專利名稱：日光燈節(jié)電調(diào)光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種日光燈調(diào)光器，特別是一種日光燈節(jié)電調(diào)光器。
目前，在世界各地廣泛使用的日光燈雖然存在著如工作溫度高。壽命短、功耗大，特別是鎮(zhèn)流器熱量散發(fā)造成的功率浪費(fèi)等缺點(diǎn)，但由于發(fā)出的光接近日光，特別適合于工作、學(xué)習(xí)和生活場(chǎng)所，至今還沒(méi)能和不能夠被其它電光源所取代。過(guò)去也有人在日光燈的電路上進(jìn)行節(jié)能研究，但都不能做到連續(xù)調(diào)光，不易設(shè)置參數(shù)，或者不能提高功率因數(shù)。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠連續(xù)調(diào)光且能控制功耗并且能提高功率因數(shù)的日光燈節(jié)電調(diào)光器。
本實(shí)用新型日光燈節(jié)電調(diào)光器的技術(shù)方案為當(dāng)節(jié)電器只需工作在固定節(jié)電率狀態(tài)時(shí)，本實(shí)用新型包含有變壓器(Tf)、整流橋(D1)、雙向交流可控硅(TRC)、電阻(R1)、電阻(R2)、電阻(R3)、單極性電容(C1)、電容(C2)、電力電容(C)、保險(xiǎn)絲(F1)等元件，電力電容(C)并聯(lián)在變壓器(Tf)輸入線圈兩端，整流橋(D1)的交流輸入端并聯(lián)到變壓器(Tf)的兩輸出端，整流橋(D1)的正輸出端同電阻(R1)的一端串聯(lián)，電阻(R1)的另一端聯(lián)接至雙向交流可控硅(TRC)的觸發(fā)極(k)，整流橋(D1)的負(fù)輸出端接單極性電容(C1)的負(fù)端及電阻(R3)的一端，單極性電容(C1)的正端與電阻(R3)的另一端均接到雙向交流可控硅(TRC)的1極，再同變壓器(Tf)的一輸入端(L1)相聯(lián)，雙向交流可控硅(TRC)的2極和保險(xiǎn)絲(F1)串聯(lián)，保險(xiǎn)絲(F1)的另一端作為接線端(S)，電阻(R2)和電容(C2)串聯(lián)再并聯(lián)到雙向交流可控硅(TRC)的1、2兩極。
為使調(diào)光器進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)光和控制，本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案為還包含有整流橋(D2)和可調(diào)電位器(Rw)，兩整流橋(D1)、(D2)的交流輸入端相并聯(lián)，再并聯(lián)到變壓器(Tf)的兩輸出端，整流橋(D1)、(D2)的負(fù)輸出端相接并同單極性電容(C1)的負(fù)端及電阻(R3)的一端相接，可調(diào)電位器(Rw)的一個(gè)固定端聯(lián)到電阻(R3)的一端，可調(diào)電位器(Rw)的另一固定端同整流橋(D2)的正輸出端相接，可調(diào)電位器(Rw)的滑動(dòng)端同單極性電容(C1)的正端連接，再接到雙向交流可控硅(TRC)的1極，再同變壓器(Tf)的一輸入端(L1)相聯(lián)。
本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，取得了以下優(yōu)點(diǎn)a).調(diào)光器功能在通電時(shí)可以從燈滅狀態(tài)調(diào)到穩(wěn)定亮狀態(tài)，進(jìn)而從節(jié)電40％(有功電能)連續(xù)調(diào)到原功耗狀態(tài)，其間發(fā)光穩(wěn)定，無(wú)光閃現(xiàn)象。如將電阻器固定在某個(gè)值，則工作在固定的節(jié)電率下。
b).加上功率因數(shù)校正，可將原來(lái)的功率因數(shù)約0.5左右，提高到0.9以上，甚至到0.95以上。
c).降低工作溫度，主要是鎮(zhèn)流器及燈管的溫度從而延長(zhǎng)燈具壽命，也減少火災(zāi)危險(xiǎn)性。
d).由于不增加電壓的工作頻率，沒(méi)有電子鎮(zhèn)流器那樣的高頻，不產(chǎn)生高頻干擾。
e).以低成本方案實(shí)現(xiàn)，故易于同低價(jià)格的原電路配套及大規(guī)模生產(chǎn)。
f).體積小，可做到2個(gè)火柴盒大小。
g).延長(zhǎng)了燈具壽命，從而直接減少部件的損耗和更換，特別是內(nèi)含有毒物質(zhì)的燈管本身的損換率。減少所需的發(fā)電能源，如火力燃油或其它發(fā)電資源。從而節(jié)省能源及減少有害物質(zhì)的排放。
對(duì)其它電光源，如白熾燈而言，接上本節(jié)電器后可連續(xù)從零到原功耗范圍內(nèi)調(diào)控。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，其中

