專利名稱：高壓放電燈的節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在水銀燈、鈉燈等高壓放電燈中用于使照度保持一定而節(jié)減消耗
功率的節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
以往公知一種利用功率調(diào)整元件進(jìn)行高壓放電燈的節(jié)電的裝置。例如，圖5所示 的節(jié)電裝置51包括；三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)(TRIAC)53，用于切斷從交流電源52輸入的電壓 的波形；設(shè)定電路55，用于設(shè)定高壓放電燈的節(jié)電率；功率測(cè)定電路56，用于測(cè)定放電燈54 的實(shí)際消耗功率；和控制電路57，用于反饋控制TRIAC 53，以使測(cè)定值為滿足節(jié)電率的值。 如圖6所示，上述節(jié)電裝置51構(gòu)成為能夠總是以一定的節(jié)電率節(jié)減放電燈54的消耗功率。 在圖6中，影線部表示通過(guò)現(xiàn)有的恒定率節(jié)電方式節(jié)電的電量。 此外，以往公知有利用變壓器進(jìn)行照明負(fù)載的節(jié)電的裝置。例如在專利文獻(xiàn)1中 公開(kāi)了如下節(jié)電裝置在變壓器的初級(jí)側(cè)通過(guò)逆變器對(duì)來(lái)自交流電源的輸入電壓降壓，來(lái) 節(jié)減照明負(fù)載的消耗功率。在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下節(jié)電裝置在變壓器的初級(jí)側(cè)設(shè)置 調(diào)整輸入電壓的斬波電路，從變壓器的次級(jí)側(cè)向照明負(fù)載提供穩(wěn)定的波形的電壓。
專利文獻(xiàn)1 :JP特開(kāi)2002-176774號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :JP特開(kāi)2002-10645號(hào)公報(bào) 然而，現(xiàn)有的節(jié)電裝置51由于總是以恒定的節(jié)電率節(jié)減高壓放電燈54的消耗功 率，因此如果輸入電壓變動(dòng)，輸出電壓也會(huì)以相同的比率變動(dòng)。因此存在以下問(wèn)題放電燈 54的照度變得不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生閃爍，壽命也變短。此外，輸入電壓急劇下降時(shí)，輸出電壓進(jìn) 一步下降，會(huì)導(dǎo)致放電燈54熄滅。另外，由于通過(guò)反饋控制驅(qū)動(dòng)TRIAC 53，因此存在容易產(chǎn) 生響應(yīng)延遲的問(wèn)題。 此夕卜，TRIAC 53與交流電源52串聯(lián)連接，因此當(dāng)因雷電沖擊等產(chǎn)生故障時(shí)，電路 會(huì)成為開(kāi)路狀態(tài)，放電燈54熄滅。特別是，如果設(shè)置在高處的放電燈熄滅，則很難進(jìn)行更換 燈泡等維護(hù)。專利文獻(xiàn)1、2的現(xiàn)有裝置由于在變壓器的初級(jí)側(cè)具有逆變器、斬波電路，因此 照明負(fù)載的點(diǎn)燈狀態(tài)穩(wěn)定，但因電路復(fù)雜而大型化，制造成本高，所以不適于在一個(gè)放電燈 中設(shè)置一臺(tái)節(jié)電裝置的用途。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種小型且廉價(jià)的節(jié)電裝置，可以將高壓放電 燈的照度保持恒定地進(jìn)行節(jié)電。此外本發(fā)明的其他目的在于提供一種容易維護(hù)的節(jié)電裝 置，即使在功率調(diào)整元件等產(chǎn)生故障時(shí)也可以使高壓放電燈持續(xù)點(diǎn)燈。 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的節(jié)電裝置，利用功率調(diào)整元件節(jié)減高壓放電燈的消 耗功率，其特征在于，包括電壓測(cè)定電路，測(cè)定來(lái)自交流電源的輸入電壓；設(shè)定電路，設(shè)定 向高壓放電燈輸出的目標(biāo)功率；存儲(chǔ)電路，預(yù)先存儲(chǔ)用于使根據(jù)輸入電壓預(yù)測(cè)的功率下降 到目標(biāo)功率的控制量；和控制電路，從存儲(chǔ)電路讀出與輸入電壓的測(cè)定值對(duì)應(yīng)的控制量，控制功率調(diào)整元件。 