專利名稱：數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流電的穩(wěn)壓調(diào)壓裝置，其通過電壓調(diào)節(jié)克服電源電壓的波動(dòng)， 將用電設(shè)備的輸入電壓穩(wěn)定在設(shè)定值上，以實(shí)現(xiàn)節(jié)電和保護(hù)用電設(shè)備的目的，主要可用于 照明燈具。
技術(shù)背景采用自耦降壓器進(jìn)行降功率降電壓是照明節(jié)電的方法之一，這種方法可在電源電壓波 動(dòng)的情況下，避免電壓過大帶來的不必要的能耗以及對(duì)用電設(shè)備的損害，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán) 保的目的?，F(xiàn)有技術(shù)下，這類照明節(jié)電裝置主要由一個(gè)三相多段的自耦降壓器和對(duì)該自耦 降壓器進(jìn)行控制的單片機(jī)板構(gòu)成，所述單片機(jī)板通過信號(hào)采集電路采集自耦降壓器的輸出 電壓信號(hào)，將該輸出電壓信號(hào)同輸出電壓的設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算，通過控制相應(yīng)的電磁接 觸器動(dòng)作，自動(dòng)切換自耦降壓器多段抽頭的連接狀態(tài)，以便在電源電壓波動(dòng)的情況下，將 自耦變壓器的輸出電壓保持在設(shè)定范圍內(nèi)。這種調(diào)壓方式的缺陷是不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)，調(diào) 壓精度低，電壓波動(dòng)大，由此使得用電設(shè)備的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，燈具的照度變化大，不僅 給使用者帶來不便，而且也不能很好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。 實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)上述的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，這 種裝置可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的無級(jí)調(diào)節(jié)，其調(diào)壓精度高，輸出穩(wěn)定。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，包括自耦降壓器T1、電動(dòng)調(diào)壓器T2和控制裝置，所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸出端連接所述自耦降壓器 Tl的零端子，所述控制裝置設(shè)有連接所述自耦降壓器T1輸出端的信號(hào)輸入端，還設(shè)有連 接所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)控制線路的信號(hào)輸出端。所述自耦降壓器Tl和所述電動(dòng)調(diào)壓器T2均可以采用無級(jí)調(diào)壓自耦變壓器，所述電 動(dòng)調(diào)壓器T2設(shè)有用于調(diào)節(jié)其電壓輸出的電動(dòng)機(jī)。
所述控制裝置可以主要由相互連接的模擬量信號(hào)采集電路Dl和數(shù)字控制電路D2構(gòu) 成，所述模擬量信號(hào)采集電路Dl的信號(hào)輸出端連接所述數(shù)字控制電路D2的信號(hào)輸入端， 所述模擬量信號(hào)采集電路D1的信號(hào)輸入端構(gòu)成所述控制裝置的信號(hào)輸入端，所述數(shù)字控制 電路D2的信號(hào)輸出端構(gòu)成所述控制裝置的信號(hào)輸出端。所述模擬量信號(hào)采集電路Dl主要由相互連接的隔離變壓器、整流濾波電路和分壓電 路構(gòu)成，用于對(duì)信號(hào)輸入端采集的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波降噪處理并將適宜幅度的信號(hào)值送入 所述數(shù)字控制電路D2。所述整流濾波電路的整流部分可以由二極管整流橋構(gòu)成。所述數(shù)字控制電路D2主要由相互連接的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、AD選通電路和 光電信號(hào)隔離電路構(gòu)成，用于對(duì)輸出電壓設(shè)定值的設(shè)定存儲(chǔ)和對(duì)模擬量信號(hào)采集電路D1送 來的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，在自耦降壓器T1實(shí)際輸出電壓與設(shè)定值不一致的情況下，生成對(duì) 所述電動(dòng)調(diào)壓器T2電機(jī)的控制信號(hào)，控制電機(jī)做相應(yīng)的調(diào)高電壓輸出或調(diào)低電壓輸出的動(dòng) 作，通過改變電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸出電壓改變自耦降壓器T1的輸出電壓值。所述數(shù)字控制電路D2可以設(shè)有看門狗電路，以保證只接受合法用戶的操作。 所述數(shù)字控制電路D2可以設(shè)有液晶顯示屏和操作鍵盤，以便進(jìn)行人工輸入和顯示。 所述模擬量信號(hào)采集電路Dl可以設(shè)有電流信息采集線，所述電流信息采集線設(shè)有連 接電源輸入線路的電流互感器，用于采集電流信號(hào)并向控制裝置供電。