圖1所示為本實(shí)用新型的日光燈供給交流電壓波形，其中陰影部分為最有效電壓部分的波形；圖2所示為圖1中最有效電壓部分即陰影部分所示的波形；圖3.1b為一種實(shí)驗(yàn)電路圖；圖3.1a為與圖3.1b相對(duì)應(yīng)的電壓波形，其中U0為整流橋D1的輸出電壓波形，UR為從Rw的滑動(dòng)端到L1之間的電壓波形；圖3.2b為另一種實(shí)驗(yàn)電路圖；圖3.2a為與圖3.2b相對(duì)應(yīng)的電壓波形，其中UO為變壓器Tf的輸出電壓波形，UR為從RW的滑動(dòng)端到L1之間的電壓波形；圖3.3a為本實(shí)用新型的電路圖；圖3.3b為本實(shí)用新型的節(jié)電調(diào)光器中的三個(gè)外接出點(diǎn)的布置示意圖，其中的數(shù)字3代表節(jié)電調(diào)光器；圖3.4為在固定節(jié)電率下本實(shí)用新型的電路圖4為本實(shí)用新型與日光燈連接在一起的安裝示意圖，其中數(shù)字3指示為節(jié)電調(diào)光器，數(shù)字4指示為鎮(zhèn)流器，數(shù)字5指示為啟輝器，數(shù)字6指示為燈管。
圖1中的陰影是交流電壓的最有效部分。將日光燈的供給電壓取這一部分，而省去零點(diǎn)附近的部分，就既能減少能量消耗又能保持日光燈的發(fā)光穩(wěn)定。所以這一原理又可稱為最有效供電原理。圖1中的T-T1＝T2-T，其中，T正好對(duì)應(yīng)于電壓的峰值。圖2所示的電壓波形是本裝置的輸出電壓波形，也是日光燈線路的供給電壓。此電壓波形是對(duì)稱于縱軸的，理論上，這可以使偶次電壓諧波得以消除。由于有強(qiáng)迫沿的存在，可以在一定程度上保持光強(qiáng)。無(wú)論如何，由于平均有效電壓和電流值下降使得整個(gè)電路的功率下降，從而達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)(T-T1)從大變小時(shí)，節(jié)能率就從小變大，有功功率節(jié)省率可高達(dá)40％。在調(diào)控T1和T2時(shí)，保持發(fā)光穩(wěn)定，這樣本裝置就可作為日光燈的調(diào)光器，加上功率因數(shù)校正，調(diào)光時(shí)，可以使整個(gè)電路的顯功功率減少達(dá)60％以上。
以現(xiàn)有的技術(shù)及高性能的電子器件實(shí)現(xiàn)上述的原理有很多方案可以做到，關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)出一個(gè)有效而且低成本的電路?；倦娐吩腿鐖D3.1b和圖3.2b所示。兩個(gè)電路的功能基本相同，所采用的雙向交流可控硅(TRC)可以四象限觸發(fā)，但是由于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值Uw不能隨電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而改變，這樣當(dāng)電壓降低太多時(shí)節(jié)電器的輸出電壓就會(huì)減少太多，會(huì)導(dǎo)致日光燈光閃，因此，這兩個(gè)電路最終提升為圖3.3a的電路，Uw是隨電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而改變的。顯然，圖3.3a的電路仍保持了低成本的特點(diǎn)。
參見(jiàn)圖3.3a的電路，本日光燈節(jié)電調(diào)光器，當(dāng)節(jié)電器工作在可變節(jié)電率狀態(tài)時(shí)，由變壓器(Tf)、整流橋(D1)、整流橋(D2)、雙向交流可控硅(TRC)、電阻(R1)、電阻(R2)、電阻(R3)、可調(diào)電位器(Rw)、電容(C1)、電容(C2)、電力電容(C)、保險(xiǎn)絲(F1)等元件構(gòu)成，電力電容(C)并聯(lián)在變壓器(Tf)輸入線圈兩端，兩整流橋(D1)、(D2)的交流輸入端相并聯(lián)，再并聯(lián)到變壓器(Tf)的兩輸出端，整流橋(D1)的正輸出端同電阻(R1)的一端串聯(lián)，電阻(R1)的另一端聯(lián)接至雙向交流可控硅(TRC)的觸發(fā)極(k)，整流橋(D1)、(D2)的負(fù)輸出端相接并同單極性電容(C1)的負(fù)端及電阻(R3)的一端相接，電阻(R3)的另一端聯(lián)到可調(diào)電位器(Rw)的一個(gè)固定端，可調(diào)電位器(Rw)的另一固定端同整流橋(D2)的正輸出端相接，可調(diào)電位器(Rw)的滑動(dòng)端同單極性電容(C1)的正端連接，再接到雙向交流可控硅(TRC)的1極，再同變壓器(Tf)的一輸入端(L1)相聯(lián)，雙向交流可控硅(TRC)的2極和保險(xiǎn)絲(F1)串聯(lián)，保險(xiǎn)絲(F1)的另一端作為接線端(S)，電阻(R2)和電容(C2)串聯(lián)再并聯(lián)到雙向交流可控硅(TRC)的1、2兩極。