此外，本發(fā)明的節(jié)電裝置，除了上述構(gòu)成以外，其特征在于，包括旁通電路，迂回 環(huán)繞上述功率調(diào)整元件；繼電器，用于開(kāi)閉旁通電路；和導(dǎo)通檢測(cè)電路，檢測(cè)高壓放電燈的 導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通檢測(cè)電路檢測(cè)出高壓放電燈的非導(dǎo)通時(shí)，上述控制電路驅(qū)動(dòng)繼電器，關(guān)閉旁 通電路。 根據(jù)本發(fā)明的節(jié)電裝置，設(shè)定目標(biāo)功率，并控制功率調(diào)整元件以使根據(jù)輸入電壓 預(yù)測(cè)的功率下降到目標(biāo)功率，因此即使在輸入電壓變動(dòng)的情況下，也可以向放電燈輸出恒 定的功率。因此，具有將高壓放電燈的照度保持恒定、不會(huì)產(chǎn)生閃爍及熄燈、可以節(jié)減消耗 功率的效果。并且，功率調(diào)整元件的控制量被預(yù)先存儲(chǔ)到存儲(chǔ)電路中，因此還具有可以簡(jiǎn)化 控制電路的構(gòu)成、提高響應(yīng)性、小型且廉價(jià)地制作裝置主體的優(yōu)點(diǎn)。 此外，導(dǎo)通檢測(cè)電路檢測(cè)出高壓放電燈的非導(dǎo)通時(shí)，電源電壓經(jīng)由旁通電路供給 到高壓放電燈，因此具有在功率調(diào)整元件等產(chǎn)生故障時(shí)可以確保故障保險(xiǎn)、使放電燈持續(xù) 點(diǎn)燈、容易維護(hù)的效果。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的節(jié)電裝置的框圖。 圖2是表示節(jié)電裝置的動(dòng)作的流程圖。 圖3是表示TRIAC的動(dòng)作的電壓波形圖。 圖4是表示本發(fā)明的恒定輸出節(jié)電方式的功率特性圖。 圖5是表示現(xiàn)有的節(jié)電裝置的框圖。 圖6是表示現(xiàn)有的恒定率節(jié)電方式的功率特性圖。
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是功能性地表示節(jié)電裝置的構(gòu)成的框 圖，圖2是表示節(jié)電裝置的動(dòng)作的流程圖。圖3是表示作為功率調(diào)整元件的TRIAC的動(dòng)作 的電壓波形圖，圖4是示例了恒定輸出節(jié)電方式下的節(jié)電結(jié)果的功率特性圖。
(實(shí)施例) 如圖1所示，該實(shí)施例的節(jié)電裝置11包括設(shè)置在水銀燈或鈉燈等高壓放電燈12 附近(例如配電盤(pán)內(nèi)部)的殼體13。在該殼體13的外表面上配置有與交流電源13連接 的兩個(gè)輸入端子15、和與放電燈12連接的兩個(gè)輸出端子16。 一個(gè)輸出端子16經(jīng)由穩(wěn)定器 17與放電燈12連接。 在殼體13中內(nèi)裝電路基板(省略圖示)，在電路基板上的主電路20中設(shè)置用于調(diào) 整從交流電源14輸入的電壓的波形的TRIAC 21，并且以迂回環(huán)繞TRIAC 21的方式連接有 旁通電路22。此外在電路基板上配置有用于測(cè)定來(lái)自交流電源14的輸入電壓的電壓測(cè) 定電路23 ;用于設(shè)定輸出到高壓放電燈12的目標(biāo)功率的設(shè)定電路24 ;用于預(yù)先存儲(chǔ)TRIAC 21的控制量的存儲(chǔ)電路25 ;用于以從存儲(chǔ)電路25讀出的控制量來(lái)控制TRIAC 21的控制電 路26 ;和用于檢測(cè)放電燈12的導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通檢測(cè)電路27。 在旁通電路22上設(shè)置有用于開(kāi)閉該電路22的b接點(diǎn)型的繼電器28。在設(shè)定電路 24上設(shè)置有用于以相對(duì)于額定功率的比率(例如60 100%)設(shè)定目標(biāo)功率的轉(zhuǎn)盤(pán)29。在存儲(chǔ)電路25中作為T(mén)RIAC 21的控制量，以一覽表的形式存儲(chǔ)有用于使根據(jù)輸入電壓預(yù) 測(cè)的功率下降到目標(biāo)功率的波形處理數(shù)據(jù)。并且，控制電路26構(gòu)成為，從存儲(chǔ)電路25讀出 與從電壓測(cè)定電路23輸入的測(cè)定值對(duì)應(yīng)的波形處理數(shù)據(jù)，控制TRIAC 21的導(dǎo)通時(shí)序。