所述自耦降壓器Tl和電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸入端在裝置內(nèi)部相互連接，形成公共輸入 端，所述公共輸入端通過輸入端接觸器'KM1連接電源輸出線路，所述電源輸入線路設(shè)有電 源開關(guān)，所述電源開關(guān)可以采用斷路器QF1。所述電流信息采集線的電流互感器連接在所 述電源開關(guān)(斷路器QF1)和所述輸入端接觸器KM1之間的電源輸入線路上，接通電源開 關(guān)即可使控制裝置得電工作。所述自耦降壓器T1的輸出端設(shè)有輸出端接觸器KM2,并通過輸出端接觸器KM2連 接外部的照明燈具和其他用電設(shè)備,所述控制裝置上用于連接自耦降壓器Tl輸出端的信號(hào) 輸入端連接在所述輸出端接觸器KM2的后面，由此采集的電壓信號(hào)即為自耦降壓器T1實(shí)
際向外部照明燈具和其他用電設(shè)備供電的電壓信號(hào)。在現(xiàn)有技術(shù)下，對(duì)于三相電路，所述電動(dòng)調(diào)壓器應(yīng)采用電動(dòng)調(diào)壓器組，電動(dòng)調(diào)壓器組 中的各調(diào)壓器分別連接各相線，所述電機(jī)應(yīng)采用電機(jī)組，電機(jī)組中的各電機(jī)分別與電動(dòng)調(diào) 壓器組中各自對(duì)應(yīng)的調(diào)壓器連接，用于對(duì)各自對(duì)應(yīng)的調(diào)壓器的控制。本實(shí)用新型的使用方式、工作原理和有益效果是自耦降壓器Tl和電動(dòng)調(diào)壓器T2 的輸入端同電源連接，自耦降壓器T1的輸出端構(gòu)成本裝置的輸出端，連接照明燈具或其他 用電設(shè)備，通過控制裝置設(shè)定輸出電壓的設(shè)定值，當(dāng)電源電壓波動(dòng)時(shí)，控制裝置根據(jù)實(shí)際 輸出電壓值和輸出電壓設(shè)定值的比較運(yùn)算結(jié)果，控制電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)動(dòng)作，調(diào)低或調(diào) 高電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸出電壓，進(jìn)而調(diào)低或調(diào)高自耦降壓器T1的輸出電壓，以保持實(shí)際輸 出電壓與設(shè)定值相等。這種調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的無級(jí)調(diào)節(jié)，極大地提高了調(diào)壓精度， 保證了照明燈具或其他用電設(shè)備始終工作在設(shè)定的工作狀態(tài)下，既有利于延長(zhǎng)照明燈具和 其他用電設(shè)備的使用壽命，又避免了不必要的能耗，當(dāng)用于照明燈具時(shí)還可以保證照度的 穩(wěn)定，避免了光強(qiáng)變化給人帶來的不適。另外這種裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、不產(chǎn) 生諧波、不改變輸出電壓的波形、輸出電壓波形無波動(dòng)、無斷點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，主要可用于電壓 波動(dòng)大、電壓高的照明系統(tǒng)。

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖； 圖3是控制裝置的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型是一種數(shù)字電路控制的無級(jí)調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其包括自耦降壓器 Tl、電動(dòng)調(diào)壓器組T2、模擬量信號(hào)采集電路D1和數(shù)字控制電路D2，所述自耦降壓器T1的輸入端連接翔電電源,所述自耦降壓器T1的輸出端連接用電負(fù)荷一照明燈具等，所述自耦 降壓器T1的零端子連接所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸出端；所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸入端和所述 自耦降壓器T1的輸入端連接在一起，連接用電電源；所述模擬量信號(hào)采集電路Dl的采集 信號(hào)輸入端連接所述自耦降壓器的輸出端，所述模擬量信號(hào)采集電路D1的信號(hào)輸出端連接所述數(shù)字控制電路D2的信號(hào)輸入端；所述數(shù)字控制電路D2的控制輸出端連接所述電動(dòng)調(diào) 壓器T2的電機(jī)組M;所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)組M的機(jī)械驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸入端。所述數(shù)字控制電路D2的核心是單片機(jī)板，有一整套數(shù)字計(jì)算機(jī)控制軟件。這些數(shù)字 計(jì)算機(jī)軟件可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行編制，所述數(shù)字控制電路D2依靠軟件的支持進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理，主要是來處理和計(jì)算所述模擬量信號(hào)采集電路D1送來的采集數(shù)據(jù)。