能量的照明系統(tǒng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征是含有半導(dǎo)體器件的鎮(zhèn)流器。全文摘要是放電光源照明系統(tǒng)功率控制和節(jié)能方法。本發(fā)明是照明領(lǐng)域主要是道路及廣場等大面積照明系統(tǒng)功率控制和節(jié)能的一種方法。其方法是用可調(diào)節(jié)直流電源為采用可工作于直流的電子鎮(zhèn)流器放電光源照明系統(tǒng)供電,通過控制直流供電電壓,達到照明系統(tǒng)功率控制和節(jié)能目的。文檔編號H05B41/14GK1183705SQ9710677公開日1998年6月3日申請日期1997年12月12日優(yōu)先權(quán)日1997年12月12日發(fā)明者曹絳申請人:曹絳