在上述構(gòu)成的節(jié)電裝置11中，接下來(lái)說(shuō)明高壓放電燈12的節(jié)電方法。在圖2所 示的流程圖中，首先在節(jié)電裝置11的輸入端子15接通電源后，控制電路26啟動(dòng)，進(jìn)行用 于準(zhǔn)備節(jié)電控制的啟動(dòng)處理(S1)。在啟動(dòng)處理中，使繼電器28勵(lì)磁，打開(kāi)旁通電路22，向 TRIAC 21輸出啟動(dòng)信號(hào)，關(guān)閉主電路20，向放電燈12供給電源電壓。并且，直到放電燈12 成為完全點(diǎn)燈狀態(tài)為止，等待數(shù)分鐘(S2)。 接著，控制電路26從設(shè)定電路24讀出通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)29設(shè)定的目標(biāo)功率(S3)，從電壓 測(cè)定電路23輸入當(dāng)前的輸入電壓(S4)。然后，從存儲(chǔ)電路25提取與輸入電壓的測(cè)定值對(duì) 應(yīng)的波形處理數(shù)據(jù)，向TRIAC21輸出時(shí)序信號(hào)(S5)。并且如圖3所示例，以指定的時(shí)序使 TRIAC21導(dǎo)通，每半個(gè)周期切斷輸入電壓波形的一部分(用陰影表示的部分)，使電壓回落 到OV，節(jié)減與切斷寬度W對(duì)應(yīng)的量的電力(S6)。 其后，控制電路26根據(jù)從導(dǎo)通檢測(cè)電路27輸入的信號(hào)，確認(rèn)放電燈12的導(dǎo)通狀
態(tài)(S7)。能夠確認(rèn)導(dǎo)通時(shí)，恢復(fù)為輸入電壓測(cè)定處理，使波形處理繼續(xù)(S4 S6)。無(wú)法確
認(rèn)導(dǎo)通時(shí)，判斷為因TRIAC 21的故障使得主電路20為打開(kāi)的狀態(tài)，使繼電器28消磁，關(guān)閉
旁通電路22，向放電燈12供給電源電壓。由于繼電器28使用b接點(diǎn)型，因此除了TRIAC 21
故障之外，在因包含熔絲(省略圖示)熔斷的電路部件的破損而使控制電路26陷于不能動(dòng)
作的情況下，也可以切實(shí)地關(guān)閉旁通電路22。 根據(jù)該實(shí)施例的節(jié)電裝置ll，可以期待以下作用效果。 (a)設(shè)定目標(biāo)功率，控制TRIAC 21以使根據(jù)輸入電壓預(yù)測(cè)的功率下降到目標(biāo)功 率，因此如圖4所示，不會(huì)受到輸入電壓的變動(dòng)產(chǎn)生的影響，可以總是向高壓放電燈12輸入 恒定的功率(目標(biāo)功率)。 (b)因此，可以使放電燈12的照度保持恒定，能夠在沒(méi)有閃爍及熄燈的狀態(tài)下節(jié) 減消耗功率。 (c)此外，輸入電壓的變動(dòng)得到抑制，向放電燈12供給恒定的功率，因此放電燈12 的壽命變長(zhǎng)。 (d)總是測(cè)定輸入電壓并控制TRIAC 21，因此即使在產(chǎn)生了急劇的電壓下降時(shí)， 也能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)使放電燈12點(diǎn)燈。 (e)通過(guò)操作設(shè)定電路24的轉(zhuǎn)盤(pán)29，可以階梯地改變目標(biāo)功率，因此可以進(jìn)行與 放電燈12的設(shè)備環(huán)境對(duì)應(yīng)的高效的節(jié)電。
(f)例如在傍晚時(shí)功率需求不高的設(shè)備環(huán)境下，不必要地提供高的電源電壓，但通 過(guò)使從交流電源14輸入的功率下降到目標(biāo)功率，可以有效地節(jié)減放電燈12的消耗功率。
(g)此外如圖4所示，在輸入電壓超過(guò)電源電壓(交流額定電壓)的范圍內(nèi)容易變 動(dòng)的設(shè)備環(huán)境下，即使目標(biāo)功率被設(shè)定為額定功率的100%，也可以切斷剩余功率，提高節(jié) 電效果。 (h)由于TRIAC 21的波形處理數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)到存儲(chǔ)電路25中，因此可以簡(jiǎn)化電 壓測(cè)定電路23及控制電路26的構(gòu)成，此外也可以使用簡(jiǎn)單的控制程序來(lái)提高響應(yīng)性。