所述數(shù)字控制電路 D2的數(shù)字計(jì)算機(jī)控制軟件依據(jù)所述模擬量信號(hào)采集電路Dl采集的信號(hào)，根據(jù)輸出電壓設(shè) 定值進(jìn)行運(yùn)算處理，驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)組M，所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)組M 調(diào)節(jié)所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的動(dòng)觸點(diǎn)，改變輸出端的電位，同時(shí)也改變了自耦降壓器T1輸出 端電位，實(shí)現(xiàn)電壓的無級(jí)調(diào)節(jié)。軟件的工作流程參見圖3。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置還包括一套液晶顯示屏與操作鍵盤系統(tǒng)。所述液晶顯示 與操作鍵盤系統(tǒng)與所述數(shù)字控制電路D2連接，由所述操作鍵盤輸入電壓的設(shè)定值和操作調(diào) 節(jié)動(dòng)作，所述液晶顯示屏顯示操作信息、主線路工作電壓電流值。本實(shí)用新型的使用方法是將所述自耦降壓器T1輸入端和輸出端，分別串接在供電 電網(wǎng)電源端與照明負(fù)載之間，所述自耦降壓器Tl輸入端連接電網(wǎng)電源，所述自耦降壓器 Tl輸出端連接照明負(fù)載。運(yùn)行時(shí)首先閉合斷路器QF1，數(shù)字控制電路D1、模擬電路D2和 液晶顯示屏鍵盤操作系統(tǒng)得電運(yùn)行，然后KM1、 KM2閉合，所述操作鍵盤輸入電壓設(shè)定值和 操作調(diào)節(jié)動(dòng)作信息或按默認(rèn)值。所述模擬電路D1采集所述自耦降壓器T1輸出端電壓，當(dāng) 所述自耦降壓器T1輸出端電壓，也就是照明負(fù)載電壓高于設(shè)定值時(shí)，所述模擬電路D1就 會(huì)給所述數(shù)字控制電路D2 —個(gè)高電平信號(hào)，所述數(shù)字控制電路D2收到所述模擬電路Dl的 高電平信號(hào)后，就去控制所電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)組M，所述電機(jī)組M驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)調(diào)壓器 T2的動(dòng)觸點(diǎn)往低電位動(dòng)作，由于所述自耦降壓器Tl的接零端與所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的動(dòng)觸 點(diǎn)，所述自耦降壓器T1的輸出端電位也跟著降低。當(dāng)所述自耦降壓器T1的輸出端電位降 至設(shè)定值時(shí)，所述數(shù)字控制電路D2停止所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)組M，完成調(diào)壓、穩(wěn)壓 動(dòng)作。當(dāng)照明負(fù)載電壓低于設(shè)定值時(shí)，控制過程與以上控制過程相反。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置調(diào)壓精度高，對(duì)被控對(duì)象無級(jí)調(diào)節(jié)，更重要的是降低電 網(wǎng)過剩電壓，節(jié)省照明負(fù)載用電量，防止過剩電壓損壞照明燈具。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置在使用時(shí)，不用改變?cè)芯€路的控制狀態(tài)，不用改變用 戶的用電習(xí)慣和使用方式，無須專人操作管理，使用安全、性能穩(wěn)定，在各種環(huán)境中都能 正常運(yùn)行工作，節(jié)電效果顯著，供電輸出電壓無級(jí)調(diào)節(jié)，可自由設(shè)定供用戶按需選擇，節(jié) 電效果即刻便可檢驗(yàn)，使用壽命10年以上。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置可延長(zhǎng)電器設(shè)備的使用壽命，減少電器設(shè)備燒壞造成的 費(fèi)用開支，大幅度降低用電成本，投資少、見效快，所節(jié)省的電費(fèi)可為用戶帶來可觀的經(jīng) 濟(jì)效益。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置采用的是非相控調(diào)整技術(shù)，不會(huì)產(chǎn)生高次諧波，不會(huì)對(duì) 電網(wǎng)產(chǎn)生任何影響。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置適用于高壓鈉燈、低壓鈉燈、金屬鹵化物燈、高壓汞燈、 熒光燈等所有氣體放電燈。本實(shí)用新型綠色照明節(jié)電裝置特別適用于超市、餐廳、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、銀行、展 覽館、停車場(chǎng)、游樂場(chǎng)、便利商店、百貨商場(chǎng)、辦公大樓、營(yíng)業(yè)商店、各型工廠、廣告燈 箱、路燈、公路隧道等的供電系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，包括自耦降壓器T1，其特征在于還包括電動(dòng)調(diào)壓器T2和控制裝置，所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸出端連接所述自耦降壓器T1的零端子，所述控制裝置設(shè)有連接所述自耦降壓器T1輸出端的信號(hào)輸入端，還設(shè)有連接所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)控制線路的信號(hào)輸出端。