由變壓器(Tf)、整流橋(D1)、電阻(R1)、整流橋(D2)、電阻(R3)、可調(diào)電位器(Rw)、電容(C1)及雙向交流可控硅(TRC)觸發(fā)極回路構(gòu)成最有效對(duì)稱電壓波形檢測(cè)和寬度調(diào)節(jié)。雙向交流可控硅(TRC)作為主電路無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)配合波形檢測(cè)和寬度調(diào)節(jié)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)日光燈的節(jié)電調(diào)光控制。電力電容(C)并聯(lián)在變壓器(Tf)輸入線圈兩端并形成接點(diǎn)L1和N1。電力電容(C)作為功率因數(shù)校正可將功率因數(shù)提高到0.9以上。保險(xiǎn)絲(F1)的一端作為接點(diǎn)S和原日光燈電路串聯(lián)起過(guò)流保護(hù)作用以及防止因接線錯(cuò)誤而損壞本裝置。
本裝置同原日光燈電路連接方法如圖4所示。L1、N1、S端同供電電源及原日光燈電路相接，其中L1接火線，N1接地線，原日光燈電路串接在N1和S兩端之間。
當(dāng)節(jié)電器只需工作在固定節(jié)電率狀態(tài)時(shí)，圖3.3a可簡(jiǎn)化為圖3.4的基本電路。
其電路為其特征是刪去圖3.3a電路中的整流橋D2和可調(diào)電位器Rw，其余不變。在這一電路里，電阻R1和R3取值的配合就可以讓節(jié)電器工作在某固定節(jié)電率下。
權(quán)利要求1.一種日光燈節(jié)電調(diào)光器，其特征在于包含有變壓器(Tf)、整流橋(D1)、雙向交流可控硅(TRC)、電阻(R1)、電阻(R2)、電阻(R3)、單極性電容(C1)、電容(C2)、電力電容(C)、保險(xiǎn)絲(F1)等元件，電力電容(C)并聯(lián)在變壓器(Tf)輸入線圈兩端，整流橋(D1)的交流輸入端并聯(lián)到變壓器(Tf)的兩輸出端，整流橋(D1)的正輸出端同電阻(R1)的一端串聯(lián)，電阻(R1)的另一端聯(lián)接至雙向交流可控硅(TRC)的觸發(fā)極(k)，整流橋(D1)的負(fù)輸出端接單極性電容(C1)的負(fù)端及電阻(R3)的一端，單極性電容(C1)的正端與電阻(R3)的另一端均接到雙向交流可控硅(TRC)的1極，再同變壓器(Tf)的一輸入端(L1)相聯(lián)，雙向交流可控硅(TRC)的2極和保險(xiǎn)絲(F1)串聯(lián)，保險(xiǎn)絲(F1)的另一端作為接線端(S)，電阻(R2)和電容(C2)串聯(lián)再并聯(lián)到雙向交流可控硅(TRC)的1、2兩極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日光燈節(jié)電調(diào)光器，其特征在于還包含有整流橋(D2)和可調(diào)電位器(Rw)，兩整流橋(D1)、(D2)的交流輸入端相并聯(lián)，再并聯(lián)到變壓器(Tf)的兩輸出端，整流橋(D1)、(D2)的負(fù)輸出端相接并同單極性電容(C1)的負(fù)端及電阻(R3)的一端相接，可調(diào)電位器(Rw)的一個(gè)固定端聯(lián)到電阻(R3)的一端，可調(diào)電位器(Rw)的另一固定端同整流橋(D2)的正輸出端相接，可調(diào)電位器(Rw)的滑動(dòng)端同單極性電容(C1)的正端連接，再接到雙向交流可控硅(TRC)的1極，再同變壓器(Tf)的一輸入端(L1)相聯(lián)。
專利摘要日光燈節(jié)電調(diào)光器由變壓器(Tf)、整流橋(D1)、雙向交流可控硅(TRC)、電阻(R1、R2、R3)、電容(C1、C2)、電力電容(C)、保險(xiǎn)絲(F1)等元件構(gòu)成,電阻(R1)和電阻(R3)的配合可使節(jié)電器工作在固定節(jié)電率狀態(tài)下。當(dāng)將整流橋(D2)與整流橋(D1)相并聯(lián)及可調(diào)電位器(Rw)串聯(lián)入電阻(R3)中時(shí),本實(shí)用新型以交流可控硅(TRC)作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),穩(wěn)定地調(diào)光和控制功耗。
文檔編號(hào)H05B41/36GK2398798SQ9820712
公開(kāi)日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月30日
發(fā)明者徐健 申請(qǐng)人:徐健