(i)因此，可以小型、廉價(jià)且高功能地制作節(jié)電裝置，例如在一個(gè)放電燈12中設(shè)置一臺(tái)節(jié)電裝置11的照明設(shè)備中，可以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的節(jié)電。 (j)導(dǎo)通檢測(cè)電路27檢測(cè)出放電燈12的非導(dǎo)通時(shí)，繼電器28打開(kāi)旁通電路22， 向放電燈12供給電源電壓，因此在TRIAC 21等產(chǎn)生故障時(shí)，可以確保故障保險(xiǎn)，使放電燈 12持續(xù)點(diǎn)燈。 (k)因此特別是在設(shè)置于道路、工廠等的高處的放電燈12中，可以減少燈泡更換 等的次數(shù)，容易地進(jìn)行照明設(shè)備的維護(hù)。 另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，例如構(gòu)成為使節(jié)電裝置11具有通信功能，使用 無(wú)線遙控器、個(gè)人計(jì)算機(jī)等遠(yuǎn)程操作設(shè)備，設(shè)定設(shè)置在高處的放電燈12的0N/0FF，可以遠(yuǎn) 程操作目標(biāo)電壓的設(shè)定等，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)刈兏鞑康臉?gòu)成 并實(shí)施。
權(quán)利要求
一種節(jié)電裝置，利用功率調(diào)整元件節(jié)減高壓放電燈的消耗功率，其特征在于，包括電壓測(cè)定電路，測(cè)定來(lái)自交流電源的輸入電壓；設(shè)定電路，設(shè)定向高壓放電燈輸出的目標(biāo)功率；存儲(chǔ)電路，預(yù)先存儲(chǔ)用于使根據(jù)輸入電壓預(yù)測(cè)的功率下降到目標(biāo)功率的控制量；和控制電路，從存儲(chǔ)電路讀出與輸入電壓的測(cè)定值對(duì)應(yīng)的控制量，控制功率調(diào)整元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的節(jié)電裝置，其特征在于，包括旁通電路，迂回環(huán)繞上述功率調(diào)整元件；繼電器，用于開(kāi)閉旁通電路；和導(dǎo)通檢測(cè)電路，檢測(cè)高壓放電燈的導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通檢測(cè)電路檢測(cè)出高壓放電燈的非導(dǎo)通時(shí)，上述控制電路驅(qū)動(dòng)繼電器，關(guān)閉旁通電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小型且廉價(jià)的高壓放電燈的節(jié)電裝置，可以將水銀燈、鈉燈等高壓放電燈的照度保持恒定地進(jìn)行節(jié)電。用電壓測(cè)定電路測(cè)定來(lái)自交流電源的輸入電壓，通過(guò)設(shè)定電路設(shè)定輸出到高壓放電燈的目標(biāo)功率。在存儲(chǔ)電路中預(yù)先存儲(chǔ)用于使根據(jù)輸入電壓預(yù)測(cè)的功率下降到目標(biāo)功率的波形處理數(shù)據(jù)，控制電路從存儲(chǔ)電路讀出與輸入電壓的測(cè)定值對(duì)應(yīng)的波形處理數(shù)據(jù)，控制功率調(diào)整用的TRIAC的導(dǎo)通時(shí)序。在迂回環(huán)繞TRIAC的旁通電路上設(shè)置繼電器，導(dǎo)通檢測(cè)電路檢測(cè)出放電燈的非導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)繼電關(guān)閉旁通電路，向放電燈供給電源電壓，防止熄燈。
文檔編號(hào)H05B41/36GK101730368SQ20091000261
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者加藤昌幸, 山內(nèi)宏夫, 普拉提普·阿蒙維帝基瓦察 申請(qǐng)人:河村電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社;山內(nèi)宏夫