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述自耦降壓器Tl 和所述電動(dòng)調(diào)壓器T2均采用無級(jí)調(diào)壓自耦變壓器，所述電動(dòng)調(diào)壓器T2設(shè)有用于調(diào)節(jié)其電 壓輸出的電動(dòng)機(jī)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述控制裝置主 要由相互連接的模擬量信號(hào)采集電路Dl和數(shù)字控制電路D2構(gòu)成，所述模擬量信號(hào)采集電 路Dl的信號(hào)輸出端連接所述數(shù)字控制電路D2的信號(hào)輸入端，所述模擬量信號(hào)采集電路Dl 的信號(hào)輸入端構(gòu)成所述控制裝置的信號(hào)輸入端，所述數(shù)字控制電路D2的信號(hào)輸出端構(gòu)成所 述控制裝置的信號(hào)輸出端。
4. 如權(quán)利要求3所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述數(shù)字控制電路D2 主要由相互連接的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、AD選通電路和光電信號(hào)隔離電路構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求4所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述數(shù)字控制電路D2 設(shè)有看門狗電路、液晶顯示屏和操作鍵盤。
6. 如權(quán)利要求3所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述模擬量信號(hào)采集 電路D1主要由相互連接的隔離變壓器、整流濾波電路和分壓電路構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求6所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述整流濾波電路的 整流部分由二極管整流橋構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求7所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述模擬量信號(hào)采集 電路D1設(shè)有用于采集電流信號(hào)并向控制裝置供電的電流信息采集線，所述電流信息采集線 設(shè)有連接電源輸入線路的電流互感器。
9. 如權(quán)利要求8所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述自耦降壓器Tl和電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸入端在裝置內(nèi)部相互連接，形成公共輸入端，所述公共輸入端通過輸 入端接觸器KM1連接電源輸出線路，所述電源輸入線路設(shè)有電源開關(guān)，所述電源開關(guān)采用 斷路器QF1，所述電流信息采集線的電流互感器連接在所述電源開關(guān)和所述輸入端接觸器 KM1之間的電源輸入線路上。IO.如權(quán)利要求9所述的數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其特征在于所述自耦降壓器Tl 的輸出端設(shè)有輸出端接觸器KM2，所述控制裝置上用于連接自耦降壓器T1輸出端的信號(hào) 輸入端連接在所述輸出端接觸器KM2的后面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控調(diào)壓綠色照明節(jié)電裝置，其包括自耦降壓器T1、電動(dòng)調(diào)壓器T2和控制裝置，所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的輸出端連接所述自耦降壓器T1的零端子，所述控制裝置設(shè)有連接所述自耦降壓器T1輸出端的信號(hào)輸入端，還設(shè)有連接所述電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)控制線路的信號(hào)輸出端，所述控制裝置主要由相互連接的模擬量信號(hào)采集電路D1和數(shù)字控制電路D2構(gòu)成。當(dāng)電源電壓波動(dòng)時(shí)，控制裝置控制電動(dòng)調(diào)壓器T2的電機(jī)動(dòng)作以保持實(shí)際輸出電壓與設(shè)定值相等。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的無級(jí)調(diào)節(jié)，極大地提高了調(diào)壓精度，同時(shí)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、不產(chǎn)生諧波、不改變輸出電壓的波形等優(yōu)點(diǎn)，主要可用于電壓波動(dòng)大、電壓高的照明系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G05F1/12GK201018701SQ20072010419
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者嚴(yán)漢彥, 李德珍, 李茂林, 旭 洪, 建 程 申請(qǐng)人:北京紫御灣科技有限公司